阅读说明：本技术 一种双金属复合管道预制自动打底焊接工艺 (Automatic backing welding process for prefabrication of bimetal composite pipeline ) 是由 张涛 刘景阳 彭立山 王春建 张国龙 孙丽 刘克永 李敏 闫培庆 金鹏飞 贾长友 于 2020-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种双金属复合管道预制自动打底焊接工艺,包括如下步骤：步骤一：坡口加工；步骤二：对步骤一中加工完毕的复合管进行坡口以及坡口周边区域的清理；步骤三：对步骤二中处理完毕的两根双金属复合管的坡口端进行对接装配；步骤四：对步骤三中处理完的双金属复合管进行惰性气体保护；步骤五：采用钨极惰性气体保护焊对步骤四中装配好的双金属复合管进行打底焊；步骤六：采用钨极惰性气体保护焊对步骤五中经打底焊后的双金属复合管进行热焊；步骤七：采用钨极惰性气体保护焊对步骤六中经热焊后的双金属复合管进行填充焊。本发明通过可靠的参数设定,大大的提高了焊缝的力学性能以及一次成功率。(The invention discloses an automatic backing welding process for prefabricating a bimetal composite pipeline, which comprises the following steps of: the method comprises the following steps: groove machining; step two: cleaning the groove and the peripheral area of the groove of the composite pipe processed in the step one; step three: butting and assembling the beveled ends of the two bimetal composite pipes processed in the step two; step four: performing inert gas protection on the bimetal composite pipe treated in the third step; step five: backing welding the assembled bimetal composite pipe in the fourth step by adopting tungsten inert gas shielded welding; step six: carrying out hot welding on the bimetal composite pipe subjected to backing welding in the fifth step by adopting tungsten inert gas shielded welding; step seven: and (4) performing filling welding on the bimetal composite pipe subjected to hot welding in the step six by adopting tungsten inert gas shielded welding. The invention greatly improves the mechanical property and the one-time success rate of the welding seam through reliable parameter setting.)

一种双金属复合管道预制自动打底焊接工艺

技术领域

本发明涉及双金属复合管焊接技术领域，尤其涉及一种双金属复合管道预制自动打底焊接工艺。

背景技术

目前油气田开发项目中由于输送的石油、天然气内含较多腐蚀性介质，普通碳钢管无法满足防腐蚀性能要求，纯不锈钢管具有优秀的防腐性能，但是由于造价过高无法普及使用，所以双金属复合管目前成为了最佳的选择方案，顾名思义，双金属复合管包括位于外侧的基管以及基管内侧的衬管，基本起到整体的支撑作用，以保证复合管整体的机械性能，衬管一般采用不锈钢材料，具有优良的耐腐蚀性，所以双金属复合管得益于相对的低成本、耐腐蚀性强而被广泛使用。

由于双金属复合管结构的特殊性，导致其在焊接的时候工艺较为复杂，现有的双金属复合管的焊接工艺均是通过人工焊接来完成的，存焊接效率低、对焊接人员技能要求高、在一次合格率低、热量输入大、焊缝力学性能差等缺陷，无形中延长了工期，增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种双金属复合管道预制自动打底焊接工艺，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种双金属复合管道预制自动打底焊接工艺，包括如下步骤：

步骤一：坡口加工，将复合管的基层与覆层加工成单边坡口角度为30-35°的坡口结构，覆层上的钝边为0.3-0.7mm；

步骤二：对步骤一中加工完毕的复合管进行坡口以及坡口周边区域的清理；

步骤三：对步骤二中处理完毕的两根双金属复合管的坡口端进行对接装配，两根双金属复合管的间隙为1.8-2.5mm；

步骤四：对步骤三中处理完的双金属复合管进行惰性气体保护，在坡口两端190-210mm位置放置自动封堵，同时采用水溶性纸保护膜将坡口进行封闭；

步骤五：采用钨极惰性气体保护焊对步骤四中装配好的双金属复合管进行打底焊，打底焊的工艺参数为：送丝速度为1350-1450ipm，焊接电流为125-135A，电弧电压为11-11.5V，焊接速度为85-95mm/min；打底焊中焊接摆动器的工艺参数为：摆动频率为140次/min，摆幅为1.5mm，焊枪摆动时的边缘停留时间为0.1s，层间温度为75-80℃；

