CN108637432A - 一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，以由低合金高强度合金材料制成的深海石油机械工件为基体，以耐腐蚀合金材料为焊材，所述深孔内壁堆焊工艺包括如下步骤：1）对常规焊枪进行改造；2）清洁；3）送丝及施焊；4）后热；5）去应力；6）无损检测。本发明一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，通过对焊丝进行加热，减小焊接热输出，降低了焊材的稀释率；并且，可减少磁偏吹。

Description

一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺
技术领域
本发明涉及一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺。
背景技术
在深海石油机械中，为满足材料所需的使用性能要求，通常在碳钢工件的表面堆焊一层异种材料。而随着油层工况越来越恶劣，高含硫油田开采的增多，低合金高强度钢的应用也越来越广，而在这类低合金高强度钢工件表面堆焊耐腐蚀合金材料的需求，也在日益增加。 工件外表面上的堆焊工艺目前已经得到较好的解决, 而对于深孔内壁的堆焊工艺,业界的解决方案不多, 随着产品的需求, 急需解决瓶颈。
常规的堆焊工艺选择性比较广，如GMAW,FACW,SMAW,SAW,GTAW等堆焊工艺均可满足要求，而在深海采油石油机械领域,大部分采用的低合金高强度钢在达到工件的使用要求，如：硬度、疲劳性能、腐蚀性能等基础上，还对堆焊后工件材料的焊接应力，耐腐蚀合金层的腐蚀速率有着苛刻的要求。鉴于石油介质的高含硫工况,通常在工件内壁堆焊上耐腐蚀合金材料并达到CRA材料与基体材料的冶金结合。堆焊过程中必须既要保证堆焊材料和基体材料的有效熔合，同时要严格控制CRA材料的稀释率及和焊接过程中的热输出量，尽量减少和消除对工件基体材料的机械性能产生不利影响的因素。能达到以上要求的焊接焊接工艺, 通常采用的是DEEP HOLES HOT WIRE TIG(深孔热丝氩弧焊), 但该堆焊工艺方法工艺局限为：堆焊效率低,最快熔敷效率约为4kg/H,如果工件需要内孔大面积堆焊,本已经预热好的工件会随着堆焊时间过长而逐渐冷却,从而必须暂定堆焊重新预热, 而反复的加热,也会导致堆焊层与基底层之间存在焊接裂纹等质量隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，通过对焊丝进行加热，减小焊接热输出，降低了焊材的稀释率；并且，可减少磁偏吹。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，以由低合金高强度合金材料制成的深海石油机械工件为基体，以耐腐蚀合金材料为焊材，所述深孔内壁堆焊工艺包括如下步骤：
1）对常规焊枪进行改造：在焊枪主体的枪头上固定安装一用于伸入深孔内部的直条形耐高温导热延伸管，在延伸管远离枪头的一端固定安装一耐高温导热变向弯头，在变向弯头远离延伸管的一端固定安装一焊头；
2）清洁：以丙酮或酒精擦拭深孔内壁焊接处表面；
3）送丝及施焊：将延伸管伸入深孔内部，调整延伸管的位置，使焊头对准深孔内壁焊接处，通过送丝机构将焊丝送至焊接处，采用直流焊接电源进行堆焊，并保持焊接层间温度小于300℃；所述焊丝在进入熔池前10-100cm处由热丝电源通过导电块将焊丝加热至150℃，并且焊丝的输送方向与焊接方向之间的夹角为40-60度；
4）后热：焊接结束后，采用保温石棉进行后热保温；
5）去应力：整体焊后热处理，650℃±10，保温5小时，升温速速、降温速度均小于100℃/h，随炉空冷；
6）无损检测：PT检测堆焊层表面焊接缺欠状况，RT检测堆焊层内部堆焊质量状况，焊接缺陷包括气孔、未熔合和裂纹。
优选的，步骤3）中，热丝电源采用交流电源，该交流电源的正、负极分别与基体和导电块连接。
