[发明专利]一种双层复合管直缝焊接加热装置及其工艺

说明书

本发明涉及一种双层复合管直缝焊接加热装置及其工艺，所述装置包括主液压机架、副液压机架、外层管感应加热装置和内层管感应加热装置；所述主液压机架上端连接所述外层管感应加热装置，所述副液压机架设置在主液压机架的后侧，所述内层管感应加热装置设置在副液压机架的前端；双层复合管坯的外层管壁和内层管壁分别与外层管感应加热装置和内层管感应加热装置对应。本发明分别对复合管内外两层管坯进行感应加热，通过对外层管感应加热装置和内层管感应加热装置采用不同的电源功率、频率、电流密度和空间布置，来对复合管焊缝的内外层金属进行差温加热，让管坯的两层焊缝金属能在同一时间到达各自的焊接温度。

技术领域

本发明涉及双层复合管焊接技术领域，尤其涉及一种双层复合管直缝焊接加热装置及其工艺。

背景技术

随着深海油气开发的持续推进，海底油田的开发深度不断加深，对海底油气管的物理性能的要求也在不断增加；目前最为普遍的海底油气管道制造方式仍是采用常规的单金属板材焊接，这导致的直接问题是：深海输油管不仅要面对外部愈加恶劣的工作环境，还要预防内部输送液体对管材的化学腐蚀，这些因素使得深海油气管对单层管坯原材料的性能要求愈加苛刻，导致深海输油管的制造成本愈加高昂。

目前，已有科研人员研究出双层复合管用以代替传统的单层深海油气管；双层复合管因其内外两层管材所用的金属原材料不同，其内外层管壁的物理、化学性质也不同，对于深海双层复合油气管而言，其抗压、抗冲击性强，抗拉强度大，伸长率高，弹性模量大，更加适合在海底工作；但是由于深海输油管的壁厚大、管径大，导致传统的爆炸复合法、离心浇铸法、机械旋压法等制造方法的加工误差大、生产设备复杂，因而亟需一种新型的双层复合管制造方法，提高大口径厚壁双层复合管的制造精度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种双层复合管直缝焊接加热装置及其工艺，通过直接对已经复合好的双层金属板进行焊接加热，并使用两个相互独立的感应焊接加热装置，实现对复合管焊缝内外两层不同材质金属的差温加热，使复合管焊缝侧壁的内外层金属在到达焊接区域前同时达到各自设定的焊接温度，实现双层金属复合管的直缝焊接。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种双层复合管直缝焊接加热装置及其工艺，所述装置包括主液压机架、副液压机架、外层管感应加热装置和内层管感应加热装置；所述主液压机架上端连接所述外层管感应加热装置，所述副液压机架设置在主液压机架的后侧，所述内层管感应加热装置设置在副液压机架的前端；双层复合管坯的外层管壁和内层管壁分别与外层管感应加热装置和内层管感应加热装置对应。

进一步的，所述外层管感应加热装置包括支撑板、Ⅰ号伺服电机、联轴器、长轴丝杆、嵌入式滑块、推杆、滑板、转动台、舵机、非标联轴器、摇杆、电源模块、Ⅰ号感应线圈、圆柱式电源模块、Ⅰ号红外测温仪和圆柱式铰链；所述支撑板与主液压机架上端连接，所述Ⅰ号伺服电机设置在支撑板的上平面，所述Ⅰ号伺服电机输出端通过联轴器与长轴丝杆连接，所述长轴丝杆带动嵌入式滑块在支撑板的滑槽内运动，所述滑板对称设置在嵌入式滑块的后侧且与支撑板的滑槽滑动连接，所述嵌入式滑块的左右两端对称设置有推杆，两侧所述滑板上方对称设置有转动台，两侧推杆的一端与嵌入式滑块转动连接，另一端与转动台转动连接，所述转动台的上端分别设置有舵机，所述舵机的输出端通过非标联轴器控制摇杆摆动，所述摇杆下端设置有电源模块，所述电源模块内侧底部与I号感应线圈一端连接，可带动Ⅰ号感应线圈转动，所述Ⅰ号感应线圈另一端与圆柱式电源模块连接，所述圆柱式电源模块与圆柱式铰链组成转动副，所述圆柱式铰链与支撑板前侧下端面连接，所述Ⅰ号红外测温仪设置在支撑板的下平面前端。