CN101628355A - 一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，所封焊碳钢/不锈钢复合管由不锈钢内衬管和套装在不锈钢内衬管外侧的碳钢制基管组成，该方法包括以下步骤：一、在待封焊碳钢/不锈钢复合管端部，由外至内去除一段长为8－13mm的不锈钢内衬管；二、将去除不锈钢内衬管后裸露在外的碳钢制基管内侧，由外至内加工成一向内倾斜的斜面且斜面的倾斜角度为3－8°；三、封焊：惰性气体保护下，用钨极氩弧焊机在斜面上由内至外堆焊并形成多层不锈钢堆焊层；四、对多层不锈钢堆焊层的内壁和外端口进行处理。本发明封焊工艺步骤简单、封焊工艺过程易控、所用焊接材料少且焊接合格率高，能有效解决现有复合管管端封焊方法所存在的多种实际问题。
Description
技术领域
本发明属于碳钢/不锈钢复合管管端处理技术领域，尤其是涉及一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法。
背景技术
现有复合管管端封焊技术，大多都是先在基管的管端车出坡口，再在衬管上留出一定长度的钝边，最后在坡口与钝边交界处实施封口焊接。实际应用过程中，上述工艺所存在的缺点在于：
1、焊接工艺不好控制，衬管为薄壁合金管时，很容易被电弧烧穿。
2、封焊质量不高，在封焊部位容易产生缺陷。
3、封焊部位探伤一次通过率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，其封焊工艺步骤简单、封焊工艺过程易控、所用焊接材料少且焊接合格率高，能有效解决现有复合管管端封焊方法所存在的多种实际问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，所封焊的碳钢/不锈钢复合管由不锈钢内衬管和套装在不锈钢内衬管外侧的碳钢制基管组成，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、采用机械加工方法，在待封焊碳钢/不锈钢复合管端部，由外至内去除一段长为8-13mm的不锈钢内衬管；
步骤二、将去除不锈钢内衬管后裸露在外的碳钢制基管内侧，由外至内加工成一向内倾斜的斜面且所述斜面的倾斜角度α为3-8°；
步骤三、封焊：惰性气体保护下，采用钨极氩弧焊机在所述斜面上由内至外堆焊并形成多层不锈钢堆焊层，所述不锈钢堆焊层的内壁高度不低于不锈钢内衬管的内表面高度且其外端口高度不低于不锈钢内衬管的外端口高度；所用的焊丝为与不锈钢内衬管同材质的不锈钢焊丝且焊接电流为90-130A，焊接过程中将相邻不锈钢堆焊层的层间温度控制在70-80℃，且所用惰性气体即保护气的流量为15±2L/min；
步骤四、后续处理：采用机械加工方法，对所述多层不锈钢堆焊层的内壁和外端口进行处理，使得所述多层不锈钢堆焊层的内壁与不锈钢内衬管的内壁相平齐且将所述多层不锈钢堆焊层的外端面处理为平端口。
上述步骤三中所述的惰性气体为氩气。
上述步骤三中所述的钨极氩弧焊机为TIG手工直流钨极氩弧焊机。
上述步骤三中所述的堆焊和步骤二所述的打底焊中所用的焊丝均为不锈钢焊丝HS 316L；所述不锈钢焊丝HS 316L含有以下化学成分：以重量百分比计的0.024％C，1.57％Mn，0.65％Si，0.001％S，0.015％P，18.37％Cr，11.36％Ni和2.10％Mo。
上述步骤三中所述惰性气体的气流量为15±2L/min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、封焊工艺简单化且整个封焊工艺过程很好控制，不会烧穿内衬管，同时也不会影响内衬管的质量。
2、操作简便，能够降低封焊难度，方便施工，且焊接成本低，因而能将劳动生产效率大大提高。
3、焊接合格率高，大大提高了焊接质量，减少了返工率，封焊探伤一次通过率达到95％以上。
4、碳钢/不锈钢复合管管端的内衬管与基管间呈冶金结合，因而大大降低后续对接焊工艺的难度。
5、封焊过程中，被焊接的碳钢/不锈钢复合管管内用惰性气体进行保护，实现了对碳钢/不锈钢复合管管内的保护，避免了不锈钢焊缝的氧化，有利于耐腐蚀性能的保持；并且，本发明能有效适用于各种尺寸碳钢/不锈钢复合管管端封焊处理中。
