[发明专利]一种堆焊预制内补口双金属管道的双金属焊接施工工艺方法

说明书

本发明属于堆焊预制内补口双金属管道的焊接领域，尤其是一种堆焊预制内补口双金属管道的双金属焊接施工工艺方法，采用双U型对接坡口、通过熔化焊使预制内补口层钝边熔合形成根焊焊层，实现耐蚀合金预制内补口层的可靠连接、通过对堆焊熔合区金属的熔化流平形成过渡焊层，实现向低碳钢焊层的过渡、通过低碳钢焊材在焊缝中的填充盖面完成焊缝焊接；利用该方法完成的双金属焊缝解决了低碳钢焊材无法焊接不锈钢母材的技术难题，避免了预制内补口耐蚀合金层熔入低碳钢成分引起电化学腐蚀的风险，保证了焊缝的物理和化学性能；该工艺对于耐蚀合金预制内补口内防腐管道的推广应用、提高管道寿命具有重要作用。

技术领域

本发明涉及堆焊预制内补口双金属管道的焊接技术领域，尤其涉及一种堆焊预制内补口双金属管道的双金属焊接施工工艺方法。

背景技术

在腐蚀介质管道输送中，需要对管道内壁进行防腐蚀处理，以提高管道寿命，但管道对接焊接热输入使焊口内壁的防腐涂层受到破坏，通常需要在管端内壁通过耐蚀合金堆焊和耐蚀合金焊缝来实现内防腐层的连续；目前国内对耐蚀合金堆焊预制内补口管道的焊接通常采用内衬不锈钢复合管的焊接方法：即通过不锈钢焊材来焊接，在实际焊接施工时，由于掌握双金属复合管不锈钢焊接技能的焊工较少，以及普通坡口型式在焊接时难以避免母材低碳钢成分在焊缝中的熔入，容易造成内焊缝存在低碳钢夹杂，当输送导电介质时会因为双金属电位差而引起电化学反应，降低焊缝的耐腐蚀性能，这种情况在根焊焊层被“烧穿”的时候尤其严重，且难以避免；

还有一种是采用双金属分层焊接的方法，即：首先采用不锈钢焊材将耐蚀合金层焊接熔合，然后在根焊焊层上采用低碳钢焊材焊接低碳钢母材，最后形成双金属焊缝；这种方法在射线检测时表现为“未焊透”，其原因在于两种金属熔点和材质以及物理、化学性能的差异，使低碳钢焊材无法焊接不锈钢母材(或不锈钢根焊焊层)，且在进行力学性能试验时也无法达到合格标准。

目前还没有一种双金属过渡焊接材料，即能够与耐蚀合金堆焊层熔合形成焊层，又能够使普通低碳钢焊材与该焊层熔合形成焊层，因此难以解决双金属焊缝无法熔透的难题，所以，内焊层为不锈钢材料，外焊层为低碳钢材料，且相互间熔合良好的双金属焊缝在实践中无法实现。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在双金属焊缝无法熔透的缺点，而提出的一种堆焊预制内补口双金属管道的双金属焊接施工工艺方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种堆焊预制内补口双金属管道的双金属焊接施工工艺方法，通过在耐蚀合金堆焊预制内补口钢管管端加工上、下双U型坡口如(图1)所示，其中底层坡口的钝边处全部由堆焊耐蚀合金构成，坡口面由堆焊熔合区金属构成，该坡口面的金属合金成分因堆焊引起的“稀释”而包含一定比例的低碳钢成分，该比例随“熔深”而发生变化(以下简称堆焊稀释合金)；而上U型坡口面则全部由低碳钢母材构成；

在焊接施工时，采用脉冲氩气电弧将无间隙对接的钝边熔化形成由耐蚀合金堆焊层构成单面焊双面成型的根焊焊层，通过耐蚀合金焊缝和预制耐蚀合金内补口层以及预制的内防腐涂层连接，实现了内防腐层的连续如(图2)所示；

然后再通过氩气电弧经钨极摆动将下U型坡口面熔化流平且与根焊焊层熔合在一起形成过渡焊层如(图3)所示，过渡层的合金成分中含有一定比例的耐蚀合金成分，能够与耐蚀合金层有效熔合；也含有一定比例的低碳钢成分，可以与低碳钢熔敷金属可靠熔合；

最后通过低碳钢焊条电弧焊或其他焊接方法在过渡层上进行填充、盖面焊层的焊接，完成耐蚀合金堆焊预制内补口管道的对接焊接；

该工艺方法完成的焊缝性能可以达到相关标准的规定；

这是一种无需填充耐蚀合金焊材，焊缝由双金属构成的耐蚀合金预制内补口管道的焊接工艺方法；

当采用全位置自动焊接时，上述焊接过程可以一次完成；