一種鎳基雙金屬復合管全位置自動焊接方法與流程

技術領域：
：本發明涉及一種雙金屬復合管全位置焊接方法，尤其是涉及一種鎳基雙金屬復合管的全位置自動焊接方法。
背景技術：
：：含高h2s、高co2、高cl-、高礦化度的石油天然氣集輸管線對管道耐腐蝕性能提出更高、更為苛刻的耐腐蝕要求，采用耐腐蝕雙金屬復合管是最佳的解決方式。一方面雙金屬復合管擁有碳鋼管良好的力學性能和耐蝕合金的抗腐蝕性能，充分發揮不同材料的特性；另一方面極大地節約稀貴金屬材料，降低管線的成本。近年來，隨著高腐蝕性油氣田的開采，鎳基復合管越來越多應用于集輸管線。比如普光氣田鎳基825復合管項目，川渝地區高腐蝕性油氣田項目、土庫曼斯坦復興氣田二期825復合管項目、中石化元壩氣田地面集輸工程鎳基合金825復合管項目、里海海底管道項目(鎳基625復合管)等已經開展或準備開展的鎳基復合管項目。鎳基復合管的全位置環焊是影響鎳基復合管產品推廣的主要因素之一。高鎳基合金焊接中的馬拉貢尼效應(熔池粘稠，流動性差，熔滴表面張力大不容易攤開，易產生未熔、氣孔、熱裂紋等缺陷)，鎳基合金與管線鋼元素的相互過渡是鎳基復合管焊接面臨的最大難點。2009年2月11日公開的公開號為cn101362249a的中國發明專利，
專利名稱：為一種雙相不銹鋼雙金屬復合管的環焊焊接方法，該方法包括坡口處理、封口焊、打底焊和基管焊四個步驟，封口焊和打 底焊采用tig焊，并且封口焊、打底焊和基管焊均采用雙相不銹鋼焊條。該方法雖然采用相同的焊條保證了焊縫優良的耐蝕性能，但是該方法加工的坡口為v形，并且坡口角度為45～55°，這樣的坡口角度不僅使焊材的填充量增多，而且該發明不能有效阻止基層對覆層基層的稀釋，難以保證焊接接頭的腐蝕性能。2010年1月27日公開的公開號為cn101633074a的中國發明專利，
專利名稱：為一種內覆薄壁不銹鋼復合管的環焊縫焊接方法，該方法通過內覆層焊縫、過渡層焊縫和基層焊縫逐步焊接而成，內覆層焊縫和過渡層焊縫采用tig焊，基層采用焊條電弧焊或co2氣體保護焊，各層采用的焊絲不相同。采用這種焊接方法的坡口型式，雖然考慮到基層金屬與覆層金屬相互稀釋的問題，但是該方法加工的坡口覆層伸出量大為1.5～3.5mm，未考慮焊接實際中的錯變量，焊接過程產生的熱裂紋缺陷，且該方法只適用于不銹鋼復合管的環焊，不適合鎳基合金雙金屬復合的全位置環焊。2014年3月5日公開的公開號為cn103612003a的中國發明專利，
專利名稱：為一種雙金屬復合管全自動對接焊工藝，該工藝是先加工出j型坡口，在將坡口進行對接，并對對接后的復合管預熱；最后采用全自動氬弧焊先后進行打底焊、熱道焊、填充焊和蓋面焊。該方法的對接管間隙不大于0.5mm，坡口角度為3～6.5°，這種小的間隙以及坡口角度降低了焊材的填充量，但是j型坡口加工成本較高；整個環焊過程均采用tig焊接，焊接效率比mig低；而且該焊接方法成本太高，不銹鋼復合管環焊采用不銹鋼焊絲完全可以，采用625焊絲可能使不銹鋼復合管成本翻倍。技術實現要素：：本發明的目的是為了克服上述缺點，提供了一種鎳基雙金屬復合 管全位置自動焊接方法，該方法不僅阻止了覆層金屬與基層金屬元素的相互過渡，保持了鎳基合金的耐蝕性能，而且避免了焊接過程中產生熱裂紋的缺陷，具有低成本，高效率等諸多優點。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種鎳基雙金屬復合管全位置自動焊接方法，其步驟為：步驟一：坡口設計將管端進行脹圓或管端擴徑處理的鎳基復合管加工成平臺狀坡口，基層坡口單邊坡口角度為10～20°，覆層單邊平臺的寬度為1.5～2.5mm，且覆層坡口的鈍邊比覆層薄0.5～1mm；步驟二：焊前準備將第一根鎳基復合管與第二根鎳基復合管用管道內對口器進行對接，保證對接管的錯變量小于0.5mm，間隙為1～2mm，若錯變量不能保證，管端還需做擴徑處理，并用丙酮對坡口進行清理，尤其是覆層坡口；步驟三：覆層打底焊采用tig焊或熱絲tig焊對鎳基覆層的對接口進行打底焊接，達到單面焊雙面成型的效果，焊后對焊縫進行打磨和清理，覆層打底焊采用的焊材為鎳基合金焊材，鎳基合金焊材中ni的含量一般高于覆層或與覆層相當；步驟四：過渡層焊接采用tig焊或熱絲tig焊對過渡層進行焊接，過渡層焊接采用的焊材與覆層打底焊采用的焊材相同，過渡層的焊接填充至覆層以上 2～3mm；步驟五：基層焊接采用tig或mig焊對基層進行焊接，基層焊接采用的焊材與覆層打底焊和過渡層焊接采用的焊材相同。