推出镍基耐腐蚀焊接工艺合金 C-276，根据 C-276 的焊接性，制定可行的焊接工艺参数。 该测试表明 GTAW 焊接底漆需要一定的工艺措施来防止镍基合金背面氧化并减少焊接缺陷的发生。
合金 C-276 是一种耐腐蚀的镍铬钼锻造合金。 它防止了在焊接的热影响区形成晶界析出物，具有良好的耐点蚀性和耐应力腐蚀开裂性，在不能再焊接后对硫化物和氯离子具有优良的抵抗力。 固溶热处理。 因此，它的焊接状态可以适用于大多数化学工程过程，是少数的 XNUMX 种焊接条件之一。 该材料能承受湿氯蒸气和次氯酸盐等化学介质的腐蚀作用，广泛用于烟气脱硫系统腐蚀严重的地区。
C-276 合金是可锻的。 热锻和冲孔。 这种合金往往很快就会变硬，但它可以很好地抵抗深冲、拉拔、冲压和冲孔。
C-276 合金的流动性差，因此可以进行焊接。 铬镍奥氏体不锈钢的焊接方法不建议将氧乙炔焊或埋弧焊用于腐蚀性环境（如 SMAW、GTAW、GMAW、SAW 等）的零件。 应特别注意采取特殊措施，防止焊接过热。
C-276 具有较高的线性膨胀系数，易发生热裂解。 热解分为结晶、液体和高温塑性损耗开裂。
结晶裂纹最有可能发生在焊缝通道的弧坑中，主要沿焊缝中心线的纵向形成火种裂纹，也沿垂直于焊接波的方向形成火种裂纹。 液化裂纹发生在靠近熔炼线的热影响区，有些也出现在多层焊缝的前层。 在热影响区和焊缝中，由于高温导致的塑料损失，可能会产生裂纹。 各种热裂纹可以是宏观的，但有时只存在微观裂纹。 热裂纹在高温下发生，在室温下不会膨胀。
液态焊接金属流动性差。 要使用摆动过程，必须增加关节的斜角。 此外，由于焊缝金属的熔化深度较浅，与其他钢相比，必须减小接头钝端的厚度。 它不能通过增加焊接电流来改善工艺特性来增加。 超出推荐范围的焊接电流不仅会导致熔融金属池过热并增加其对热裂纹的敏感性，而且还会蒸发脱氧剂中的焊接金属并产生气孔。
（1） 测试板尺寸 400 mm×125 mm×10 mm（2 张），蒂森克虏伯 VDM 制造的基材 C-276 和化学成分如表 1 所示。 基质密度：8921 kg/m3.
（2） 选用了 Ella 的逆变焊机、手工钨极电弧焊和电极电弧焊电源 WS-400。
（3） Special Metal Co.， Ltd. 制造的 ERNiCrMo-4 用焊丝和手工填充焊丝及其化学成分见表 2。 Special Metals 制造的 ENiCrMo-4 焊条的化学成分如表 3 所示。
表 1 C-276 的化学成分和机械性能
化学成分 （%） | 机械 | ||||||||||||
C | 铬 | 镍 | 莫 | 铁 | V | 公司 | W | 锰 | 四 | P | S | 拉伸强度 σb/ 兆帕 | 屈服强度 h σ0.2/ 兆帕 |
0.005 | 16.2 | 津贴 | 16.2 | 5.3 | 0.17 | 0.4 | 3.4 | 0.5 | 0.092 | 0.01 | 0.003 | 746 | 347 |
表 2 焊缝的化学成分
焊丝 ERNiCrMo-4 （%）
C | 铬 | 镍 | 莫 | 铁 | V | 公司 | W | 锰 | Si | P | S | 人工智能 | 铜 | 铌 | 其他 |
0.003 | 15.91 | 59.24 | 15.23 | 5.77 | <0.01 | 0.01 | 3.23 | 0.39 | 0.01 | 0.004 | 0.001 | 0.2 | <0.01 | <0.01 | <0.5 |
表 3 ENiCrMo-4 焊条的化学成分 （%）
C | 铬 | 镍 | 莫 | 铁 | V | 公司 | W | 锰 | 四 | P | S | 铜 | 其他 |
0.013 | 16.32 | 59 | 15.29 | 5.4 | 0.028 | 0.047 | 3.35 | 0.24 | 0.09 | 0.01 | 0.001 | 0.08 | <0.5 |
电极的直径为 3.2 毫米。 电极应在 150°C 下干燥。 焊接前 °C 绝缘 2 小时。 使用时，放入电极绝缘管中服用。 电极不应在炉外放置超过 4 小时。
（4）角磨机的辅助工具、焊条绝缘管、凹槽铜垫、不锈钢丝刷、焊缝卷尺等。
