[發明專利]連續油管鋼帶對接工藝

無效

• 申請號: 201010142781.X
• 申請日: 2010-04-06
• 公開（公告）號: CN101829852A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 楊忠文;畢宗岳;溫宏偉;李紅智;張萬鵬;談樹美;余晗;張錦剛;張旭科;劉換軍;李博峰;鎖偉;蘇建科;張曉鋒;介升旗;張鵬
• 申請（專利權）人: 寶雞石油鋼管有限責任公司
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所 61106
• 代理人: 李鳳岐

技術領域

本發明涉及一種連續油管鋼帶對接工藝。

背景技術

現有技術的鋼帶對接、鋼板對接有埋弧焊接、CO₂氣體保護焊接、Ar₂+CO₂混合氣體保護焊接、TIG焊接、PLASMA焊接等多種對接工藝。對于絕大多數鋼管生產而言都是按定尺供貨，合理控制生產工藝都可以將接頭預留在管尾或管端進行切除。然而，對于連續油管(COILED?TUBING)的生產，單根的鋼管長度往往都在3000～5000m，甚至可以達到單根10000多米。因此，鋼帶對接的質量直接決定著能否生產出合格的連續油管產品。由于連續油管的管徑一般為Φ19.1～114.3mm，一般都是采用ERW(高頻直縫焊管)焊接工藝生產。早期的連續油管鋼帶對接曾經采用過90°垂直對焊工藝。直到1987年根據ERW焊接鋼管的工藝特點才首次開始采用45°TIG斜焊工藝進行鋼帶對接，但由于其焊接道次多，焊接熱影響區域寬，效率低，不適于工業化大生產。

發明內容

本發明解決的技術問題：提供一種連續油管鋼帶對接工藝，采用TIG焊接和PLASMA填絲焊接相結合的焊接工藝，使鋼帶對接焊縫處成管后焊縫強度與母材相當，屈強比基本保持在0.88以下，硬度≤HRC22，具有良好的韌性和塑性，提高了連續管的疲勞強度和使用壽命，生產的連續油管產品性能穩定，質量好。

本發明的設計思路：連續油管產品的壁厚范圍為0.9～7.62mm。TIG焊接一般適宜厚度≤3mm的鋼件，PLASMA焊接一般適宜厚度2～8mm的鋼件。恰巧這兩種工藝相加銜接可以覆蓋連續油管產品的所有壁厚。在產品試制過程中首先采用了TIG焊接工藝，其缺點是焊接道次多，焊接熱影響區域寬。雖然經過后續的形變熱處理工藝可以改善焊縫組織，達到性能要求，但作業周期長，效率低，不適于工業化大生產。其后，我們采用了PLASMA焊接工藝，該工藝較TIG焊接工藝而言不需要對鋼帶端部進行開坡口，單次焊接可以有效熔合，焊接熱影響區域小，焊縫組織性能好，但是表面易出現洼陷。對其進行填絲焊接后，洼陷問題解決，但又易出現咬邊。分析以上兩種焊接工藝的各自特點后，決定將以上兩種焊接工藝糅合使用。

本發明的技術解決方案：

1、將鋼帶I、鋼帶II的對接端頭切割成45°端面后打磨除銹；

2、將引熄弧板I、引熄弧板II與鋼帶I、鋼帶II的相切端面打磨除銹；

3、將鋼帶I、鋼帶II的對接端頭對正、壓緊，并使用手工TIG焊將鋼帶I、鋼帶II的對接端頭點焊固定形成對縫；

4、將引熄弧板I、引熄弧板II分別放置在鋼帶I與鋼帶II點焊固定形成的對縫首尾處，并使引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除銹端面緊貼在鋼帶I、鋼帶II的兩側邊，然后使用手工TIG焊將引熄弧板I、引熄弧板II的打磨除銹端面點焊固定在鋼帶I與鋼帶II的對縫首尾處；

5、采用PLASMA焊接工藝對鋼帶I與鋼帶II的對縫進行打底焊接，焊后冷卻5～10s；

6、采用TIG焊接工藝對鋼帶I與鋼帶II的對縫進行蓋面焊接；

7、對鋼帶I與鋼帶II的對接焊縫進行形變熱處理；

8、去除鋼帶I與鋼帶II對接焊縫兩側的引熄弧板I、引熄弧板II。

最好采用PLASMA自動焊接工藝對鋼帶I與鋼帶II的對縫進行打底焊接，且焊接道次為1次。

最好采用TIG自動焊接工藝對鋼帶I與鋼帶II的對縫進行蓋面焊接，且焊接道次為1次。

最好對鋼帶I與鋼帶II的對接焊縫進行碾壓形變熱處理，碾壓力5-7噸，加熱溫度800-900℃。

最好采用銑削工藝去除鋼帶I與鋼帶II對接焊縫兩側的引熄弧板I、引熄弧板II。

本發明具有的優點和效果：

1、本發明利用了PLASMA焊接穿透能力強、效率高、焊縫窄、熱影響區小的特點，利用了TIG焊蓋面表面成型好的優點。焊接效率較傳統的TIG焊接工藝提高1.5-2倍，高效、節能，大幅度降低成本。

2、本發明得到的焊縫質量高，達到無縫精度要求，且焊縫表面成型好，減少了焊后清理工作，無需坡口。

3、本發明焊接過程中能量集中，焊縫熱影響區小，鋼帶變形小，且經過對接焊縫進行形變熱處理改善焊縫組織，細化晶粒，獲得良好的力學性能，滿足連續油管生產技術要求。

4、本發明采用CT80級連續油管專用焊絲和卷板匹配得到的焊縫性能如下：

(1)焊縫的抗拉強度Rm≥621Mpa，硬度≤230HV。

(2)焊縫區的組織以針狀鐵素體組織為主。