[发明专利]一种镍基合金管氩弧焊接工艺方法

摘要

本发明公开了一种镍基合金管氩弧焊接工艺方法，包括的步骤为焊材选取；下料、坡口加工，下料采用冷切割、机械加工坡口；坡口及周围表面清理，对坡口周围50㎜‑100㎜范围内清理；坡口PT检测；接头组对，组对间隙控制在1‑2㎜范围内，无错边；打底焊接，分段对称打底焊接；填充及盖面焊接，采用多层多道的焊接方式，控制焊接的层间温度不超过100℃，设置了具体的焊接工艺参数；焊后检验。本发明能有效的解决离心铸造ZG45Ni35Cr25NbM镍基合金管焊接中出现的热裂纹、焊缝金属过热、未熔合及焊缝根部未熔合等问题，获得对该类材质满意的焊接质量，保证其使用性能。

主权项

一种镍基合金管氩弧焊接工艺方法，焊接的镍基合金管为服役管，具体为离心铸造ZG45Ni35Cr25NbM镍基合金管，其特征在于包括如下步骤：（1）焊材选取：选用镍含量较高的焊丝，其中元素的成份重量百分比具体为：C≤0.10%、Mn 2.5%～3.5%、S≤0.015%、Si≤0.50%、Cu≤0.50%、Cr 18.0%～22.0%、Ni≥67.0%、Al+Ti≤0.75%、Fe余量；焊丝直径为1.2mm、2.0mm；保护气选用纯度≥99.99%的高纯氩；（2）下料、坡口加工：镍基合金管采用冷切割，坡口采用管道坡口机进行加工，坡口角度α为60～70°无钝边；用不锈钢钢丝刷对坡口及坡口周围表面进行清理；可以防止坡口表面过热、坡口表面渗碳，阻止焊接热裂纹的产生；同时需对坡口及四周进行消氢处理以及施焊前对服役炉管侧坡口进行必要堆焊处理；坡口及四周的消氢处理，可以使服役管壁中的扩散氢逸出，降低坡口及四周区域的含氢量，防止产生冷裂纹；施焊前对服役管侧坡口进行必要的堆焊处理，可以使服役管侧坡口表面的熔敷金属的化学成分可以达到与焊丝相同的化学成分，减少填充盖面后焊缝金属由于收缩而产生的应力；（3）坡口PT检测：坡口及四周清洗干净后，采用渗透检测，表面无裂纹为合格；（4）组对：接头组对避免错边，避免任何敲击或强力组对，组对间隙B为1～2mm，保证焊接接头无外部附加应力，打底焊道熔透、成形均匀，以有利于耐蚀性要求；（5）打底焊接：提前向被焊镍基合金管内充氩，要确保管内空气完全排除，焊接工艺参数：焊接电流80～100A，电压10～15V，速度焊接80～90mm/min，氩气流量为8～10L/min，焊缝背面氩气流量10～15L/min；控制打底焊缝厚度，保持焊缝表面形状平整，避免出现凹陷或较高突起，防止由于局部应力集中而产生裂纹；（6）填充及盖面焊接：打底完成检测合格后，进行填充及盖面焊接，填充时继续进行管内充氩，防止焊缝背面氧化，也起到冷却作用；焊接工艺参数：焊接电流100～120A，电压12～15V，速度焊接90～120mm/min，焊接氩气流量为10‑12L/min；施焊时，选用比较低的线能量，采用小直径焊丝、小电流、快速焊、多层多道焊，以减小电弧热输入，降低层间温度，控制在120℃以下，层间温度过高会导致焊缝及热影响区过热和奥氏体晶粒的长大，因此低的层间温度保证焊缝的耐腐蚀性能和焊缝的塑性和韧性，减少焊接热裂纹的产生；每焊完一层均需要使用不锈钢丝刷将焊缝及焊缝两侧杂质清理干净；焊接完成后的焊缝余高不大于1mm；（7）焊后检验：底层焊接完成后必须进行渗透检测，合格后方可进行填充焊接；焊接完成后进行全焊缝100%PT检测，合格后进行全焊缝100%RT检测。