[发明专利]双金属机械复合管焊接工艺

说明书

本发明公开了一种双金属机械复合管焊接工艺，包括以下步骤：一、焊接坡口处理，其处理过程如下：调节机械复合管至合适位置，使之适合电阻点焊机焊接，并开始点焊；每点焊完一点后，调节工装设备使得机械复合管自转10°～30°，然后再次点焊，直至机械复合管旋转360°；将点焊完后的机械复合管加工成V型带钝边坡口；二、打底焊，打底焊之前，采用对口器对机械复合管进行组对；三、过渡焊；四、填充盖面焊。本发明所述的一种双金属机械复合管端部电阻点焊工艺，既能避免焊接过程中机械复合管基层与内衬层的相对滑动，又能降低焊接接头的应力集中，减小焊接裂纹的产生，同时可以在保证焊接质量的同时，大大节省焊接时间，降低焊接成本。

技术领域

本发明属于管道压力容器金属焊接领域，具体地，涉及一种双金属机械复合管焊接工艺。

背景技术

随着经济发展对能源需求的日益增长，油气田开发及油气储运对于防腐技术和管道材质提出了更高的要求。单一成分的管材难以兼顾耐蚀、强度及经济性等方面，从而导致双金属复合管应运而生。双金属复合管按结合方式的不同，分为冶金复合管和机械复合管，其中机械复合管因制作简单、价格低廉和综合性能好，在当今社会被广泛运用。但目前国内油气田应用双金属机械复合管依旧处于起步阶段，使用范围有限，焊接技术仍不成熟。

双金属机械复合管焊接最严重的问题是裂纹，而焊接接头裂纹的产生往往与复合管基层与内衬层相交的焊趾处的应力大小有着重要关系。传统的管端封焊工艺由于采用封焊技术，使得复合管基层与内衬层相交的焊趾处的应力集中增大，且易产生脆硬组织，常会在封焊处产生裂纹，不能很好的解决机械复合管的焊接问题。新兴的管端堆焊技术利用冶金原理，将机械复合管端部由机械结合转变为冶金结合，使得复层与内衬层相交的焊趾处不会发生应力集中，但该技术焊接成本过高，不能得到广泛应用。因此，寻求一种既经济又可靠的焊接工艺，仍是机械复合管焊接急于解决的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双金属机械复合管焊接的工艺方法，用以解决现有焊接工艺存在的焊趾处应力集中大、易产生脆硬组织和焊接成本高等缺点，提高焊接效率，保证焊接质量。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

双金属机械复合管焊接工艺，包括以下步骤：

步骤一、使用电阻点焊对管端内衬层与基层进行点焊处理，再进行加工坡口：

101、调节机械复合管和点焊机电极的配合位置，使得机械复合管轴心与点焊机的电极处于同一面上，且点焊机两电极分别处于管内和管外，电极轴心距管端距离为10～30mm；

102、采用大电流对机械复合管进行点焊，每点焊完一点后，使得机械复合管旋转10°～30°，再进行下一次点焊，直至机械复合管旋转到360°；

103、将点焊完后机械复合管加工成V型带钝边坡口，加工时保留完整点焊熔点，所述V型坡口的单边坡口角度β为30°±5°，钝边厚度与内衬层厚度相同；

步骤二、采用钨极氩弧焊对双金属机械复合管进行打底层焊接：惰性气体保护下，采用钨极氩弧焊对机械复合管的内衬层进行打底焊，所用焊丝为与耐蚀内衬管同材质或高一等级的不锈钢或镍基焊丝，焊接电流为70～110A；打底焊前一般采用对口器进行组对，组对间隙为2～5mm；打底焊层为多层时，施焊过程中将焊层的层间温度控制在50～80℃，且保证不将碳钢制基管的外部熔化；

步骤三、采用钨极氩弧焊对双金属机械复合管进行过渡层焊接：惰性气体保护下，采用钨极氩弧焊对基层与内衬层界面处进行过渡焊，所用焊丝为比耐蚀内衬层材质高一等级的不锈钢或镍基焊丝，焊接电流为90～130A；

步骤四、对复合管基管进行填充盖面焊：采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊或药芯焊丝电弧焊对碳钢制基管进行焊接，所用焊材为与碳钢制基管同材质的焊条或焊丝，焊接电流为100～150A，焊接过程中保证层间温度低于150℃。