CN101829852A - 连续油管钢带对接工艺 - Google Patents

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毕宗岳
温宏伟
李红智
张万鹏
谈树美
余晗
张锦刚
张旭科
刘换军
李博峰
锁伟
苏建科
张晓锋
介升旗
张鹏
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    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
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Abstract

一种连续油管钢带对接工艺，将两个钢带的对接端头切割成45°端面后打磨除锈；将两个引熄弧板与钢带的相切端面打磨除锈；将钢带的对接端头对正、压紧，并使用手工TIG焊将钢带对接端头点焊固定形成对缝；将引熄弧板分别放置在钢带对缝首尾处，并使引熄弧板的打磨除锈端面紧贴在钢带的两侧边，然后使用手工TIG焊将引熄弧板的打磨除锈端面点焊固定在钢带的对缝首尾处；采用PLASMA焊接工艺进行打底焊接；采用TIG焊接工艺进行盖面焊接；对焊缝进行形变热处理；去除焊缝两侧的引熄弧板。本发明采用TIG焊接和PLASMA填丝焊接相结合的焊接工艺，焊缝具有良好的韧性和塑性，提高了连续管的疲劳强度和使用寿命，生产的连续油管产品性能稳定，质量好。

Description

连续油管钢带对接工艺
技术领域
本发明涉及一种连续油管钢带对接工艺。
背景技术
现有技术的钢带对接、钢板对接有埋弧焊接、CO2气体保护焊接、Ar2+CO2混合气体保护焊接、TIG焊接、PLASMA焊接等多种对接工艺。对于绝大多数钢管生产而言都是按定尺供货，合理控制生产工艺都可以将接头预留在管尾或管端进行切除。然而，对于连续油管(COILED TUBING)的生产，单根的钢管长度往往都在3000～5000m，甚至可以达到单根10000多米。因此，钢带对接的质量直接决定着能否生产出合格的连续油管产品。由于连续油管的管径一般为Φ19.1～114.3mm，一般都是采用ERW(高频直缝焊管)焊接工艺生产。早期的连续油管钢带对接曾经采用过90°垂直对焊工艺。直到1987年根据ERW焊接钢管的工艺特点才首次开始采用45°TIG斜焊工艺进行钢带对接，但由于其焊接道次多，焊接热影响区域宽，效率低，不适于工业化大生产。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种连续油管钢带对接工艺，采用TIG焊接和PLASMA填丝焊接相结合的焊接工艺，使钢带对接焊缝处成管后焊缝强度与母材相当，屈强比基本保持在0.88以下，硬度≤HRC22，具有良好的韧性和塑性，提高了连续管的疲劳强度和使用寿命，生产的连续油管产品性能稳定，质量好。
本发明的设计思路：连续油管产品的壁厚范围为0.9～7.62mm。TIG焊接一般适宜厚度≤3mm的钢件，PLASMA焊接一般适宜厚度2～8mm的钢件。恰巧这两种工艺相加衔接可以覆盖连续油管产品的所有壁厚。在产品试制过程中首先采用了TIG焊接工艺，其缺点是焊接道次多，焊接热影响区域宽。虽然经过后续的形变热处理工艺可以改善焊缝组织，达到性能要求，但作业周期长，效率低，不适于工业化大生产。其后，我们采用了PLASMA焊接工艺，该工艺较TIG焊接工艺而言不需要对钢带端部进行开坡口，单次焊接可以有效熔合，焊接热影响区域小，焊缝组织性能好，但是表面易出现洼陷。对其进行填丝焊接后，洼陷问题解决，但又易出现咬边。分析以上两种焊接工艺的各自特点后，决定将以上两种焊接工艺糅合使用。
本发明的技术解决方案：
1、将钢带I、钢带II的对接端头切割成45°端面后打磨除锈；
2、将引熄弧板I、引熄弧板II与钢带I、钢带II的相切端面打磨除锈；
3、将钢带I、钢带II的对接端头对正、压紧，并使用手工TIG焊将钢带I、钢带II的对接端头点焊固定形成对缝；
4、将引熄弧板I、引熄弧板II分别放置在钢带I与钢带II点焊固定形成的对缝首尾处，并使引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除锈端面紧贴在钢带I、钢带II的两侧边，然后使用手工TIG焊将引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除锈端面点焊固定在钢带I与钢带II的对缝首尾处；
5、采用PLASMA焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行打底焊接，焊后冷却5～10s；
6、采用TIG焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行盖面焊接；
7、对钢带I与钢带II的对接焊缝进行形变热处理；
8、去除钢带I与钢带II对接焊缝两侧的引熄弧板I、引熄弧板II。
最好采用PLASMA自动焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行打底焊接，且焊接道次为1次。
最好采用TIG自动焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行盖面焊接，且焊接道次为1次。
最好对钢带I与钢带II的对接焊缝进行碾压形变热处理，碾压力5-7吨，加热温度800-900℃。
最好采用铣削工艺去除钢带I与钢带II对接焊缝两侧的引熄弧板I、引熄弧板II。
本发明具有的优点和效果：
1、本发明利用了PLASMA焊接穿透能力强、效率高、焊缝窄、热影响区小的特点，利用了TIG焊盖面表面成型好的优点。焊接效率较传统的TIG焊接工艺提高1.5-2倍，高效、节能，大幅度降低成本。
2、本发明得到的焊缝质量高，达到无缝精度要求，且焊缝表面成型好，减少了焊后清理工作，无需坡口。
3、本发明焊接过程中能量集中，焊缝热影响区小，钢带变形小，且经过对接焊缝进行形变热处理改善焊缝组织，细化晶粒，获得良好的力学性能，满足连续油管生产技术要求。
4、本发明采用CT80级连续油管专用焊丝和卷板匹配得到的焊缝性能如下：
(1)焊缝的抗拉强度Rm≥621Mpa，硬度≤230HV。
(2)焊缝区的组织以针状铁素体组织为主。
附图说明
图1为本发明的工艺路线图。
具体实施方式
结合附图1描述本发明的一种实施例(钢带规格3.18×120.2mm)。
1、将钢带I、钢带II的对接端头切割成45°端面后打磨除锈；
2、将引熄弧板I、引熄弧板II与钢带I、钢带II的相切端面打磨除锈；
3、将钢带I、钢带II的对接端头对正、压紧，并使用手工TIG焊将钢带I、钢带II的对接端头点焊固定形成对缝；
4、将引熄弧板I、引熄弧板II分别放置在钢带I与钢带II点焊固定形成的对缝首尾处，并使引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除锈端面紧贴在钢带I、钢带II的两侧边，然后使用手工TIG焊(钨极氩弧焊)将引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除锈端面点焊固定在钢带I与钢带II的对缝首尾处；
5、采用自动PLASMA(等离子焊)焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行打底焊接，焊接道次为1次，焊后冷却5～10s；
具体焊接工艺参数如下：
  焊接行程   预留间隙   离子气流量   保护气流量
  190mm   0-0.1mm   3.0-3.6L/min   13-15L/min
  焊接速度   预通气时间   滞后气时间   电流方式
  245-255mm/min   1s   5s   DC
  预熔时间   衰减时间   电流校正值   焊接电流
  165A   5s   2A   170-185A
6、采用自动TIG焊接(钨极氩弧焊)工艺对钢带I与钢带II的对缝进行盖面焊接，焊接道次为1次；
具体焊接工艺参数如下：
  保护气流量   焊接速度   送丝行程   送丝方式
  20L/min   160-180mm/min   190mm   恒速
  送丝速度   衰减时间   预通气时间   滞后气时间
  800-840mm/min   5s   1s   5s
  电流方式   预熔电流   上升时间   峰值时间
  PDC   125A   0.1s   0.2-0.4s
  峰值电流   基值时间   基值电流   电流校正值
  180-195A   0.2-0.4s   48-52A   2A
7、对钢带I与钢带II的对接焊缝进行碾压形变热处理，碾压力6吨，加热温度800-900℃；
8、采用垂直铣削工艺去除钢带I与钢带II对接焊缝两侧的引熄弧板I、引熄弧板II。

