專利名稱：振動送絲堆焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到雙金屬復(fù)合管管端振動堆焊的方法。
背景技術(shù)：
目前油氣田開發(fā)項目中由于輸送的石油、天然氣內(nèi)含較多腐蝕性介質(zhì)，普通碳鋼管無法滿足防腐蝕性能要求，普通碳鋼+緩蝕劑只是減緩了管道腐蝕的速率，并沒有從根本上解決問題。由于機(jī)械復(fù)合管碳鋼基管和不銹鋼襯管之間為單純的機(jī)械結(jié)合，存在一定的間隙，在管管對接過程中由于間隙的存在，對接焊焊接時易出氣孔、未熔等缺陷，焊接質(zhì)量與效率受到嚴(yán)重的影響；如果將機(jī)械復(fù)合管管端進(jìn)行堆焊處理，即可解決這個問題。堆焊是管道內(nèi)復(fù)合的一種方法，它可以通過很多焊接方法來實現(xiàn)，例如它可以通 過熔化極氣體保護(hù)焊接工藝實現(xiàn)，熔化極氣體保護(hù)焊將耐蝕合金焊絲穿過電弧送到惰性氣體保護(hù)的熔池中，通過增大送絲速度來達(dá)到較高的熔敷比，當(dāng)然，大的送絲速度同時也產(chǎn)生了大的熱輸入，導(dǎo)致焊接熔池的深度向基體金屬方向擴(kuò)展，熔深的增加會引起鐵離子稀釋耐蝕合金層，使得堆焊層的冶金特性打折扣。具備脈沖電流轉(zhuǎn)化功能的熔化極氣體保護(hù)焊對減少鐵離子稀釋和熱輸入有益，但是，眾所周知，它也帶來了在耐蝕合金層與基體金屬之間出現(xiàn)未熔合缺陷的可能性。同時，熔化極氣體保護(hù)焊的飛濺、氣孔指標(biāo)也使得工業(yè)化生產(chǎn)難以接受。也可以采用鎢極氬弧焊工藝實現(xiàn)管端堆焊，鎢極氬弧焊由于是非熔化極，采用惰性氣體保護(hù)，避免了大氣對熔池的污染。鎢極氬弧焊可以解決未融合的難題，在鎢極氬弧焊堆焊過程中，鎢極維持著焊接熔池，但是耐蝕合金焊絲分別送到熔池與鎢極之間，其熔敷效率大幅度下降。綜上所述，普通的熔化極氣體保護(hù)堆焊存在飛濺大，熔敷率大，焊接質(zhì)量低的問題；普通的鎢極氬弧焊堆焊，存在焊接熔敷率低，常規(guī)多層堆焊時易出現(xiàn)層間未熔，條形氣孔等缺陷，這些都嚴(yán)重影響工業(yè)化生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中堆焊過程中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種堆焊效率高、熱輸入小、缺陷低的振動送絲堆焊方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是包括以下步驟( I)預(yù)熱處理對焊件的焊接端進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱的溫度彡500C ；(2)施焊調(diào)整焊接的電流為240 270A、電壓為14 16V，在純度大于99. 99%的氬氣保護(hù)氣體下，焊槍左右擺動，焊絲沿送絲方向往復(fù)振動熔敷在焊件上，焊接熱輸入為O. 45 O. 6KJ/mm,焊絲振幅為3 5mm,焊絲在振動機(jī)構(gòu)的帶動下振動,頻率為900 1300次/分鐘，送絲速度為4400 5250mm/min，送絲速度的變量為70 95，焊接速度為315 350mm/min,形成堆焊層,完成堆焊。上述步驟(2)中，調(diào)整焊接的電流為250A、電壓為15V，在純度大于99. 99%的氬氣保護(hù)氣體下，焊槍左右擺動，焊絲沿送絲方向往復(fù)振動熔敷在焊件上，焊接熱輸入以O(shè). 5KJ/mm為佳,焊絲振幅為4mm,焊絲在振動機(jī)構(gòu)的帶動下振動,頻率為1100次/分鐘,送絲速度為4800mm/min,送絲速度的變量為80,焊接速度為330mm/min,形成堆焊層,完成堆焊。上述堆焊層厚度較佳的范圍為3 4mm。