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    Inconel625焊接工艺




      Inconel625合金,这是一种以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。为了使Inconel625合金钢管在焊后的机械性能不被损坏,必须在焊接过程中使用更有针对性的焊接工艺。现货价格查询
           一、Inconel625合金的物理特性及化学成分:
      

      二、Inconel625合金的金相组织:
      Inconel625具有单相组织,为面心立方晶格结构,,当在约650℃保温足够长时间后,将析出碳颗粒和不稳定的四元相并将转化为稳定的Ni3(Nb,Ti)斜方晶格相。固溶强化后镍铬矩阵中的钼、铌成分将提高材料的机械性能,但塑性会有所降低。
      三、Inconel625合金的可焊接性:
      1.Inconel625合金中,Cr,Mo的高含量为合金提供了较好的抗点腐蚀和裂变腐蚀的能力,即使是在高温状态下,依旧具有抗腐蚀的特性;
      2.Inconel625合金中,Cr高达22.2%的含量,提高了合金的强度,一定量的Mo也使得合金的蠕变强得到提高,同时,少量Al和Ti,使合金的时效硬化作用降至较低的程度,改善了合金的焊接性;
      3.Inconel625合金中,由于存在一定量的S和P,在各种元素中S和P的偏析系数最大,同时,S和P在钢中还能形成多种低熔化合物或共晶,并且,因为Ni是强烈稳定γ相的元素,降低S的溶解度,提高了低熔共晶形成的可能性,有利于形成热裂纹;
      4.Inconel625合金线膨胀系数比较大,但是热导率较小,致使合金加热和冷却不均匀,以致合金在高温阶段晶间发生的塑性应变量也较大,塑性应变量越大,越容易开裂;
      5.Inconel625合金是镍基合金,固液相温度间距小,凝固速度快,容易使液态熔池中的氧或者水汽来不及溢出而形成气孔;
      四、Inconel625合金的焊接工艺:
      根据Inconel625合金的物理特性和可焊接性,为了保留Inconel625合金的耐腐蚀性及其他优秀特性,并根据壁厚的不同选用钨极氩弧焊(GTAW)或氩电联焊(GTAW+SMAW)的焊接方法,并针对其焊接性做了如下有针对性的措施:
      1.焊接前准备:
      a)做好防风、防潮措施,户外施工施工使用挡风棚,合理规划施工,尽量减少在现场施焊,未满足规范和设计规定的环境要求不得施焊;
      b)将坡口角度加工成65°,大的坡口有利于熔池中气体溢出,并且,焊缝成形系数大于1,对电弧焊来说,减弱了焊缝金属结晶在焊缝中心线汇交的情况,减小了出现裂纹、气孔和夹杂物的可能性;
      c)对管道,焊材,焊接工具等进行化学清洗,除去表面的氧化物或其他的低熔化合物,并保证焊缝及坡口两侧各20mm范围内清洁干燥,避免在熔池中加入杂质产生夹渣或其他的缺陷;
      d)管道内部充氩气保护,减少空气中的氧气,水,磷,硫,氮等溶解到熔池中;
      2.焊接过程中注意事项:
      a)控制焊接热输入,为了较小焊缝及母材金属因为过热或者加热时间过长导致晶粒粗大,采用多层多道焊接,每层厚度不大于4~5mm,并选择小电流,高速焊接,焊道与焊道之间错开10mm施焊,并且每焊完一道后间隔一定时间,待层间温度降至60℃~150℃后再继续施焊;
      b)焊接初层焊道时,焊丝从焊缝中间缓慢送入,观察坡口根部,当坡口两侧出现圆形熔孔时,表示根部已经焊透,焊接遇到定位焊熔敷金属时,需先把熔敷金属打磨干净后再施焊;
      c)焊道与焊道之间的焊渣、杂物必须清除干净后再继续施焊,如果因为耽误导致焊缝无法完全焊完,再重新施焊时,必须按照工艺要求,重新对焊缝表面进行处理后再继续施焊;
      d)使用划擦法在坡口内引弧,不得在坡口外引弧,避免造成母材污染和焊疤引起裂纹和气孔;采用短弧焊,减少飞溅和气孔,用月牙形运条手法进行盖面焊接,均匀摆动焊条至距离坡口面约1mm处,并用回焊收弧法或划圆收弧法进行收弧,避免弧坑出现气孔和裂纹,氩弧焊接收弧时,待弧坑冷却后再撤去保护气体;
      3.焊接后注意事项:
      a)焊后检测焊缝表面成型,焊缝余高控制在1~1.5mm以下,过高的余高会导致焊缝内应力向焊趾位置集中,使焊趾处容易出现裂纹,当余高过高时,用磨光机打磨降低余高;
      b)小的焊接电流和均匀的焊接手法,能减少咬边缺陷,但当焊缝出现咬边时,需要根据咬边的深浅度进行补焊和打磨至平滑过渡;
      c)焊接完成后注意对焊缝的保护,避免焊缝在未完全冷却至常温时被雨水或其他物质急速冷却和污染;
      d)在管道水压试验结束后,再次对管道进行化学清洗,使焊缝金属拥有良好的耐腐蚀性;
      五、Inconel625合金的焊接设备:
      因为选用氩电联焊的焊接方法,为了减小工作人员的劳动强度,选择一种同时满足氩弧和手弧两种焊接的逆变焊机(型号:ZX7-315S/ST),氩弧焊(GTAW)时选择直流正接,焊条电弧焊(SMAW)时选择直流反接。
      该逆变焊机具有优良的IGBT逆变技术,焊机使用的电源具有稳定的陡降(或恒流)外特性,并具有多种氩弧操作方式,高频引弧,焊接渗透力强,具备焊条电弧焊功能,性能稳定,抗干扰能力强,节约能源;
      六、Inconel625合金的焊接材料:
      由于选择钨极氩弧焊(GTAW)或氩电联焊(GTAW+SMAW)的焊接方法,根据多种因素进行考虑,选择焊丝:ERNiCrMo-3,焊条为:ENiCrMo-3,这两种焊材进行施焊,依据如下:
      
