一種不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接方法，屬于制管焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 不銹鋼外復(fù)合管是最新開發(fā)的一個(gè)鋼管品種。制管材料即不銹鋼復(fù)合材料采用普 通碳素鋼作為基層材料，不銹鋼作為復(fù)層材料，通過冶金結(jié)合方式成為基層(碳鋼）具有足 夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、復(fù)層(不銹鋼）具有足夠的耐腐蝕性能以及較好的裝飾性能的新型不銹鋼復(fù) 合材料。不銹鋼外復(fù)合管是以不銹鋼層作為管子的外表面層，具有裝飾性和耐腐蝕性，以碳 鋼作為管子的內(nèi)表面層，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。在相關(guān)復(fù)合材料制管技術(shù)中，是將不銹鋼 復(fù)合材料卷起并在卷起的兩端之間進(jìn)行焊合，從而形成中空管狀體。現(xiàn)有的焊接通常以坡 口焊接方式為主，具體工藝是；先在待焊接的兩接口處設(shè)坡口一一用碳鋼焊條(絲）做打底 焊一一再進(jìn)行中間層焊接一一機(jī)械加工使焊縫形成凹槽一一再在凹槽中進(jìn)行不銹鋼蓋面 焊。存在以下缺點(diǎn)：焊接工序繁雜：需要預(yù)先設(shè)坡口，焊完碳鋼焊縫后，需要在焊縫上機(jī)械 加工出凹槽，再進(jìn)行不銹鋼焊；焊材消耗量大：焊完碳鋼焊縫后還要機(jī)械加工凹槽；焊接效 率低：多次反復(fù)加工。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決不銹鋼外復(fù)合管在制管時(shí)焊接工序繁雜、焊材消耗量大、焊接效率低等問 題，本發(fā)明提供一種不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接方法，以減少焊接工序，避免焊材浪費(fèi)，提 高焊接效率。
[0004] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接方法，其特征在 于經(jīng)過下列各步驟： (1) 采用鎢極氬弧焊，直接在不銹鋼復(fù)合板彎折成的管坯間隙處下部進(jìn)行焊接，控制鎢 極氬弧焊焊縫下凹深度為0. 20?I. 00mm，保證基層碳鋼材料的焊縫強(qiáng)度，并為熔化極氣體 保護(hù)焊預(yù)留出下凹的焊接空間； (2) 步驟（1)的鎢極氬弧焊焊接完成后，經(jīng)自然緩冷后，用常溫水以0. 3?I. OmVmin 的水流對(duì)焊縫進(jìn)行強(qiáng)制水冷； (3) 清除步驟（2)強(qiáng)制水冷后的焊縫焊渣； (4) 用熔化極氣體保護(hù)焊在步驟（3)的焊縫上進(jìn)行不銹鋼蓋面焊接，直至最終焊縫余高 為1?I. 50mm，以減少后續(xù)加工中焊縫打磨的打磨量； (5) 步驟（4)的熔化極氣體保護(hù)焊焊接完成后，經(jīng)自然緩冷，用常溫的水以0.3? I. OmVmin的水流對(duì)焊縫進(jìn)行強(qiáng)制水冷，得到不銹鋼外復(fù)合管。
[0005] 所述步驟（1)的焊接是在不銹鋼復(fù)合板彎折成的管坯的移動(dòng)過程中進(jìn)行的，移動(dòng) 速度為〇· 3?2. Om/min。
[0006] 所述步驟（1)的管坯間隙為0· 2?2mm。
[0007] 所述步驟（1)的鎢極氬弧焊的焊接電壓為6?18V，焊接電流為100?350A，焊接 速度即移動(dòng)速度。
[0008] 所述步驟（3)的清除是通過清洗輥對(duì)焊縫進(jìn)行清理。是為保障步驟（4)的熔化極 氣體保護(hù)焊的焊接質(zhì)量。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行鎢極氬弧焊焊接時(shí)，焊縫周圍的氧化物、雜質(zhì)等焊 渣會(huì)浮在焊縫表面，并呈點(diǎn)狀零散分布，這樣會(huì)造成熔化極氣體保護(hù)焊時(shí)的電弧不穩(wěn)定，影 響焊接的穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量。