综上所述，本发明封焊工艺步骤简单、封焊工艺过程易控、所用焊接材料少且焊接合格率高，能有效解决现有复合管管端封焊方法所存在的多种实际问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明封焊之前对待封焊碳钢/不锈钢复合管端部进行处理后的结构示意图。
图3为本发明封焊之后待封焊碳钢/不锈钢复合管端部的结构示意图。
图4为本发明碳钢/不锈钢复合管管端封焊处理完成后的结构示意图。
附图标记说明：
1-不锈钢内衬管； 2-碳钢制基管； 3-不锈钢堆焊层。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，包括以下步骤：
步骤一、采用机械加工方法，在待封焊碳钢/不锈钢复合管端部，由外至内去除一段长为8-13mm的不锈钢内衬管1。
所封焊的碳钢/不锈钢复合管由不锈钢内衬管1和套装在不锈钢内衬管1外侧的碳钢制基管2组成。
步骤二、将去除不锈钢内衬管1后裸露在外的碳钢制基管2内侧，由外至内加工成一向内倾斜的斜面且所述斜面的倾斜角度α为3-8°，详见图2。
步骤三、封焊：惰性气体保护下，采用钨极氩弧焊机在所述斜面上由内至外堆焊并形成多层不锈钢堆焊层3，所述不锈钢堆焊层3的内壁高度不低于不锈钢内衬管1的内表面高度且其外端口高度不低于不锈钢内衬管1的外端口高度；所用的焊丝为与不锈钢内衬管1同材质的不锈钢焊丝且焊接电流为90-130A，焊接过程中将相邻不锈钢堆焊层3的层间温度控制在70-80℃，且所用惰性气体即保护气的流量为15±2L/min。堆焊结束后，通常在所述斜面上由内至外堆焊共形成3-5层不锈钢堆焊层3。所述惰性气体的气流量为15±2L/min。
步骤四、后续处理：采用机械加工方法，对所述多层不锈钢堆焊层3的内壁和外端口进行处理，使得所述多层不锈钢堆焊层3的内壁与不锈钢内衬管1的内壁相平齐且将所述多层不锈钢堆焊层3的外端面处理为平端口。
实施例1
本实施例中，所封焊的碳钢/不锈钢复合管为由316L不锈钢制成的不锈钢内衬管1和由20G碳钢制成的碳钢制基管2组成的复合管，且其规格为Φ76×(7+2)mm。
步骤一、采用常规机械加工方法，在待封焊碳钢/不锈钢复合管端部，由外至内去除一段长为10mm的不锈钢内衬管1。实际操作中，一般采用车床，在待封焊碳钢/不锈钢复合管端部车除一段长为10mm的不锈钢内衬管1。
步骤二、将去除不锈钢内衬管1后裸露在外的碳钢制基管2内侧，由外至内加工成一向内倾斜的斜面且所述斜面的倾斜角度α为5°，详见图2。
步骤三、氩气保护下，采用TIG手工直流钨极氩弧焊机在所述斜面上由内至外堆焊并形成多层不锈钢堆焊层3，所述不锈钢堆焊层3的内壁高度不低于不锈钢内衬管1的内表面高度且其外端口高度不低于不锈钢内衬管1的外端口高度。所用的焊丝为不锈钢焊丝HS316L；所述不锈钢焊丝HS316L含有以下化学成分：以重量百分比计的0.024％C，1.57％Mn，0.65％Si，0.001％S，0.015％P，18.37％Cr，11.36％Ni和2.10％Mo。焊接电流为110A，焊接过程中将相邻不锈钢堆焊层3的层间温度控制在70-80℃，且所用惰性气体即保护气的流量为15L/min。堆焊结束后，在所述斜面上由内至外堆焊共形成4层不锈钢堆焊层3。同时，需注意的是，本发明中进行堆焊时，其坡口形式为U型坡口，并且共堆焊4层即从外至内共形成4层不锈钢堆焊层3，详见图3。并且堆焊时宜采用较小的规范，每层熔敷量不宜过大。
实际进行堆焊时，可也采用其它类型的钨极氩弧焊机进行焊接。
步骤四、后续处理：采用机械加工方法，对所述4层不锈钢堆焊层3的内壁和外端口进行处理，使得所述4层不锈钢堆焊层3的内壁与不锈钢内衬管1的内壁相平齐且将所述多层不锈钢堆焊层3的外端面处理为平端口，即完成所述碳钢/不锈钢复合管的整个封焊过程，详见图4。
实施例2
本实施例中，所封焊的碳钢/不锈钢复合管为由316L不锈钢制成的不锈钢内衬管1和由20G碳钢制成的碳钢制基管2组成的复合管，且其规格为Φ56×(5+1.5)mm。与实施例1不同的是：步骤一中采用机械加工方法，在待封焊碳钢/不锈钢复合管端部，由外至内去除一段长为8mm的不锈钢内衬管1；步骤二中，由外至内所加工成的斜面的倾斜角度α为3°；步骤三中进行堆焊时的焊接电流为90A，且焊接过程中所用保护气的流量为13L/min。堆焊结束后，在所述斜面上由内至外堆焊共形成3层不锈钢堆焊层3。
