本发明专利技术公开了一种上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材的对焊连接方法，通过热轧工艺将两层LC2205不锈钢和一层碳钢连接在一起，再经过控扎控冷技术轧制成层状复合板材，上、下两层为LC2205不锈钢合金层，中间层为碳钢层；在“V+I+V”特型坡口精细设计和加工的基础上，采用碳钢层、过渡层、LC2205不锈钢层的顺序进行焊接，并对过渡层熔敷厚度进行控制，不但使过渡层材料起到了对耐蚀金属Cr、Ni的过渡补偿作用，而且保证了上下LC2205不锈钢层的优良抗腐蚀性能，保证了焊缝区有可靠的焊接质量和优良的综合力学性能，适用于各种耐腐蚀管材生产和管道建设。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于焊接
，具体涉及一种上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材的对焊连接方法。
技术介绍
：因为腐蚀而造成的损失日趋严重，尤其在一些强腐蚀性油气田的开发中，更显严重，由于腐蚀问题给国家和社会造成的直接经济损失经估算，约为5000亿元每年，占到国民生产总值的5％，其中因管道腐蚀造成的事故和损失还在逐年增加。层状复合材料可以使强度、熔点、热膨胀系数差异极为悬殊的不同金属实现完美的冶金结合，集不同材料的优点于一身，充分发挥不同材料特性，极大地节约稀贵金属材料，降低设备的制造成本，使稀贵金属在许多领域的应用成为可能。层状复合管市场需求较大，仅我国石油、石化行业就是一个巨大市场，我国油气管道建设中，一部分钢管即用来输运强腐蚀性介质，又在酸性土壤环境中使用，这对于内、外层均具有抗腐蚀性能的层状复合焊管，前景无限好。管道或设备服役的环境，复杂到难以想象，例如：管道既要输运强腐蚀性介质，又要穿越大地域范围的酸性土壤环境。这对于一般的管道材料来说，根本无法使用，必须得有针对性的或建设性的提出一种内外兼有抗腐蚀功能的管道，而该种管道的焊接，将是管线建设的重头戏，难度可想而知，既要保证内、外层材料优良的抗腐蚀性能，又要确保中间基层材料的高强、高韧性特点，焊接方法、工艺、包括坡口设计和加工都将是大大有别于其他管道焊接的。需要考虑焊接过程的诸多方面，且要协调处理可能出现的各种问题，包括，焊接参数匹配，焊材匹配，焊丝、焊剂匹配，坡口设计和焊接方法及工艺匹配
等等。因此，本专利技术的价值就在于此。能很好解决上述焊接过程可能出现的各种问题，且能保证钢管内、外层材料的优良抗腐蚀性，又能使中间基层材料充分发挥其高强、高韧性特点。2014年1月29日公布的公布号为CN 103537816 A的中国专利技术专利，专利名称为金属层状复合板的焊接方法，该专利技术专利指出厚度在2.0～22.0mm的金属层状复合板开I型坡口；厚度在22.0～42.0mm，不包括22.0mm的金属层状复合板单面或双面开V型坡口，这种坡口设计与本专利技术不同；该专利技术专利的焊接顺序为先焊I型坡口、中间钝边，再焊接V型坡口，但是这种焊接方法没有对焊接层的厚度进行控制，若采用这种方法对本专利技术的上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材进行对焊，界面处由于浓度梯度、温度梯度等因素会发生互溶且抗腐蚀元素Cr、Ni会向碳钢侧发生扩散迁移，即受到碳钢的稀释作用，容易使焊缝抗腐蚀性能减弱，影响到管道的服役寿命。加上耐腐蚀合金材料层和中间碳钢层的物理、化学特性差异显著，故而对焊接过程各层熔覆量控制、焊接参数匹配、焊接方法和工艺设置提出了挑战。
技术实现思路
