一種hf3000無(wú)磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接方法，特別是一種HF3000無(wú)磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]扶正器是鉆井工程中防止井斜、控制井眼軌跡的重要工具，適用于石油、天然氣及地質(zhì)勘探鉆井過(guò)程中扶正鉆具以增加鉆頭壽命、提高鉆井速度和鉆井質(zhì)量。目前市面上的扶正器按材料可以分為兩大類:普通合金鋼扶正器和無(wú)磁合金鋼扶正器(以下簡(jiǎn)稱無(wú)磁扶正器)。其中普通合金鋼扶正器應(yīng)用廣泛，這種扶正器主要用的材料是4145H鋼，其含碳量高、淬透性好、綜合機(jī)械性能良好，可以滿足大多數(shù)情況下的使用要求。無(wú)磁扶正器的材料是使用低碳高鉻錳合金鋼制成的奧氏體不銹鋼，它是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的化學(xué)成份配比后精煉并通過(guò)鍛造而達(dá)到其機(jī)械性能，具有良好的低磁導(dǎo)率、高強(qiáng)度的機(jī)械性能、極好的晶間耐腐蝕開(kāi)裂性能和優(yōu)異的耐磨性。由于所有磁性測(cè)量?jī)x器在測(cè)量井眼的方向時(shí)，感應(yīng)的是井眼的大地磁場(chǎng)，因而測(cè)量?jī)x器必須是一個(gè)無(wú)磁環(huán)境。然而在鉆井過(guò)程中，鉆具往往具有磁性，具有磁場(chǎng)，影響磁性測(cè)量?jī)x器，不能得到正確的井眼軌跡測(cè)量信息數(shù)據(jù)。而無(wú)磁扶正器具有良好的低磁導(dǎo)率，可避免自身磁場(chǎng)對(duì)測(cè)量?jī)x器的影響，使測(cè)量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。
[0003]HF3000扶正器是通過(guò)耐磨堆焊敷料(以下簡(jiǎn)稱焊粉)將碳化鎢合金塊堆焊到扶正器耐磨帶上，堆焊敷料是一種特殊的碳化鎢粉末，焊后具有很高的強(qiáng)度和韌性，保證了耐磨帶在井下既耐磨而且合金塊還不容易脫落；另外這種扶正器磨損到一定程度后可以二次修復(fù)重復(fù)利用，降低了生產(chǎn)成本。由于以上優(yōu)點(diǎn)，HF3000型扶正器受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而隨著勘探技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)石油需求量的日益增大，對(duì)鉆井時(shí)測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高，普通材質(zhì)的扶正器已經(jīng)無(wú)法滿足使用要求，因此需要使用無(wú)磁扶正器來(lái)代替那些普通材質(zhì)的扶正器，而HF3000型無(wú)磁扶正器由于其硬度高、合金覆蓋率高、耐磨損、可以二次修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)受到人們的青睞。但是無(wú)磁合金鋼存在以下三個(gè)缺點(diǎn):1.無(wú)磁合金鋼與HF3000型所用焊粉融合性不是很好，容易因?yàn)楹附拥暮辖鸩粔蚶喂潭霈F(xiàn)合金脫落現(xiàn)象；2.無(wú)磁合金鋼和焊粉熱膨脹系數(shù)差異較大，焊接及冷卻過(guò)程容易因膨脹量或收縮量不一致產(chǎn)生裂紋；3.無(wú)磁合金鋼經(jīng)400°C?850°C的溫度范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)有高鉻碳化物重結(jié)晶而析出，當(dāng)鉻含量降至耐腐蝕性界限之下，此時(shí)存在晶界貧鉻，會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，使材料的機(jī)械性能大大降低，達(dá)不到使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種HF3000無(wú)磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法，可有效解決磁合金鋼與焊粉融合性不好、易產(chǎn)生裂紋和產(chǎn)生晶間腐蝕導(dǎo)致機(jī)械性能降低的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是:
