CN104874928B - 一种hf3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法 - Google Patents

一种hf3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，可有效解决磁合金钢与焊粉融合性不好、易产生裂纹和产生晶间腐蚀导致机械性能降低的问题，技术方案是，包括以下步骤：（1）清洗耐磨带表面，在耐磨带上焊一焊层，焊完后将焊层打磨光滑；（2）预热，在耐磨带上铺一层焊粉，将合金块均匀的摆放到焊粉上，加热合金块，同时在合金块上喷焊粉，使合金块和扶正器本体通过焊粉紧密结合在一起，用氧乙炔加热焊粉，直到焊粉熔化；（3）冷却至常温，打磨至要求尺寸即可，本发明方法简单，易操作，解决了焊粉和无磁合金钢融合性不好导致的合金易脱落的问题，并且不易产生裂纹，机械性能好，是无磁扶正器耐磨带合金焊接方法上的创新。

Description

一种HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接方法，特别是一种HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法。
背景技术
扶正器是钻井工程中防止井斜、控制井眼轨迹的重要工具，适用于石油、天然气及地质勘探钻井过程中扶正钻具以增加钻头寿命、提高钻井速度和钻井质量。目前市面上的扶正器按材料可以分为两大类：普通合金钢扶正器和无磁合金钢扶正器（以下简称无磁扶正器）。其中普通合金钢扶正器应用广泛，这种扶正器主要用的材料是4145H钢，其含碳量高、淬透性好、综合机械性能良好，可以满足大多数情况下的使用要求。无磁扶正器的材料是使用低碳高铬锰合金钢制成的奥氏体不锈钢，它是经过严格的化学成份配比后精炼并通过锻造而达到其机械性能，具有良好的低磁导率、高强度的机械性能、极好的晶间耐腐蚀开裂性能和优异的耐磨性。由于所有磁性测量仪器在测量井眼的方向时，感应的是井眼的大地磁场，因而测量仪器必须是一个无磁环境。然而在钻井过程中，钻具往往具有磁性，具有磁场，影响磁性测量仪器，不能得到正确的井眼轨迹测量信息数据。而无磁扶正器具有良好的低磁导率，可避免自身磁场对测量仪器的影响，使测量数据更为准确。
HF3000扶正器是通过耐磨堆焊敷料（以下简称焊粉）将碳化钨合金块堆焊到扶正器耐磨带上，堆焊敷料是一种特殊的碳化钨粉末，焊后具有很高的强度和韧性，保证了耐磨带在井下既耐磨而且合金块还不容易脱落;另外这种扶正器磨损到一定程度后可以二次修复重复利用，降低了生产成本。由于以上优点，HF3000型扶正器受到越来越广泛的应用。而随着勘探技术的发展以及对石油需求量的日益增大，对钻井时测量精度的要求也越来越高，普通材质的扶正器已经无法满足使用要求，因此需要使用无磁扶正器来代替那些普通材质的扶正器，而HF3000型无磁扶正器由于其硬度高、合金覆盖率高、耐磨损、可以二次修复等优点受到人们的青睐。但是无磁合金钢存在以下三个缺点：1.无磁合金钢与HF3000型所用焊粉融合性不是很好,容易因为焊接的合金不够牢固而出现合金脱落现象；2.无磁合金钢和焊粉热膨胀系数差异较大，焊接及冷却过程容易因膨胀量或收缩量不一致产生裂纹；3.无磁合金钢经400℃～850℃的温度范围内时，会有高铬碳化物重结晶而析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，使材料的机械性能大大降低，达不到使用要求。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，可有效解决磁合金钢与焊粉融合性不好、易产生裂纹和产生晶间腐蚀导致机械性能降低的问题。
本发明解决的技术方案是：
一种HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，包括以下步骤：
（1）清洗耐磨带表面，在耐磨带上焊一焊层，焊完后将焊层打磨光滑；
（2）预热，在耐磨带上铺一层焊粉，将合金块均匀的摆放到焊粉上，加热合金块，同时在合金块上喷焊粉，使合金块和扶正器本体通过焊粉紧密结合在一起，用氧乙炔加热焊粉，直到焊粉熔化，保证焊粉熔化后能充分的填充到合金块和扶正器本体之间的整个间隙；
（3）冷却至常温，打磨至要求尺寸即可。
所述的步骤（1）中焊层的厚度为0.3-0.5mm，焊材为ER316L不锈钢氩弧焊丝。
所述的步骤（2）中的预热温度为200-250℃。