：为了克服上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材的对焊连接方法，本专利技术的对焊连接方法避免了耐蚀金属元素Cr、Ni由于高温冶金作用出现稀释的问题，不仅确保了层状复合板材上、下LC2205不锈钢层的优良耐腐蚀特性，而且确保了中间碳钢层的高强、高韧性特性，使焊缝具有可靠的焊接质量和优良的综合力学性能。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材的对焊连接方法，步骤为：步骤1：将两层LC2205不锈钢和一层碳钢通过热轧工艺连接在一起，再经过控扎、控冷技术轧制成层状复合板材，层状复合板材的上、下两层为LC2205不锈钢合金层，中间层为碳钢层；上、下LC2205不锈钢层的厚度均为1～10mm，碳钢层的厚度为8～50mm；相邻两层之间为冶金结合；步骤2：层状复合板材采用“V+I+V”特型复合坡口设计，上层LC2205不锈钢合金层和下层LC2205不锈钢合金层的同侧均为“V”型坡口，坡口深度为1～13mm，且深度大于所在LC2205不锈钢层厚度，坡口夹角为80～100°，坡口外沿宽度为10～25mm；中间碳钢层为“I”型坡口，坡口深度为中间碳钢层全壁厚度；LC2205不锈钢层的“V”型坡口与中间碳钢层的“I”型坡口交汇于中间碳钢侧；步骤3：完成坡口加工后，组对的层状复合板从上层LC2205不锈钢合金层的坡口一侧每隔500mm长进行定位点焊，点焊后组对的层状复合板材坡口间有0.5～1.0mm宽的间隙；步骤4：完成定位点焊后，对中间碳钢层进行焊接，形成碳钢层熔敷金属区，焊接过程中上、下LC2205不锈钢层的坡口内及附近区域10～20mm宽范围进行惰性气体保护；步骤5：中间碳钢层完成焊接后空冷至室温，对上、下LC2205不锈钢层的“V”型坡口进行清渣处理，清渣后打磨、抛光，使“V”型坡口最低点处于中间碳钢层的厚度尺寸范围内，最后用丙酮和乙醇进行清洗且迅速吹干；步骤6：“V”型坡口吹干后，采用TIG焊分别对上、下LC2205不锈钢层进行过渡层焊接，过渡层厚度与层状复合板材热轧接合面平齐或超出0～1.0mm，且完全覆盖碳钢；过渡层焊接后，采用TIG焊方法分别对上、下LC2205不锈钢层进行填充、盖面焊接，形成LC2205
不锈钢层熔敷金属区，焊接过程整个焊缝区及附近区域均采用惰性气体保护。上述上层LC2205不锈钢层和下层LC2205不锈钢层的厚度相同或不同。上述中间碳钢层为Q235、Q345、X52、X60、X65、X70、X80、X90或X100碳素结构钢、压力容器钢和管线钢。上述步骤4中对中间碳钢层进行焊接的方法为：当中间碳钢层厚度<15mm时，采用PAW方法进行焊接；当中间碳钢层厚度≥15mm而≤50mm时，采用SAW方法进行焊接；焊接所用的焊材为H08E，焊剂为SJ101G。上述步骤6中过渡层焊接所用焊丝为的ER309。上述步骤6中上、下不锈钢层进行填充、盖面焊接所用的焊丝为的ER2209。本专利技术的有益效果：本专利技术采用“V+I+V”特型复合坡口设计，通过对坡口深度、宽度、角度和角度的控制，采用先碳钢层、过渡层、LC2205不锈钢层的顺序进行焊接，并对过渡层熔敷厚度进行控制，使过渡层材料起到了对耐蚀金属Cr、Ni的过渡补偿作用，使焊缝中上、下两界面处耐蚀金属元素保持在正常水平，保证了上、下LC2205不锈钢层的优良抗腐蚀性能，也保证了焊缝区有可靠的焊接质量和优良的综合力学性能。附图说明：下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。图1为本专利技术层状复合板对焊焊缝的过渡熔焊结构示意图。附图标记说明：1为上层LC2205不锈钢层；2为中间碳钢层；3
为下层LC2205不锈钢层；4为LC2205不锈钢层熔敷金属区；5为过渡层；6为碳钢层熔敷金属区。具体实施方式：参见图1，以控扎控冷技术制备的LC2205/X65/LC2205上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材为实验用试板，本例中LC2205/X65/LC2205层状复合板材总厚度为(3+15+3)mm＝21mm，上、下两层LC2205不锈钢层厚度均为3mm，中间X65钢厚度为15mm。采用“V+I+V”即型特型复合坡口设计，上、下两层LC2205不锈钢层坡口角度为60～80°，深度为3～5mm，宽度为10～14mm；中间X65管线钢层“I”型坡口深度为11～15mm。