[发明专利]振动送丝堆焊方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及到双金属复合管管端振动堆焊的方法。

背景技术

目前油气田开发项目中由于输送的石油、天然气内含较多腐蚀性介质，普通碳钢管无法满足防腐蚀性能要求，普通碳钢+缓蚀剂只是减缓了管道腐蚀的速率，并没有从根本上解决问题。由于机械复合管碳钢基管和不锈钢衬管之间为单纯的机械结合，存在一定的间隙，在管管对接过程中由于间隙的存在，对接焊焊接时易出气孔、未熔等缺陷，焊接质量与效率受到严重的影响；如果将机械复合管管端进行堆焊处理，即可解决这个问题。

堆焊是管道内复合的一种方法，它可以通过很多焊接方法来实现，例如：它可以通过熔化极气体保护焊接工艺实现，熔化极气体保护焊将耐蚀合金焊丝穿过电弧送到惰性气体保护的熔池中，通过增大送丝速度来达到较高的熔敷比，当然，大的送丝速度同时也产生了大的热输入，导致焊接熔池的深度向基体金属方向扩展，熔深的增加会引起铁离子稀释耐蚀合金层，使得堆焊层的冶金特性打折扣。具备脉冲电流转化功能的熔化极气体保护焊对减少铁离子稀释和热输入有益，但是，众所周知，它也带来了在耐蚀合金层与基体金属之间出现未熔合缺陷的可能性。同时，熔化极气体保护焊的飞溅、气孔指标也使得工业化生产难以接受。

也可以采用钨极氩弧焊工艺实现管端堆焊，钨极氩弧焊由于是非熔化极，采用惰性气体保护，避免了大气对熔池的污染。钨极氩弧焊可以解决未融合的难题，在钨极氩弧焊堆焊过程中，钨极维持着焊接熔池，但是耐蚀合金焊丝分别送到熔池与钨极之间，其熔敷效率大幅度下降。

综上所述，普通的熔化极气体保护堆焊存在飞溅大，熔敷率大，焊接质量低的问题；普通的钨极氩弧焊堆焊，存在焊接熔敷率低，常规多层堆焊时易出现层间未熔，条形气孔等缺陷，这些都严重影响工业化生产的质量与效率。

发明内容

为了解决现有技术中堆焊过程中所存在的不足，本发明提供了一种堆焊效率高、热输入小、缺陷低的振动送丝堆焊方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是包括以下步骤：

（1）预热处理

对焊件的焊接端进行预热处理，预热的温度≥50℃；

（2）施焊

调整焊接的电流为240～270A、电压为14～16V，在纯度大于99.99%的氩气保护气体下，焊枪左右摆动，焊丝沿送丝方向往复振动熔敷在焊件上，焊接热输入为0.45～0.6KJ/mm，焊丝振幅为3～5mm，焊丝在振动机构的带动下振动，频率为900～1300次/分钟，送丝速度为4400～5250mm/min，送丝速度的变量为70～95，焊接速度为315～350mm/min，形成堆焊层，完成堆焊。

上述步骤（2）中，调整焊接的电流为250A、电压为15V，在纯度大于99.99%的氩气保护气体下，焊枪左右摆动，焊丝沿送丝方向往复振动熔敷在焊件上，焊接热输入以0.5KJ/mm为佳，焊丝振幅为4mm，焊丝在振动机构的带动下振动，频率为1100次/分钟，送丝速度为4800mm/min，送丝速度的变量为80，焊接速度为330mm/min，形成堆焊层，完成堆焊。

上述堆焊层厚度较佳的范围为3～4mm。

本发明的振动送丝堆焊方法是焊枪左右摆动与焊丝的往复振动结合，在自动送丝过程中伴随焊丝的轴向振动，将焊材熔敷在管子的内壁上，大大提高了焊接熔池的流动性，进而提高了堆焊效率，特别是对流动性差的材料，如镍基合金，在焊丝熔化时，振动的焊丝具有均匀搅拌熔池的功能，使得熔池金属在搅拌中气体快速逸出，减少了焊接热裂纹和气孔的产生；在振动送丝搅拌熔池的作用下，熔池均匀凝固结晶，堆焊层金相组织均匀、细致，堆焊层力学性能大大优于普通钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊，很大程度上提高了堆焊焊缝的质量，性能良好，大大提高了产品合格率与焊缝的性能，为复合管制造降低了成本，也为管端坡口加工降低了工作量。

附图说明

图1为实施例1中的焊丝振动方向示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述的实施方式。

实施例1

现以双金属复合管管端为例，振动送丝堆焊方法由以下步骤实现：

（1）预热处理

对双金属复合管1的焊接端进行预热处理，预热的温度为75℃；

（2）施焊