一种双金属复合管件和管道的焊接方法与流程

本发明是一种双金属复合管件和管道的焊接方法，用于石油、天然气、化工、电力、核电等管道输送工程双金属复合管件和管道的焊接。

背景技术：

目前用于石油、天然气、化工、电力、核电等管道输送工程的双金属复合管件和管道的焊接坡口一般采用单v型式,如果采用其它复杂的坡口方式，对于双金属复合管件和管道焊接坡口的加工难度较大。传统的双金属复合管件和管道焊接顺序是先焊基层、再焊过渡层、最后焊复层，或者先焊复层、再焊过渡层、最后焊基层。目前传统的双金属复合管件和管道焊接方法存在的问题是坡口复杂，费工费时，焊接效率低。

目前已经公开的现有双金属复合材料焊接的方法如下：

发明名称为《一种双金属复合板焊接方法》，申请号为cn201710072484.4，申请人为中国石油天然气集团公司、宝鸡石油钢管有限责任公司，公开号为cn106624403a，公开日为2017.05.10，该发明公开了一种双金属复合板焊接方法，其特征在于：加工坡口，将双金属复合板对接后，在基层上开i型坡口，在复层上开v型坡口，所述i型坡口的高度低于基层厚度0.5-2mm，所述v型坡口角度为60±10°，v型坡口底部宽3-8mm；依次进行基层焊接，过渡层焊接和复层焊接，复层焊缝高度不低于复层。

发明名称为《不锈钢复合板的焊接方法》，申请号为cn201410399392.3，申请人为梧州市旺捷机械制造有限公司，公开号为cn104191072a，公开日为2014.12.10，该发明公开了一种不锈钢复合板的焊接方法，其特征在于：不锈钢复合板的对接端加工坡口，坡口为x型坡口，坡口角度为55°～65°，坡口的根部间隙为1毫米～3毫米，接头根部处于基层内，焊接顺序为：焊接基层、焊接过渡层、焊接复层。

发明名称为《一种不锈钢+碳钢复合板焊接坡口》，申请号为cn201220660101.8，申请人为太原钢铁（集团）有限公司，公开号为cn202984928u，公开日为2013.06.12，该发明公开了一种不锈钢+碳钢复合板焊接坡口，其特征在于：该焊接坡口由三条边组成敞口凹槽，底边与两条斜边以圆弧圆滑过渡的形式相接，底边与两条斜边分别为同一个圆的三条切线，且底边的长度与该内接圆的半径相同。

发明名称为《钛钢复合板熔焊对接过渡层用焊接材料及其焊接方法》，申请号为cn201711241152.0，申请人为钢铁研究总院，公开号为cn107984054a，公开日为2018.05.04，该发明公开了一种钛钢复合板熔焊对接过渡层用焊接材料及其焊接方法，其特征在于：焊接接头坡口形式的设计为x型坡口，先在堆焊层坡口表面堆焊，然后用近钛层焊接材料填充焊接近钛层，反面清根之后用打底层焊接材料焊接打底层，然后用普通碳钢的焊接材料焊接钢层，最后用工业ta2焊丝焊接钛层。

发明名称为《三层双面不锈钢复合板的焊接方法》，申请号为cn201710948927.1，申请人为首钢集团有限公司，公开号为cn107717185a，公开日为2018.02.23，该发明公开了一种三层双面不锈钢复合板的焊接方法，其特征在于：用于不锈钢+碳钢+不锈钢三层双面不锈钢复合板焊接，焊前不开坡口，采用匙孔tig焊接方法一次焊接成型，焊接过程不填丝，保护气体为高纯氩气。

发明名称为《一种管道焊接方法》，申请号为cn201711433231.1，申请人为重庆安特管业有限公司，公开号为cn108213653a，公开日为2018.06.29，该发明公开了一种管道焊接方法，其特征在于：机械加工出坡口，在管道坡口处设置有涂覆焊接保护剂涂层，对待焊接的管道进行预热，对管道内及焊接区域充入氩气，先进行打底焊接，然后进行基层焊接完成整个焊缝焊接，焊接后保温。

发明名称为《复合管道焊接工艺》，申请号为cn201510848240.1，申请人为侯霞，公开号为cn106808056a，公开日为2017.06.09，该发明公开了复合管道焊接工艺，其特征在于：将20r+316l复合管按照制定角度加工坡口，在20r+316l复合管的基管壁厚余量在1-2mm时停止坡口加工，焊接顺序为先对坡口的复合面封焊，然后打底焊即焊接覆层，接着过渡焊即焊接过渡层，然后填充焊，最后盖面焊。

