本發(fā)明屬于管道壓力容器金屬焊接領域，具體地，涉及一種雙金屬機械復合管端部冶金焊接的方法。

背景技術：

隨著經濟發(fā)展對能源需求的日益增長，油氣田開發(fā)及油氣儲運對于防腐技術和管道材質提出了更高的要求。單一成分的管材難以兼顧耐蝕、強度及經濟性等方面，從而導致雙金屬復合管應運而生。雙金屬復合管按結合方式的不同，分為冶金復合管和機械復合管，其中機械復合管因制作簡單、價格低廉和綜合性能好，在當今社會被廣泛運用。但目前國內油氣田應用雙金屬機械復合管依舊處于起步階段，使用范圍有限，焊接技術仍不成熟。

雙金屬機械復合管基層與復層采用機械復合，未達到分子結合，結合強度較低，由于兩種材質物理性能相差較大，焊接過程中易發(fā)生剝落和脫離現(xiàn)象，焊接難度大。傳統(tǒng)的管端封焊工藝盡管解決了基層與復層剝落和脫離的問題，但對于封焊層的質量控制要求嚴格，封焊層易產生脆硬組織和裂紋，仍不能從根本上解決雙金屬機械復合管的焊接難題。新興的管端堆焊工藝利用冶金原理，使機械復合管管端基管與襯管的結合方式由機械復合轉變?yōu)榉肿咏Y合，將復合管結構導致的應力集中部位與對接焊縫熔合線的薄弱部位分離開，避免了裂紋的產生，從根本上解決了機械復合管焊接的難點，大大提高了焊縫合格率。但該工藝由于采用管端堆焊，增加了耐蝕合金的消耗量以及焊接工作量，焊接成本較高。同時，堆焊過程往往會導致較大的管端變形，加大了后續(xù)復合管的對焊難度。因此，尋求一種既經濟又可靠的焊接方法仍是現(xiàn)階段雙金屬機械復合管急于解決的一大問題。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供一種雙金屬機械復合管焊接的方法，用以解決現(xiàn)有的管端冶金焊接工藝存在的管端變形小、焊接工作量大和焊接成本高等缺點，提高焊接效率，保證焊接質量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：

雙金屬機械復合管端部冶金焊接的方法，包括以下步驟：

步驟一、管端縫焊處理；

步驟二、坡口加工工序；

步驟三、管道對焊焊接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的雙金屬機械復合管端部冶金焊接的工藝方法具有以下有益效果：

1、使雙金屬機械復合管端部內襯層和基層達到了冶金結合，提高了兩層金屬之間的結合力，采用電阻滾焊更好的保證了層間密封性，防止因雜質滲入引起的管道腐蝕；

2、與其他先進封焊工藝相比，在焊趾處不易出現(xiàn)裂紋，可靠性高，用時少，效率高；

3、與管端堆焊工藝相比，工藝簡單便于操作，成本低，效率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機械復合管電阻縫焊的安裝圖；

圖2為雙金屬機械復合管端部冶金焊接的坡口示意圖；

圖3為雙金屬機械復合管焊接工藝示意圖；

圖中：1、機械復合管，2、縫焊滾輪，3、基層，4、內襯層，5、冶金復合層，6、鈍邊，7、焊縫，8、打底層，9、過渡層，10、填充蓋面層。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，雙金屬機械復合管端部冶金焊接的方法，包括以下步驟：

步驟一、管端縫焊處理，其處理過程如下：

101、機械復合管和電阻縫焊滾輪配合位置：調節(jié)機械復合管1和兩縫焊滾輪2的位置，使得三者的軸心處于同一垂直面上，兩縫焊滾輪面與機械復合管1端面平齊，且兩滾輪2分別處于管內和管外，并將基層3和內襯層4緊密夾緊，詳見圖1；

102、機械復合管端部電阻縫焊：對機械復合管的端部進行電阻縫焊，使機械復合管端部基層3與內襯層4達到冶金結合，形成縫焊寬度為10～30mm冶金復合層5；

所用縫焊方式為步進縫焊，滾輪直徑為150～250mm，滾輪寬度為10～20mm；電阻縫焊參數(shù)為：焊接電流5～12kA，焊接時間8～20周，冷卻時間8～20周，焊接速度0.2～0.8m/min，電極壓力18～30KN，搭接率5％～10％；在縫焊過程中兩縫焊滾輪和機械復合管一直處于自轉，上滾輪為逆時針旋轉，下滾輪和機械復合管為順時針旋轉；

步驟二、坡口加工工序，其處理過程如下：

201、坡口制作：將電阻縫焊完后的機械復合管端部加工成帶鈍邊V型坡口，單邊坡口角度為30°±5°，鈍邊6外延長度為2～5mm，鈍邊6厚度為1.5～3mm，詳見圖2；所述鈍邊6厚度不得超過內襯層4的厚度；

202、坡口清洗：使用鋼絲刷和酒精對坡口及其附近25cm范圍內進行打磨和擦洗，防止油污和鐵銹對焊縫造成的有害影響；

203、坡口組對：檢查坡口加工質量，確保坡口及其附近區(qū)域的完好后進行坡口組對，坡口組對間隙為3～5mm；

步驟三、管道對焊焊接：

復合管的對焊焊縫7主要包括三部分：打底層8、過渡層9和填充蓋面層10，詳見圖3，具體步驟如下：

301、對復合管內襯層4進行打底焊接，形成打底層8；采用鎢極氬弧焊(TIG)焊接，雙面保護氣體，保護氣體均為氬(Ar)氣，焊材為不銹鋼或鎳基合金焊絲，所采用的焊材與內襯層4相匹配；焊接工藝參數(shù)為：焊接電流75～85A，焊接電壓10～15V，焊接速度8～10cm/min，送絲速度0.3～0.6m/min；保護氣流量：正面10L/min，反面15L/min；

302、對機械復合管內襯層4與基層3之間的過渡區(qū)進行焊接，形成過渡層9；采用鎢極氬弧焊(TIG)焊接，保護氣體為氬(Ar)氣，所采用的焊材與打底層8所采用的焊材相同，或者采用鉻、鎳含量比打底層焊材的鉻、鎳含量高的焊材；焊接工藝參數(shù)為：焊接電流50-70A，焊接電壓8-16V，焊接速度10-15cm/min，送絲速度0.2-0.5m/min；保護氣流量：12L/min；

303、對機械復合管基層3進行焊接，形成填充蓋面層10；采用焊條電弧焊或鎢極氬弧焊(TIG)焊接，焊材根據(jù)基層3的材料及工作條件確定，一般采用與基層3材料相同或成分相似的焊條；焊接工藝參數(shù)為：焊接電流75-90A，焊接電壓20-30V，焊接速度10-15cm/min。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。