一種HF3000無(wú)磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法，包括以下步驟:
(I)清洗耐磨帶表面，在耐磨帶上焊一焊層，焊完后將焊層打磨光滑； (2)預(yù)熱，在耐磨帶上鋪一層焊粉，將合金塊均勻的擺放到焊粉上，加熱合金塊，同時(shí)在合金塊上噴焊粉，使合金塊和扶正器本體通過(guò)焊粉緊密結(jié)合在一起，用氧乙炔加熱焊粉，直到焊粉熔化，保證焊粉熔化后能充分的填充到合金塊和扶正器本體之間的整個(gè)間隙；
(3)冷卻至常溫，打磨至要求尺寸即可。
[0006]所述的步驟(I)中焊層的厚度為0.3-0.5mm，焊材為ER316L不銹鋼氬弧焊絲。
[0007]所述的步驟(2)中的預(yù)熱溫度為200_250°C。
[0008]所述的步驟(2)中預(yù)熱后，在耐磨帶上鋪的焊粉厚度為0.1mm。
[0009]所述的步驟(2)中的合金塊為長(zhǎng)方體的碳化鎢合金塊，規(guī)格為25.4 mmX6mmX3mm，合金塊之間的間距小于3mm。
[0010]所述的步驟(2)中氧乙炔加熱合金塊過(guò)程中，扶正器通過(guò)冷卻裝置對(duì)內(nèi)孔采用循環(huán)冷卻水冷卻，防止扶正器溫度過(guò)高，同時(shí)在焊接過(guò)程中定時(shí)用紅外測(cè)溫儀測(cè)量扶正器本體的溫度，若溫度過(guò)高即停止焊接，保證扶正器本體溫度不至于過(guò)高，防止其因溫度過(guò)高失去其良好的機(jī)械性能。
[0011 ] 所述的冷卻裝置包括水箱、水泵、進(jìn)水管和出水管，水箱的出水口經(jīng)進(jìn)水管與扶正器本體內(nèi)孔一端的口部相連，扶正器本體內(nèi)孔另一端的口部經(jīng)出水管與水箱的進(jìn)水口相連，進(jìn)水管或出水管上裝有水泵，進(jìn)水管、出水管與內(nèi)孔口部之間設(shè)置有接頭，接頭外壁與內(nèi)孔內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈。
[0012]本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，易操作，解決了焊粉和無(wú)磁合金鋼融合性不好導(dǎo)致的合金易脫落的問(wèn)題，并且不易產(chǎn)生裂紋，機(jī)械性能好，是無(wú)磁扶正器耐磨帶合金焊接方法上的創(chuàng)新。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]—種HF3000無(wú)磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法，包括以下步驟:
(1)清洗耐磨帶表面，除去雜質(zhì)和油垢，預(yù)熱扶正器本體，使其溫度達(dá)到100-110°C，使用ER316L不銹鋼氬弧焊絲在耐磨帶上堆焊一層厚度為0.3-0.5mm的層，堆焊過(guò)程中定時(shí)用紅外測(cè)溫儀測(cè)量溫度，若超過(guò)250°C，則停止焊接，待溫度降至110°C后再重新開(kāi)始焊接，堆焊完成，冷卻至室溫，冷卻過(guò)程覆蓋保溫材料，冷卻后將焊層打磨光滑；
(2)預(yù)熱扶正器本體，使其溫度達(dá)到200-250°C，在耐磨帶上鋪一層0.1mm的Haystellitel2焊粉，按要求用鑷子將合金塊均勻的擺放到焊粉上，所述的合金塊為長(zhǎng)方體的碳化鶴合金塊，規(guī)格為25.4 mmX6 mmX 3mm，合金塊之間的間距小于3mm ;打開(kāi)冷卻裝置，通冷卻水；加熱合金塊，同時(shí)在合金塊上噴Haystellitel2焊粉，使合金塊和