本發(fā)明的振動送絲堆焊方法是焊槍左右擺動與焊絲的往復(fù)振動結(jié)合，在自動送絲過程中伴隨焊絲的軸向振動，將焊材熔敷在管子的內(nèi)壁上，大大提高了焊接熔池的流動性，進(jìn)而提高了堆焊效率，特別是對流動性差的材料，如鎳基合金，在焊 絲熔化時，振動的焊絲具有均勻攪拌熔池的功能，使得熔池金屬在攪拌中氣體快速逸出，減少了焊接熱裂紋和氣孔的產(chǎn)生；在振動送絲攪拌熔池的作用下，熔池均勻凝固結(jié)晶，堆焊層金相組織均勻、細(xì)致，堆焊層力學(xué)性能大大優(yōu)于普通鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊，很大程度上提高了堆焊焊縫的質(zhì)量，性能良好，大大提高了產(chǎn)品合格率與焊縫的性能，為復(fù)合管制造降低了成本，也為管端坡口加工降低了工作量。


圖I為實施例I中的焊絲振動方向示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不僅限于下述的實施方式。實施例I現(xiàn)以雙金屬復(fù)合管管端為例，振動送絲堆焊方法由以下步驟實現(xiàn)(I)預(yù)熱處理對雙金屬復(fù)合管I的焊接端進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱的溫度為75°C ；(2)施焊打開普通的焊機(jī)、保護(hù)氣和通常用的送絲裝置，調(diào)整焊接的電流為250A、電壓為15V，在純度為99. 999%的氬氣的保護(hù)氣體下，焊槍在焊機(jī)的十字滑臺帶動下左右擺動，焊道均勻攤開，根據(jù)焊接電弧的長度自動調(diào)整焊槍的上下位置，在送絲裝置的振動驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，焊絲沿著送絲方向往復(fù)振動，參見圖1，焊接熱輸入為O. 5KJ/mm,焊絲振幅為4mm，振動送絲頻率為1100次/分鐘，送絲速度為4800mm/min，送絲速度的變量為80，焊接速度為330mm/min,焊絲熔敷在管端上,形成3. 5mm的堆焊層,完成堆焊。上述的送絲裝置中所用的振動驅(qū)動裝置是普通的振動驅(qū)動設(shè)備。實施例2現(xiàn)以雙金屬復(fù)合管管端為例，振動送絲堆焊方法由以下步驟實現(xiàn)( I)預(yù)熱處理對雙金屬復(fù)合管I的焊接端進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱的溫度為50°C ；(2)施焊打開普通的焊機(jī)、保護(hù)氣和通常用的送絲裝置，調(diào)整焊接的電流為240A、電壓為14V，在純度大于99. 991%氬氣的保護(hù)氣體下，焊槍在焊機(jī)的十字滑臺帶動下左右擺動，焊道均勻攤開，根據(jù)焊接電弧的長度自動調(diào)整焊槍的上下位置，在送絲裝置的振動驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，焊絲沿著送絲方向往復(fù)振動，焊接熱輸入為O. 45KJ/mm，焊絲振幅為3mm，送絲振動頻率為900次/分鐘，送絲速度為4400mm/min，送絲速度的變量為70，焊接速度為315mm/min，焊絲熔敷在管端上，其它的操作與實施例I相同，形成3mm的堆焊層，完成堆焊。實施例3現(xiàn)以雙金屬復(fù)合管管端為例，振動送絲堆焊方法由以下步驟實現(xiàn)( I)預(yù)熱處理對雙金屬復(fù)合管I的焊接端進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱的溫度為95°C ；(2)施焊打開普通的焊機(jī)、保護(hù)氣和通常用的送絲裝置，調(diào)整焊接的電流為270A、電壓為16V，在純度大于99. 995%氬氣的保護(hù)氣體下，焊槍在焊機(jī)的十字滑臺帶動下左右擺動，焊道均勻攤開，根據(jù)焊接電弧的長度自動調(diào)整焊槍的上下位置，在送絲裝置的振動驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，焊絲沿著送絲方向往復(fù)振動，焊接熱輸入為O. 