[發明專利]一種壓力容器用薄璧復合鋼管的焊接工藝

有效

• 申請號: 201210489651.2
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102962563A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 楊偉芳;顧蘇民;陳文豪;鄭榮;朱文闖;張淮;吳建成;林春明;卞忠景
• 申請（專利權）人: 浙江金洲管道工業有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K101/06
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 趙衛康

技術領域

本發明涉及一種復合鋼管的焊接工藝，尤其涉及一種壓力容器用薄璧復合鋼管的焊接工藝，屬于壓力容器金屬焊接工藝。

背景技術

金屬復合管作為耐腐蝕、高強度、高剛性的新型材料，用途廣泛，在流體輸送用領域，雙金屬復合管具有耐腐蝕、耐高溫、低溫脆性好，膨脹系數小等優點，目前國內對于中、厚雙金屬復合板的焊接已做過大量研究，如專利申請號為1354061（2002-06-19）的中國專利，描述了對碳鋼、不銹鋼管連接的焊接方法，該方法雖然采取了一些焊接措施以達到一定的焊接效果，但是對于具體焊接后鋼管的力學性能沒有進行測量，因此不能用于一些使用要求較高的場所，另外，如專利申請號為201120183537.8（2011-06-01）的中國專利描述了一種鋼基三層復合鋼管，但是該專利只涉及一些鋼管結構并未對焊接工藝和鋼管使用性能和焊縫性能做詳細描述，對于壓力容器用金屬復合管通常需要具備一定的力學性能，而焊接質量更是影響整個金屬復合管質量的關鍵，因此，在焊接工藝上要求更高，尤其是薄層和超薄層復合管，目前還沒有成熟的焊接工藝可以借鑒，而具有優異性能薄璧復合管相對于厚復合管不僅可以節約大量鋼管制作成本，還可以使鋼管在相同體積下可以存儲更多的原料。

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發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題，提供一種壓力容器薄璧復合鋼管的焊接工藝，本發明焊接工藝制備的壓力容器薄璧復合鋼管工不僅具有優異的綜合力學性能，還且制備相同容量的鋼管還具有使用材料少，成本低的優點。本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：一種壓力容器用薄璧復合鋼管的焊接工藝，所述復合鋼管是由低合金結構鋼的基層和奧氏體不銹鋼的復層所組成，所述復合鋼管管長為3000-12500mm,管直徑為400-500mm，基層的厚度為4-6mm,復層的厚度為0.3-1mm；所述基層之間采用焊絲H08MnA和焊劑SJ101進行埋弧焊接；所述復層之間采用焊絲CHW-308L和焊劑CHF117進行埋弧焊接；所述焊接時焊接電流為750-850A，焊接電壓為31-34V，焊絲直接為4mm,焊接速度為1.8-1.9m/min，焊接后采用緩冷；所述焊接后基層接頭熔合區主要成分為粒狀貝氏體和珠光體；所述復層接頭熔合區主要成分為奧氏體和鐵素體。

本發明中焊接后基層接頭熔合區主要成分為粒狀貝氏體和珠光體，其中，主要成分為粒狀貝氏體和珠光體是指焊接后基層接頭熔合區粒狀貝氏體和珠光體成分含量總和占基層接頭熔合區總成分含量的80%以上；本發明中焊接后復層接頭熔合區主要成分為奧氏體和鐵素體，其中，主要成分為奧氏體和鐵素體是指焊接后復層接頭熔合區奧氏體和鐵素體成分含量總和占復層接頭熔合區總成分含量的80%以上。

本發明焊接用鋼管是由低合金結構鋼的基層和奧氏體不銹鋼的復層所組成，而且該復合鋼管管長為3000-12500mm,管直徑為400-500mm，基層的厚度為4-6mm,復層的厚度為0.3-1mm，屬于薄璧復合材料的焊接，因此與普通焊接相比，還存在以下焊接難點：1、材料為低合金結構鋼與奧氏體不銹鋼組成，因此在焊接過程中由于碳素鋼比不銹鋼的含碳量多，碳素鋼對焊縫的稀釋作用較強，使融合區的脆性層中的鉻、鎳量減小，其組織很容易成為高硬度的馬氏體，增加脆性；2、該復合鋼管屬于典型的薄璧管，焊接過程中易出現變形、焊接氧化、熱裂紋等缺陷。

本發明為解決上述問題，基層之間采用焊絲H08MnA和焊劑SJ101進行埋弧焊接；所述復層之間采用焊絲CHW-308L和焊劑CHF117進行埋弧焊接，且焊接時焊接電流為750-850A，焊接電壓為31-34V，焊絲直接為4mm,焊接速度為1.8-1.9m/min，焊接后采用緩冷。

對焊接材料選擇：本發明基層之間焊絲為H08MnA，其化學成分為：C?≤0.1%、Mn?0.30-0.55%、Si≤?0.03%、S≤?0.03%、P≤?0.03%。Mn在熔敷金屬中可以其脫氧和抗裂作用，基層之間使用高錳含量的焊絲，可以增強其焊接時脫氧性和抗裂性，可以增強焊縫的強度；另外，基層之間焊劑SJ101，是氟堿型燒結焊劑，具有優良的焊接工藝性能，電弧燃燒穩定，焊縫成型美觀，脫渣容易，焊縫具有較高的低溫沖擊韌性，采用堿性焊劑時，基層的稀釋率也較小，當配合焊絲H08MnA時可以用于鍋爐、壓力容器、橋梁、貯運油（汽）罐、船舶等鋼結構焊接。