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1、(10)申请公布号 CN 102794542 A(43)申请公布日 2012.11.28CN102794542A*CN102794542A*(21)申请号 201210316938.5(22)申请日 2012.08.31B23K 9/04(2006.01)B23K 9/16(2006.01)(71)申请人西安向阳航天材料股份有限公司地址 710075 陕西省西安市高新区科技二路61号(72)发明人梁国萍 张燕飞 苑举纲(74)专利代理机构西安永生专利代理有限责任公司 61201代理人申忠才(54) 发明名称振动送丝堆焊方法(57) 摘要本发明涉及一种振动送丝堆焊方法，其利用焊枪左右摆动与焊丝的。
2、往复振动结合，在自动送丝过程中伴随焊丝的轴向振动，将焊材熔敷在管子的内壁上，大大提高了焊接熔池的流动性，进而提高了堆焊效率，特别是对流动性差的材料，如镍基合金，在焊丝熔化时，振动的焊丝具有均匀搅拌熔池的功能，使得熔池金属在搅拌中气体快速逸出，减少了焊接热裂纹和气孔的产生；在振动送丝搅拌熔池的作用下，熔池均匀凝固结晶，堆焊层金相组织均匀、细致，堆焊层力学性能大大优于普通钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊，很大程度上提高了堆焊焊缝的质量，性能良好，大大提高了产品合格率与焊缝的性能。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书。
3、 1 页 说明书 4 页 附图 1 页1/1页21.一种振动送丝堆焊方法，其特征在于包括以下步骤：（1）预热处理对焊件的焊接端进行预热处理，预热的温度50；（2）施焊调整焊接的电流为240270A、电压为1416V，在纯度大于99.99%的氩气保护气体下，焊枪左右摆动，焊丝沿送丝方向往复振动熔敷在焊件上，焊接热输入为0.450.6KJ/mm，焊丝振幅为35mm，焊丝在振动机构的带动下振动，频率为9001300次/分钟，送丝速度为44005250mm/min，送丝速度的变量为7095，焊接速度为315350mm/min，形成堆焊层，完成堆焊。2.根据权利要求1所述的振动送丝堆焊方法，其特征在于：。
4、在步骤（2）中，调整焊接的电流为250A、电压为15V，在纯度大于99.99%的氩气保护气体下，焊枪左右摆动，焊丝沿送丝方向往复振动熔敷在焊件上，焊接热输入为0.5KJ/mm，焊丝振幅为4mm，焊丝在振动机构的带动下振动，频率为1100次/分钟，送丝速度为4800mm/min，送丝速度的变量为80，焊接速度为330mm/min，形成堆焊层，完成堆焊。3.根据权利要求1所述的振动送丝堆焊方法，其特征在于：所述堆焊层厚度为34mm。权 利 要 求 书CN 102794542 A1/4页3振动送丝堆焊方法技术领域0001 本发明属于焊接技术领域，具体涉及到双金属复合管管端振动堆焊的方法。背景技术00。
5、02 目前油气田开发项目中由于输送的石油、天然气内含较多腐蚀性介质，普通碳钢管无法满足防腐蚀性能要求，普通碳钢+缓蚀剂只是减缓了管道腐蚀的速率，并没有从根本上解决问题。由于机械复合管碳钢基管和不锈钢衬管之间为单纯的机械结合，存在一定的间隙，在管管对接过程中由于间隙的存在，对接焊焊接时易出气孔、未熔等缺陷，焊接质量与效率受到严重的影响；如果将机械复合管管端进行堆焊处理，即可解决这个问题。0003 堆焊是管道内复合的一种方法，它可以通过很多焊接方法来实现，例如：它可以通过熔化极气体保护焊接工艺实现，熔化极气体保护焊将耐蚀合金焊丝穿过电弧送到惰性气体保护的熔池中，通过增大送丝速度来达到较高的熔敷比，。
