[发明专利]一种不锈钢复合板的焊接方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢复合板的焊接方法，包括以下步骤：步骤1：基层为碳钢层，复层为耐蚀合金层，开双V型坡口，将复合板对接；步骤2：采用等离子焊或激光焊对耐蚀合金层一侧的V型坡口和碳钢层的一侧V型坡口之间的坡口施焊，形成基层内焊缝；步骤3：采用激光熔敷技术对耐蚀合金层一侧V型坡口底部施焊，形成过渡层焊缝；步骤4：采用MAG、TIG或激光熔敷对过渡层焊缝外部施焊，形成复层焊缝；步骤5：采用埋弧焊对碳钢层一侧V型坡口施焊，形成基层外焊缝。碳钢层采用埋弧焊+激光焊(或等离子焊)，保证基层焊透的同时减小基层内焊缝宽度，从而减小复层底部宽度，减小复层熔敷量，提高焊接效率，节省焊丝。

技术领域：

本发明涉及层状结构双金属焊接技术领域，特别涉及一种不锈钢复合板的焊接方法。

背景技术：

随着能源需求日益增大，苛刻腐蚀环境石油天然气开采力度也逐渐加大，管道腐蚀问题变得尤为突出，传统单一的防腐技术如添加缓蚀剂、采用塑料内涂层及使用非金属管材等，在耐蚀可靠性、经济性指标上都已难以满足需要。为解决高含H₂S/CO₂的强腐蚀性油气田的开采及油气输送面临的腐蚀问题，不锈钢、钛合金等耐蚀合金管道因其具有优良的防腐性能和加工工艺性能的管材在石油、化工、海洋等腐蚀性环境中被大量应用。但采用纯不锈钢或钛合金管道成本较高，特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出。

不锈钢内侧复合管充分利用碳钢价格低廉、综合力学性能好以及不锈钢抗腐蚀性能优异的特点，既满足严苛腐蚀工况的服役环境，又节约了大量贵重金属，从而降低成本、节约材料，其在石油化工、烟气脱硫、化工、环保等工业领域中展现出广泛的应用前景。

2017年5月10日公开的公布号为CN 106624403 A的中国发明专利，专利名称为一种双金属复合板焊接方法，该方法采用V型复合坡口，通过激光焊等窄间隙焊接方法对基层碳钢进行焊接，从而减小覆层融敷量，达到提高焊接效率的目的。这种焊接方法虽然解决了覆层焊缝融敷量大导致的生产效率低的问题，但激光焊等窄间隙焊接存在耐腐蚀性能差，低温冲击性能不稳定的问题，且该焊接方法采用单面焊双面成型，熔深有限，难以实现厚壁复合板焊接。

2018年10月26日公开的公布号为CN 108705200 A的中国发明专利，专利名称为一种不锈钢内衬复合板的焊接方法，该方法采用双V型坡口，通过激光+埋弧焊+TIG的方法解决了基层焊缝耐腐蚀性的问题，但过渡层采用TIG,电弧大部分能量用来熔化基层，导致无法有效隔离Fe元素扩散，对于稀释要求较严苛的技术要求，只能增加过渡层厚度来确保不锈钢层合金含量，加上TIG采用焊丝填充，V型坡口边角易出现缺陷；此外，该焊接方法先焊基层再焊复层，TIG焊多次热循环可能会导致基层焊缝力学性能恶化，从而影响低温冲击稳定性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种不锈钢复合板的焊接方法，该焊接方法不仅可以减小复层熔敷量，提高焊接效率，而且焊缝性能优异，焊接成本低，易实现自动化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：一种不锈钢复合板的焊接方法，包括以下步骤：

步骤1：所述不锈钢复合板包括基层和复层，基层为碳钢层，复层为耐蚀合金层，开双V型坡口，将复合板对接；碳钢层厚度为6-30mm，耐蚀合金层厚度为0.5-10mm，所述碳钢层一侧的V型坡口高度小于碳钢层厚度3-20mm，坡口角度为50-100°，所述耐蚀合金层一侧的V型坡口高度大于耐蚀合金层厚度0-5mm，底部宽度为0-10mm，坡口角度为40-90°；

步骤2：采用等离子焊或激光焊对耐蚀合金层一侧的V型坡口和碳钢层的一侧V型坡口之间的坡口施焊，形成基层内焊缝；

步骤3：采用激光熔敷技术对耐蚀合金层一侧V型坡口底部施焊，形成过渡层焊缝；

步骤4：采用MAG、TIG或激光熔敷对过渡层焊缝外部施焊，形成复层焊缝；

步骤5：采用埋弧焊对碳钢层一侧V型坡口施焊，形成基层外焊缝。