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专利号: 2022107225689
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双金属复合管焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1,将两个待焊接端面的基层管(3)均去除2mm‑3mm,并在基层管(3)待焊接端面上加工

30±2°的倾斜角度,形成坡口;所述倾斜角度为待焊接端面与双金属复合管轴线垂直面的夹角;

S2,在任一双金属复合管内安装双封皮碗,并将气管(13)从双封皮碗的一侧贯穿至另一侧,所述双封皮碗与气管(13)之间密封安装;

S3,在两个待焊接双金属复合管内嵌套可溶对中器(5),可溶对中器(5)轴向中心处位于两个待焊接双金属复合管的对接处,可溶对中器(5)内部形成腔室,并使两个待焊接双金属复合管的覆层管(4)端面保持1.5mm‑2.0mm的间隙;所述可溶对中器(5)远离双封皮碗的一端封闭设置,使气管(13)中的气体能够引流至两个待焊接双金属复合管的对接处;

S4,通过气管(13)通保护气,在两个覆层管(4)待对接一端外壁与基层管(3)坡口夹角处,采用全位置自动钨极氩弧焊方法进行焊接,得到第一道环焊缝;

S5,同时从气管(13)和双金属复合管外部通保护气,在两个覆层管(4)对接处氧气体积分数小于1.5%时,采用全位置自动钨极氩弧焊方法对两个覆层管(4)对接处进行焊接,得到覆层管(4)坡口对接焊缝;

S6,在坡口对接焊缝外部、第一道环焊缝外部焊接过渡层;

S7,从双金属复合管外部通保护气,在坡口内位于过渡层外部采用焊条手工电弧焊逐层进行焊接,形成多道填充层,最后一道填充层低于基层管(3)外壁;

S8,采用焊条电弧焊在最后一道填充层外部焊接盖面层,盖面层高出基层管(3)外壁

0mm‑3mm,盖面层宽度超出坡口两侧0.5mm‑2mm;

S9,取出气管(13)和双封皮碗,清除可溶对中器(5),完成焊接。

2.根据权利要求1所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S1之前还包括步骤S0,修正待焊接端面:对两个待焊接双金属复合管的对接端面进行加工,使两个待焊接端面分别垂直于相应待焊接双金属复合管的轴线。

3.根据权利要求2所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S2中,所述双封皮碗包括气管保护钢管,以及相互平行且通过连接筒(15)相连的第一皮碗(8)和第二皮碗(16),第一皮碗(8)和第二皮碗(16)的边沿与双金属复合管的内壁相抵;

所述第一皮碗(8)上开设有第一通孔,所述第二皮碗(16)上开设有第二通孔,第一通孔和第二通孔相对设置,所述气管保护钢管安装在第一通孔和第二通孔内,所述气管(13)设置在气管保护钢管内。

4.根据权利要求3所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:所述第一皮碗(8)外侧和第二皮碗(16)外侧均设有用于安装牵引绳(12)的牵引环(11);

所述第一皮碗(8)的两侧和第二皮碗(16)的两侧均固定有盖板(9)。

5.根据权利要求4所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S3中,所述可溶对中器(5)轴向中部外壁开设有环形凹槽(7),环形凹槽(7)底部开设有多个与腔室内部连通的气孔(6),使气管(13)内部、腔室内部、气孔(6)和环形凹槽(7)形成连通气路。

6.根据权利要求1至5任一所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S3和步骤S4之间还包括步骤S3‑4,坡口清理:对两个待焊接端面的坡口和坡口两侧进行清理,使坡口和坡口两侧100mm范围内无水分、无油脂、无氧化物,且坡口及坡口两侧20mm范围内见金属光泽。

7.根据权利要求6所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S4中,所述全位置自动钨极氩弧焊方法,采用的焊丝与覆层管(4)材质相同;

步骤S5中,所述全位置自动钨极氩弧焊方法采用的送丝方式为连续送丝,且焊丝始终在保护气体范围内。

8.根据权利要求7所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S6具体为,磨除覆层管(4)坡口对接焊缝的焊高,待温度至50℃以下开始焊接,在6点钟位置引燃电弧,焊枪与覆层管(4)外壁切线夹角为75°‑85°,焊丝与焊枪夹角为110±5°,焊层厚度为1.5mm。

9.根据权利要求8所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S7中,所述采用焊条手工电弧焊逐层进行焊接具体为,在6点钟位置引燃电弧形成熔池,焊条与覆层管(4)切线夹角为75°‑85°;每道填充层焊接完成后,待温度降至150℃以下时停止通保护气,在开始下一道填充层焊接时再通保护气;每道填充层焊接完成后,待温度降至70℃以下开始下一道填充层焊接;

所述最后一道填充层距基层管(3)外壁1.5mm。

10.根据权利要求9所述一种双金属复合管焊接方法,其特征在于:步骤S8中,所述焊条电弧焊时,焊条与焊道切线夹角为80°‑90°;

步骤S9中,所述清除可溶对中器(5)具体为,从双金属复合管对应可溶对中器(5)开口的一端注入高矿化度盐水,且保持压力大于1MPa,使高矿化度盐水充满整个双金属复合管,直至可溶对中器(5)完全溶解。