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石油鉆桿的過(guò)渡液相擴散焊
- 分類(lèi):新聞資訊
- 作者:
- 來(lái)源:
- 發(fā)布時(shí)間:2021-03-23
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【概要描述】石油鉆桿是由鉆桿接頭和桿體兩構件分別制造后再連接而成。雖然摩擦焊工藝已成功地應用于鉆桿焊接,但在實(shí)際焊接過(guò)程中還存在一些缺陷,例如會(huì )產(chǎn)生焊接錯位、外壁留有飛邊、焊接區組織粗大等。針對鉆桿摩擦焊中的缺點(diǎn),采用用擴散焊(TLP)設備,在大氣條件下加Ar氣保護進(jìn)行了鉆桿的過(guò)渡液相擴散焊連接,獲得了組織與性能合格的接頭, 對推進(jìn)擴散焊技術(shù)在石油工業(yè)中的應用有一定的意義
石油鉆桿的過(guò)渡液相擴散焊
【概要描述】石油鉆桿是由鉆桿接頭和桿體兩構件分別制造后再連接而成。雖然摩擦焊工藝已成功地應用于鉆桿焊接,但在實(shí)際焊接過(guò)程中還存在一些缺陷,例如會(huì )產(chǎn)生焊接錯位、外壁留有飛邊、焊接區組織粗大等。針對鉆桿摩擦焊中的缺點(diǎn),采用用擴散焊(TLP)設備,在大氣條件下加Ar氣保護進(jìn)行了鉆桿的過(guò)渡液相擴散焊連接,獲得了組織與性能合格的接頭, 對推進(jìn)擴散焊技術(shù)在石油工業(yè)中的應用有一定的意義
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一、試驗材料
試驗采用127mmX10mm的鉆桿桿體和鉆桿接頭,材料為35CrMo. 所用中間層為FeNi-CrSi-B鐵鎳基非晶箔片,熔點(diǎn)為1050~1100℃,厚度為25μm,其化學(xué)成分見(jiàn)表1。
表1中間層的化學(xué)成分
二、焊接設備
鉆桿專(zhuān)用擴散焊設備,主要由中頻電源及感應加熱器、夾具及液壓、冷卻系統、保護系統和控制系統組成。其中感應加熱器為單匝上下對開(kāi),內部有冷卻水通道,外側有保護氣路,水電氣一體化,操作簡(jiǎn)單,便于工件的安裝和拆卸。液壓系統提供夾緊力和頂緊力,實(shí)現工件的固定和焊接壓力??刂葡到y采用PLC+PRC模塊,并通過(guò)觸摸屏設定工藝參數,實(shí)現人機界面對話(huà)。冷卻系統由水箱、水泵、散熱片及風(fēng)扇組成,通過(guò)循環(huán)水冷卻 夾具、感應加熱器及液壓系統。
圖1鉆桿TLP連接設備示意圖
圖1
1---后頂架,2一基座;3C形架;4一鉆桿接頭;5一感應加熱器;6一控制面板;7一龍門(mén)架;8一鉆桿桿體
三、擴散焊工作過(guò)程
①車(chē)削加工鉆桿接頭和桿體端面,平均粗糙度為Ra6.3um.
②打開(kāi)感應加熱器,C形架和龍門(mén)架上夾頭抬起。鉆桿接頭安裝在C形架定位座上行程開(kāi)關(guān)控制C形架運行直到接頭待焊端面位于感應加熱器中心。鉆桿桿體從右側裝入,待兩焊接端面接觸時(shí)夾緊桿體。調整C形架上的定位座進(jìn)行錯位調整。
③運行C形架分離兩待焊端面,將與焊接端面等形狀的Fe-Ni-Cr-Si-B中間層合金箔片置于兩待焊端面,C形架推后頂架,壓緊中間層合金箔片。
④合上感應加熱器,接通光纖測溫儀,打開(kāi)冷卻水和Ar保護,觸摸屏設定焊接參數和 后熱處理參數,通過(guò)PLC+PRC運行焊接程序。在加熱溫度1215℃、保溫時(shí)間4min,壓 力9 MPa的工藝參數下進(jìn)行鉆桿擴散焊。焊后加熱溫度650℃,保溫5min回火,
⑤焊接程序結束后,打開(kāi)感應加熱器,C形架和龍門(mén)架上夾頭上抬。焊接后的鉆桿通下料機構從右側下料,C形架退回左側,焊接完畢。
四、接頭分析
對焊后試樣進(jìn)行拉伸、彎曲試驗。采用過(guò)渡液相擴散焊工藝焊接鉆桿,接頭變形小,焊縫處無(wú)摩擦焊時(shí)的飛邊,焊縫成形美觀(guān)。拉伸試驗時(shí)斷在母材上,擴散焊接頭強度高于母材,彎曲試驗時(shí),接頭處面彎、背彎180"未斷,接頭具有很好的塑性。
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