改良熔接根边不良之拉伸残余应力情况之方法

摘要

一种方法，用以对熔接根一边，特别是管线熔接之内壁上有害之拉伸残余应力情况作重大之改良。本法使用高熔炬行进速度（大于每分钟10寸），特别是在最后一两个盖头焊层时。本法依靠管壁有限之吸热能力及近乎完成之熔接结合本身来产生一重大穿壁之温差，及因此在熔接时有充分之穿壁应力差。此种应力差造成金属之可塑性及永久之应变，因此造成最后残余应力之减少，或者在情况许可之下，应变方向逆转，从拉伸变成压缩。本法可用作熔接法，或者用作热处理。如系热处理，熔接点之远表面系使构成远表面之材料无熔解加热。

主权项

1.一种改良熔接根边不良之拉伸残余应力情况之方法,用以热处理第一和第二金属组件(2,4),由一熔接接合(6)在深度方向将两组件接合起来,该熔接接合至少部分由一近表面之熔接根焊层,及多个从该近表面至一远表面之方向于该根焊层之顶上之建立起之焊层所形成,其中在该热处理之先,该熔接接合在该近表面有一残余拉伸应力,此应力实质上等于或大于一预定之拉伸应力,其特征为加热该熔接接合之远表面之步骤,即利用从一沿该远表面行进之一电极(10或18)尖排放一电流弧光,该电极尖行进之速度足以使该弧光跨该材料于该近表面及远表面之间建立之一温度分布,因而于冷却该加热了之远表面之际,于近表面形成一比该预定之拉伸应力为小之压缩应力或拉伸应力,及其中该加热步骤系在该近表面无辅助流体冷却之下进行。2.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该预定之拉伸应力实质上系等于该熔接接合材料之降伏强度。3.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该电极尖(10c或18c)系以大于每分钟10寸之速度行进。4.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该远表面系在作成该远表面之材料不融化之情形下加热。5.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该第一和第二金属组件为金属管,及该电极尖(10c或18c)系以每分钟大于10寸之速度行进。6.根据申请专利范围第1项之方法,其进一步之特征为在该加热步骤时有加入填料之步骤。7.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该第一和第二金属组件之每一件有一小于6之斜角。8.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该加热步骤系在一含有氢及/或氦之惰性气体之环境中进行。9.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为在电极尖之行进中该电弧系侧向振荡。10.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该加热步骤分别在第一和第二轴向位置含有该电极之第一和第二平行通过。图式简单说明:第一图A为依据传统熔接技术熔接之V形槽接合之切面图。第一图B为依据另一传统熔接技术熔接之狭槽接合之切面图。第一图C为依据本发明之技术熔接之一接合之切面图。第二图A-第二图C为第一电极形状之分别正面,侧面及仰视图,此电极可用以依据本发明作熔接。第三图A及第三图B为可依据本发明之熔接技术结合之管之变通之槽几何形状。第四图为一透视图,显示第二电极之几合构造,此电极可用以依据本发明行熔接。第五图为一示意透视图,显示一接合与熔接装备组合件,其可用以依据本发明进行熔接。第六图A及第六图B为曲线图,分别显示轴向与周向残余应力,系于依据本发明对头熔接之304型4寸直径之不锈钢管之内直径上测得。第七图A和第七图B为曲线图,分别显示轴向与周向残余应力,系于依据本发明对头熔接之347型4寸直径之不锈钢管之内直径向测得。