本实施例中，其余方法步骤和参数均与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，所封焊的碳钢/不锈钢复合管为由316L不锈钢制成的不锈钢内衬管1和由20G碳钢制成的碳钢制基管2组成的复合管，且其规格为Φ96×(9+3)mm。与实施例1不同的是：步骤一中采用常规机械加工方法，在碳钢/不锈钢复合管端部，由外至内去除一段长为13mm的不锈钢内衬管1；步骤二中，由外至内所加工成的斜面的倾斜角度α为8°；步骤三中进行堆焊时的焊接电流为90A，且焊接过程中所用保护气的流量为17L/min。堆焊结束后，在所述斜面上由内至外堆焊共形成5层不锈钢堆焊层3。
本实施例中，其余方法步骤和参数均与实施例1相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，所封焊的碳钢/不锈钢复合管由不锈钢内衬管(1)和套装在不锈钢内衬管(1)外侧的碳钢制基管(2)组成，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、采用机械加工方法，在待封焊碳钢/不锈钢复合管端部，由外至内去除一段长为8-13mm的不锈钢内衬管(1)；
步骤二、将去除不锈钢内衬管(1)后裸露在外的碳钢制基管(2)内侧，由外至内加工成一向内倾斜的斜面且所述斜面的倾斜角度α为3-8°；
步骤三、封焊：惰性气体保护下，采用钨极氩弧焊机在所述斜面上由内至外堆焊并形成多层不锈钢堆焊层(3)，所述不锈钢堆焊层(3)的内壁高度不低于不锈钢内衬管(1)的内表面高度且其外端口高度不低于不锈钢内衬管(1)的外端口高度；所用的焊丝为与不锈钢内衬管(1)同材质的不锈钢焊丝且焊接电流为90-130A，焊接过程中将相邻不锈钢堆焊层(3)的层间温度控制在70-80℃，且所用惰性气体即保护气的流量为15±2L/min；
步骤四、后续处理：采用机械加工方法，对所述多层不锈钢堆焊层(3)的内壁和外端口进行处理，使得所述多层不锈钢堆焊层(3)的内壁与不锈钢内衬管(1)的内壁相平齐且将所述多层不锈钢堆焊层(3)的外端面处理为平端口。
2.按照权利要求1所述的一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，其特征在于：步骤三中所述的惰性气体为氩气。
3.按照权利要求1或2所述的一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，其特征在于：步骤三中所述的钨极氩弧焊机为TIG手工直流钨极氩弧焊机。
4.按照权利要求1或2所述的一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，其特征在于：步骤三中所述的堆焊和步骤二所述的打底焊中所用的焊丝均为不锈钢焊丝HS316L；所述不锈钢焊丝HS316L含有以下化学成分：以重量百分比计的0.024％C，1.57％Mn，0.65％Si，0.001％S，0.015％P，18.37％Cr，11.36％Ni和2.10％Mo。
5.按照权利要求1或2所述的一种碳钢/不锈钢复合管的管端封焊方法，其特征在于：步骤三中所述惰性气体的气流量为15±2L/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Daqing Aerospace Sunvalor New Technology Industrial Co., Ltd. Assignor: Xi'an Sunward Aerospace Material Co., Ltd. Contract record no.: 2011230000010 Denomination of invention: Sealing method for tube end of carbon steel/stainless steel composited tube Granted publication date: 20110126 License type: Exclusive License Open date: 20100120 Record date: 20110422 |