所述的步骤（2）中预热后，在耐磨带上铺的焊粉厚度为0.1mm。
所述的步骤（2）中的合金块为长方体的碳化钨合金块，规格为25.4 mm×6 mm×3mm，合金块之间的间距小于3mm。
所述的步骤（2）中氧乙炔加热合金块过程中，扶正器通过冷却装置对内孔采用循环冷却水冷却，防止扶正器温度过高，同时在焊接过程中定时用红外测温仪测量扶正器本体的温度，若温度过高即停止焊接，保证扶正器本体温度不至于过高，防止其因温度过高失去其良好的机械性能。
所述的冷却装置包括水箱、水泵、进水管和出水管，水箱的出水口经进水管与扶正器本体内孔一端的口部相连，扶正器本体内孔另一端的口部经出水管与水箱的进水口相连，进水管或出水管上装有水泵，进水管、出水管与内孔口部之间设置有接头，接头外壁与内孔内壁之间设置有密封圈。
本发明方法简单，易操作，解决了焊粉和无磁合金钢融合性不好导致的合金易脱落的问题，并且不易产生裂纹，机械性能好，是无磁扶正器耐磨带合金焊接方法上的创新。
附图说明
图1为本发明冷却装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
一种HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，包括以下步骤：
（1）清洗耐磨带表面，除去杂质和油垢，预热扶正器本体，使其温度达到100-110℃，使用ER316L不锈钢氩弧焊丝在耐磨带上堆焊一层厚度为0.3-0.5mm的层，堆焊过程中定时用红外测温仪测量温度，若超过250℃，则停止焊接，待温度降至110℃后再重新开始焊接，堆焊完成，冷却至室温，冷却过程覆盖保温材料，冷却后将焊层打磨光滑；
（2）预热扶正器本体，使其温度达到200-250℃，在耐磨带上铺一层0.1mm的Haystellite12焊粉，按要求用镊子将合金块均匀的摆放到焊粉上，所述的合金块为长方体的碳化钨合金块，规格为25.4 mm×6 mm×3mm，合金块之间的间距小于3mm；打开冷却装置，通冷却水；加热合金块，同时在合金块上喷Haystellite12焊粉，使合金块和扶正器本体通过焊粉紧密结合在一起，用氧乙炔加热焊粉，直到焊粉熔化，保证焊粉熔化后能充分的填充到合金块和扶正器本体之间的整个间隙，焊接过程中定时用红外测温仪测量扶正器本体的温度，防止温度超过400℃；所述的冷却装置包括水箱1、水泵2、进水管3和出水管10，水箱1的出水口经进水管3与扶正器本体6内孔一端的口部相连，扶正器本体6内孔另一端的口部经出水管10与水箱的进水口相连，进水管3或出水管10上装有水泵2，进水管、出水管与内孔口部之间设置有接头4、9，接头外壁与内孔内壁之间设置有密封圈5、8；
（3）冷却至常温，冷却过程覆盖保温材料，冷却后将扶正器本体打磨至要求尺寸即可。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.解决了因焊粉和无磁合金钢融合性不好导致的合金易脱落的问题，由于本发明先在本体上焊覆了一层ER316L焊粉，这种焊粉本身具有良好的无磁性能，既和无磁扶正器本体有很好的融合性，同时和Haystellite12焊粉也可以很好的融合，保证了合金块能牢牢的焊在扶正器本体上，经过生产实践证明，本工艺焊接出来的无磁扶正器耐磨带合金和本体融合良好，发生合金脱落的次数比旧工艺减少了70%；
2.解决了因焊粉和无磁合金钢热膨胀系数差异较大导致变形不均容易产生裂纹的问题，由于本工艺先在本体上焊覆了一层ER316L不锈钢焊粉，在焊粉和无磁合金钢之间起到了一个缓冲作用，避免了裂纹的产生；经实际使用，本发明焊接的产品目前出现裂纹的次数为0；
3. 步骤（2）中先在耐磨带上薄薄的铺一层0.1mm厚的Haystellite12焊粉，再排列合金块，这样合金底部也有焊粉，焊接的更加牢固，若直接在耐磨带上排列合金，合金底部没有焊粉，牢固性差一些；而且因为耐磨带表面太光滑，合金可能被焊枪吹落，先焊覆一层焊粉的话增加了表面的粗糙度，合金不易掉落；
4.增加了温度控制装置，利用循环水不停地对扶正器进行冷却，防止本体温度过高，同时焊接过程定时用红外测温仪测量温度，若温度过高立即停止焊接，保证焊接时扶正器本体温度不至于太高，以免扶正器因温度过高失去其良好的机械性能；
5. 本发明采用的Haystellite12焊粉具有优异的热稳定性、抗热腐蚀性能、抗热裂纹以及冷裂纹的能力，焊后硬度高达HRC60，耐磨性好，加工后表面粗糙度低，具有较高的抗擦伤能力，这些性能保证了无磁扶正器耐磨带可以适应井下复杂的工况，使用寿命延长了20%以上。

