一种镍基高耐蚀复合钢管焊接方法及步骤

　　本发明属于钢铁材料焊接

　　技术领域：

　　，具体涉及一种镍基高耐蚀复合钢管焊接方法。

　　背景技术：

　　：在n08825/l450ms管线复合板的使用过程中，环缝焊接成为关键控制工序，为了保证复合钢板的综合性能，需要对基层和覆层分别焊接，并保证性能。在基层焊缝和覆层焊缝之间，还需要有过渡层的焊缝金属。过渡层的焊接是为了补偿因为稀释所引起的合金元素的降低，使覆层的焊缝金属仍保持有n08825钢的成分，以保证其耐腐蚀性。因此，过渡层的焊接材料的选用、焊接工艺的实施将对n08825钢覆层的成分、组织及性能产生显著的影响，基层与覆层之间的过渡层焊接是n08825钢复合板焊接的关键问题。此外，环缝采用埋弧焊和手工电弧焊，不同焊接方法使得焊接材料和焊接工艺的选择具有了复杂性。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种适用于高耐蚀n08825/l450ms管线复合管线的焊接方法，在保证焊接接头力学性能与母材相匹配，保证焊接接头强韧性的同时，满足焊接接头的耐腐蚀性能的要求，同时能提高工作效率。本发明具体采用如下技术方案：一种高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)、开x型坡口，覆层侧坡口边缘设置倾斜角形成过渡台阶，所述倾斜角深度≥3mm，所述倾斜角深入碳钢基层1.0～1.5mm形成过渡层；步骤(2)、基层定位预焊；步骤(3)、采用手工电弧焊或埋弧自动焊进行基层双面焊接；步骤(4)、采用tig焊焊接过渡层和覆层。本发明通过合理的坡口设计，采用基层定位焊+双面saw焊或双面smaw焊+覆层tig焊对n08825/l450ms复合钢管进行焊接，提高了焊接效率，在保证焊接接头力学性能与母材相匹配、保证焊接接头强韧性的同时，满足焊接接头的耐腐蚀性能的要求，同时能提高工作效率。经测试，采用本发明的焊接方法，焊接接头各项力学性能均能满足标准要求。对复合管焊接接头进行晶间腐蚀、点蚀以及hic腐蚀试验，晶间腐蚀和点蚀腐蚀速率均满足标准要求，hic试验未见裂纹。附图说明图1为坡口和焊接方法示意图；图2为实施例1腐蚀试验结果图；图3为实施例2腐蚀试验结果图。具体实施方式下面对本发明技术方案做进一步详细说明。一种高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，包括如下步骤：(1)开x型坡口，覆层侧坡口边缘设置倾斜角形成过渡台阶。由于液态镍基n08825合金流动性较差，黏性较好，故在焊接坡口边缘设置倾斜角。如图1所示，覆层侧坡口深度h大于等于3mm，再向碳钢基层深入h为1.0～1.5mm，宽度a约18mm。由于过渡台阶的设置可避免先焊的基层焊缝连接到覆层，在过渡台阶区域进行过渡层焊接，可有效避免基层碳钢对耐蚀合金的稀释。(2)基层定位预焊；(3)采用saw焊或smaw焊进行基层双面焊接；(4)采用tig焊焊接覆层。焊接材料选用：过渡层采用焊丝ernicrmo-3，该焊丝与覆层n08825相比有较高ni含量，能很好解决碳钢对镍基合金的稀释影响。tig焊保护气体为高纯ar。埋弧焊完成之后对焊缝进行打磨清理，再进行tig焊。tig焊分3层，分别为打底、填充、盖面。实施例1采用本发明焊接方法，先进行l450ms钢的定位预焊，再用手工焊依次进行l450ms钢的双面焊接(内焊和外焊)，最后对过渡层金属和覆层金属进行非熔化极惰性气体钨极保护焊(tig)。手工焊接的焊接工艺参数如下：表1smaw焊接工艺参数表2saw焊接工艺参数性能检测结果如下：表3smaw焊接接头拉伸试验结果两种方法的焊接试验拉伸试验断裂位置均在母材，标准要求：rm535-760mpa焊接接头强度不低于母材，焊接接头的强度合格。表4smaw焊接接头冲击试验结果焊接接头硬度硬度标准要求≤250，从实验结果看出：基层、覆层及焊缝热影响区最高硬度符合标准要求。smaw基层焊接覆层点蚀试验试样制备：试样大小为长×宽×厚＝50×25×(～3)mm。样品表面利用砂纸打磨到120#，去除表面氧化物。试验溶液：将100g氯化铁(fecl3·6h2o)溶于900ml去离子水(质量比约6％)中，实际取用600ml。试验时间：72h。试验温度：22℃。表5腐蚀试样原始数据将腐蚀后的试样放在25倍显微镜下观察，如图2所示，试样经72小时腐蚀后，表面未发现点蚀坑。腐蚀速率最大约为0.7g/m2(见表5)，小于技术协议上要求的4g/m2。实施例2采用本发明焊接方法，先进行l450ms钢的定位预焊，再用埋弧自动焊依次进行l450ms钢的双面焊接，最后对过渡层金属和覆层金属进行非熔化极惰性气体钨极保护焊(tig)。焊接接头拉伸表6saw焊接接头拉伸试验结果试样编号试样尺寸/mmrm/mpa断裂部位ng19×25×360607母材ng19×25×360600母材bj19×25×360610母材钢板焊接接头各部位冲击试验结果见表7。表7saw焊接接头冲击试验结果技术要求为焊缝、haz单值≥38j,平均值≥45j。从结果看出焊缝、haz的冲击韧性可以满足要求。焊接接头硬度腐蚀试验结果试样制备：试样大小为长×宽×厚＝50×25×～3mm。样品表面利用砂纸打磨到120#，去除表面氧化物。试验溶液：将100g氯化铁(fecl3·6h2o)溶于900ml去离子水(质量比约6％)中，实际取用600ml。试验时间：72h。试验温度：22℃。表8腐蚀试样原始数据将腐蚀后的试样放在25倍显微镜下观察，如图3所示。由图可知，试样经72小时腐蚀后，表面未发现点蚀坑。腐蚀速率结果如表8所示，腐蚀前后试样重量未发生变化，腐蚀速率为0mm/a。当前第1页12

