哈氏合金加工手册(焊接篇)[1]
特种材料钛、双相不锈钢及哈氏合金焊接方案1
特种材料钛、双相不锈钢及哈氏合金焊接方案1特种材料钛、双相不锈钢及哈氏合金B619 N10276（C276）的焊接方案1.编制说明本方案是针对工程中钛管B861 Cr2、双相不锈钢A170 UNS S31803（2205型）及哈氏合金B619 N10276（C276）等三种特种材料的焊接所做的补充规定，其它一般要求和规定按《管道焊接方案》执行。
2.焊接工艺评定根据业主提供的420400-142-SPC-006规范的要求，按ASME Ⅸ卷进行焊接工艺评定工作，评定合格后，进行焊工考试工作。
3.焊工培训和考试这三种特种材料均应对焊工进行针对性的培训，要根据评定合格的焊接工艺评定编制焊工考试工艺指导书。
焊工按此进行焊工考试工作，考试合格取得相应资格证书后，方能持证参与工程的正式焊接工作。
4.管子切割及坡口加工双相不锈钢和哈氏合金切割采用标准车床、带锯等机械加工或等离子切割和砂轮切割。
采用等离子切割或砂轮切割时，应留有足够余量，然后用机械加工方法除去污染层。
采用等离子切割时应防止火花飞溅到附近母材的表面上。
坡口加工宜采用车床或坡口加工机进行机械式加工。
钛管切割采用车床、带距等机械加工或等离子切割和砂轮切割（切割时管子应旋转），采用等离子切割时要采取措施保护内外表面，以防表面被火花灼伤，并用机械方法除去污染层。
坡口加工采用车床或坡口加工机进行机械加工，加工后用不锈钢丝刷刷，最后用清洁的溶剂清洗干净。
5.焊接方法和焊接材料钛管B861 Cr2采用全手工氩弧焊的焊接方法，焊丝选用ERTi-1或ERTi-2。
哈氏合金Hastelloy C276和双相不锈钢A790 UNS S31803（2205 Alloy）采用全手工氩弧焊或手工氩弧焊打底，手工电弧焊填充并盖面的氩电联焊。
Hastelloy C276选用ERNicrmo-4焊丝，Enicrmo-4焊条。
2205 Alloy采用sandvik22.9.3L，Avesta2205或Metrode ER329N Sandvik25.10.4L焊丝，选用E2209焊条。
哈氏合金焊接工艺技术措施
哈氏合金焊接工艺技术措施1.1哈氏合金焊接的主要特点：（1）概况：由我公司承建的新疆乌石化7.5吨/年PTA装置中，曾施焊过哈氏合金（其材质为Hastelloy、c - 276、规格“152X7.1mm（英国进口）管线的焊接，我们采用焊接方法：鸨极氩弧焊（TIG焊）十手工电弧焊，管内充氩保护，我们先后培训多名焊工，经外国专家考核后，取得上岗的资格，为了确保该管线焊接接头达至标准的要求，我们公司又做焊接工艺评定（编号95 — 32）,按JB4708-92标准，评定为合格。
（2）特点：根据我们的施工经验，哈氏合金焊接具有以下特点：A.因为合金中，0、S、P等杂质能与Ni形成低熔点共晶，富集于晶界，在焊接应力作用下，容易产生热裂纹，特别是显微裂纹。
B.哈氏合金焊接时容易产生冷、O2、N2、CO及蒸汽气孔。
与、O2、CO在液态镍中（哈氏合金为银基材料），熔解度相当大，而在固态镍中熔解度大大降低，且由于银的流动性差，在焊缝金属凝固前，气体来不及逸出而形成气孔。
C.哈氏合金导热性差，容易发生过热，引起晶粒，大大降低接头性能。
D不合理的接头设计，错边及装配不良，都会引起较大焊接应力，导致裂纹的产生。
1.2焊接施工措施如果该管线交付我公司施工，我们将采取以下措施，来保证该管线的焊接质量。
哈氏合金焊接工艺技术措施(1)焊接材料A.母材的化学成份:B.我公司做焊接工艺评定HastelleyC276,规格8251X7.1焊接材料，ERC- 276/EC276,焊接方法：TIG+SMAW (手工电弧焊)；在一般情况下，引进的国外材料(原材料焊接材料)及施工工程标准，都是以中国国家标准为主，若国家标准满足不了要求，则参考ASME标准，因为该标准是国际上最完整、最科学的标准。
按照ASME标准第IV卷焊接标定，材料组别划分，HastelloyC4、HasteI1oyC276 为同类同组，组别号P-No44、技术标准：SB-619采用ERC-276/EC-276焊接HastelloyC4以焊接工艺评定标准来说，是没有问题，况且ERC-276/EC-276含有W,能够增强熔敷金属的抗裂性。
