一种双相不锈钢双金属复合管的环焊焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种双相不锈钢双金属复合管的环焊焊接方法，包括以下步骤：（ａ）坡口处理：双相不锈钢双金属复合管由双相不锈钢制内衬管和碳钢制基管组成，先将基管的焊接面处理成角度为４５－５５°的Ｖ形坡口且内衬管伸出基管２－３ｍｍ；（ｂ）封口焊：用钨极氩弧焊焊接基管和内衬管间的连接端口，采用双相不锈钢焊丝且焊接电流为６５－８０Ａ；（ｃ）打底焊：用钨极氩弧焊焊接内衬管间的连接端口，采用双相不锈钢焊丝且焊接电流为６０－９０Ａ；（ｄ）基管焊：用电弧焊焊接基管间的连接端口，采用双相不锈钢焊条。本发明专利技术工序步骤简单、所用焊接材料少且焊接合格率高，能减少或避免焊接缺陷，大大提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双金属复合管焊接方法，特别是涉及一种双相不锈钢双 金属复合管的环焊焊接方法。
技术介绍
近年来，随着双金属复合管的应用日益广泛，相继出现了多种针对复 合管的不同类型焊接方法。经检索，尚未发现有关于双相不锈钢复合管的 焊接方法。目前，双金属复合管普遍应用的焊接方法大都将焊接过程分为 封口焊缝、衬层打底焊缝、过渡焊缝和基管焊缝四个部分的焊接，首先釆 用氩弧焊进行封口焊，然后进行氩弧焊不锈钢衬层打底焊，以保证衬层化学成分中的Cr、 Ni含量，从而保证耐蚀层的耐蚀性；再釆用不锈钢焊条 进行电弧焊过渡焊，防止基管碳钢管中C、 S、 P等有害元素对耐蚀层的稀 释作用；最后，为了保证基管力学性能，釆用常规碳钢焊条进行基管焊接。 因而，上述焊接方法需要在焊接过程中釆用多种不同的焊接工艺及焊接材 料，工艺复杂，容易出现气孔、夹渣和裂紋等缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种双相不锈钢双金属复合管的环焊焊接方法，其工序步骤简单、所用焊接 材料少且焊接合格率高，焊缝力学性能及耐蚀性优良，能够减少或避免气 孔、夹渣和裂紋等焊接缺陷，大大提高生产效率。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是 一种双相不锈钢双金属 复合管的环焊焊接方法，其特征在于该方法包括以下步骤(a) 坡口处理双相不锈钢双金属复合管由双相不锈钢制内衬管和套装在内衬管外侧的碳钢制基管组成，先将基管的焊接面经机械加工处理成V形坡口，所述坡口的角度为45-55°，且保证内衬管伸出基管部分即钝边 的长度为2-3mm;(b) 封口焊釆用锡极氩弧焊焊接机对基管和内衬管间的连接端口 进行封口焊，所用焊丝为双相不锈钢焊丝且焊接电流为65-80A;(c) 打底焊釆用钨极氩弧焊焊接机对内衬管间的连接端口进行打 底焊，所用焊丝为双相不锈钢焊丝且焊接电流为60-90A;(d) 基管焊采用电弧焊焊接机对基管间的连接端口进行焊接，所 用焊条为双相不锈钢焊条。步骤(b)中所述的封口焊焊接时，保证不烧透内衬管。 所述步骤(c)和步骤(d)中进行焊接时，均在所述双相不锈钢双金 属复合管内通入氩气进行保护。所述内衬管的壁厚为0. 6-2mm。 步骤(a)中所述钝边的长度为2mm。步骤(b)中所述的封口焊和步骤(c)中所述的打底焊均采用手工钨 极氩弧焊，步骤(d)中所述的基管焊釆用手工电弧焊。步骤(b)和步骤(c)中所述的双相不锈钢焊丝均为双相不锈钢焊丝 ER2209;所述双相不锈钢焊丝ER2209含有以下按重量百分比计的化学成 分C《0. 03%, Cr 21. 5-23. 5%, Ni 7. 5-9. 5%, Mo 2. 5-3. 5%， Mn 0. 5-2. 0%， Si《0. 9%， S《0. 03%, P《0.03%， CuO. 08-0. 2%, N《0. 75%。步骤(d)中所述的双相不锈钢焊条为双相不锈钢焊条E2209-17;所 述双相不锈钢焊条E2209-17含有以下按重量百分比计的化学成分C《 0.04%, Cr 21.5-23.5%, Ni 8.5-10.5%, Mo 2.5-3.5%, Mn 0. 5-2. 0%， Si 《0.9%， S《0. 03%, P<0.04%, CuO. 08-0. 2%, N《0. 75%。所述内衬管的材质为2205双相不锈钢。