Claims (5)

1.一种连续油管钢带对接工艺，其特征是：
(1)将钢带I、钢带II的对接端头切割成45°端面后打磨除锈；
(2)将引熄弧板I、引熄弧板II与钢带I、钢带II的相切端面打磨除锈；
(3)将钢带I、钢带II的对接端头对正、压紧，并使用手工TIG焊将钢带I、钢带II的对接端头点焊固定形成对缝；
(4)将引熄弧板I、引熄弧板II分别放置在钢带I与钢带II点焊固定形成的对缝首尾处，并使引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除锈端面紧贴在钢带I、钢带II的两侧边，然后使用手工TIG焊将引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除锈端面点焊固定在钢带I与钢带II的对缝首尾处；
(5)采用PLASMA焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行打底焊接，焊后冷却5～10s；
(6)采用TIG焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行盖面焊接；
(7)对钢带I与钢带II的对接焊缝进行形变热处理；
(8)去除钢带I与钢带II对接焊缝两侧的引熄弧板I、引熄弧板II。
2.根据权利要求1所述的一种连续油管钢带对接工艺，其特征是：采用PLASMA自动焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行打底焊接，且焊接道次为1次。
3.根据权利要求1所述的一种连续油管钢带对接工艺，其特征是：采用TIG自动焊接工艺对钢带I与钢带II的对缝进行盖面焊接，且焊接道次为1次。
4.根据权利要求1所述的一种连续油管钢带对接工艺，其特征是：对钢带I与钢带II的对接焊缝进行碾压形变热处理，碾压力5-7吨，加热温度800-900℃。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种连续油管钢带对接工艺，其特征是：采用铣削工艺去除钢带I与钢带II对接焊缝两侧的引熄弧板I、引熄弧板II。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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