一種雙金屬復合板焊接方法與流程

本發明涉及層狀結構雙金屬焊接
技術領域：
，具體涉及一種雙金屬復合板焊接方法。
背景技術：
：：對于高含H2S/CO2的強腐蝕性油氣田的開采及油氣輸送，傳統單一的防腐技術如添加緩蝕劑、采用塑料內涂層及使用非金屬管材等，在耐蝕可靠性、經濟性指標上都已難以滿足需要。盡管采用耐蝕合金管材能極大的提高管材的抗腐蝕能力，但其高昂的價格以及低于碳鋼的強度嚴重制約了它在油氣田中的應用，并且耐蝕合金管材作為抗腐蝕的部分僅只有整體管材的三分之一左右，而剩余部分作為力學支撐結構，造成了極大的浪費。由此，雙金屬復合管應運而生，并其以優異的耐腐蝕性能和機械力學性能展現出了廣泛的應用前景。雙金屬復合管因其優越的的力學性能、良好的耐蝕性能，可以節約大量貴重金屬，從而降低成本、節約材料，將在石油化工、煙氣脫硫、化工、環保等工業領域中得到廣泛的應用。目前國內復合管生產主要方式為分別生產碳鋼管和不銹鋼襯管，通過擴徑或爆炸的方式結合，這種生產方式存在工藝復雜、成本較高、管徑較小，管體尺寸精度、管體力學性能偏低的問題。冶金結合雙金屬復合管的焊接研究剛剛起步，前期主要焊接方法為TIG(MAG)，坡口類型為V型，焊接次序為先焊復層，再焊基層，存在的問題為焊接道次多導致生產效率低下以及基層焊接熱輸入導致復層耐蝕性能差，且V型坡口堆焊難以實現自動化生產；后期主要焊接方法為SAW+TIG(MAG)，坡口類型為X型，焊接次序為先焊基層，后焊復層，這種焊接方法雖然解決了基層焊接效率和復層耐蝕性能差的問題，但SAW焊縫寬度過大導致復層熔敷量增加，從而導致復層焊接道次和不銹鋼焊絲使用量增加，焊縫整體焊接效率依然不高，生產成本也難以控制。技術實現要素：：本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種雙金屬復合板焊接方法，該焊接方法生產成本低、焊接效率高。為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種雙金屬復合板焊接方法，包括以下步驟：步驟1：加工坡口，將雙金屬復合板對接后，在基層上開I型坡口，在復層上開V型坡口，所述I型坡口的高度比基層厚度小0.5-2mm，所述V型坡口角度為60±10°，V型坡口底部寬3-8mm；步驟2：基層焊接，對I型坡口施焊，形成基層焊縫；步驟3：過渡層焊接，在基層焊縫上對V型坡口施焊，形成過渡層焊縫；步驟4：復層焊接，在過渡層焊縫上對過渡層焊縫施焊，形成復層焊縫；復層焊縫與復層平齊，或高于復層。所述雙金屬復合板的基層為碳鋼，基層厚度為4-18mm；所述雙金屬復合板的復層為耐蝕合金，復層厚度為1-6mm；所述基層焊接采用激光焊接或等離子焊接，所述過渡層焊接和復層焊接均采用MAG或TIG。本發明的有益效果：本發明采用I型復合坡口，坡口形式簡單，易于加工；基層碳鋼采用激光焊或等離子焊接，可實現基層焊縫一次性高效焊接，且節約焊材和焊縫窄，基層焊縫寬度的減小有利于復層焊縫寬度的減小，從而使復層熔敷量減小，達到節省焊絲、提高復層焊接效率的目的；復層耐蝕合金采用TIG(MAG)，具有焊縫性能優良且焊接質量穩定的特點。附圖說明：下面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為不銹鋼復合板的坡口示意圖。圖2為不銹鋼復合板的焊縫示意圖。附圖標記說明：1基層、2復層、3基層焊縫、4過渡層焊縫、5復層焊縫。具體實施方式：實施例1：本實施例中，以(15+3)mm的UNSN08825/L450MS熱軋鎳基復合板材為例進行焊接，焊接試板尺寸200×600mm。步驟1：對焊接試板開I型和V型坡口，如圖1所示，具體尺寸為：基層1厚度為15mm，復層2厚度為3mm，I型坡口的高度為14mm，V型坡口角度為60°，V型坡口底部寬為4mm。步驟2：將焊接試板對接，采用激光焊對I型坡口進行焊接，不需填絲。兩板間距不大于0.5mm，具體焊接參數如表1所示。采用角磨機對基層焊縫3不銹鋼側進行清根，為過渡層焊接創造良好的施焊條件。步驟3：采用TIG在基層焊縫3上施焊，形成過渡層焊縫4。焊接過渡層焊縫4目的是為阻隔基層Fe原子向復層焊縫擴散，從而保證復層焊縫5耐蝕性能，故進行單層單道焊接即可。步驟4：采用TIG在過渡層焊縫4上進行施焊，形成復層焊縫5。復層焊縫5采用多層焊接，直至復合坡口填滿，應保證復層焊縫5高度不低于母材。過渡層與復層焊接工藝參數如表2所示。基層焊接參數如表1所示，過渡層與復層焊接參數如表2所示。過渡層及復層焊接選用的焊材均為ERNiCrMo-3(Ф1.2mm)焊絲。為保證焊接質量，激光焊接過程采用CO2做為保護氣體，TIG焊接過程需采用高純Ar做為保護氣體，每次焊接前需采用鋼絲刷清理上一層焊縫。焊后對焊縫進行常規力學性能與抗腐蝕性能檢測，結果如表3所示。表1基層焊接參數離焦量(mm)功率(kw)焊接速度(m/min)光斑直徑(mm)-282.50.2表2過渡層與復層焊接參數焊接電流(A)電弧電壓(V)焊接速度(mm/min)送絲速度(mm/min)過渡層19014701000復層16011.5501200表3焊縫性能檢測結果實施例2：本實施例中，以(6+2)mm的2205/L450MS爆炸+扎制復合板材為例進行焊接，焊接試板尺寸200×600mm。步驟1：對焊接試板開I型和V型坡口，如圖1所示，具體尺寸為：基層1厚度為6mm，復層2厚度為2mm，I型坡口的高度為5mm，V型坡口角度為60°，V型坡口底部寬為4mm。步驟2：將焊接試板對接，采用等離子焊對I型坡口進行焊接，不需填絲。兩板間距不大于0.5mm。采用角磨機對基層焊縫3不銹鋼側進行清根，為過渡層焊接創造良好的施焊條件。其它步驟與實施例1相同。基層焊接參數如表4所示，過渡層與復層焊接參數如表5所示。過渡層焊接選用的焊材為ER309(Ф1.2mm)，復層焊接選用的焊材為ER2209(Ф1.2mm)。為保證焊接質量，等離子焊接過程需要采用Ar(80％)+CO2(20％)做為保護氣體，TIG焊接過程需采用高純Ar做為保護氣體，每次焊接前需采用鋼絲刷清理上一層焊縫。焊后對焊縫進行常規力學性能與抗腐蝕性能檢測，結果如表6所示。表4基層焊接參數離焦量(mm)功率(kw)焊接速度(m/min)光斑直徑(mm)-2122.50.2表5過渡層與復層焊接參數焊接電流(A)電弧電壓(V)焊接速度(mm/min)送絲速度(mm/min)過渡層1901480900復層16011.5601000表6焊縫性能檢測結果當前第1頁1 2 3