一种双金属复合板埋弧焊工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到金属焊接领域，特别涉及到一种双金属复合板埋弧焊工艺。
【背景技术】
[0002]目前，随着酸性油气田的开发油气输送管线面临着越来越苛刻的腐蚀环境，很多油气输送管道由于腐蚀严重而造成失效，甚至会引起爆炸，威胁人身安全，污染环境，后果非常严重。随着钢管制造业的迅速发展，不锈钢双金属复合钢管因其具有碳钢的高强度、高韧性等力学性能，又具有不锈钢的耐蚀性优点，因此得到了广泛运用。然而，由于不锈钢双金属复合钢管的两种材质具有不同化学成分和物理性能，在焊接过程中很容易造成熔合区碳的扩散和合金元素的稀释，引起焊接接头性能恶化，影响焊接质量，这使得不锈钢双金属复合钢管焊接相比单层碳钢或不锈钢钢管焊接变得复杂，给不锈钢双金属复合钢管生产增加了难度。为了避免不锈钢复合管焊接过程中覆层与基体界面处出现的合金元素的大量稀释和碳元素的迀移等，常用方法是在基体或覆层焊接后，再在覆层与基体界面处进行过渡层焊接，然后焊接覆层或基体。
[0003]专利号为CN103978280A名称为“一种不锈钢复合管焊接工艺评定方法”的专利文件中，所述的焊接不锈钢双金属复合钢管的作法是采用氩弧焊焊接过渡层，然后采用混合气体Ar+C02 (混配比例4:1)保护焊接基体焊缝填充层和盖面层，最后采用纯氩气保护焊接覆层填充层和盖面层，采用这种焊接工艺必须对现有的直缝埋弧焊管生产装备加以改造方可实施。
[0004]专利号为CN103358036A名称为“一种不锈钢复合管焊接工艺”的专利文件中，所述的焊接不锈钢双金属复合钢管的作法是气保护焊接覆层，然后采用手工电弧焊焊接过渡层，再采用埋弧焊工艺焊接基体。由于手工电弧焊焊接焊接效率低，不适合在直缝埋弧焊管大批量生产应用。同时采用气保护焊接覆层必须对现有的直缝埋弧焊管生产装备加以改造方可实施。
[0005]专利号为CN1354061A名称为“不锈钢复合管焊接方法”的专利文件中，所述的焊接不锈钢双金属复合钢管的作法是采用氩弧焊焊接不锈钢覆层，然后采用手工电弧焊焊接过渡层，再采用手工电弧焊焊接基体。由于手工电弧焊焊接焊接效率低，不适合在直缝埋弧焊管大批量生产应用。同时采用氩弧焊焊接覆层必须对现有的直缝埋弧焊管生产装备加以改造方可实施。
[0006]宝鸡钢管公司毕宗岳在2010年《焊管》第5期发表的《酸性介质用大口径2205/Q235双相不锈钢复合管》的文章显示，不锈钢双金属复合钢管焊接采用氩弧焊焊接覆层，采用CO2保护焊焊接基体。采用这种焊接工艺必须对现有的直缝埋弧焊管生产装备加以改造方可实施。
[0007]四川石油管理局管道焊接技术中心杨旭在2008年《焊管》第5期发表的《Incoloy825合金+ X65复合管焊接性和焊接工艺》的文章显示，不锈钢双金属复合钢管焊接采用氩弧焊焊接覆层和基体。采用这种焊接工艺必须对现有的直缝埋弧焊管生产装备加以改造方可实施。
[0008]中石油第二建设公司周光河在2015年《焊接》第3期发表的《15CrMoR(H)+SUS321不锈复合板焊接》的文章显示，不锈钢双金属复合板采用手工电弧焊焊接覆层和基体。由于手工电弧焊焊接焊接效率低，不适合在直缝埋弧焊管大批量生产应用。上述不锈钢双金属复合钢管焊接工艺与目前直缝埋弧焊钢管制造所用装备不适应，即使进行对应的装备改造也存在普通管线钢管与不锈钢双金属复合钢管交替生产时的工装更换问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种采用现有直缝埋弧焊管生产设备进行不锈钢双金属复合钢管焊接的双金属复合板埋弧焊工艺。