待完成坡口加工后，组对的一副LC2205/X65/LC2205上下包覆LC2205不锈钢层状复合板试本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材的对焊连接方法，其特征在于：所述对焊连接方法的具体步骤为：步骤1：将两层LC2205不锈钢和一层碳钢通过热轧工艺连接在一起，再经过控扎、控冷技术轧制成层状复合板材，层状复合板材的上、下两层为LC2205不锈钢层(1、3)，中间层为碳钢层(2)；上、下LC2205不锈钢层(1、3)的厚度均为1～10mm，碳钢层(2)的厚度为8～50mm；相邻两层之间为冶金结合；步骤2：层状复合板材采用“V+I+V”特型复合坡口设计，上层LC2205不锈钢合金层(1)和下层LC2205不锈钢合金层(3)的同侧均为“V”型坡口，坡口深度为1～13mm，且深度大于所在LC2205不锈钢层(1、3)的厚度，坡口夹角为80～100°，坡口外沿宽度为10～25mm；中间碳钢层(2)为“I”型坡口，坡口深度为中间碳钢层(2)全壁厚度；LC2205不锈钢层(1、3)的“V”坡口与中间碳钢层(2)的“I”型坡口交汇于中间碳钢侧；步骤3：完成坡口加工后，组对的层状复合板材从上层LC2205不锈钢合金层(1)的坡口一侧每隔500mm长进行定位点焊，点焊后组对的层状复合板材坡口间有0.5～1.0mm宽的间隙；步骤4：完成定位点焊后，对中间碳钢层(2)进行焊接，形成碳钢层熔敷金属区(6)，焊接过程中上、下LC2205不锈钢层(1、3)的坡口内及附近区域10～20mm宽范围进行惰性气体保护；步骤5：中间碳钢层(2)完成全部焊接后空冷至室温，对上、下LC2205不锈钢层(1、3)的“V”型坡口进行清渣处理，清渣后打磨、抛光，使“V”型坡口最低点处于中间碳钢层(2)的厚度尺寸范围内，最后用丙酮和乙醇进行清洗且迅速吹干；步骤6：“V”型坡口吹干后，采用TIG焊分别对上、下LC2205不锈钢层(1、3)进行过渡层(5)焊接，过渡层(5)的厚度与层状复合板材热轧接合面平齐或超出0～1.0mm，且完全覆盖碳钢；过渡层(5)焊接后，采用TIG焊方法分别对上、下LC2205不锈钢层(1、3)进行填充、盖面焊接，形成LC2205不锈钢层熔敷金属区(4)，焊接过程整个焊缝区及附近区域均采用惰性气体保护。...
【技术特征摘要】
1.一种上下包覆LC2205不锈钢层状复合板材的对焊连接方法，其特征在于：所述对焊连接方法的具体步骤为：步骤1：将两层LC2205不锈钢和一层碳钢通过热轧工艺连接在一起，再经过控扎、控冷技术轧制成层状复合板材，层状复合板材的上、下两层为LC2205不锈钢层(1、3)，中间层为碳钢层(2)；上、下LC2205不锈钢层(1、3)的厚度均为1～10mm，碳钢层(2)的厚度为8～50mm；相邻两层之间为冶金结合；步骤2：层状复合板材采用“V+I+V”特型复合坡口设计，上层LC2205不锈钢合金层(1)和下层LC2205不锈钢合金层(3)的同侧均为“V”型坡口，坡口深度为1～13mm，且深度大于所在LC2205不锈钢层(1、3)的厚度，坡口夹角为80～100°，坡口外沿宽度为10～25mm；中间碳钢层(2)为“I”型坡口，坡口深度为中间碳钢层(2)全壁厚度；LC2205不锈钢层(1、3)的“V”坡口与中间碳钢层(2)的“I”型坡口交汇于中间碳钢侧；步骤3：完成坡口加工后，组对的层状复合板材从上层LC2205不锈钢合金层(1)的坡口一侧每隔500mm长进行定位点焊，点焊后组对的层状复合板材坡口间有0.5～1.0mm宽的间隙；步骤4：完成定位点焊后，对中间碳钢层(2)进行焊接，形成碳钢层熔敷金属区(6)，焊接过程中上、下LC2205不锈钢层(1、3)的坡口内及附近区域10～20mm宽范围进行惰性气体保护；步骤5：中间碳钢层(2)完成全部焊接后空冷至室温，对上、下LC2205不锈钢层(1、3)的“V”型坡口进行清渣处理，清渣后打磨、抛光，使“V”型坡口最低点处于中间碳钢层(2)的厚度尺寸范围内，最后用丙酮和乙醇进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕宗岳，杨军，刘海璋，杨耀彬，张万鹏，田磊，
申请(专利权)人：宝鸡石油钢管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。