[0009] 所述步驟（4)的熔化極氣體保護(hù)焊的焊接條件如下：焊接電壓為20?36V，焊接電 流為100?250A，送焊絲速度為4?20m/min，焊接速度即移動(dòng)速度，焊絲伸出長度為8? 18mm;保護(hù)氣體為：壓強(qiáng)為3?15MPa、氬氣（Ar)或氦氣（He)所占比例> 80%、二氧化碳 (CO2)或氧氣（O2)所占比例< 20%的混合氣體。
[0010] 所述步驟（4)的熔化極氣體保護(hù)焊采用不銹鋼焊絲，且不銹鋼焊絲中的鎳、鉻含量 高于復(fù)層不銹鋼材料中的鎳、鉻含量，用以彌補(bǔ)焊縫熔池的碳鋼成分與不銹鋼焊絲成分混 溶造成的焊縫鎳、鉻含量下降，以保證焊縫防腐性能。
[0011] 所述步驟（4)的熔化極氣體保護(hù)焊的焊縫寬度大于步驟（1)的鎢極氬弧焊焊縫的 寬度。
[0012] 所述步驟（2)和步驟（5)中的自然緩冷是：不銹鋼復(fù)合板彎折成的管坯以0. 3? 2. Om/min的移動(dòng)速度，移動(dòng)500 ± 300mm而完成的自然冷卻。
[0013] 所述步驟（2)的強(qiáng)制水冷使焊縫降溫至60±40°C，以防止熔化極氣體保護(hù)焊焊接 后的焊縫出現(xiàn)層間裂紋。
[0014] 所述步驟（5)的強(qiáng)制水冷使焊縫降溫至室溫，以便于制管的后續(xù)加工工序能順利 進(jìn)行。
[0015] 本發(fā)明的鎢極氬弧焊、自然緩冷、強(qiáng)制水冷、焊渣清除、熔化極氣體保護(hù)焊、再自然 緩冷、再強(qiáng)制水冷，均是在不銹鋼復(fù)合板彎折成的管坯的移動(dòng)過程中依次進(jìn)行的，不銹鋼復(fù) 合板彎折成的管坯的移動(dòng)速度控制在〇. 3?2. Om/min。
[0016] 本發(fā)明具備的優(yōu)點(diǎn)和效果：本發(fā)明提供的焊接方法較現(xiàn)有方法更加簡單，不銹鋼 外復(fù)合材料制管時(shí)無須打坡口，無需在基層碳鋼焊縫上機(jī)械加工出凹槽，有效節(jié)約焊材，通 過鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊的連續(xù)焊接，一次就能使不銹鋼外復(fù)合管成型，且因保護(hù) 氣氛是氣體，在達(dá)到耐蝕性好的同時(shí)相比于其他焊接方法的成本更低。本發(fā)明既保證了不 銹鋼復(fù)合材料外復(fù)合管焊縫強(qiáng)度高于母材，又保證了不銹鋼復(fù)合材料焊縫具有良好的防腐 性能，生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合材料外復(fù)合管經(jīng)表面處理后，以國標(biāo)GB/T 10125-1997《人造氣氛 腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)焊縫進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)測試，焊縫經(jīng)1500小時(shí)的中性鹽霧 試驗(yàn)，無銹蝕；按國標(biāo)GB/T 246-1997《金屬管壓扁試驗(yàn)方法》進(jìn)行檢驗(yàn)，焊縫無裂紋。
【附圖說明】
[0017] 圖1為不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接工藝控制示意圖； 圖2為步驟（1)鎢極氬弧焊焊接后的示意圖； 圖3為步驟（2)熔化極氣體保護(hù)焊焊接后的示意圖。
[0018] 1-待焊接的不銹鋼外復(fù)合管；2-立輥對(duì)，用于固定、導(dǎo)向不銹鋼外復(fù)合管；3- 鎢極氬弧焊焊槍；4 一自然緩冷；5-強(qiáng)制水冷水槍；6-清洗輥；7-立輥對(duì)；8-熔化極氣體 保護(hù)焊焊槍；9 一自然緩冷；10-強(qiáng)制水冷水槍；11 一不銹鋼復(fù)層；12-基層碳鋼；13-鶴極 氬弧焊焊縫；14 一熔化極氣體保護(hù)焊焊縫。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020] 實(shí)施例采用牌號(hào)為SUS304+Q235的不銹鋼復(fù)合板材，化學(xué)成分詳見表1。
