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鎳和鎳合金管焊接特點和方法是什么?

發布日期:2019-04-30 瀏覽次數:
1.鎳及鎳合金焊接
常用的鎳基合金分為4 大系列:
(1)因康鎳Inconel(Ni-Gr-Fe 系)
(2)蒙乃爾Monel(Ni-Cu 系)
(3)因科洛依Incoloy(Fe-Ni-Gr 系)
(4)哈斯特洛依Hastlloy(Ni-Mo或Ni-Gr-Mo系)

 2.可焊性分析
(1)鎳及鎳合金焊接最常出現的缺陷是熱裂紋,主要原因是鎳和鐵的二元共晶物中有較低熔點的金屬共晶物和非金屬共晶物。特別是硫、磷共晶物熔點比鎳鐵低很多(Ni-S 為645℃、Ni-P 為880℃),在焊縫結晶時低熔點共晶物的液態膜殘留在晶界區,同時鎳及鎳合金線脹系數大,焊接時易產生較大的應力,焊縫結晶時低熔點共晶物的液態膜在收縮應力作用下易產生開裂。
(2)鎳及鎳合金特別是純鎳、蒙乃爾等合金,固液相溫度間距小,流動性偏低,在快速冷卻結晶條件下,氣體來不及逸出極易在焊縫中產生氣孔。因此鎳及鎳合金焊接應采用小線能量、降低層間溫度、加快焊縫冷卻速度,焊前徹底清除焊絲、母材坡口處的油、污物,嚴格控制母材焊材中的硫、磷含量,才能防止裂紋、氣孔的產生。
 3.焊接方法
鎳及鎳合金焊接一般采用手工鎢極氬弧焊、手工焊條電弧焊、熔化極惰性氣體保護焊等方法也可采用埋弧自動焊焊接方法。
4.焊材
4.1焊材選用原則
4.1.1 同種鐵鎳合金、鎳合金的焊接宜選用和母材合金系統相同的焊接材料,若無耐腐蝕性能要求,也可選用與母材合金系統不同的焊接材料,但應保證接頭具備設計要求的性能。
4.1.2 異種鐵鎳合金、鎳合金及其與鉻鎳奧氏體鋼組成的異種焊接接頭的焊接材料,選用應考慮下列因素:
(1)焊縫的強度(包括高溫持久強度)耐蝕性。
(2)線膨脹系數的差異,高溫下長時間工作后,可能產生的體積永久性改變。
(3)焊接裂紋、氣孔的敏感性。
4.2 常用鎳鐵合金、鎳合金焊材選用參考表2
4.3常用異種鎳合金焊材選用參考表3
4.4焊材的烘干
(1)焊條使用前應按焊條產品說明書、質量證明書或焊接工藝指導書中的要求進行烘干。
(2)烘干后的焊條應貯存在100℃的恒溫箱內,焊工領用應使用保溫筒,如領出時間超過4h,應重新烘烤,但重復烘烤次數不得超過兩次。
(3)推薦焊條烘干溫度。
4.5 對焊接材料的要求
(1)鎳及鎳合金管道焊接所用的焊接使用的焊條、焊絲、焊劑、保護氣、電極應有出廠合格證和質量證明書。
(2)如果對焊接質量證明書中特性數據有異議,或對其質量有疑問時,應按相應的技術標準進行必要的復驗。
(3)焊接材料的儲存、保管應符合JB/T3223-96《焊接材料質量管理規程》及相關標準的要求。
(4)鎢極氬弧焊宜采用鈰鎢極,并符合GB4191《惰性氣體保護電弧焊和等離子焊接切割用鈰鎢電極》的規定。
( 5 ) 焊接鎳及鎳合金使用的氬氣純度不應低于99.99%。
(6)焊接時用氬氣輸送管宜采用塑料軟管,不宜用橡膠軟管或其它吸濕性材料的軟管。
5. 施焊環境
鎳及鎳合金焊接施工的環境條件應達到以下要求:
(1)環境溫度不低于0℃。
(2)手弧焊時風速不大于8m/s,氬弧焊時風速不大于2m/s。
(3)相對濕度不大于90%。
(4)非雨雪天氣。
(5)當環境條件不符合以上要求時,應采取有效防護措施后方可施焊。
6.施工準備
6.1 施工采用規范標準
《石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規程》SH/T3523《現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范》GB50236《鎳及鎳合金焊條》GB/T13814《鎳及鎳合金焊絲》GB/T15620
6.2 焊接工藝評定和焊工考試執行標準
焊接工藝評定和焊工考試執行《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》GB50236 或《石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規程》SH3523的規定。焊接工藝評定和焊工考試項目均能覆蓋焊接產品。
6.3 根據設計文件、相關標準和焊接工藝評定,并編制焊接工藝指導書.
7. 焊接工藝
7.1 焊縫清理
(1)焊縫清理坡口、鈍邊及焊道兩側30mm范圍。
(2)焊縫處氧化膜用銼刀、砂輪清理。
(3)焊縫處污物、油脂、漆應用丙酮、堿液或專用合成劑清理。
7.2 焊接注意事項
7.2.1 焊接時在保證焊透和熔合良好的前提下,在工藝參數范圍內盡量采用小的焊接線能量、短電弧、不擺動或小擺動的操作方法。
7.2.2 當焊件較厚需多層焊應符合下列規定:
(1)除打底焊外其余焊層宜采用多道焊。
(2)層內溫度應小于100℃。
(3)每一層每一道焊完后均應徹底清除焊道面的熔渣,并消除各種表面缺陷。
(4)各層各道的焊接接頭要錯開。
7.2.3 采用實芯焊絲或不填絲的鎢極氬弧焊時,焊縫背面應充氬,實行內保護,內保護措施可采用管子整體或局部充氬兩種方法,并應符合下列要求:
(1)管內充氬氣開始時流量可適當加大,確認管內空氣完全排除后方可施焊。
(2)焊接時充氬氣流量可逐步降低,以避免充氬氣壓力較高而造成焊縫背面在成形時出現內或根部未焊透現象。
7.2.4 鎢極氬弧焊時,焊絲的加熱端應始終在氬氣保護之下。為加強保護效果可在焊嘴后側家一輔助輸送保護氣拖罩。
7.2.5 焊件表面嚴禁電弧擦傷,并嚴禁在焊件表面引弧、收弧。
7.2.6 與焊件連接的焊接電源地線不得直接接觸工件,應采用與焊件同材質的材料過渡連接,以避免鐵污染。
7.2.7 焊接中應確保引弧與收弧的質量,收弧的弧坑應填滿。
7.2.8 焊接管徑較小且熱裂傾向較大材質的焊縫時,宜采取焊縫兩側裝冷卻銅塊,或用冷水、乙醇檫拭焊縫兩側等措施,以減少焊縫的高溫停留時間,加快焊縫冷卻速度。
7.2.9 焊接完畢必須及時將焊縫表面的熔渣及周圍的飛濺物,防飛濺材料清理干凈。
7.2.10 焊接施工中避免污染,應采用不銹鋼錘、不銹鋼絲刷、專用砂輪片。
7.3 焊接工藝參數
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