[发明专利]一种压力容器用薄璧复合钢管的焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合钢管的焊接工艺，尤其涉及一种压力容器用薄璧复合钢管的焊接工艺，属于压力容器金属焊接工艺。

背景技术

金属复合管作为耐腐蚀、高强度、高刚性的新型材料，用途广泛，在流体输送用领域，双金属复合管具有耐腐蚀、耐高温、低温脆性好，膨胀系数小等优点，目前国内对于中、厚双金属复合板的焊接已做过大量研究，如专利申请号为1354061（2002-06-19）的中国专利，描述了对碳钢、不锈钢管连接的焊接方法，该方法虽然采取了一些焊接措施以达到一定的焊接效果，但是对于具体焊接后钢管的力学性能没有进行测量，因此不能用于一些使用要求较高的场所，另外，如专利申请号为201120183537.8（2011-06-01）的中国专利描述了一种钢基三层复合钢管，但是该专利只涉及一些钢管结构并未对焊接工艺和钢管使用性能和焊缝性能做详细描述，对于压力容器用金属复合管通常需要具备一定的力学性能，而焊接质量更是影响整个金属复合管质量的关键，因此，在焊接工艺上要求更高，尤其是薄层和超薄层复合管，目前还没有成熟的焊接工艺可以借鉴，而具有优异性能薄璧复合管相对于厚复合管不仅可以节约大量钢管制作成本，还可以使钢管在相同体积下可以存储更多的原料。

 

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种压力容器薄璧复合钢管的焊接工艺，本发明焊接工艺制备的压力容器薄璧复合钢管工不仅具有优异的综合力学性能，还且制备相同容量的钢管还具有使用材料少，成本低的优点。本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种压力容器用薄璧复合钢管的焊接工艺，所述复合钢管是由低合金结构钢的基层和奥氏体不锈钢的复层所组成，所述复合钢管管长为3000-12500mm,管直径为400-500mm，基层的厚度为4-6mm,复层的厚度为0.3-1mm；所述基层之间采用焊丝H08MnA和焊剂SJ101进行埋弧焊接；所述复层之间采用焊丝CHW-308L和焊剂CHF117进行埋弧焊接；所述焊接时焊接电流为750-850A，焊接电压为31-34V，焊丝直接为4mm,焊接速度为1.8-1.9m/min，焊接后采用缓冷；所述焊接后基层接头熔合区主要成分为粒状贝氏体和珠光体；所述复层接头熔合区主要成分为奥氏体和铁素体。

本发明中焊接后基层接头熔合区主要成分为粒状贝氏体和珠光体，其中，主要成分为粒状贝氏体和珠光体是指焊接后基层接头熔合区粒状贝氏体和珠光体成分含量总和占基层接头熔合区总成分含量的80%以上；本发明中焊接后复层接头熔合区主要成分为奥氏体和铁素体，其中，主要成分为奥氏体和铁素体是指焊接后复层接头熔合区奥氏体和铁素体成分含量总和占复层接头熔合区总成分含量的80%以上。

本发明焊接用钢管是由低合金结构钢的基层和奥氏体不锈钢的复层所组成，而且该复合钢管管长为3000-12500mm,管直径为400-500mm，基层的厚度为4-6mm,复层的厚度为0.3-1mm，属于薄璧复合材料的焊接，因此与普通焊接相比，还存在以下焊接难点：1、材料为低合金结构钢与奥氏体不锈钢组成，因此在焊接过程中由于碳素钢比不锈钢的含碳量多，碳素钢对焊缝的稀释作用较强，使融合区的脆性层中的铬、镍量减小，其组织很容易成为高硬度的马氏体，增加脆性；2、该复合钢管属于典型的薄璧管，焊接过程中易出现变形、焊接氧化、热裂纹等缺陷。

本发明为解决上述问题，基层之间采用焊丝H08MnA和焊剂SJ101进行埋弧焊接；所述复层之间采用焊丝CHW-308L和焊剂CHF117进行埋弧焊接，且焊接时焊接电流为750-850A，焊接电压为31-34V，焊丝直接为4mm,焊接速度为1.8-1.9m/min，焊接后采用缓冷。

对焊接材料选择：本发明基层之间焊丝为H08MnA，其化学成分为：C ≤0.1%、Mn 0.30-0.55%、Si≤ 0.03%、S≤ 0.03%、P≤ 0.03%。Mn在熔敷金属中可以其脱氧和抗裂作用，基层之间使用高锰含量的焊丝，可以增强其焊接时脱氧性和抗裂性，可以增强焊缝的强度；另外，基层之间焊剂SJ101，是氟碱型烧结焊剂，具有优良的焊接工艺性能，电弧燃烧稳定，焊缝成型美观，脱渣容易，焊缝具有较高的低温冲击韧性，采用碱性焊剂时，基层的稀释率也较小，当配合焊丝H08MnA时可以用于锅炉、压力容器、桥梁、贮运油（汽）罐、船舶等钢结构焊接。