1。2  复合钢管的介绍

将不锈钢作为复合管内壁是我国近几年才兴起的复合钢管，这种以不锈钢填充内壁的复合管在拥有不锈钢的耐腐蚀性的同时还有着碳钢的高强度的特性，十分对口于输送腐蚀性高的难以用碳钢完成的天然气或是石油，然而不锈钢为内壁的复合管进行焊接时在两种钢材的连接处时长会发生预计不到的焊接缺陷如：有夹杂[2]，焊缝接头不稳定容易产生裂纹。不锈钢复合管是将不锈钢和碳钢或者不锈钢进行异种钢焊接或是经过机械复合而形成的新的材料，它可以分成基层和覆层。基层一般是不锈钢母材，它可以使得复合管具有良好的耐腐蚀能力，而覆层则一般是碳钢，它的作用则大多是起构件作用和覆盖[3]不锈钢层，减少不锈钢受到外在的应力作用而变形。目前不锈管复合钢管多运输不利于管内壁（常常具有腐蚀性）的流体。而不锈钢复合管中的内壁恰恰就是拥有者耐腐蚀性的不锈钢材料。而外在的碳钢相对于不锈钢是十分低廉的产品，因此不锈钢复合管不仅可以大幅增加管道的耐腐蚀性[4]，又减少了不锈钢的使用量[5-6]，也因此降低了复合管的产品成本。基于以上的优点，使得不锈钢复合管得到了越来越多的应用。在复合钢管的生产方面存在着许许多多的制造方法。不锈钢复合管的制造工艺有很多，而其中最常用的复合方法有：热挤压法、冷成型法、焊接法[7]和离心铸造法[8]。

(1) 冷成型法。冷成型法是将不锈钢使用超过金属弹性极限[9]的力使不锈钢改变形状，然后将内层的模型旋转压进碳钢型模内，接着利用不锈钢的塑性变形，来达到让不锈钢附着在碳钢上的目的，最后通过机械方法进行再固定不锈钢，是不锈钢处于碳钢基线内这种方法的好处是不产生废料，但是对于焊接来说，两种金属之间没有粘合点[10]，很容易产生脱裂。

(2) 热挤压法。热挤压方法[11]是将金属加热到一定的温度使不锈钢和碳钢能够发生变形，然后对板状的不锈钢和碳钢进行弯曲，然后进行连接，于是便做出了内壁不锈钢外层碳钢的复合管，也可以是已经成型的单相管再堆叠一层管材，这种方法容易产生碳化和脱氧的加热缺陷，对于复合材料有一定的影响。

(3) 离心铸造法。离心铸造法[12]是在已经存在模具的情况下，将模具进行旋转，然后依次浇入金属液，金属液体由于受到离心力会紧贴外层结构。很容易能够获得双金属复合管，这种方法下的复合管异材连接可以达到晶界连接[6-7]，然而此种方法成本过高，在对不锈钢复合管使用时反而得不偿失。

(4) 焊接法。直接选用气体保护焊接。

采用冷成型法，把很薄的奥氏体不锈钢通过旋压紧入碳钢内壁，然后经由机械方法，加压使其产生焊点，将不锈钢与碳钢进行高性能连接已经越来越被经常用于管道行业的复合管制作。然而复合钢管应该充分满足国家标准中对复合管的耐腐蚀性的要求和硬度以及其他力学性能[13]的指标。在现实中，我们常用的不锈钢复合管的不锈钢层和碳钢层在经济节能的原则下相差都很大，这很容易使两层金属管的承受能力有很大的差异[14]。实际上不锈钢层在复合管中的作用常常就是防腐作用。复合管对其强度要求不大，因此，如果碳钢层发生裂纹或者其他的缺陷[15]，不锈钢层也会很快的被塑性变形所毁坏。

1。3  国内外复合管的发展现状

1。3。1  国外复合管的发展现状

1。3。2  国内复合管的发展现状

1。4  焊接材料的发展

相对于全世界，焊接材料这个行业的快速兴起是从二十世纪后开始加速的。19世纪八十年代俄罗斯有人成功的制定出了电弧焊接金属的的实际方案。尤其在1904年法国人[28]成立了历史上最早的生产用于焊条的涂料制造公司，发展到现在是伊萨[29]公司（ESAB COMPANY），1917年最初实行机械化方法制造和挤压[30]制作电焊条。在同一时代，美国、以及欧洲做了大量研究来研究焊条药皮。在1911年，欧洲科学家制造完成矿物型的焊条具有厚药皮，10年后，科学家使用了将纸纤维包裹于焊芯的技术，成为纤维焊条最早原型，1921年在英国研究出了使用萤石[31]跟大理石来生产焊条药皮[32]。1927年，美国最先开启机械化的方式用于广泛的制造焊条，紧跟着又产生了一些新类型的焊条跟药皮。1964年，日本科学家制造出了焊条具有无害的特性，伴随其也开发出了焊条防潮、焊条低氢和焊条超低尘[33]的特点等。真正的电焊条制造业的腾飞开始于二十世纪二十年代中期，在三十年代之后又出现了焊条具有厚药皮；埋弧自动焊所使用的焊剂与焊丝生产的开端从二十世纪四十年代开始；实芯焊丝用于二氧化碳气体保护焊[34]的制造是从二十世纪50年代兴起的，在70年代之后又逐渐产生了气体保护焊药芯焊丝。焊接材料经历了数十年长久的发展历程，我国的焊条制造终于从1949年开始使用半机械通过气压施加到电极的方式来生产焊接机。1952年上海电焊条厂成功开发了焊接生产螺旋式压力机、刀具、线材及其他附属设备。主要生产矿物基氧化物型焊条药皮低碳钢焊条。在1956年后我国开始进行了大量的机械化焊条[35]生产方式，药性焊丝的品种逐渐繁多，钛铁型、钛、钛钙型和其他类型的低氢焊条被研制成功并广泛使用。特别是在过去20年中，二氧化碳气体保护焊的本身已取得了长足的进展，二氧化碳加上药芯焊丝的焊接方法已在国内市场站稳了脚跟。在产品的质量上，从过去只能用于一般结构，基本符合国内配套重大建设项目的情形，已转变到现在每年大约50000吨焊丝出口到40多个国家和地区[36]。