哈氏合金零件生产工艺
哈氏合金零件生产工艺哈氏合金是一种特殊的合金材料，具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优良性能，被广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
哈氏合金零件的生产工艺对于保证其质量和性能至关重要。
本文将介绍哈氏合金零件的生产工艺流程和关键技术。
一、原材料准备生产哈氏合金零件的首要步骤是准备合适的原材料。
哈氏合金所需的原材料一般包括主要合金元素、合金添加元素和一些辅助材料。
这些原材料需要经过严格的质量控制，确保其成分和性能符合要求。
二、合金熔炼将准备好的原材料按照一定的比例投入到电炉或电弧炉中进行熔炼。
熔炼过程中需要控制好温度和气氛，以确保合金成分的均匀性和纯度。
同时，还需要对熔炼过程进行实时监测，及时调整参数，以获得所需的合金成分。
三、铸造成型熔炼好的哈氏合金液体被倒入预先准备好的铸造模具中，通过冷却和凝固过程将其固化成为零件的初步形状。
铸造过程中需要注意控制冷却速度和温度梯度，以避免产生缺陷。
四、热处理铸造成型的哈氏合金零件往往需要经过热处理工艺，以改善其组织结构和性能。
常见的热处理方法包括时效处理、固溶处理和淬火处理等。
不同的热处理方法可以使合金的晶粒细化、相变和析出相的形成，从而提高其强度和硬度等性能指标。
五、机械加工经过热处理的哈氏合金零件需要进行精密的机械加工，以获得所需的尺寸和形状。
机械加工过程包括车削、铣削、钻孔、磨削等工艺，需要使用高精度的机床和切削工具。
机械加工过程中要注意控制加工参数和刀具磨损，以确保零件的精度和表面质量。
六、表面处理哈氏合金零件的表面处理可以提高其耐腐蚀性和装饰性。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、热处理和化学处理等。
表面处理过程中需要注意控制工艺参数和处理时间，以获得所需的表面性能和外观效果。
七、质量检测生产完成的哈氏合金零件需要经过严格的质量检测，以确保其符合设计要求和使用要求。
常见的质量检测方法包括化学成分分析、金相组织观察、力学性能测试、尺寸检测和表面质量检查等。
质量检测过程中需要使用先进的检测设备和仪器，以确保检测结果的准确性和可靠性。
锆合金哈氏合金管道焊接
外观检查。检查 焊缝表面质量及 颜色。
无损检测。通过 射线探伤检查内 部缺陷。
根据检查结果分析缺陷原因，制定针对性 返修方案，根据方案进行操作。焊缝同一 部位的返修不得超过两次。
根据哈氏合金的焊接特性，制定严谨的
焊接工艺，做好焊接过程各个阶段的高纯 氩保护工作及较高的焊工操作技能，是保 证哈氏合金管道焊缝质量的关键因素。在 施焊过程中，严格各项操作规程，按照工 艺要求的步骤逐项落实，定能够保证哈氏 合金管道的焊接质量。
管口内部局部充氩隔离示意图
焊道颜色
银白色 淡黄/金黄
深黄/蓝色 黑色/灰色/
白垩色
保护效果
未被污染 较轻的污染 较重的污染 严重污染
质量
处理方法
合格 合格
继续施焊 继续施焊前用不锈钢丝刷清理
不合格 继续施焊前打磨掉变色及相邻区域
不合格 继续施焊前切除以前焊道及相邻区域
严格控制焊接线能量，控制层间温 度不得大于100°C。
要求在封闭式洁净场地施焊，并严格控制 环境的粉尘污染及空气湿度。
坡口及焊丝表面必须干净。
由于锆及锆合金的高温固态化
学活性高，常规的氩电联焊并不适用于锆 合金管道的焊接。故选用焊接线能量低、 便于进行焊缝气体保护的手工钨极氩弧焊 对其进行焊接，利用较大口径的焊枪喷嘴 和焊缝外表面保护托罩及管道内部充氩的 方式进行空气隔离。
焊接过程中，严格控制层间温度在 150°C以下，收弧填满弧坑，每层 焊接完成都要清理干净后再进行下 一层的焊接。
收弧时要填满弧坑，气体延时保护， 避免焊缝在高温下被大气污染氧化。
焊接位置宜采用水平转动。
哈氏合金进行氩弧焊焊接时，即使 坡口和焊丝清洁干净，熔池边缘表 面也有一层薄状氧化物，因此焊工 应具有较高的操作技能，且焊接时 互相配合好（管子转动焊接时）。