技术实现要素：

本发明要解决双金属复合管件和管道对接焊时坡口制备复杂，费工费时，焊接效率低的技术问题。

为了解决上述问题，本发明的方案是：采用一种双金属复合管件和管道的焊接方法,包括以下内容：

（1）、在双金属复合管件和管道的复层1上开坡口，坡口高度为复层厚度+1mm，基层2其余部分不坡口，坡口角度为32.5°±2.5°。

（2）、焊接顺序为先采用氩弧焊进行焊缝过渡层3的打底焊接，再采用埋弧焊进行焊缝基层4的焊接，最后再采用埋弧焊进行焊缝复层5的焊接。其中，氩弧焊焊接的焊缝过渡层3相当于给焊缝基层4埋弧焊焊接做了垫板处理，既能保证埋弧焊焊接过程中焊透而不击穿，又能保证焊接的连续性。

（3）、焊缝过渡层3打底焊接采用氩弧焊是单面焊双面成型，所以焊缝过渡层3正面和背面都不需要清根，从而满足了焊缝基层可以不坡口直接埋弧焊的要求，焊缝复层也可以直接埋弧焊，减少了焊接清根工序和焊接时间。

如上所述，本发明一种双金属复合管件和管道的焊接方法有益效果在于：

（1）、坡口制备简单，焊缝基层基本不坡口，坡口工装要求不复杂，操作简单，减少了坡口量和坡口时间，尤其在双金属复合板制弯头坡口的制备工序可以节约很多时间。

（2）、埋弧焊本身就比其它焊接方法效率高，焊缝的熔深大，更能大大提高焊接效率，缩短生产周期。

（3）、埋弧焊焊缝表面光洁，焊后无需修磨焊缝表面，也容易达到防腐蚀要求。

（4）、采用先氩弧焊进行焊缝过渡层焊接，再采用埋弧焊进行焊缝基层焊接，最后再采用埋弧焊进行焊缝复层焊接的焊接顺序，可以减少焊接的清根工序，减少了焊接时间，降低了焊接成本。

附图说明

图1是本发明双金属复合管件和管道的坡口示意图；

图2是本发明双金属复合管件和管道焊接熔敷后的结构示意图。

附图标记说明：

1、双金属复合管件和管道的复层，2、双金属复合管件和管道的基层，3、焊缝过渡层，4、焊缝基层，5、焊缝复层。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明是一种双金属复合管件和管道的焊接方法，用于双金属复合管件和管道的焊接，复合管件和管道均由两种金属材料组成，包含复层1和基层2。

双金属复合管件和管道的焊接包括以下内容：

（1）坡口制备。双金属复合管件和管道的原材料选用基层厚度为16mm以下的复合板，采用坡口设备，加工出坡口高度为复层厚度+1mm，角度为32.5°±2.5°，坡口型式如图1所示。

（2）组对。清除坡口表面污物，将待焊的两工件坡口对接，对接间隙保持在1mm～3mm，在基层纵缝上间隔200mm进行点焊，点焊长度40mm，点焊要牢固。为避免漏焊，焊缝两端安放引弧板和熄弧板，其长度尺寸100mm，其材料、厚度、角度和焊件一致。

（3）打底焊。选择氩弧焊丝在焊缝过渡层3进行打底焊，氩弧焊采用常规焊接工艺，焊丝直径为φ2.5mm，电源极性为直流正接，电流选用80a～130a,氩气纯度≥99.95%，氩气流量8～10l/min，氩弧焊打底焊接两遍，既能保证埋弧焊焊接过程中焊透而不击穿，又能保证焊接的牢固性。

（4）基层焊接。将组对好的工件放到工作台上，调整焊缝到合适的位置，将埋弧焊枪和焊缝基层4对齐，导电嘴与水平面的夹角应为30°～40°，焊丝直径为φ4.0mm，焊丝伸出长度为25mm，电源极性为直流反接，调整电流为600a-650a，电压为35v-40v,焊接速度为40～50cm/min，电压随电流波动会随之波动。焊接过程中时刻观察焊接情况，在引弧板起焊，在熄弧板结束焊接。

（5）复层焊接。将组对好的工件放到工作台上，调整焊缝到合适的位置，将埋弧焊枪和焊缝复层5对齐，导电嘴与水平面的夹角应为30°～40°，焊丝直径为φ4.0mm，焊丝伸出长度为25mm，电源极性为直流反接，调整电流为550a-600a，电压为30v-35v,焊接速度为50～60cm/min，电压随电流波动会随之波动。焊接过程中时刻观察焊接情况，在引弧板起焊，在熄弧板结束焊接。

（6）焊接完成，焊缝熔敷后的结构示意图如图2所示。

实施例一

双金属复合板制复合弯头的焊接。

（1）坡口制备。双金属复合弯头的原材料选用基层厚度为16mm以下的复合板，先将用复合板制成的弯头冲压片的复层表面涂上保护层，再采用齐边机将弯头冲压片齐边，然后调整割枪嘴的角度，使之加工出来的坡口高度为复层厚度+1mm，角度为32.5°±2.5°，最后用砂轮机修磨毛刺，坡口型式如图1所示。

