鉆桿接頭耐磨帶以其一定的耐磨性和減磨性，保護鉆桿接頭和套管免遭強烈的磨損，故在鉆井工程中獲得了廣泛的應用。鉆桿耐磨帶主要是采用耐磨帶焊絲通過CO2氣體保護焊的方式堆焊到鉆桿接頭部位的一種高合金耐磨材料。本文以北京固本耐磨帶焊絲為例，詳細介紹耐磨帶堆焊工藝。6 x% ^! T9 c, L& s4 Q/ e
1.焊接設備的選型
( w: {5 e* l' N- d, K7 C5 Q 焊接設備是整個耐磨帶焊接的關鍵所在，一般來說，焊接設備由3大部分組成，分別是：焊機、鉆桿旋轉裝置、焊槍控制裝置。
+ x6 R# o9 K$ o) B' |$ q. |- w 焊機的選擇需要注意以下兩個事項。
* _, }% y- V% _* U! Q" Y0 d (1)根據鉆具耐磨帶和堆焊的特殊性，在設備選擇上選用電壓為22V~28V、電流為240A~320A的自動氣體保護直流焊機。
8 L9 T# c' O0 N (2)選用速度可調、送絲結構平穩的焊機，壓絲輪緊度可調，要適中。送絲速度應在6~12m/min范圍內。
! h* h. G- i+ X1 H( J; u9 L 鉆桿旋轉裝置需要注意以下事項1 n' B3 i( A+ E* B' @+ D
在夾緊鉆具接頭裝置選擇上，選用轉速可調，能在焊槍下面正、反旋轉鉆具接頭的裝置。
2 P! z0 z* f y) a; ? 焊槍控制裝置需要注意' M- l7 q0 a" `' D4 o' O) p6 e. T
(1)夾緊焊槍并可以帶動焊槍自由擺動，擺動幅度為15~40mm。
1 Q4 ~1 e! J' A (2)焊槍在上、下、左、右范圍內均可大幅度移動。
& |: ~ `/ h: V5 H3 x+ {' A 2.耐磨帶焊絲的選型* ~& t2 v" ~& \ ~7 D
不同型號的耐磨帶焊絲具有不同的合金成分，焊接后的表面硬度、焊縫裂紋也有所差異。根據鉆桿的應用場合和設計要求，可自行選擇合適的耐磨帶焊絲型號。所有耐磨帶焊絲應遵循和符合以下要求：
% E) i! w& P) ^: c (1)直徑為1.2或1.6mm，直徑誤差不得超過3%;! c5 Z" F+ x0 L z
(2)焊絲使用SPCC鋼帶軋制工藝制成，表面應光滑平整，沒有毛刺;
" q4 a0 [! k" F; o9 l- h2 ~7 ?* K (3)焊縫表面沒有裂紋。某些型號耐磨帶焊絲允許焊縫表面裂紋存在，但裂紋不得滲透到鉆桿基體;
% N. I* |1 w" |7 ]2 { (4)隨焊絲產品附帶材質保證書，無磁型耐磨帶焊絲附帶磁導率檢查報告。
4 J; Z5 a* d0 o1 Z" u. M- K 3.焊前準備% f4 Y) u) B' v7 D
嚴格地進行焊前準備工作，可以更好地確保耐磨帶焊接工作正常進行，獲得最佳的焊接效果。具體地，焊前準備工作分為下列3點：
6 n% f- T) y# g0 {, f (1)檢查鉆桿接頭表面，保證表面干凈，沒有任何雜質，如飛塵、污物、油脂和油漆等。
4 d0 q$ I8 e0 D7 s (2)對于鉆桿接頭，使用角磨機上的砂輪或金屬刷清除接頭上的雜物。( }4 [ S6 @3 B, V" M* v
(3)檢查并確保CO2保護氣體的純度>99.8%，最低不應<99.5%。
+ j6 N9 U( e: z# W 4.焊前預熱, n3 l9 I4 K+ |2 b9 X* }6 D
堆焊耐磨帶之前，必須對鉆桿堆焊部位進行預熱。預熱不充分可能導致基體金屬上產生裂紋。預熱溫度過高將不利于耐磨帶成形;預熱溫度過低，將會影響耐磨帶母體的組織結構。
8 ?# A; g# q, X0 W/ D0 _% A! r! c (1)預熱溫度為250~320℃。
: C6 S w2 G n! X+ a (2)預熱應該是滲透預熱，而不是表面預熱。
# t& A; O# m3 C4 h+ o 5.設定焊接參數
7 w+ O# X' q2 O: g% h7 q 耐磨帶的焊接參數主要涉及焊接電流電壓、焊機擺頻、敷焊速度、距離、角度等多種參數。焊接參數根據焊接設備、耐磨帶焊接材料的不同會有細微的差異。7 Q% x7 h& _; G) V
敷焊工藝參數:焊接電流300~350A、送絲速度6~8m/min、焊機擺頻40~50r/min、敷焊速度120~130mm/min、敷焊距離8~12mm、敷焊角90°和保護氣流量12~16L/min。 }9 f* j2 q, r5 G
按以上焊接參數敷焊，質量應達到以下技術要求:
' P' ]0 `3 h# t9 w2 i3 r# S, n+ O (1)焊接過程穩定,送絲平穩;
" D9 \; O) q1 | X6 X (2)耐磨帶尺寸符合標準要求,寬度30~35mm,高度2mm;: c9 o T2 u( m) H5 [* |, U \3 ^
(3)耐磨帶表面魚鱗狀花紋均勻、致密、平整、光滑;
$ x( Z" x7 X, R2 ^ (4)耐磨帶表面無過多殘渣、飛濺,無咬邊現象,邊緣齊整;: W: ^- x$ B8 W1 N+ D# m
(5)耐磨帶與基體熔合較好,無較大裂紋和針孔。& S/ u4 t$ V9 H5 h
6.焊后保溫3 z7 {1 t) K8 u. l X# O. ^1 N7 g
焊后保溫是強制性要求，耐磨帶焊接完成之后，應立即使用熱絕緣好的石棉布保溫緩慢冷卻。包裹焊好的耐磨帶接頭必須在空氣靜止的環境下進行，禁止通風扇在接頭逐漸冷卻的過程中直接吹接頭。' |% L; u$ ~. x6 I& Z1 P, r7 q
7.焊后清理6 i7 t' i- v# p- J* T1 x- K) y' Z
焊后清理是指使用砂輪機打磨耐磨帶的重疊區域、飛濺的渣子和較小的焊瘤。對耐磨帶進行焊后清理，可以使耐磨帶表面平滑。; o8 p6 x/ W; B8 s' `
在進行耐磨帶焊后清理時，應當注意必須等待鉆桿接頭冷卻到70℃以下進行。
! a3 K+ P: l' G 8.最終成品檢驗. d6 Z! @2 N( `# x8 l5 x; t1 M
所有的焊縫在焊后48小時應按JB/T6061 – 1992標準進行100%磁粉探傷檢驗。檢驗結果不允許出現裂紋。同時按GB2654 –1989標準進行堆焊金屬硬度試驗，檢驗結果應達到設計要求。/ k/ f( _5 j# n( G" Q9 q
注：此耐磨帶焊接工藝流程及標準規范由北京固本科技有限公司制定和發布，僅適用于北京固本KB100 / KB150 / KB300 /KB350型耐磨帶焊絲。使用其他耐磨帶焊接材料時，文檔內容僅供參考。
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發表于 2017-7-20 16:53:43
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