6、当然，大的送丝速度同时也产生了大的热输入，导致焊接熔池的深度向基体金属方向扩展，熔深的增加会引起铁离子稀释耐蚀合金层，使得堆焊层的冶金特性打折扣。具备脉冲电流转化功能的熔化极气体保护焊对减少铁离子稀释和热输入有益，但是，众所周知，它也带来了在耐蚀合金层与基体金属之间出现未熔合缺陷的可能性。同时，熔化极气体保护焊的飞溅、气孔指标也使得工业化生产难以接受。0004 也可以采用钨极氩弧焊工艺实现管端堆焊，钨极氩弧焊由于是非熔化极，采用惰性气体保护，避免了大气对熔池的污染。钨极氩弧焊可以解决未融合的难题，在钨极氩弧焊堆焊过程中，钨极维持着焊接熔池，但是耐蚀合金焊丝分别送到熔池与钨极之间，其熔敷效率大幅。
7、度下降。0005 综上所述，普通的熔化极气体保护堆焊存在飞溅大，熔敷率大，焊接质量低的问题；普通的钨极氩弧焊堆焊，存在焊接熔敷率低，常规多层堆焊时易出现层间未熔，条形气孔等缺陷，这些都严重影响工业化生产的质量与效率。发明内容0006 为了解决现有技术中堆焊过程中所存在的不足，本发明提供了一种堆焊效率高、热输入小、缺陷低的振动送丝堆焊方法。0007 本发明解决上述技术问题的技术方案是包括以下步骤：0008 （1）预热处理0009 对焊件的焊接端进行预热处理，预热的温度50；0010 （2）施焊0011 调整焊接的电流为240270A、电压为1416V，在纯度大于99.99%的氩气保护气体下，焊枪。
8、左右摆动，焊丝沿送丝方向往复振动熔敷在焊件上，焊接热输入为0.450.6KJ/mm，焊丝振幅为35mm，焊丝在振动机构的带动下振动，频率为9001300次/分钟，送丝速度为44005250mm/min，送丝速度的变量为7095，焊接速度为315350mm/说 明 书CN 102794542 A2/4页4min，形成堆焊层，完成堆焊。0012 上述步骤（2）中，调整焊接的电流为250A、电压为15V，在纯度大于99.99%的氩气保护气体下，焊枪左右摆动，焊丝沿送丝方向往复振动熔敷在焊件上，焊接热输入以0.5KJ/mm为佳，焊丝振幅为4mm，焊丝在振动机构的带动下振动，频率为1100次/分钟，送丝。
9、速度为4800mm/min，送丝速度的变量为80，焊接速度为330mm/min，形成堆焊层，完成堆焊。0013 上述堆焊层厚度较佳的范围为34mm。0014 本发明的振动送丝堆焊方法是焊枪左右摆动与焊丝的往复振动结合，在自动送丝过程中伴随焊丝的轴向振动，将焊材熔敷在管子的内壁上，大大提高了焊接熔池的流动性，进而提高了堆焊效率，特别是对流动性差的材料，如镍基合金，在焊丝熔化时，振动的焊丝具有均匀搅拌熔池的功能，使得熔池金属在搅拌中气体快速逸出，减少了焊接热裂纹和气孔的产生；在振动送丝搅拌熔池的作用下，熔池均匀凝固结晶，堆焊层金相组织均匀、细致，堆焊层力学性能大大优于普通钨极氩弧焊和熔化极气体保护。
10、焊，很大程度上提高了堆焊焊缝的质量，性能良好，大大提高了产品合格率与焊缝的性能，为复合管制造降低了成本，也为管端坡口加工降低了工作量。附图说明0015 图1为实施例1中的焊丝振动方向示意图。具体实施方式0016 现结合附图和实施例对本发明进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述的实施方式。0017 实施例10018 现以双金属复合管管端为例，振动送丝堆焊方法由以下步骤实现：0019 （1）预热处理0020 对双金属复合管1的焊接端进行预热处理，预热的温度为75；0021 （2）施焊0022 打开普通的焊机、保护气和通常用的送丝装置，调整焊接的电流为250A、电压为15V，在纯度为99.999%的。
