镍基材料的钨极氩弧焊焊接

镍基材料的钨极氩弧焊焊接、前言2006年8月份，我公司为四川某公司生产一台Inconel600的三氯化铝发生器的压力容器,虽然国外已经有相关的标准,但当时国内还没有压力容器这方面的制造检验标准.我公司通过走访、学习兄弟单位的相关的有色金属容器的生产制造经验，经过反复的焊接工艺试验验证后，将GTAW用于Inconel600焊缝接头的焊接方法，焊后经RT和UT检验，焊缝质量达到要求。二、设备结构及主体材料三氯化铝发生器装置(设备结构简图见图1)设计参数见表1。其工作介质为Cl2、，TiCl4，Al，A1C13。壳体主体材质为Inconel600(其化学成分和力学性能见表2,表3) ’图1设备结构简图表1容器设计技术参数壳体内径(mm)壳体壁厚(mm)设计压力(Mpa)设计温度(°C)工作压力(MPa)工作温度(C)工作介质①1600161.04800.45450C12、TiC14、A1、A1C13表2Incone1600(退火)板材化学成分 (Wt%)元糸CSiMnPSNiCrCuTiFe标准值W0.15W0.50W1.00W0.015三72.014.0-17.0W0.50W.706.00-10.00实际值0.050.170.350.00175.815.160.010.138.19表3Incone1600的力学性能力学性能屈服强度(Mpa)抗拉强度(MPa)延伸率标准值24055030实际值27966745三、焊接材料的选用Incone1600的焊接材料的选择首先要保证其熔敷金属的化学成分与母材相当,S、P等杂质元素的含量要控制的很低，使焊缝金属具有相应的性能指标•其次母材厚度为16mm,为了保证焊缝每层的质量,飞溅少，层间易清理等因素，我公司综合上述因素，采用单面U型坡口，焊接方法为GTAW焊丝为2.5.Incone182.焊丝其化学成分和力学性能见表4,表5。表4Incone182焊丝的化学成分元素CCrTiSiNiMnNbFeCuSP

标准含量(%)0.1018.0-22.00.750.5067.02.5-3.52.0-3.03.00.500.0150.03实际含量(%)0.0320.050.400.15余量2.922.541.230.0350.00120.005表5Inconel82焊丝的力学性能抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(％)600.00240.0036四、焊接工艺评定在进行焊接工艺评定之前,我查阅了许多相关的资料,选择不同的规范参数匹配,并在试板上进行一系列的焊接工艺试验,通过观察飞溅大小,电弧稳定性,焊接表面的成型,母材的熔合情况，确定焊接电流为160-210(A)电弧电压为16-18(V)电流太小，不仅生产效率低，还容易产生未熔合,气孔等缺陷,电流过大,会引起钨极熔化和蒸发,其微粒有可能进入熔池而造成污染,而且还容易引起烧穿或焊缝下陷，咬边等缺陷.选择合理的焊接规范参数见表6，参照JB4708-2000和GB50236的标准，试板规格500X150X16对接，保护气体为Ar,气体纯度99.99%焊枪中Ar气流量为14-18L/Min，尾部Ar气流量为10-12L/Min，焊缝背面Ar气流量为12-14L/Min，对焊接工艺评定试板进行100%RT无损检测，符合JB/T4730.2—2005的规定,II级合格.然后进行理化解剖和力学性能试验，其结果见表7，表8.力学性能全部满足产品制造的技术条件的要求.表6焊接规范参数焊丝直径(mm)极性电流(A)电压(V)焊接速度(cm/Min)尾部气体流 量(L/Min)背部气体流 量(L/Min)焊枪气体流 量(L/Min)①2.5正极160-21016-1819-2010-1212-1414-18表7焊缝接头的化学成分元糸CSiMnPSNiCrNbTiFe实际值0.040.223.060.0080.00375.819.912.49V0.0011.29表8焊缝接头的力学性能力学性能侧弯抗拉强度(MPa)延伸率结果合格56040图2GTAW拖罩保护示意图

1---焊枪2---进气管3---尾部保护拖罩4---背面保护拖罩5---进气管6---焊件五、产品焊接（一）焊接坡口的准备对接焊缝的坡口型式U,采用机加工，焊前对坡口区域进行仔细清理,用丙酮或乙醇清洗并去除坡口附近50mm区域的氧化色等杂质.（二）焊接要点在焊接之前,经焊工需进行相关资格的考试,焊工用焊接评定给出的规范参数范围,在非产品试件上进行试焊,调节焊接电流,电压。（三）在焊接过程中，层间温度严格控制在小于或等于90°C,随时用测温笔进行测量施焊过程中背部和尾部需用氩气进行保护（如图2）,（尤其第一层、第二层）并且每焊完一层需用PT检测，必须仔细检查，如有缺陷，按照有关程序进行处理，合格后再继续施焊。熄弧时一定要填满弧坑，以防止弧坑裂纹。六、 焊后检验焊缝表面无裂纹，气孔，咬边等缺陷。焊缝按照JB/T4730.2-2005进行100%RT检测，II级合格。七、 小结Inconel600是镍基材料中焊接性比较好的一种材料，只要严格控制焊接工艺