[发明专利]双金属复合海管的半自动钨极氩弧焊接工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种氩弧焊接方法，具体涉及一种双金属复合海管的半自动钨极氩弧焊接工艺方法，属于焊接技术领域。

背景技术

2011年我国首条海洋油气田用双金属复合管线——崖城13-4气田开发项目海底管线、立管脐带缆铺设安装工作正式开工，这标志着我国海洋油气田用管道有了进一步的发展，同时标志着国内在双金属复合管焊接技术方面取得了重大突破，对腐蚀介质含量高的油田开发具有重大意义。

崖城13-4气田海管输送的天然气内含有较多的腐蚀性介质，对普通碳钢材质的海管具有较大的腐蚀性，为延长海管的使用年限，决定使用双金属复合管，即在碳钢管的内壁上复合了一层耐腐蚀的不锈钢材质316L，从而有效地减小腐蚀性介质对海管的腐蚀。机械复合材料管在陆地油气集输管线等领域已成功应用，但在海洋油气领域尚未有应用实例。

焊接施工是海底管线铺设以及立管预制过程中的重要环节，制约着铺管质量及效率。随着管线用材的发展，对管道的焊接也相应的提出了更高的要求，对于双金属复合管在海底管线的应用，传统的焊接技术就无法很好地适应，必须在焊接工艺方法上有所创新。

海底管道的传统环缝焊接技术一般采用如下工艺，但它们都有适用工况的局限性：

(1)手工电弧焊下向焊工艺

该焊接方法要求管口组对间隙小，焊接过程中采用大电流、多层、快速焊接，焊层厚度薄，同一焊道由两名焊工同时对称施焊，比普通手工电弧焊效率高，目前陆地的管道施工普遍应用此焊接工艺。但对于大口径、厚壁钢管的焊接，该焊接方法劳动强度较高，焊接效率较低，尤其是对复合管的焊接效率更低。

(2)半自动焊接工艺

该半自动焊接工艺是指包括STT表面涨力焊封底和自保护药芯焊填充和盖面的焊接方法。STT表面涨力焊是基于短路液桥表面张力过渡理论的熔化极CO2气体保护焊工艺，具有操作灵活，焊接速度快、背面成型好、焊道光滑等特点，非常适合管道的封底焊接；自保护药芯焊具有熔敷效率高、全位置成形好、环境适应能力强、焊工易于掌握等特点，是目前管道施工中一种常用的焊接方法。但该半自动焊接工艺在根焊及填充和盖面时需切换焊接方法，浪费大量的时间，影响管道的焊接速度，尤其不适用于复合管道的焊接。

总之，双金属复合管在铺设焊接及立管预制时，若采用常规的氩弧焊接技术，将耗费大量的时间，浪费大量的人力物力财力，并且返修率较高。

发明内容

本发明针对常规氩弧焊接技术不适应双金属复合海管施工的不足，提供一种双金属复合海管的半自动钨极氩弧焊接(TIP TIG)工艺方法，其具有热输入小、返修率低的优点，从而达到提高合格率、降低劳动强度、提高生产效率和降低成本的效果。

本发明是通过以下技术方案来解决其技术问题的：

一种双金属复合海管的半自动钨极氩弧焊接工艺方法，采用人工手持半自动焊枪施焊，由送丝机连续自动送丝，以氩气为保护气体，其操作步骤如下：

一、焊前准备工序：

1)坡口制作：用机加工在双金属复合海管上制备单面“J”型坡口；

2)对接装配坡口：间隙为0mm，并检查确认被焊部位及边缘无缺陷；

3)选定焊接材料：采用焊材与母材匹配的原则进行选择，焊材屈服强度高于母材80-200Mpa；

二、打底焊接工序：

采用单层单道焊接，两名焊工分别立于焊缝的两面，1人由6点钟位置焊接至12点钟位置后，另一人也从6点钟位置反向焊接至12点钟位置，完成打底焊接；

三、热道焊接工序：

采用单层双道焊接和两人焊接；

四、填充焊接工序：

采用5层双道焊接和两人焊接，焊接4层后拆除内保护气体；

五、盖面焊接工序：

采用单层单道焊接。