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、焊接工艺简单化，焊缝力学性能及耐蚀性优良，能够减少或避免常规焊接方法中容易出现的气孔、夹渣和裂紋等焊接缺陷；2、焊接合格率高，劳动生产效率大大提高；3、基 管首先经机械加工处理后的坡口角度为45-55° ，此坡口角度既可以保证良 好的焊缝成形，有利于控制焊缝的熔合比；同时又可以减少焊材的填充量， 降低焊接过程的热输入，并能保证焊接接头的力学性能；4、进行封口焊 之前，经机械加工使内衬管伸出基管部分一个长度为2-3mm的钝边，这样 经封口焊后进一步进行打底焊时，能将打底焊简化为薄壁双相不锈钢管间 的焊接，而不再是碳钢管和不锈钢异种金属材料的焊接，因此有利于保障 打底层焊缝为纯双相不锈钢成分，避免碳钢基管中的碳等有害元素的稀释 作用，最终确保焊缝的耐蚀性；5、由于内衬管很薄(最大为2隱)，因 此封口焊的焊接电流不宜过大， 一般以65-80A为宜，这样能够降低热输 入，控制封焊热影响区及焊缝的力学及耐蚀性能；同时，封口焊过程中须 避免烧穿衬层，同时控制氩弧焊的操作手法，降低基管母材的熔合比。综 上，釆用本专利技术在焊接双相不锈钢复合管时，不但可以保证内衬管焊缝化 学成分均匀，同时还可以保证内衬管焊缝获得均衡的奥氏体和铁素体相比 例的金相组织，经过试验测定，内衬管焊缝及热影响区金相组织中铁素体 含量为40-50%,确保最终形成的双相不锈钢复合管焊缝具有优良的耐蚀 性；同时，最终成型的复合管焊缝接头的力学性能也得到良好地保证，经 试验测试，其抗拉强度》690MPa，远高于基管本身的抗拉强度(L360管线 钢的抗拉强度460MPa)。因此，本方法所得的焊缝不但保证了双相不锈钢 双金属复合管的耐蚀性，同时最终成型的复合管焊缝接头也具有比基管更 加优良的力学性能。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术所焊接双相不锈钢双金属复合管的结构示意图。图2为本专利技术所焊接双相不锈钢双金属复合管焊接处的结构示意图。附图标记说明1—基管； 2—内衬管； 3—封口焊焊缝；4一打底焊焊缝；5—基管焊焊缝； 6—钝边。具体实施例方式本专利技术双相不锈钢双金属复合管的环焊焊接方法包括以下步骤第一步、坡口处理如图l所示，双相不锈钢双金属复合管由壁厚为 0. 6-2mm的双相不锈钢制内衬管2和套装在内衬管2外侧的碳钢制基管1 组成；先将基管1的焊接面经机械加工处理V形坡口，所述坡口的角度oc 为45-55°，且保证内衬管2伸出基管l部分即钝边6的长度为2-3mm。本 实施例中，基管1为20钢且其壁厚为7mm,实践中，基管1也可选用20G 钢、L245NB管线钢或L360管线钢等；内衬管2的材质为2205双相不锈钢 且其壁厚为2mm。首先，经常规机械加工将基管1的焊接面处理成坡口角 度a为44±4°的坡口，加工后要保证坡口表面没有裂紋、油污等杂质，其 具体机械加工步骤是先釆用普通车床并按所确定好的V形坡口角度oc加 工处理基管l的端口，最终将基管1的焊接面处理成一个V形坡口，需注 意的是避免损伤内衬管2,在使用车床粗加工之后，再采用手工打磨工具 进行最后的细加工。另外，本实施例中，内衬管2的钝边6的长度为2mm。机械加工处理完后，釆用普通清洗剂分别对基管1和内衬管2的焊接 面进行清洗。本实施例中，釆用丙酮对基管1和内衬管2的焊接面进行清 洗，实践中也可用酒精作为其清洗剂。第二步、封口焊釆用锡极氩弧焊焊接机对基管l和内衬管2间的连接端口进行封口焊，所用焊丝为双相不锈钢焊丝且焊接电流为65-80A。结 合图2,本实施例中，釆用手工锡极氩弧焊进行封口焊，其所选用焊丝为 双相不锈钢焊丝ER2209且焊丝直径cp为2. Omm。焊接完成后，在基管1和 内衬管2的钝边6之间形成封口焊焊缝3。焊接过程中，焊缝处若有气孔、 裂紋等缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双相不锈钢双金属复合管的环焊焊接方法，其特征在于该方法包括以下步骤：　（ａ）坡口处理：双相不锈钢双金属复合管由双相不锈钢制内衬管（２）和套装在内衬管（２）外侧的碳钢制基管（１）组成，先将基管（１）的焊接面经机械加工处理成Ｖ形坡口，所述坡口的角度为４５－５５°，且保证内衬管（２）伸出基管（１）部分即钝边（６）的长度为２－３ｍｍ；　（ｂ）封口焊：采用钨极氩弧焊焊接机对基管（１）和内衬管（２）间的连接端口进行封口焊，所用焊丝为双相不锈钢焊丝且焊接电流为６５－８０Ａ；　（ｃ）打底焊：采用钨极氩弧焊焊接机对内衬管（２）间的连接端口进行打底焊，所用焊丝为双相不锈钢焊丝且焊接电流为６０－９０Ａ；　（ｄ）基管焊：采用电弧焊焊接机对基管（１）间的连接端口进行焊接，所用焊条为双相不锈钢焊条。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张立君，张燕飞，郭崇晓，
申请(专利权)人：西安向阳航天材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]