优选的，步骤3）中，通过温度测量仪监测所述焊接层间温度，该温度测量仪连接有报警器。
优选的，所述焊丝的最大直径为1.2mm。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，通过对焊丝进行加热，减小焊接热输出，降低了焊材的稀释率；并且，可减少磁偏吹。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，以由低合金高强度合金材料制成的深海石油机械工件为基体，以耐腐蚀合金材料为焊材，所述深孔内壁堆焊工艺包括如下步骤：
1）对常规焊枪进行改造：在焊枪主体的枪头上固定安装一用于伸入深孔内部的直条形耐高温导热延伸管，在延伸管远离枪头的一端固定安装一耐高温导热变向弯头，在变向弯头远离延伸管的一端固定安装一焊头；
2）清洁：以丙酮或酒精擦拭深孔内壁焊接处表面；
3）送丝及施焊：将延伸管伸入深孔内部，调整延伸管的位置，使焊头对准深孔内壁焊接处，通过送丝机构将焊丝送至焊接处，采用直流焊接电源进行堆焊，并保持焊接层间温度小于300℃；所述焊丝在进入熔池前10-100cm处由热丝电源通过导电块将焊丝加热至150℃，并且焊丝的输送方向与焊接方向之间的夹角为40-60度；
4）后热：焊接结束后，采用保温石棉进行后热保温；
5）去应力：整体焊后热处理，650℃±10，保温5小时，升温速速、降温速度均小于100℃/h，随炉空冷；
6）无损检测：PT检测堆焊层表面焊接缺欠状况，RT检测堆焊层内部堆焊质量状况，焊接缺陷包括气孔、未熔合和裂纹。
步骤3）中，热丝电源采用交流电源，该交流电源的正、负极分别与基体和导电块连接。
步骤3）中，通过温度测量仪监测所述焊接层间温度，该温度测量仪连接有报警器。
所述焊丝的最大直径为1.2mm。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，通过对焊丝进行加热，减小焊接热输出，降低了焊材的稀释率；并且，可减少磁偏吹。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，其特征在于，以由低合金高强度合金材料制成的深海石油机械工件为基体，以耐腐蚀合金材料为焊材，所述深孔内壁堆焊工艺包括如下步骤：
1）对常规焊枪进行改造：在焊枪主体的枪头上固定安装一用于伸入深孔内部的直条形耐高温导热延伸管，在延伸管远离枪头的一端固定安装一耐高温导热变向弯头，在变向弯头远离延伸管的一端固定安装一焊头；
2）清洁：以丙酮或酒精擦拭深孔内壁焊接处表面；
3）送丝及施焊：将延伸管伸入深孔内部，调整延伸管的位置，使焊头对准深孔内壁焊接处，通过送丝机构将焊丝送至焊接处，采用直流焊接电源进行堆焊，并保持焊接层间温度小于300℃；所述焊丝在进入熔池前10-100cm处由热丝电源通过导电块将焊丝加热至150℃，并且焊丝的输送方向与焊接方向之间的夹角为40-60度；
4）后热：焊接结束后，采用保温石棉进行后热保温；
5）去应力：整体焊后热处理，650℃±10，保温5小时，升温速速、降温速度均小于100℃/h，随炉空冷；
6）无损检测：PT检测堆焊层表面焊接缺欠状况，RT检测堆焊层内部堆焊质量状况，焊接缺陷包括气孔、未熔合和裂纹。
2.根据权利要求1所述的深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，其特征在于，步骤3）中，热丝电源采用交流电源，该交流电源的正、负极分别与基体和导电块连接。
3.根据权利要求2所述的深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，其特征在于，步骤3）中，通过温度测量仪监测所述焊接层间温度，该温度测量仪连接有报警器。
4.根据权利要求3所述的深海石油机械工件的深孔内壁堆焊工艺，其特征在于，所述焊丝的最大直径为1.2mm。
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