鎳基材料的鎢極氬弧焊焊接

鎳基材料的鎢極氬弧焊焊接、前言2006年8月份，我公司為四川某公司生產(chǎn)一臺(tái)Inconel600的三氯化鋁發(fā)生器的壓力容器,雖然國(guó)外已經(jīng)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有壓力容器這方面的制造檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn).我公司通過(guò)走訪(fǎng)、學(xué)習(xí)兄弟單位的相關(guān)的有色金屬容器的生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的焊接工藝試驗(yàn)驗(yàn)證后，將GTAW用于Inconel600焊縫接頭的焊接方法，焊后經(jīng)RT和UT檢驗(yàn)，焊縫質(zhì)量達(dá)到要求。二、設(shè)備結(jié)構(gòu)及主體材料三氯化鋁發(fā)生器裝置(設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。其工作介質(zhì)為Cl2、，TiCl4，Al，A1C13。殼體主體材質(zhì)為Inconel600(其化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表2,表3) ’圖1設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表1容器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)殼體內(nèi)徑(mm)殼體壁厚(mm)設(shè)計(jì)壓力(Mpa)設(shè)計(jì)溫度(°C)工作壓力(MPa)工作溫度(C)工作介質(zhì)①1600161.04800.45450C12、TiC14、A1、A1C13表2Incone1600(退火)板材化學(xué)成分 (Wt%)元糸CSiMnPSNiCrCuTiFe標(biāo)準(zhǔn)值W0.15W0.50W1.00W0.015三72.014.0-17.0W0.50W.706.00-10.00實(shí)際值0.050.170.350.00175.815.160.010.138.19表3Incone1600的力學(xué)性能力學(xué)性能屈服強(qiáng)度(Mpa)抗拉強(qiáng)度(MPa)延伸率標(biāo)準(zhǔn)值24055030實(shí)際值27966745三、焊接材料的選用Incone1600的焊接材料的選擇首先要保證其熔敷金屬的化學(xué)成分與母材相當(dāng),S、P等雜質(zhì)元素的含量要控制的很低，使焊縫金屬具有相應(yīng)的性能指標(biāo)?其次母材厚度為16mm,為了保證焊縫每層的質(zhì)量,飛濺少，層間易清理等因素，我公司綜合上述因素，采用單面U型坡口，焊接方法為GTAW焊絲為2.5.Incone182.焊絲其化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表4,表5。表4Incone182焊絲的化學(xué)成分元素CCrTiSiNiMnNbFeCuSP

標(biāo)準(zhǔn)含量(%)0.1018.0-22.00.750.5067.02.5-3.52.0-3.03.00.500.0150.03實(shí)際含量(%)0.0320.050.400.15余量2.922.541.230.0350.00120.005表5Inconel82焊絲的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(MPa)延伸率(％)600.00240.0036四、焊接工藝評(píng)定在進(jìn)行焊接工藝評(píng)定之前,我查閱了許多相關(guān)的資料,選擇不同的規(guī)范參數(shù)匹配,并在試板上進(jìn)行一系列的焊接工藝試驗(yàn),通過(guò)觀察飛濺大小,電弧穩(wěn)定性,焊接表面的成型,母材的熔合情況，確定焊接電流為160-210(A)電弧電壓為16-18(V)電流太小，不僅生產(chǎn)效率低，還容易產(chǎn)生未熔合,氣孔等缺陷,電流過(guò)大,會(huì)引起鎢極熔化和蒸發(fā),其微粒有可能進(jìn)入熔池而造成污染,而且還容易引起燒穿或焊縫下陷，咬邊等缺陷.選擇合理的焊接規(guī)范參數(shù)見(jiàn)表6，參照J(rèn)B4708-2000和GB50236的標(biāo)準(zhǔn)，試板規(guī)格500X150X16對(duì)接，保護(hù)氣體為Ar,氣體純度99.99%焊槍中Ar氣流量為14-18L/Min，尾部Ar氣流量為10-12L/Min，焊縫背面Ar氣流量為12-14L/Min，對(duì)焊接工藝評(píng)定試板進(jìn)行100%RT無(wú)損檢測(cè)，符合JB/T4730.2—2005的規(guī)定,II級(jí)合格.然后進(jìn)行理化解剖和力學(xué)性能試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表7，表8.力學(xué)性能全部滿(mǎn)足產(chǎn)品制造的技術(shù)條件的要求.表6焊接規(guī)范參數(shù)焊絲直徑(mm)極性電流(A)電壓(V)焊接速度(cm/Min)尾部氣體流 量(L/Min)背部氣體流 量(L/Min)焊槍氣體流 量(L/Min)①2.5正極160-21016-1819-2010-1212-1414-18表7焊縫接頭的化學(xué)成分元糸CSiMnPSNiCrNbTiFe實(shí)際值0.040.223.060.0080.00375.819.912.49V0.0011.29表8焊縫接頭的力學(xué)性能力學(xué)性能側(cè)彎抗拉強(qiáng)度(MPa)延伸率結(jié)果合格56040圖2GTAW拖罩保護(hù)示意圖

1---焊槍2---進(jìn)氣管3---尾部保護(hù)拖罩4---背面保護(hù)拖罩5---進(jìn)氣管6---焊件五、產(chǎn)品焊接（一）焊接坡口的準(zhǔn)備對(duì)接焊縫的坡口型式U,采用機(jī)加工，焊前對(duì)坡口區(qū)域進(jìn)行仔細(xì)清理,用丙酮或乙醇清洗并去除坡口附近50mm區(qū)域的氧化色等雜質(zhì).（二）焊接要點(diǎn)在焊接之前,經(jīng)焊工需進(jìn)行相關(guān)資格的考試,焊工用焊接評(píng)定給出的規(guī)范參數(shù)范圍,在非產(chǎn)品試件上進(jìn)行試焊,調(diào)節(jié)焊接電流,電壓。（三）在焊接過(guò)程中，層間溫度嚴(yán)格控制在小于或等于90°C,隨時(shí)用測(cè)溫筆進(jìn)行測(cè)量施焊過(guò)程中背部和尾部需用氬氣進(jìn)行保護(hù)（如圖2）,（尤其第一層、第二層）并且每焊完一層需用PT檢測(cè)，必須仔細(xì)檢查，如有缺陷，按照有關(guān)程序進(jìn)行處理，合格后再繼續(xù)施焊。熄弧時(shí)一定要填滿(mǎn)弧坑，以防止弧坑裂紋。六、 焊后檢驗(yàn)焊縫表面無(wú)裂紋，氣孔，咬邊等缺陷。焊縫按照J(rèn)B/T4730.2-2005進(jìn)行100%RT檢測(cè)，II級(jí)合格。七、 小結(jié)Inconel600是鎳基材料中焊接性比較好的一種材料，只要嚴(yán)格控制焊接工藝