（5） 在焊接每个试板之前，用角磨机将坡口表面和坡口边缘在 20mm 以内打磨干净，以赋予金属光泽。 将钝边的尺寸研磨0.5~1mm，用20mm左右擦拭丙烯斜面和两侧。 如果表面的氧化物不干净，就会形成熔渣和细小的不连续氧化物。 S、P 等可与 Ni 形成低熔点共晶，从而增加热裂解的倾向。
（6） 通常，焊接前不需要预热。 但是，如果母材温度低于 15°C，则应将接头加热到 15-20°C。 °C 涂抹于两侧宽 250~300mm 的区域，避免受潮。
凝结。 通常不建议进行焊后热处理，但可能需要进行热处理以确保使用晶间腐蚀和应力腐蚀。
（7）由于C-276的线膨胀系数大，坡口形状和定位焊接，焊后焊缝收缩严重。 如果坡口角度和间隙太小，则焊接的打底通道的最后一部分会出现没有间隙的情况，焊缝的焊接将无法完成。 选择 60°-70° 斜角，2.5-3mm 组间隙。 参见图 1。 组装好试板后，在距定位焊缝20mm的端部两侧斜面上，定位焊缝厚度为1-2mm，并将试板留出5°-6°以防止变形。
（8） 镍基耐腐蚀合金的焊接工艺与获得高质量不锈钢焊接的焊接工艺相似。
底焊选用手工钨极焊，电极为铈钨电极，型号WC-20，规格φ2.5mm，锥形角30°-60°，尖端磨平，直径约0.4mm。 氩气保护，纯度 99.99%，喷嘴直径 φ12mm。
焊接过程使用带有凹槽的铜垫，并通过保护气体保护焊缝背面以防止氧化。 为了保证与根部的良好熔合，应注意确保底焊时焊缝不要太厚。 将电弧闭合至平缓的坡度，填充电弧坑时关闭电弧，如电弧收缩或电弧坑裂纹，并使用角磨机研磨和重新焊接。 具体焊接参数如表 4 所示。
图 1 斜面的形状和大小
表 4 焊接参数表
水平 | 焊丝直径 d/mm | 极性 | 焊接电流 I/A | 电弧电压 U/V | 焊接速度 v/（cm.min）-1) | 前氩流速 Q/（L.min-1) | 氩回流 Q1/（L. min-1) |
1 | 2.4 | 直流直连 | 95-110 | 10-12 | 10-15 | 12-14 | 8-10 |
手工钨极电弧焊的主要问题是背面的保护。 如果它到位，它将导致背部状态的改善。 测试后，如果使用正确的焊接方法，沿母材两侧的熔融金属背面不会从流动中聚集。 这种现象可以通过左侧的焊接方法来避免。 非常好的模压背面。 参见图 2。
此外，您还可以使用“Solar Flux”背面保护剂。 它在焊缝的背面形成保护性焊接涂层，有效防止氧化。 同时，其润湿行为确保熔融焊缝金属完全穿透焊缝根部。 热熔后与熔融金属的表面粘附起辅助作用，起到背衬的作用。 使用背板时，应使用内部填充电线技术将电流略微增加到约 110A。 当使用电极电弧焊进行底漆时，焊缝的背面不能闭合。
选择其他层进行电极电弧焊，镍基合金的焊接过程类似于获得高质量不锈钢焊缝的焊接过程。 层间温度控制在 150°C 以下。 液态镍基合金的熔深较浅，液态焊接金属的迁移率低，因此焊接变化需要严格控制焊接参数。 一个常见的要求是正确摇晃焊条。 摆动不应超过焊条直径的 5 倍。 尽量使用平坦的焊接位置。 您还应该使用断弧来略微降低电弧高度，并进行短弧焊以提高焊接速度以减小熔体的尺寸。 水池可以减少火裂缝。 焊接工艺的参数如表 XNUMX 所示。
图 2 使用氩气保护背面的熔融金属成型的比较
表 5 焊接工艺参数
水平 | 焊丝直径 d/mm | 极性 | 焊接电流 I/A | 电弧电压 U/V | 焊接速度 v/（cm.min）-1) |
2-5 | 3.2 | DCRP 公司 | 80-110 | 22-24 | 15-20 |
（9） 焊接接头测试结果。 目视检查无气孔、焊缝瘤、压痕、咬边等缺陷。 焊接接头形状良好。 焊接表面光滑。 利用上述工艺措施和焊接参数，采用带辐射探伤的焊缝，达到JB4730-1994对I类薄膜的要求，无熔化、无裂纹等缺陷。 试样的拉伸试验 σb 在800MPa以上，表面弯曲试验和后弯试验符合性能要求。
C-276 镍基合金，低迁移率。 为避免焊接缺陷的发生，低热输入，多层多道焊，以及需要短弧焊，手工氩弧焊要求严格的反氩保护，或使用背护罩，等技术措施进行预防。 背面的焊接部分会被氧化。 这些过程措施经过实践检验，达到了预期的效果。