6KJ/mm,焊絲振幅為5mm，送絲振動頻率為1300次/分鐘，送絲速度為5250mm/min，送絲速度的變量為95，焊接速度為350mm/min,焊絲熔敷在管端上,其它的操作與實施例I相同，形成4mm的堆焊層,完成堆焊。為了驗證本發(fā)明的有益效果，將實施例I完成堆焊的復(fù)合管I管端進(jìn)行檢測，具體如下I、用肉眼觀察外觀，檢驗射線探傷滿足JB/T 4730. 2標(biāo)準(zhǔn)《承壓設(shè)備無損檢測》的II級合格。2、焊縫側(cè)彎按照DNV OS FlOl標(biāo)準(zhǔn)《海底管線系統(tǒng)》執(zhí)行，彎心直徑為50. 8mm,彎曲角度為180°，無可見裂紋，合格。3、按照DNV OS FlOl標(biāo)準(zhǔn)《海底管線系統(tǒng)》，采用自由擺動擺錘一次沖擊打斷缺口試樣的方法對復(fù)合管堆焊處進(jìn)行O V沖擊試驗，沖擊試樣的“ V ”缺口槽分別開在熔合線處、熔合線往復(fù)合管方向+2mm處，熔合線往復(fù)合管方向+5mm處，試驗結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，具體數(shù)據(jù)如下表I所示表I堆焊處復(fù)合管基管沖擊吸收功能
權(quán)利要求
1.一種振動送絲堆焊方法，其特征在于包括以下步驟 (1)預(yù)熱處理 對焊件的焊接端進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱的溫度> 500C ； (2)施焊 調(diào)整焊接的電流為240 270A、電壓為14 16V，在純度大于99. 99%的氬氣保護(hù)氣體下，焊槍左右擺動，焊絲沿送絲方向往復(fù)振動熔敷在焊件上，焊接熱輸入為0. 45 0. 6KJ/mm,焊絲振幅為3 5mm,焊絲在振動機(jī)構(gòu)的帶動下振動,頻率為900 1300次/分鐘,送絲速度為4400 5250mm/min，送絲速度的變量為70 95，焊接速度為315 350mm/min，形成堆焊層，完成堆焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動送絲堆焊方法，其特征在于在步驟(2)中，調(diào)整焊接的電流為250A、電壓為15V，在純度大于99. 99%的氬氣保護(hù)氣體下，焊槍左右擺動，焊絲沿送絲方向往復(fù)振動熔敷在焊件上，焊接熱輸入為0. 5KJ/mm，焊絲振幅為4mm，焊絲在振動機(jī)構(gòu)的帶動下振動，頻率為1100次/分鐘，送絲速度為4800mm/min，送絲速度的變量為80，焊接速度為330mm/min,形成堆焊層，完成堆焊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動送絲堆焊方法，其特征在于所述堆焊層厚度為3 .4mm o
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振動送絲堆焊方法，其利用焊槍左右擺動與焊絲的往復(fù)振動結(jié)合，在自動送絲過程中伴隨焊絲的軸向振動，將焊材熔敷在管子的內(nèi)壁上，大大提高了焊接熔池的流動性，進(jìn)而提高了堆焊效率，特別是對流動性差的材料，如鎳基合金，在焊絲熔化時，振動的焊絲具有均勻攪拌熔池的功能，使得熔池金屬在攪拌中氣體快速逸出，減少了焊接熱裂紋和氣孔的產(chǎn)生；在振動送絲攪拌熔池的作用下，熔池均勻凝固結(jié)晶，堆焊層金相組織均勻、細(xì)致，堆焊層力學(xué)性能大大優(yōu)于普通鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊，很大程度上提高了堆焊焊縫的質(zhì)量，性能良好，大大提高了產(chǎn)品合格率與焊縫的性能。
文檔編號B23K9/04GK102794542SQ201210316938
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者梁國萍, 張燕飛, 苑舉綱 申請人:西安向陽航天材料股份有限公司