　　技术特征：

　　1.一种高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

　　步骤(1)、开x型坡口，覆层侧坡口边缘设置倾斜角形成过渡台阶，所述倾斜角深度≥3mm，所述倾斜角深入碳钢基层1.0～1.5mm形成过渡层；

　　步骤(2)、基层定位预焊；

　　步骤(3)、采用手工电弧焊或埋弧自动焊进行基层双面焊接；

　　步骤(4)、采用tig焊焊接过渡层和覆层。

　　2.如权利要求1所述的高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于过渡层焊丝采用ernicrmo-3。

　　3.如权利要求1所述的高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于tig焊保护气体采用高纯ar。

　　4.如权利要求1所述的高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于tig焊分3层，分别为打底、填充、盖面。

　　5.如权利要求1所述的高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于基层双面焊接完成之后对焊缝进行打磨清理，再进行tig焊。

　　6.如权利要求1所述的高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于手工电弧焊工艺如下：焊接材料gel-sha57，焊接电流160-175a，电弧电压20-22v，焊接速度13-20cm.min-1，线能量9.6-17.8kj/cm。

　　7.如权利要求1所述的高耐蚀n08825/l450ms复合钢管焊接方法，其特征在于埋弧自动焊工艺如下：焊接材料chw-sha，焊接电流580-600a，电弧电压29-32v，焊接速度60cm.min-1，线能量17-19kj/cm。

　　技术总结

　　本发明公开一种镍基高耐蚀复合钢管焊接方法，通过合理的坡口设计，采用基层定位焊+双面SAW焊或双面SMAW焊+覆层TIG焊对N08825/L450MS复合钢管进行焊接，提高了焊接效率，在保证焊接接头力学性能与母材相匹配、保证焊接接头强韧性的同时，满足焊接接头的耐腐蚀性能的要求，同时能提高工作效率。经测试，采用本发明的焊接方法，焊接接头各项力学性能均能满足标准要求。对复合管焊接接头进行晶间腐蚀、点蚀以及HIC腐蚀试验，晶间腐蚀和点蚀腐蚀速率均满足标准要求，HIC试验未见裂纹。

　　技术研发人员：李松;李伟;彭思远;吴君明;李定金

　　受保护的技术使用者：南京钢铁股份有限公司

　　技术研发日：2020.03.31

　　技术公布日：2020.09.15