[0010]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
一种双金属复合板埋弧焊工艺，其特征在于:所述工艺的步骤如下:
1、前期准备:(I)、双金属复合板材:基体钢材规格:L415Q，厚度15mm，覆层不锈钢材规格316L，厚度3mm;
(2)、焊接材料:基体预焊选用0 3mmCHW50C8焊丝，基体埋弧焊选择04mmH08C焊丝和SJlOlG焊剂，覆层埋弧焊选择?4mmER309MoL焊丝和CHF601焊剂；
2、参数设置:(1)、焊接坡口尺寸:双金属复合板内坡口深度为2.0±0.5mm，坡口角度45±2°，双金属复合板外坡口深度12±0.5mm，坡口角度30±2°，坡口钝边尺寸4 + 0.5mm ；
(2)、焊接规范:基体预焊混合气体Ar+CC^g配比例4:1，焊接电流700±50A，电弧电压22±2V，焊接速度3.0±0.lm/min，基体埋弧焊第一道次采用双丝埋弧焊，一丝焊接电流700±50A，电弧电压35±2V，二丝焊接电流550±50A，电弧电压38±2V，焊接速度1.4±0.lm/min ;基体埋弧焊第二、三道次均采用三丝埋弧焊，，一丝焊接电流700±50A，电弧电压35±2V，二丝焊接电流550±50A，电弧电压38±2V，三丝焊接电流500±50A，电弧电压40±2V，焊接速度1.4±0.lm/min，覆层埋弧焊采用一道次双丝埋弧焊，一丝焊接电流700±50A，电弧电压35±2V，二丝焊接电流550±50A，电弧电压38±2V，焊接速度
1.4 + 0.lm/min ；
3、焊接方式:基体采用混合气体Ar+C02保护预焊后，再进行3道次埋弧焊，基体焊接完成后，覆层采用一道次双丝埋弧焊接。
[0011]本发明的积极效果为:
1、在不改造现有直缝埋弧焊管生产设备的情况下，对不锈钢双金属复合钢管进行焊接;
2、该工艺即可减少改造设备的投入，又可提高普通管线钢管与不锈钢双金属复合钢管的交替生产；
3、该工艺操作简单、生产效率高。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例进一步说明本发明的【具体实施方式】。实施例
[0013]双金属复合板埋弧焊工艺按如下步骤进行:
一、前期准备
1、双金属复合板材:选用型号为L415Q，厚度15mm的钢材作为基体，选用型号为规格316L，厚度3mm不锈钢为覆层；
2、焊丝和焊剂:基体预焊选用03mmCHW50C8焊丝，基体埋弧焊选择04mmH08C焊丝和SJlOlG焊剂，覆层埋弧焊选择?4mmER309MoL焊丝和CHF601焊剂；
二、焊接方式
1、基体预焊:
(I)、基体预焊:当基体进行预焊时，选用的混合气体Ar+C02中混配比例为4:1，混合气体的流量为60L/min，基体预焊时的额定电流700A，允许浮动范围为正负50A，额定电弧电压22V，允许浮动范围为正负2V，基体的焊接速度为3.0m/min,允许浮动范围为正负0.1 m/
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[0014](2)、基体埋弧焊:基体埋弧焊总共要进行3道次埋弧焊，第一道次采用双丝埋弧焊，一丝焊接额定电流700A，允许浮动范围为正负50A，额定电弧电压35V，允许浮动范围为正负2V，一丝焊接速度为1.4m/min，允许浮动范围为正负0.1 m/min，第二、三道次埋弧焊接采用三丝埋弧焊接，一丝焊接额定电流为700A，允许浮动范围为正负50A，额定电弧电压35V，允许浮动范围为正负2V，二丝焊接额定电流为550A，允许浮动范围为正负50A，额定电弧电压为38V，允许浮动范围为正负2V，三丝焊接额定电流为550A，允许浮动范围为正负50A，额定电弧电压40V，允许浮动范围为正负2V，第二、三道次埋弧焊的焊接速度均为1.4m/min，允许浮动的范围为正负0.1 m/min ；
