CN109202231A

CN109202231A - 4130材料防喷器壳体零件对接焊的一种方法

Info

Publication number: CN109202231A
Application number: CN201811434802.8A
Authority: CN
Inventors: 秦毅
Original assignee: American Drilling Deep Sea Energy Technology Research and Development Shanghai Co Ltd; MSP Drilex Shanghai Co Ltd
Current assignee: American Drilling Deep Sea Energy Technology Research and Development Shanghai Co Ltd; MSP Drilex Shanghai Co Ltd
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明公开了一种4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，该防喷器壳体零件包含防喷器壳体及法兰，该方法包含：步骤1，分别锻造4130材料防喷器壳体及其法兰；步骤2，对接焊4130材料防喷器壳体与法兰，该步骤具体包含：步骤2.1，加工焊接坡口；步骤2.2，预热待焊接的防喷器壳体与法兰；步骤2.3，采用手工焊条电弧焊对防喷器壳体与法兰进行对接焊；步骤2.4，焊后回火处理。本发明通过分别锻造防喷器壳体及法兰，再把法兰焊接防喷器壳体上，且优化整个焊接过程的预热、焊接、回火的加热、保温、电流、电压等工艺参数，能减少很多加工量，减小锻造毛胚的尺寸，减少废铁屑量，节省原材料的用量，从而降低防喷器的制造成本。

Description

4130材料防喷器壳体零件对接焊的一种方法

技术领域

本发明涉及一种对接焊工艺，具体来说，涉及一种4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法。

背景技术

防喷器是用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生，将全封和半封两种功能合为一体，具有结构简单，易操作，耐高压等特点，是油田常用的防止井喷的安全密封井口装置。

防喷器通过防喷器壳体与法兰密封固定连接构成。一般防喷器壳体本体材料为4130(4130本体材料成分如表1所示)，毛坯用自由锻造的方法获得，若将其上的法兰一体锻造出来，毛坯就会很大，加工的时间会很长，加工造成的铁屑很多，造成浪费。

表1:4130本体材料成分(％)，以质量百分数计

范围	C	Si	Mn	S	P	Cr	Mo	Ni	V
										Min	0.28	0.15	0.40	0	0	0.80	0.15	0	0
Max	0.33	0.35	0.60	0.025	0.025	1.10	0.25	0.5	0.1

发明内容

本发明的目的是解决防喷器的制造成本问题，提供一种低成本的焊接方法，且能保证防喷器壳体与法兰焊接的可靠性，使焊接部位同样达到防喷器本体强度。

为达到上述目的，本发明提供了一种4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，该防喷器壳体零件包含独立的防喷器壳体及法兰，该方法包含：

步骤1，分别锻造4130材料防喷器壳体及其法兰；

步骤2，对接焊4130材料防喷器壳体与法兰，该步骤具体包含：

步骤2.1，加工焊接坡口；

步骤2.2，预热待焊接的防喷器壳体与法兰；

步骤2.3，采用手工焊条电弧焊对防喷器壳体与法兰进行对接焊；

步骤2.4，焊后回火处理。

较佳地，预热温度为250℃±50℃，保温时间4h±0.15h。

较佳地，步骤2.3中，所述的焊材为J607焊条。

较佳地，步骤2.3包含：

步骤2.3.1，焊接打底层；

步骤2.3.2，在打底层温度为200-300℃下(即层间温度200-300℃)，焊接填充层；

其中，打底层的焊接速度低于填充层的焊接速度，打底层的焊材直径小于填充层的焊材直径。

较佳地，步骤2.3.1中，焊接电流为100-140A，焊接电压为18-23V。

较佳地，步骤2.3.2中，焊接电流为140-170A，焊接电压为24-28V。

较佳地，步骤2.3.1中，焊接速度为130-180mm/min。

较佳地，步骤2.3.2中，焊接速度为150-200mm/min。

较佳地，步骤2.4中，回火温度635℃±14℃，保温时间4h。

本发明通过分别锻造防喷器壳体及法兰，再把法兰焊接防喷器壳体上，能减少很多加工量，减小锻造毛胚的尺寸，减少废铁屑量，节省原材料的用量，从而降低防喷器的制造成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。

实施例

锻造毛坯时不把防喷器壳体上的法兰直接一体锻造出来，而是分别锻造防喷器壳体与法兰，以减小防喷器壳体的毛胚尺寸。然后，对防喷器壳体和法兰粗加工后进行对接焊，按照焊前图纸要求加工焊接坡口，进加热炉预热，预热温度250℃±50℃，保温时间4h±0.15h，母材(防喷器本体材料)是4130，焊材用J607焊条，尺寸Ф4mm，层间温度200-300℃，具体焊接工艺如下表2所示。所述的层间温度是指焊完一层后，在其表面再焊时的温度，可以用红外测温仪检测，当温度低于200℃时，需要加热至需要的层间温度。

表2：防喷器壳体与法兰的对接焊工艺条件

其中，打底层是指采用直径较小的焊条在焊接面上较慢速地焊上一层作为打底层，以保证质量，提高效率；之后再用正式的焊条进行较快速地填充层焊接，直至最后的焊接表面略高于零件的表面，形成盖层。

焊后回火处理，温度635℃±14℃，保温时间4h，出炉空冷。

焊后防喷器壳体的力学性能如表3所示。

表3：防喷器壳体焊后的力学性能检测结果

可见，本发明的焊接方法加工的防喷器壳体达到了ANSI/API/Spec16A-2004钻井通道设备规范规定的承压零件的材料性能要求。

综上所述，本发明分别锻造防喷器壳体及法兰，再把法兰焊接防喷器壳体上，不但减少很多加工量，还减小锻造毛胚的尺寸，减少废铁屑量，节省原材料的用量，从而有效降低了防喷器的制造成本。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，该防喷器壳体零件包含防喷器壳体及法兰，该方法包含：

步骤1，分别锻造4130材料防喷器壳体及其法兰；

步骤2.1，加工防喷器壳体与法兰的焊接坡口；

步骤2.2，预热待焊接的防喷器壳体与法兰；

步骤2.4，焊后回火处理。

2.如权利要求1所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，预热温度为250℃±50℃，保温时间4h±0.15h。

3.如权利要求1所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，步骤2.3中，所述的焊材为J607焊条。

4.如权利要求1所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，步骤2.3包含：

步骤2.3.1，焊接打底层；

步骤2.3.2，在打底层温度为200-300℃下，焊接填充层；

5.如权利要求4所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，步骤2.3.1中，焊接电流为100-140A，焊接电压为18-23V。

6.如权利要求5所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，步骤2.3.2中，焊接电流为140-170A，焊接电压为24-28V。

7.如权利要求4所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，步骤2.3.1中，焊接速度为130-180mm/min。

8.如权利要求7所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，步骤2.3.2中，焊接速度为150-200mm/min。

9.如权利要求5所述的4130材料防喷器壳体零件对接焊的方法，其特征在于，步骤2.4中，回火温度635℃±14℃，保温时间4h。