步骤六：采用钨极惰性气体保护焊对步骤五中经打底焊后的双金属复合管进行热焊，热焊的工艺参数为：送丝速度为630-720ipm，焊接电流为138-148A，电弧电压为11-12V，焊接速度为125-135mm/min；热焊中焊接摆动器的工艺参数为：摆动频率为140次/min，振幅为0.5mm，焊枪摆动时的边缘停留时间为0.1s，层间温度为70-80℃；

步骤七：采用钨极惰性气体保护焊对步骤六中经热焊后的双金属复合管进行填充焊，填充焊的工艺参数为：送丝速度为640-810ipm，焊接电流为145-170A，电弧电压为11-13.5V，焊接速度为125-135mm/min；热焊中焊接摆动器的工艺参数为：摆动频率为140次/min，焊枪摆动时的边缘停留时间为0.1s，层间温度为70-80℃。

进一步，步骤四中所述打底焊、步骤五中所述热焊以及步骤六中所述填充焊采用的焊丝均为ERNiCrMo-3。

进一步，步骤五中所述打底焊的层数为1。

进一步，，步骤六中所述热焊的焊接层数为1-3层。

进一步，，步骤七中所述填充焊的焊接层数为多层，且填充焊的最外层高于基层的外表面0-2.5mm。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明结合焊接设备来完成自动的焊接工艺，通过可靠的参数设定，整个过程无需人为干预，大大的提高了焊缝的力学性能；

2、本发明通过精确的焊接控制，提高了一次焊接成功率，缩短了加工时间，提高了工作效率；

3、本发明结合焊接设备、精准的焊接工艺控制，降低了对焊接人员技能的要求，由技术工改为操作工；

4、本发明通过多次的实验，得到精确的参数控制区间，能够减少热量的输入，进而降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例焊接前状态图；

图2为本发明实施例焊接后状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，以Φ168mmx12mm(9mm基层1+3mm覆层)双金属复合管为例进行说明，其中基层1的材料为碳钢，覆层2的材料为316L，具体的方接方法包括包括如下步骤：

步骤一：坡口加工，将复合管的基层1与覆层2加工成单边坡口角度为32.5°的坡口结构，覆层2上的钝边为0.5mm；

步骤二：对步骤一中加工完毕的复合管进行坡口以及坡口周边区域的清理；

步骤三：对步骤二中处理完毕的两根双金属复合管的坡口端进行对接装配，两根双金属复合管的间隙为2mm；

步骤四：对步骤三中处理完的双金属复合管进行惰性气体保护，在坡口两端190-210mm位置放置自动封堵，同时采用水溶性纸保护膜将坡口进行封闭；

步骤五：采用钨极惰性气体保护焊对步骤四中装配好的双金属复合管进行打底焊，打底焊的工艺参数为：送丝速度为1350-1450ipm，焊接电流为125-135A，电弧电压为11-11.5V，焊接速度为85-95mm/min；打底焊中焊接摆动器的工艺参数为：摆动频率为140次/min，摆幅为1.5mm，焊枪摆动时的边缘停留时间为0.1s，层间温度为75-80℃；

步骤六：采用钨极惰性气体保护焊对步骤五中经打底焊后的双金属复合管进行热焊，热焊的工艺参数为：送丝速度为630-720ipm，焊接电流为138-148A，电弧电压为11-12V，焊接速度为125-135mm/min；热焊中焊接摆动器的工艺参数为：摆动频率为140次/min，振幅为0.5mm，焊枪摆动时的边缘停留时间为0.1s，层间温度为70-80℃；

步骤七：采用钨极惰性气体保护焊对步骤六中经热焊后的双金属复合管进行填充焊，填充焊的工艺参数为：送丝速度为640-810ipm，焊接电流为145-170A，电弧电压为11-13.5V，焊接速度为125-135mm/min；热焊中焊接摆动器的工艺参数为：摆动频率为140次/min，焊枪摆动时的边缘停留时间为0.1s，层间温度为70-80℃。

步骤四中所述打底焊、步骤五中所述热焊以及步骤六中所述填充焊采用的焊丝均为ERNiCrMo-3。

本实施例中采用打底焊工艺1次，热焊工艺2次，填充焊工艺18次，焊接后的状态如图2所示，每次焊接工艺的具体参数如下表所示：

在焊接的过程中，要向复合管内通过纯度为99.99％以上的氩气。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。