Claims (4)

1.一种HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）清洗耐磨带表面，在耐磨带上焊一厚度为0.3-0.5mm的焊层，焊材为ER316L不锈钢氩弧焊丝，焊完后将焊层打磨光滑；
（2）预热，在耐磨带上铺一层焊粉，将合金块均匀的摆放到焊粉上，预热合金块至200-250℃，同时在合金块上喷焊粉，使合金块和扶正器本体通过焊粉紧密结合在一起，用氧乙炔加热焊粉，直到焊粉熔化，保证焊粉熔化后能充分的填充到合金块和扶正器本体之间的整个间隙；氧乙炔加热合金块过程中，扶正器通过冷却装置对内孔采用循环冷却水冷却，防止扶正器温度过高，同时在焊接过程中定时用红外测温仪测量扶正器本体的温度，若温度过高即停止焊接，保证扶正器本体温度不至于过高，防止其因温度过高失去其良好的机械性能；（3）冷却至常温，打磨至要求尺寸即可。
2.根据权利要求1所述的HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，其特征在于，所述的步骤（2）中预热后，在耐磨带上铺的焊粉厚度为0.1mm。
3.根据权利要求1所述的HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，其特征在于，所述的步骤（2）中的合金块为长方体的碳化钨合金块，规格为25.4mm×6mm×3mm，合金块之间的间距小于3mm。
4.根据权利要求1所述的HF3000无磁扶正器耐磨带合金的焊接方法，其特征在于，所述的冷却装置包括水箱（1）、水泵（2）、进水管（3）和出水管（10），水箱（1）的出水口经进水管（3）与扶正器本体（6）内孔一端的口部相连，扶正器本体（6）内孔另一端的口部经出水管（10）与水箱的进水口相连，进水管（3）或出水管（10）上装有水泵（2）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109108441A (zh) * 2018-10-18 2019-01-01 中国化学工程第六建设有限公司 用于奥氏体不锈钢焊接的辅助装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102343471A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 上海图博可特石油管道涂层有限公司 石油开采用钻具的堆焊工艺
CN102453901A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 沈阳大陆激光成套设备有限公司 在石油钻杆表面制备wc硬质合金耐磨带的方法
CN103572280A (zh) * 2012-07-18 2014-02-12 蒋春花 激光熔覆之前无需预热的穿孔顶头的激光强化工艺
CN203547577U (zh) * 2013-10-09 2014-04-16 济源华新石油机械有限公司 一种耐磨带表面焊覆式扶正器
CN104046982A (zh) * 2014-06-24 2014-09-17 南京煜宸激光科技有限公司 一种新型镍基wc混合粉末激光熔覆方法
CN204140056U (zh) * 2014-10-14 2015-02-04 上海神开石油设备有限公司 一种用于无线随钻测井仪器的耐蚀耐磨套
CN204163645U (zh) * 2014-08-29 2015-02-18 上海天合石油工程股份有限公司 耐磨耐蚀可修复钻井用稳定器及其制造设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006013552B3 (de) * 2006-03-24 2007-06-14 Maschinenfabrik Gustav Wiegard Gmbh & Co. Kg Unterpulverschweißverfahren zur Aufschweißung einer Nutzschicht auf einen Grundwerkstoff

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102343471A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 上海图博可特石油管道涂层有限公司 石油开采用钻具的堆焊工艺
CN102453901A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 沈阳大陆激光成套设备有限公司 在石油钻杆表面制备wc硬质合金耐磨带的方法
CN103572280A (zh) * 2012-07-18 2014-02-12 蒋春花 激光熔覆之前无需预热的穿孔顶头的激光强化工艺
CN203547577U (zh) * 2013-10-09 2014-04-16 济源华新石油机械有限公司 一种耐磨带表面焊覆式扶正器
CN104046982A (zh) * 2014-06-24 2014-09-17 南京煜宸激光科技有限公司 一种新型镍基wc混合粉末激光熔覆方法
CN204163645U (zh) * 2014-08-29 2015-02-18 上海天合石油工程股份有限公司 耐磨耐蚀可修复钻井用稳定器及其制造设备
CN204140056U (zh) * 2014-10-14 2015-02-04 上海神开石油设备有限公司 一种用于无线随钻测井仪器的耐蚀耐磨套

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