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復(fù)合管對(duì)接焊的難點(diǎn)在于避免基層低碳鋼對(duì)不銹鋼的污染使得不銹鋼焊縫的耐腐蝕性下降，采用對(duì)接焊前先在管端堆焊耐蝕合金層的工藝方法，可以大大降低復(fù)合管對(duì)接焊的難度，保證焊縫的耐蝕性能。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)復(fù)合管管端堆焊技術(shù)都有研究，但都局限在研究階段，并未將該技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中。本文就復(fù)合管管端堆焊的工藝過程及性能測(cè)試進(jìn)行研究，目的是能更好地將該技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中。
復(fù)合管基管規(guī)格為φ219.1mm×14.3mm，材料為X65鋼；襯管規(guī)格為φ186mm×3mm，材料為316L不銹鋼。根焊及堆焊層所用焊絲為φ1.2mm的Inconel625合金。
復(fù)合管管端堆焊過程包含以下三個(gè)步驟：
(1)坡口加工：采用機(jī)械加工方法，在坡口機(jī)上將待堆焊的復(fù)合管端部去除長(zhǎng)為60~70mm的不銹鋼內(nèi)襯管；然后將基管內(nèi)側(cè)由外至內(nèi)加工成一向內(nèi)傾斜的坡口，坡口的傾斜角度為3°~8°。
(2)根焊及堆焊：根焊及堆焊前基體表面采用丙酮進(jìn)行焊前清理，采用鎢極氬弧焊機(jī)在坡口根部進(jìn)行手工氬弧焊根焊，根焊時(shí)電流為150~170A，焊接速度為55~70mm/min，保護(hù)氣體(Ar)流量為10~20L/min；根焊后復(fù)合管進(jìn)行水平固定，采用自動(dòng)堆焊機(jī)從根焊處開始由內(nèi)至外進(jìn)行堆焊并形成多層堆焊層，堆焊時(shí)焊接方向?yàn)槁菪€方向，焊道擺寬為10~15mm，焊接電流為170~200A，焊接電壓為20~25A，平均熱輸入量為3~5kJ，保護(hù)氣體(Ar)流量為10~20L/min，層間溫度控制在50~70℃，旋轉(zhuǎn)速度(工裝頻率)為35~45Hz，共堆焊5~10道、2~3層，道與道之間的搭接量為30%~50%；堆焊結(jié)束后堆焊層內(nèi)壁高度不低于不銹鋼內(nèi)襯管的內(nèi)表面高度且其外端口高度不低于不銹鋼內(nèi)襯管的外端口高度，焊后用不銹鋼刷進(jìn)行打磨拋光。
(3)焊后處理：采用機(jī)械加工方法，在坡口機(jī)上對(duì)堆焊層的內(nèi)壁和外端口進(jìn)行處理，使得堆焊層的內(nèi)壁與不銹鋼內(nèi)襯管的內(nèi)壁相平齊并且將堆焊層的外端面處理為平端口。
通過對(duì)復(fù)合管管端堆焊的工藝試驗(yàn)及性能測(cè)試，成功地將復(fù)合管管端自動(dòng)堆焊技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中，并獲得了合理的工藝參數(shù)范圍。堆焊后堆焊層與基層呈致密的冶金結(jié)合，界面處未出現(xiàn)氣孔、裂紋及熔合不良等冶金缺陷。堆焊后堆焊層的化學(xué)成分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，在界面處未產(chǎn)生嚴(yán)重的化學(xué)元素?cái)U(kuò)散，堆焊層及基層內(nèi)主要化學(xué)成分分布均勻，堆焊后未影響到基層的性能，同時(shí)也能保證堆焊層的耐蝕性能。堆焊層的硬度值高于基層，在堆焊層內(nèi)部和基層內(nèi)部硬度值分布較均勻。堆焊層內(nèi)為柱狀樹枝奧氏體組織，晶粒非常細(xì)?。换鶎訜嵊绊憛^(qū)晶粒較基層發(fā)生略微長(zhǎng)大。 . |
