Inconel 600 管道具有工作压力大、温度高、焊接时易引起热裂纹和气孔的特点,采用手工钨极电弧焊,选择 Inconel 62 焊丝,并采取适当的焊接工艺措施,以获得理想的焊接接头。
生产管道材料为 Inconel 600 镍基耐腐蚀合金。 在正常运行中,管内压力可达11MPa,温度可达500°C,工作条件非常恶劣,因此Inconel 600镍基耐腐蚀合金对焊接接头的质量提出了更高的要求。
母材为进口 Inconel 600 镍基耐腐蚀合金,直径 33 mm,壁厚 4 mm。 其化学成分和机械性能见表 1。
表 1 Inconel 600 的化学成分和机械性能
化学成分 (%) | 机械 | |||||||||||
C | 四 | 锰 | 铬 | 镍 | 公司 | 铁 | S | 铜 | σb(百万帕) | σs(百万帕) | ψ(%) | 硬度 (HV) |
0.05 | ≤0.5 | ≤1.0 | 140–17 | ≥72 | ≤1.0 | 6–10 | ≤0.015 | ≥0。 5 | ≥560 | ≥200 | 60 | 120–160 |
Inconel 600 是一种典型的 Ni-Cr-Fe 固溶增强耐腐蚀高温合金,具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性。 焊接性好,但如果焊接材料和焊接方法选择不当,很容易造成裂纹、气孔和夹杂物等缺陷。
它是一种含有 S、P、Si 和 Sb 等元素的焊接金属,很容易与 Ni 形成低熔点共晶,导致热裂纹。 热输入过大,易形成强定向单相奥氏体组织,杂质偏压严重,易出现热裂纹。 电弧闭合不当,容易造成电弧坑裂纹。 由于焊接的热循环,接缝附近可能会出现液化裂纹。
Inconel 600 合金在焊接过程中容易出现气孔。 如果靠近油、污、锈和水垢的焊接坡口不干净,很容易产生氢孔。 在焊接中,如果保护不足,空气中的氧气会进入熔池,发生熔池金属的化学反应,使CO气孔和水蒸气气孔更容易形成。
Inconel 600 合金的导热系数低,颗粒结晶趋于显着增长,导致晶粒较粗,焊缝的机械性能和耐腐蚀性降低。
Inconel 600 合金在焊接时容易出现高氧化物熔点,从而产生夹杂物。
手工钨极电弧焊,热量集中,保护效果好。
焊接材料为 Inconel 62 焊丝 Φ2.5 mm,其成分与母材相同。 为确保清洁,请在使用前使用丙酮擦拭电线。
钨尖的直径约为 ф0.4mm,角度为 30°~45°,有助于电弧的稳定性和足够的熔化深度。
氩气的纯度必须大于 99.99%。
焊接前的清洁是获得良好接头的关键条件之一。 首先对管材内外进行脱脂,然后用丙酮清洗两侧XNUMX毫米范围内斜面上的油、锈、水垢、油墨、切削液等痕迹,然后焊后干燥。
为确保焊缝熔深,请考虑选择具有大角度的小钝边的坡口形状。
Inconel 600 镍基耐腐蚀合金的熔透性能较差,一般不宜用于焊接大线性能量,以防止合金过度燃尽,从而影响接头的性能。 所选工艺参数如表 2 所示。
表 2 Inconel 600 镍基耐腐蚀合金焊接工艺参数
焊接层数 | 焊接电流 (A) | 电弧电压 (V) | 焊接速度 (mm/min) | 钨电极直径 (mm) | 喷嘴直径 (mm) | 电流衰减 (sec) | 氩流速 (L/min) 前/后 | 电源极性 |
1 | 95–100 | 12–14 | 80–100 | Ф2.4 | Ф11 | 5–6 | 10–12/12–14 | 直流直连 |
2 | 100-105 元 | 13–15 | 100–120 | Ф2.4 | Ф11 | 5–6 | 10–12/12–14 | 直流直连 |
假设在低电流、短电弧和高速焊接下尽可能保证质量。 在底部,在熔池前部有一个直径为Φ2-3mm的小孔,将落丝转移到熔池中,以确保路线焊接。 焊接时,焊丝不侧向摆动,层间温度控制在 50°C~60°C。 在覆盖填充焊接中,使用角磨机或不锈钢丝刷彻底清洁夹层和表面。 研磨时,不宜与碳钢混合。 在盖板中,当焊缝略高于母材时,在封闭的电弧中填充电弧坑。
对问题的关注
(1)在焊管的应用中,氩气应首先通过不小于12L/min的流量,以保证焊缝的熔透和焊缝的形成,并防止氧化。 在焊嘴背面添加保护拖套,以更好地保护焊接区域。
(2) 在焊接过程中,如果钨电极与熔池接触,钨电极的尖端会受到污染,因此需要在抛光局部焊接污染物的熔池中的同时抛光或更换钨电极。 防止钨陷阱缺陷。
(3)在焊接过程中,应保护焊丝的受热端免受氩气的影响,不要用焊丝搅动熔池。
(4) Inconel 600 合金焊后一般不需要热处理。
根据上述工艺测量,Inconel 600镍基耐腐蚀合金管的焊接成型良好,外观尚可。 使用 X 射线探伤进行焊接 根据 JB4730-94 辐射检测标准,获得作为 I 类涂层的结果,焊缝的整体性能良好。
也就是说,我们使用与母材成分相似的 Inconel 62 焊丝进行手工钨极电弧焊,焊缝在焊接前经过严格清洁。 在坡口侧壁电弧中使用较小的缝合线能量、适当增加电流衰减时间以及保持较低的层间温度等措施可以产生 Inconel 600 管道质量的焊接接头。