（2）组对。清除坡口表面污物，将待焊的两弯头冲压片坡口对接，对接间隙保持在1mm～3mm，在弯头基层纵缝上间隔200mm进行点焊，点焊长度40mm，点焊要牢固。为避免漏焊，焊缝两端安放引弧板和熄弧板，其长度尺寸100mm，其材料、厚度、角度和焊件一致。

（3）打底焊。选择氩弧焊丝在焊缝过渡层3进行打底焊，氩弧焊采用常规焊接工艺，焊丝直径为φ2.5mm，电源极性为直流正接，电流选用80a～130a,氩气纯度≥99.95%，氩气流量8～10l/min，氩弧焊打底焊接两遍，既能保证埋弧焊焊接过程中焊透而不击穿，又能保证焊接的牢固性。

（4）基层焊接。将组对好的板制弯头放在埋弧焊工装设备操作台上，将焊缝调整到合适的位置，将埋弧焊枪和焊缝基层4对齐，导电嘴与水平面的夹角应为30°～40°，焊丝直径为φ4.0mm，焊丝伸出长度为25mm，电源极性为直流反接，调整电流为600a-650a，电压为35v-40v,焊接速度为40～50cm/min，电压随电流波动会随之波动。焊接过程中时刻观察焊接情况，在引弧板起焊，在熄弧板结束焊接。

（5）复层焊接。将组对好的板制弯头放在埋弧焊工装设备操作台上，将焊缝调整到合适的位置，将埋弧焊枪和焊缝复层5对齐，导电嘴与水平面的夹角应为30°～40°，焊丝直径为φ4.0mm，焊丝伸出长度为25mm，电源极性为直流反接，调整电流为550a-600a，电压为30v-35v,焊接速度为50～60cm/min，电压随电流波动会随之波动。焊接过程中时刻观察焊接情况，在引弧板起焊，在熄弧板结束焊接。

（6）焊接完成，焊缝熔敷后的结构示意图如图2所示。

实施例二

双金属复合板制复合管的焊接。

（1）坡口制备。双金属复合管的原材料选用基层厚度为16mm以下的复合板，采用铣边机制备坡口，将复合板固定在铣边机操作台上，充分松开安装铣削动力头处圆弧压板上的夹紧螺栓，转动角度调节蜗杆，将铣削盘旋转到所需角度，使之加工出来的坡口高度为复层厚度+1mm，角度为32.5°±2.5°，然后旋紧夹紧螺栓，安装座与导轨座应紧密贴合。坡口型式如图1所示。

（2）预弯。预弯前要将卷管机轴棍清洁干净，以免将复层表面污染和破损。

（3）卷管。上料时，板料在上下轴辊之间必须摆正。在滚压过程中也应随时检查纠正，以防出现制件的歪扭现象。要掌握工件的曲率，在滚弯时，要随时用样板进行检查。

（4）组对。对坡口表面及坡口两侧150mm边缘进行清理，去除污物。经外观检查，不得有裂纹、夹层等缺陷。复合管对接间隙保持在1mm～3mm，在复合管基层纵缝上间隔200mm进行点焊，点焊长度40mm，点焊要牢固。为避免漏焊，焊缝两端安放引弧板和熄弧板，其长度尺寸100mm，其材料、厚度、角度和焊件一致。

（5）打底焊。选择氩弧焊丝在焊缝过渡层3进行打底焊，氩弧焊采用常规焊接工艺，焊丝直径为φ2.5mm，电源极性为直流正接，电流选用80a～130a,氩气纯度≥99.95%，氩气流量8～10l/min，氩弧焊打底焊接两遍，既能保证埋弧焊焊接过程中焊透而不击穿，又能保证焊接的牢固性。

（6）基层焊接。将组对好的复合管放在滚架上，将纵焊缝转到最上端，将埋弧焊枪和焊缝基层4对齐，导电嘴与水平面的夹角应为30°～40°，焊丝直径为φ4.0mm，焊丝伸出长度为25mm，电源极性为直流反接，调整电流为600a-650a，电压为35v-40v,焊接速度为40～50cm/min，电压随电流波动会随之波动。焊接过程中时刻观察焊接情况，在引弧板起焊，在熄弧板结束焊接。

（7）复层焊接。将纵焊缝转到最下端，将埋弧焊枪和焊缝复层5对齐，导电嘴与水平面的夹角应为30°～40°，焊丝直径为φ4.0mm，焊丝伸出长度为25mm，电源极性为直流反接，调整电流为550a-600a，电压为30v-35v,焊接速度为50～60cm/min，电压随电流波动会随之波动。焊接过程中时刻观察焊接情况，在引弧板起焊，在熄弧板结束焊接。

（8）焊接完成，焊缝熔敷后的结构示意图如图2所示。