11、氩气的保护气体下，焊枪在焊机的十字滑台带动下左右摆动，焊道均匀摊开，根据焊接电弧的长度自动调整焊枪的上下位置，在送丝装置的振动驱动装置的驱动下，焊丝沿着送丝方向往复振动，参见图1，焊接热输入为0.5KJ/mm，焊丝振幅为4mm，振动送丝频率为1100次/分钟，送丝速度为4800mm/min，送丝速度的变量为80，焊接速度为330mm/min，焊丝熔敷在管端上，形成3.5mm的堆焊层，完成堆焊。0023 上述的送丝装置中所用的振动驱动装置是普通的振动驱动设备。0024 实施例20025 现以双金属复合管管端为例，振动送丝堆焊方法由以下步骤实现：0026 （1）预热处理0027 对双金属复合管1的。
12、焊接端进行预热处理，预热的温度为50；0028 （2）施焊0029 打开普通的焊机、保护气和通常用的送丝装置，调整焊接的电流为240A、电压为说 明 书CN 102794542 A3/4页514V，在纯度大于99.991%氩气的保护气体下，焊枪在焊机的十字滑台带动下左右摆动，焊道均匀摊开，根据焊接电弧的长度自动调整焊枪的上下位置，在送丝装置的振动驱动装置的驱动下，焊丝沿着送丝方向往复振动，焊接热输入为0.45KJ/mm，焊丝振幅为3mm，送丝振动频率为900次/分钟，送丝速度为4400mm/min，送丝速度的变量为70，焊接速度为315mm/min，焊丝熔敷在管端上，其它的操作与实施例1相同，。
13、形成3mm的堆焊层，完成堆焊。0030 实施例30031 现以双金属复合管管端为例，振动送丝堆焊方法由以下步骤实现：0032 （1）预热处理0033 对双金属复合管1的焊接端进行预热处理，预热的温度为95；0034 （2）施焊0035 打开普通的焊机、保护气和通常用的送丝装置，调整焊接的电流为270A、电压为16V，在纯度大于99.995%氩气的保护气体下，焊枪在焊机的十字滑台带动下左右摆动，焊道均匀摊开，根据焊接电弧的长度自动调整焊枪的上下位置，在送丝装置的振动驱动装置的驱动下，焊丝沿着送丝方向往复振动，焊接热输入为0.6KJ/mm，焊丝振幅为5mm，送丝振动频率为1300次/分钟，送丝速度。
14、为5250mm/min，送丝速度的变量为95，焊接速度为350mm/min，焊丝熔敷在管端上，其它的操作与实施例1相同，形成4mm的堆焊层，完成堆焊。0036 为了验证本发明的有益效果，将实施例1完成堆焊的复合管1管端进行检测，具体如下：0037 1、用肉眼观察外观，检验射线探伤满足JB/T 4730.2标准承压设备无损检测的II级合格。0038 2、焊缝侧弯按照DNV OS F101标准海底管线系统执行，弯心直径为50.8mm，弯曲角度为180，无可见裂纹，合格。0039 3、按照DNV OS F101标准海底管线系统，采用自由摆动摆锤一次冲击打断缺口试样的方法对复合管堆焊处进行0冲击试验，。
15、冲击试样的“V”缺口槽分别开在熔合线处、熔合线往复合管方向+2mm处，熔合线往复合管方向+5mm处，试验结果远远优于标准规定值，具体数据如下表1所示：0040 表1堆焊处复合管基管冲击吸收功能0041 0042 由上表1可以看出，各个位置的冲击吸收功能均远远大于标准值，即可证明本发说 明 书CN 102794542 A4/4页6明堆焊处复合管的冲击吸收功能能够满足DNV OS F101标准海底管线系统要求。0043 4、按照DNV OS F101标准海底管线系统标准，对堆焊管端的焊缝进行环向和轴向的10kg维氏硬度检测，每个试样分别检测外层、中心、内层三条线，每条线上分别打4个点，硬度值如表2所示。0044 表210kg维氏硬度值0045 0046 由表2可以看出，本发明的堆焊管端的焊缝进行环向和轴向的10kg维氏硬度检测结果均小于标准值，即可说明，本发明的堆焊管端的焊缝进行环向和轴向的10kg维氏硬度能够满足DNV OS F101标准海底管线系统的要求。说 明 书CN 102794542 A1/1页7图1说 明 书 附 图CN 102794542 A。