上述覆層、過渡層和基層各層間的溫度控制在100℃以下。上述過渡層焊接的焊接層數為2～3層。上述基層焊接的焊接層數為3～4層。本發明的有益效果：(1)本發明的坡口設計，在實現焊槍可達性的目的后，一方面填充金屬較少，極大的降低焊材成本和效率；另一方面能較好的隔離覆層鎳基金屬與基層金屬，保證鎳基復合管環焊縫的腐蝕性能。(2)本發明覆層焊接、過渡層焊接和基層焊接均采用高ni焊材，既能保證覆層的腐蝕性能，又能避免基層焊接時出現熱裂紋等焊接缺陷，保證基層的強韌性要求。(3)本發明的基層焊接可采用熔化極氣體保護焊，相比一般得tig焊接工藝大幅提高焊材的熔敷效率，保證鎳基復合管環焊的施工進度。(4)本發明的焊接方法適用于各種管徑的鎳基復合管材，具有較寬的適用性。本發明的焊接方法都屬于自動焊，能極大的保證鎳基復合管全位置焊接穩定性，確保管線施工質量。附圖說明：下面將結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。圖1為本發明的坡口示意圖；圖2為本發明坡口說明圖；圖3為本發明焊接順序方法示意圖；圖4為本發明鎳基復合管環焊縫示意圖。附圖說明：1—覆層；2—基層；3—覆層焊縫；4—過渡層焊縫；5—基層焊縫；6—環焊焊縫。具體實施方式：實施例1：以規格為φ219×(10+3)mm的n08825/l360鎳基復合管的全位置自動焊接為例，進行實例說明。(1)焊前準備及坡口型式加工坡口前先將兩個管端進行脹圓或管端擴徑處理，可以保證坡口加工時精度不受復合管橢圓度等的不利影響。用與φ219mm相匹配的焊接小車軌道與管端內對口器，保證對接管的錯變量小于0.5mm，間隙為1mm。將復合管管端加工成如圖2所示的坡口加工，基層坡口單邊坡口角度為15°，覆層坡口單邊平臺的寬度為2mm，且覆層坡口的鈍邊厚度為2mm。焊前還需對坡口(特別是覆層坡口)用丙酮進行清理。(2)焊材匹配覆層、過渡層和基層焊接材料均采用ernicrmo-3，焊絲直徑為1.2mm。焊絲的化學成分見表1，焊材中ni含量高于覆層n08825(38％～46％)的ni含量。表1ernicrmo-3規定的化學成分％nicrfecmnsicumoaltinbmin58208.03.0max235.00.10.50.50.5100.40.44.2(3)焊接工藝參數具體的焊接參數見表2。采用鎢極氬弧焊或熱絲鎢極氬弧焊對覆層進行打底焊接，需達到單面焊雙面成型的效果，焊后對焊縫避免進行打磨處理和必要清理。過渡層焊接的方法與覆層相同，但采用熱絲鎢極氬弧焊，能提高施工效率，焊接過程中需要根據坡口的寬度調節焊槍的擺動寬度。基層焊接采用鎢極氬弧焊或熔化極氬弧焊，與鎢極氬弧焊相比熔化極氬弧焊可以進一步提高熔敷效率。過渡層與基層的堆焊每層需要對焊縫進行打磨和清理工作。最后形成的焊縫如圖3所示。表2主要工藝參數為保證焊接效率，現場焊接時通常mig焊槍與tig焊槍同時在環焊軌道上工作。此實施方案采用合理的坡口型式、焊前處理和焊接工藝，有效防止了基層碳鋼與覆層鎳基合金的相互影響，采用合理的焊接順序和焊接方法，避免了覆層由于焊接受熱而引起的耐腐蝕性能下降，其力學性能和耐腐蝕性能均達到要求，適合于鎳基復合管的全 位置焊接的現場施工焊接。上述實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非對發明的限制。凡本領域技術人員依本發明的構思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的范圍之內。當前第1頁12