[0021] 表1不銹鋼復(fù)合材料復(fù)層化學(xué)成分（％)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟： (1) 采用鎢極氬弧焊，直接在不銹鋼復(fù)合板彎折成的管坯間隙處下部進(jìn)行焊接，控制鎢 極氬弧焊焊縫下凹深度為0. 20?I. OOmm ; (2) 步驟（1)的鎢極氬弧焊焊接完成后，經(jīng)自然緩冷后，用常溫水以0. 3?I. OmVmin 的水流對(duì)焊縫進(jìn)行強(qiáng)制水冷； (3) 清除步驟（2)強(qiáng)制水冷后的焊縫焊渣； (4) 用熔化極氣體保護(hù)焊在步驟（3)的焊縫上進(jìn)行不銹鋼蓋面焊接，直至最終焊縫余高 為 1 ?L 50mm ； (5) 步驟（4)的熔化極氣體保護(hù)焊焊接完成后，經(jīng)自然緩冷，用常溫的水以0.3? I. OmVmin的水流對(duì)焊縫進(jìn)行強(qiáng)制水冷，得到不銹鋼外復(fù)合管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（1)的焊接是在不銹鋼 復(fù)合板彎折成的管坯的移動(dòng)過程中進(jìn)行的，移動(dòng)速度為〇. 3?2. Om/min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（1)的管坯間隙為 0· 2 ?2mm〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（1)的鎢極氬弧焊的焊 接電壓為6?18V，焊接電流為100?350A，焊接速度即移動(dòng)速度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（3)的清除是通過清洗 輥對(duì)焊縫進(jìn)行清理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（4)的熔化極氣體保護(hù) 焊的焊接條件如下：焊接電壓為20?36V，焊接電流為100?250A，送焊絲速度為4?20m/ min，焊接速度即移動(dòng)速度，焊絲伸出長度為8?18mm ;保護(hù)氣體為：壓強(qiáng)為3?15MPa、氬氣 或氦氣所占比例> 80%、二氧化碳或氧氣所占比例< 20%的混合氣體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（4)的熔化極氣體保護(hù) 焊采用不銹鋼焊絲，且不銹鋼焊絲中的鎳、鉻含量高于復(fù)層不銹鋼材料中的鎳、鉻含量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（4)的熔化極氣體保護(hù) 焊的焊縫寬度大于步驟（1)的鎢極氬弧焊焊縫的寬度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（2)和步驟（5)中的自 然緩冷是：不銹鋼復(fù)合板彎折成的管坯以〇. 3?2. Om/min的移動(dòng)速度，移動(dòng)500±300mm而 完成的自然冷卻。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制管焊接方法，其特征在于：所述步驟（2)的強(qiáng)制水冷使焊 縫降溫至60±40°C ;所述步驟（5)的強(qiáng)制水冷使焊縫降溫至室溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接方法，采用鎢極氬弧焊直接在不銹鋼復(fù)合板彎折成的管坯間隙處下部進(jìn)行焊接，將不銹鋼復(fù)合板材的基層碳鋼焊接后自動(dòng)形成下凹形式的焊縫，將焊縫經(jīng)強(qiáng)制水冷后，采用熔化極氣體保護(hù)焊在焊縫上進(jìn)行蓋面焊接直至焊后焊縫余高在1～1.50mm，然后經(jīng)噴水冷卻，即完成不銹鋼外復(fù)合管的制管焊接。本發(fā)明提供的焊接方法較現(xiàn)有方法更加簡單，不銹鋼外復(fù)合材料制管無須打坡口，一次就能成型，且因保護(hù)氣氛是氣體，在達(dá)到耐蝕性好的同時(shí)相比于其他焊接方法的成本更低。本發(fā)明既保證了不銹鋼復(fù)合材料外復(fù)合管焊縫強(qiáng)度高于母材，又保證了不銹鋼復(fù)合材料焊縫具有良好的防腐性能。
【IPC分類】B23K9-173, B23K9-167, B23K35-38
【公開號(hào)】CN104607773
【申請?zhí)枴緾N201410758154
【發(fā)明人】張竹明, 杜順林, 尹正培, 應(yīng)鋮, 張躍, 李俊興, 王云春, 武紹權(quán), 鄧增勇, 張鳳珍, 李永昌
【申請人】云南昆鋼新型復(fù)合材料開發(fā)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月11日