[发明专利]一种大壁厚镍基合金/碳钢层状结构复合管的制造方法

摘要

本发明公开了一种大壁厚镍基合金/碳钢层状结构复合管的制造方法，本发明的制造方法通过采用“U+I+V”特型复合坡口设计，采用MAG焊、SAW焊和TIG焊分别依次按照预焊点、碳钢层、过渡层、镍基合金层熔敷区的先后顺序进行焊接，能显著提高复合管制造效率和质量，既能保证覆层镍基合金的耐腐蚀性，又能确保基层碳钢的强韧化要求；本发明的大壁厚镍基合金/碳钢层状结构复合管的焊缝具有较好外观形貌和优良力学性能指标，可用于国家酸性油气田及化工炼化储罐等工程设施建设。

主权项

1.一种大壁厚镍基合金/碳钢层状结构复合管的制造方法，其特征在于：将镍基合金层(2)和碳钢层(1)通过“真空热轧+热处理”方式制备成冶金层状结构复合板；然后对复合板两纵边进行“U+I+V”破口加工；再采用JCO多道次渐进压制成管状，镍基合金层(2)在管内侧，碳钢层(1)在管外侧；最后采用合理的焊接工艺在破口处进行碳钢层、过渡层和镍基合金层焊接，制成镍基合金/碳钢层状结构复合管；所述镍基合金层(2)为UNS N08825，镍基合金层的厚度为2～4mm；所述碳钢层(1)为X65，厚度为18～30mm；所述“U+I+V”坡口的参数为：镍基合金层(2)一侧为“U”型坡口，宽度为11mm，深度为5.5mm，且深度大于镍基合金层(2)厚度；碳钢层(1)一侧为“I+V”型坡口，坡口角度为80°，宽度为20mm，深度为12mm，钝边为10mm；所述焊接工艺为：首先采用SAW焊进行碳钢层(1)焊接，形成碳钢层熔敷区(4)；再采用TIG焊进行过渡层焊接，形成过渡层熔敷区(5)；最后采用TIG焊对镍基合金层(2)进行填充盖面焊接，形成镍基合金层熔敷区(6)；所述过渡层熔敷区(5)的厚度与镍基合金层/碳钢层的界面平齐或超出0～1.0mm，且完全覆盖碳钢层(1)；所述碳钢层、过渡层和镍基合金层焊接的全过程均采用惰性气体对焊缝区及附近区域充分保护；进行碳钢层(1)焊接之前在管外侧碳钢层(1)先采用MAG焊进行预焊，采用MAG焊进行预焊的参数为：焊材为H08Mn2SiA，焊丝直径3.2mm，电弧电压20.5‑23.5V，电流540‑660A，送丝速度80‑103inch/min，焊接速度2.25‑2.75m/min，气体流量100～120L/min，混合气体比例：Ar:75％～85％、CO₂:15％～25％；采用SAW焊进行碳钢层(1)焊接的参数为：1#焊丝的直径为4.8mm，电流为1260‑1530A，电压为32‑36V，焊接速度为0.99‑1.21m/min，最大热输入为3.0KJ/mm；2#焊丝的直径为4.0mm，电流为630‑770A，电压为34‑38V，焊接速度为0.99‑1.21m/min，最大热输入为1.6KJ/mm；3#焊丝的直径为3.2mm，电流为380‑460A，电压为33‑37V，焊接速度为0.99‑1.21m/min，最大热输入为0.93KJ/mm；1#、2#和3#焊丝均采用BG‑H08E，焊剂均为SJ101G；采用TIG焊进行过渡层和盖面填充焊的焊接参数为：焊丝采用ERNiCrMo‑3，焊丝直径为1.2mm，电压为10‑15V，电流为150‑200A，焊接速度为60‑100mm/min，气体流量为15‑20L/min。