CN100569426C - 一种不锈钢复合钢管的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢管焊接方法，尤其是不锈钢复合钢管的焊接方法。主要用于解决复合钢管在使用通常的熔焊方法时容易产生气孔、裂纹等缺陷，同时提高焊接效率，降低焊接成本。本发明的主要步骤依次包括：连接面加工清洗、涂装中间材料、组装夹紧、感应加热，使中间材料溶化，实现连接面液相扩散焊接。此方法也可用于其他金属管材的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及钢管焊接方法，尤其是不锈钢复合钢管的焊接方法。
背景技术
不锈钢复合钢管焊接连接，通常都是通过使用不锈钢焊接材料，用熔焊方法焊接。当覆层和基层是机械结合时，在对接焊接时，因基、覆层间存在的气体和杂质进入焊接熔池，导致焊缝中产生气孔。CN1354061A公开了一种解决复合钢管焊接气孔的焊接方法，它的技术方案是，首先用氩弧焊焊接不锈钢复合层，且焊肉厚度等于不锈钢覆层厚度。对于不锈钢覆层较厚(如≥2mm)的复合管，这种方法能够工程实施，但当不锈钢覆层很薄(如≤1mm)时，坡口制备困难，焊工也难以操作。当覆层和基层间是用钎料实现冶金结合的复合钢管，熔焊时，由于低熔点钎料熔入熔池中，导致焊缝产生热裂纹，尤其是当钎料中含铜时其热裂倾向更为严重。另外用熔焊法焊接不锈钢复合钢管，必须使用高合金含量的焊接材料，这就增加了焊接成本，此外，手工焊接焊接效率也低，根部焊道的质量不易保证，这就给复合管的耐腐蚀性能带来损害。
发明内容
本发明的目的是有效的克服不锈钢复合钢管，在熔焊时容易产生气孔和热裂纹问题，并提供一种高效、低成本、高质量的不锈钢复合钢管的焊接方法。
按照本发明，不锈钢复合钢管焊接方法由下面这些步骤构成。
A.机械加工两管端连接面成斜对接形式，并清洗连接面及邻近管面的油污和氧化物；
B.在连接面及邻近的管面上放置中间材料；
C.在组装夹紧机构上使凸面管端紧紧插入凹面管端，并在连接面附近放置感应加热圈后，两管子被夹紧，刚性固定在一起；
D.在连接面附近放置密封机构；
E.引入惰性气体后，启动感应加热线圈，使中间材料熔化，在热膨胀力的作用下连接面间形成液相扩散焊接；
F.停止感应加热，放松夹紧机构；
G.停止送气，拆除密封机构，将焊接好的管移出焊接装置。
本发明的优点是：
①获得优质的焊接接头，这是由于本发明方法与熔焊法本质的不同，克服了熔焊复合管时焊缝易产生气孔和裂纹；斜对接形式、使用中间材料、焊接过程中的热膨胀力，大大增强了接头冶金结合力学性能；高耐蚀的内涂中间材料经感应加热熔融进一步保证了不锈钢覆层接缝处的细密性和耐蚀性；
②对于同一个接头采用本发明焊接材料消耗仅是熔焊的1/200，因此它具有远比熔焊低的焊接成本；
③感应加热一次焊成一个接头仅需1～3分钟，因此本发明的焊接效率比熔焊高得多。
附图说明
图1是本发明对接管管端结构图。
图2是本发明焊接过程与装置示意图。
具体实施方式
现参照附图对本发明不锈钢复合钢管焊接步骤进行详细说明。
A.将不锈钢复合钢管1和2的连接面机械加工成斜对接形式，如图1所示其斜角α为15°～20°。清洗连接面和邻近管面的油污和氧化物；
B.在连接面及邻近的管面上放置中间材料3和4，中间材料采用扩散能力强、熔点较低，耐蚀性好的Ni-Cr-Si-B系镍基材料。
C.在组装夹紧机构9上使凸面管端1紧紧插入凹面管端2中，在将感应加热线圈5放在连接面附近后，两管被夹紧刚性固定在一起，使其加热时不能自由膨胀，形成的热膨胀力施加于焊接接合部。夹紧机构可以是机械式，也可以是机械-电磁式。
D.在连接面附近放置密封机构，密封机构包括内密封6和外密封7。
E.引入惰性气体到内、外密封6和7中，启动感应加热线圈5，使中间材料3和4熔化，在热膨胀力的作用下连接面间形成液相扩散焊接。感应加热时间和温度与所采用的中间材料有关，精确的温度和时间控制用包含在控制系统10的控制仪器进行监测和控制。
F.停止感应加热，并同时放松夹紧机构9。
G.停止送气，拆除内、外密封机构6和7，将焊接好的管1和2移出焊接装置。
以上通过具体实施方式对本发明焊接不锈钢复合钢管进行了详细说明，根据实际需要，可采用本发明方法焊接其他材料的钢管，如铬钼钢管、渗铝钢管、碳钢管和不锈钢管等。
Claims (3)
1.一种不锈钢复合钢管的焊接方法，其特征在于，该不锈钢复合钢管包括基层及位于基层内的不锈钢覆层，该方法依次包括如下步骤：
A.机械加工两管端连接面成斜对接形式，连接面的斜角为15～20度，并清洗连接面及邻近管面的油污和氧化物；
B.在连接面及邻近的管面上放置中间材料；
C.在组装位于不锈钢复合钢管外的夹紧机构上使凸面管端紧紧插入凹面管端，并在连接面附近放置感应加热线圈后，两管子被夹紧，刚性固定在一起；
D.在连接面附近放置密封机构；
E.引入惰性气体后，启动感应加热线圈，使中间材料熔化，在热膨胀力的作用下连接面间形成液相扩散焊接；
F.停止感应加热，放松夹紧机构；
G.停止送气，拆除密封机构，将焊接好的管移出焊接装置。
2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于中间材料为Ni-Cr-Si-B系镍基材料。
3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于连接面密封包括内密封和外密封。
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