    ENiCrMo-3的化学成分如下:

     

    C

    Mn

    Fe

    P

    S

    Si

    Ni

    Cu

    Cr

    Nb+Ta

    Mo

    其它

    标准值

    ≤0.10

    ≤1.0

    ≤7.0

    ≤0.03

    ≤0.02

    ≤0.75

    ≥55.0

    ≤0.50

    20.0-23.0

    3.15-4.15

    8.0-10.0

    -

    ERNiCrMo-3的化学成分如下:
     

     

    C

    Mn

    Fe

    P

    S

    Si

    Cu

    Ni

    Al

    Ti

    Cr

    Nb

    Mo

    焊丝


    0.10


    0.50


    5.0


    0.02


    0.015


    0.50


    0.50


    58.0


    0.40


    0.40

    20.0-
    23.0

    3.15-
    4.15

    8.0-
    10.0

     

      1.焊材的化学成分:根据焊材的化学成分与母材的化学成分对比,ERNiCrMo-3焊丝和ENiCrMo-3焊条有着与母材相近的成分,并且,在Mn或Si元素的含量比母材略大,这两种元素对熔池金属脱氧或脱硫起着积极的作用,有助于较少气孔和裂纹倾向,Ni、Cr、Co、Mo等元素也对熔池金属中的合金元素起到补充作用,减少母材合金元素稀释导致的不良影响;
      2.焊材的力学性能:ENiCrMo-3焊条和ERNiCrMo-3焊丝的强度级别与母材处于同一等级,抗拉强度均大于760MPa,并且,因为母材具有热裂纹敏感性,需要选择抗裂性能好的低氢焊条,ENiCrMo-3焊条和ERNiCrMo-3焊丝均满足要求;
      3.焊件的使用环境和使用性能:Inconel625合金钢管输送氧气,处于一种易腐蚀的工作环境,需要选择耐腐蚀焊材,ENiCrMo-3焊条和ERNiCrMo-3焊丝属于镍基焊材,成分中的Cr元素含量较大,能为熔敷金属补充Cr元素,使Inconel625合金的耐腐蚀性能在焊缝金属中得到延续;
      4.国内的镍基焊材工艺以及性能较国外一些品牌有所欠缺,为了保证焊缝质量,适当的牺牲成本,选择进口的ENiCrMo-3焊条和ERNiCrMo-3焊丝,良好的焊材质量,可以减少焊接作业中的返工,在一定程度上也减少了施工成本;
      七、总结
      1.钨极氩弧焊(GTAW)或氩电联焊(GTAW+SMAW)是焊接Inconel625合金此类镍基合金的高效高质量的焊接方法;
      2.焊接Inconel625合金,必须充分了解它的可焊接性,并根据它的使用特性,制定合理的有针对性的焊接工艺进行施焊;
      3.良好的焊接工艺,必须在焊接作业中得到认真执行,才能保证焊缝的焊接质量;
      Inconel625合金作为一种优良的合金材料,它的耐腐蚀性能和高温特性具有极大的优势,正逐渐的被广泛用于石油化工行业的重要环节,这种合金的焊接技术也日渐成熟,为技术的进步添砖加瓦。

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