[发明专利]一种不锈钢复合管焊接工艺评定方法

说明书

技术领域：

本发明属于焊接领域，涉及不锈钢复合管材焊接工艺，尤其是一种不锈钢复合管材焊接工艺评定方法。 

背景技术：

油气集输管道中的H₂S、CO₂会引起管道严重的均匀腐蚀、点腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂和氢致开裂，从而导致输送管道的失效和事故，采用不锈钢管材可以很好地解决腐蚀问题，提高管道服役寿命，但是成本和造价高，无法大规模应用。如果采用不锈钢复合管(即复层内管用不锈钢管、基层外管用碳钢管复合而成)既可满足管道的强度与韧性要求，又可满足较高的抗腐蚀性，同时可减少管道建设成本，是目前最经济抗腐蚀管材产品之一。 

不锈钢复合管材焊接工艺的难点在于因基层与复层的理化性能差别较大，焊接过程过渡区稀释作用强烈，焊缝中残余应力较大。尤其当焊接热输入过大可导致不锈钢层中Cr析出基层中与的C形成碳化物，HAZ的晶界出现贫铬层，将产生晶间腐蚀。而热焊接热输入过小，可引起过渡区出现未焊透。国内不锈钢复合管材焊接工艺研究仅限于采用平板对接焊试验，其焊接时管材受力状态和焊接温度场与实际钢管不同，致使焊接参数的调整量和焊缝形貌的控制可直接影响焊缝形貌及质量。这就需要一种不锈钢复合管材焊接工艺评定方法，焊接过程不但可以真实代表管材应力状态，而且可模拟焊接温度场，最终通过焊接参数调节，优化焊接工艺与焊道形貌确保焊缝质量，防止晶间腐蚀与未焊透的产生。 

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种不锈钢复合管材焊接工艺评定方法，克服了采用平板进行焊接工艺评定的缺点。 

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的： 

采用约2米的不锈钢复合管材，不锈钢层与过渡区采用TIG多道焊，碳钢层 采用MAG多道焊，可完成不同规格和壁厚的不锈钢复合管材焊接工艺评定。由于该焊接工艺评定方法完全模拟了管材在实际生产焊接过程中的应力状态、焊接温度场及焊接参数，所以其结果用于实际复合管生产中，具有较好的吻合性。最终通过评定的焊接工艺，能够确保实际生产的复合管材的焊缝质量，防止晶间腐蚀与未焊透的产生。 

本发明采用的技术方案：采用不锈钢复合管材段进行焊接工艺评定，实现焊接时管材应力状态及焊接温度场与实际情况基本一致；不锈钢层与过渡区采用TIG多道焊，碳钢层采用MIG多道焊工艺完成焊接工艺评定；采用数字化焊接电源系统、焊接参数实时采集与记录系统及交流伺服驱动系统，实现焊缝自动跟踪以及焊接位置、焊接参数、坡口尺寸及焊道形貌的实时检测与记录。 

所述的不锈钢复合管材为直缝不锈钢复合管材，焊接为纵缝焊接。 

所述的不锈钢复合管材段长2000-2400mm,管径为Φ508mm-Φ1422mmm，壁厚小于等于50mm。 

所述的焊接工艺评定其焊接方法为先采用TIG焊完成钢管内过渡层的焊接，再采用MIG/MAG/SAW焊完成钢管外缝的基层焊接，最后采用TIG焊完成钢管内复层的焊接工艺过程。 

本发明具有的优点和效果： 

1、本发明可在实验室采用不锈钢复合管材段代替不锈钢复合板进行焊接工艺评定焊。 

2、本发明采用数字化焊接电源系统、焊接参数实时采集与记录系统及交流伺服驱动系统，实现焊缝自动跟踪以及焊接位置、焊接参数、坡口尺寸及焊道形貌的实时检测与记录。 

附图说明

图1是多功能多丝埋弧焊接装置的整体结构示意图。 

图2是图1的俯视图。 

图3是外焊主机与多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头结构主视图。 

图4是图3的左视图。 

图5是图3的俯视图。 

图6是多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头水平旋转示意图。 

图7是多自由度6丝埋弧外焊与MAG外焊机头侧倾示意图。 

图8是内焊机构与4丝直缝埋弧内焊机头结构示意图。 

图9是图8的俯视图。 

图10是3丝螺旋埋弧内焊机头结构示意图。 

图11是TIG/MIG组合内焊机头结构示意图。 

图12是多功能台车机构主视图。 

图13是图12的俯视图。