2、覆层焊接:覆层焊接采用一道次双丝埋弧焊接，一丝焊接额定电流700A，允许浮动范围为正负50A，额定电弧电压35V，允许浮动范围为正负2V，二丝焊接额定电流为550A，允许浮动范围为正负50A，额定电弧电压为38V，允许浮动范围为正负2V，覆层焊接速度为1.4m/min，允许活动范围为正负0.1 m/min。
[0015]三、质量要求
不锈钢双金属复合板L415Q/316L (15mm+3mm)各项焊接完成后，其焊接接头性能符合API 5LD内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范技术要求。
[0016]以上所述仅是本发明的非限定实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种双金属复合板埋弧焊工艺，其特征在于:所述工艺的步骤如下: (1)、前期准备:①双金属复合板材:基体钢材规格:L415Q，厚度15mm，覆层不锈钢材规格316L，厚度3mm; ②焊接材料:基体预焊选用?3mmCHW50C8焊丝，基体埋弧焊选择?4mmH08C焊丝和SJlOlG焊剂，覆层埋弧焊选择?4mmER309MoL焊丝和CHF601焊剂； (2)、参数设置:①焊接坡口尺寸:双金属复合板内坡口深度为2.0±0.5mm，坡口角度45±2°，双金属复合板外坡口深度12±0.5mm，坡口角度30±2°，坡口钝边尺寸4 + 0.5mm ； ②焊接规范:基体预焊混合气体Ar+CC^g配比例4:1，焊接电流700±50A，电弧电压22±2V，焊接速度3.0±0.lm/min，基体埋弧焊第一道次采用双丝埋弧焊，一丝焊接电流700±50A，电弧电压35±2V，二丝焊接电流550±50A，电弧电压38±2V，焊接速度1.4±0.lm/min ;基体埋弧焊第二、三道次均采用三丝埋弧焊，一丝焊接电流700±50A，电弧电压35±2V，二丝焊接电流550±50A，电弧电压38±2V，三丝焊接电流500±50A，电弧电压40±2V，焊接速度1.4±0.lm/min，覆层埋弧焊采用一道次双丝埋弧焊，一丝焊接电流700±50A，电弧电压35±2V，二丝焊接电流550±50A，电弧电压38±2V，焊接速度1.4 + 0.lm/min ； (3)焊接方式:基体采用混合气体Ar+C02保护预焊后，再进行3道次埋弧焊，基体焊接完成后，覆层采用一道次双丝埋弧焊接。
【专利摘要】本发明提供了一种双金属复合板埋弧焊工艺。所述工艺的步骤如下：1、前期准备：（1）、双金属复合板材；（2）、焊接材料；2、参数设置：（1）、焊接坡口尺寸；（2）、焊接规范；3、焊接方式：基体采用混合气体Ar+CO2保护预焊后，再进行3道次埋弧焊，基体焊接完成后，覆层采用一道次双丝埋弧焊接。该工艺即可减少改造设备的投入，又可提高普通管线钢管与不锈钢双金属复合钢管的交替生产。
【IPC分类】B23K103/18, B23K35/38, B23K9/18, B23K33/00
【公开号】CN104942414
【申请号】CN201510331702
【发明人】唐子金, 曾德胜, 张晓强, 杨雄英, 王彬, 孙荣华, 彭新星
【申请人】中石化石油工程机械有限公司沙市钢管厂
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月16日