哈氏合金焊接工艺探讨
由于受 到 设 备 限制 ， 只 能 选 用 目前 在 使 用 的 ＷＳ 一２ ５ ０ 氩 弧焊 焊机 进行 焊 接 ， 此 焊 机 为直 流 手 工 钨极 氩 弧焊机 ， 具 有 良好 的焊 接适 应 能 力 。焊 接 时 选用 直 流 正 接 法 进 行 焊 接 ， 直流正接时， 钨 极 温 度 低， 许用 电流 大 ， 钨极损 耗 小 ， 钨极 端 部 打磨 为 ３ ０ 。 ，
％
哈 氏合金 虽 然 具 有 较 好 的焊 接 性 的强 抗 腐 蚀 性合 金 ， 但 由于 长期 处 于强 腐 蚀 介 质 中 ， 对 焊 缝 的 要求 特别 高 。原 塔 内焊 接 的 法 兰 保 护 圈 由安 装 厂
表 ２ 化 学成 份质 量分 数
２ ． ２ 焊机及 电源极 性
以采用 机械 清理 ， 即用 角 向磨 光机 对 焊 接 区域 进行
１ ） 在强腐 蚀环境 中焊接接头 晶间腐蚀。包括 焊缝 的晶间腐蚀 、 紧靠熔合线 的过热区“ 刀蚀” 及热 影响区敏化温度的晶间腐蚀等 。 ２ ） 哈 氏合 金 具 有 一定 的 热 裂 纹 敏 感 性 。 在 焊
缝上 有 产生 热裂 纹 的可能 ， 特 别是 在 终 焊点 处 更 容 易 出现 弧坑裂 纹 。除此 外 在 焊接 过 程 中 ， 焊 缝 金 属
在高 温 （ ３ ７ ５ ℃ ～８ ７ ５ ￣ Ｃ） 时间过长时会形成一种 Ｆ ｅ
—
２ 氩 弧 焊 的焊 接 工 艺
塔体内层的哈氏合金厚度为 ２ ｍ ｍ， 法兰保护圈
为哈 氏合 金 ， 厚度 ２ ｍ ｍ， 宽为 １ ０ ｍ ｍ。采 用 氩弧 焊焊 接时 ， 首 先 要 确 定 焊接 工 艺 ， 由于是 第 一 次 焊 接 哈 氏合 金 ， 所 以先 进行 了焊 接 试 验 ， 确 定 了 以下 各项 焊 接工 艺参 数 。
哈氏合金C2000焊接工艺
２ ｃ２０００合金的焊接
收稿日期 ：２０１６ — ０２—２６
ｃ２０００合金的焊接性与其他镍基合金与奥氏体 作者简介： 蕞 、女
不锈钢 的焊 接要求 相似 ，但从 焊缝金属要达到在还原
验试验工作。
嘉
化 工 设 备 与 管 道
第 ５３卷第 ３期
２．１ 焊接方法的选择 Ｃ２０００合金 的焊接 一般 采用 手 工钨 极 氩弧 焊或
１ Ｃ２０００合 金 的化 学成 分 和 力 学性 能
典 型的 Ｃ２０００合 金 的化 学成 分 见 表 １，力 学性 能见表 ２。
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第 ５３卷第 ３期 ２０１６年 ６月
化 工 设 备 与 管 道 ＰＲＯＣＥＳＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ ＰＩＰＩＮＧ
Ｖｌ ０１．５３ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１６
哈氏合金Ｃ２０００焊接 工艺
刘 清会
（中核集 团西安核设 备有限公司 ，西安 ７１００２１）
摘 要 ：对哈 氏合 金 Ｃ２０００的 耐蚀 性 能 、化 学 成分 和 力 学性 能进 行 了介 绍 ，并 通过 焊 接 工 艺评 定 ，对哈
哈氏合金c276焊接工艺
哈氏合金c276焊接工艺哈氏合金C276是一种高性能耐腐蚀合金，广泛应用于化工、石化、海洋工程等领域。
其具有优异的抗腐蚀性能和机械性能，但焊接工艺的掌握对其应用效果至关重要。
本文将介绍哈氏合金C276的焊接工艺，包括焊接材料的选择、焊接方法、焊接参数的确定等方面。
一、焊接材料的选择焊接材料的选择是影响焊接质量的重要因素之一。
哈氏合金C276的焊接材料通常选择相同材质的焊丝或焊条进行焊接。
这样可以保证焊缝与基材的化学成分一致，避免出现不均匀的腐蚀和氢脆等问题。
同时，焊接材料的质量也非常重要，应选择质量稳定、品质可靠的产品。
二、焊接方法哈氏合金C276的焊接方法主要有手工电弧焊、氩弧焊和气体保护焊等。
其中，手工电弧焊是最常用的方法，适用于一些小型的焊接工作。
氩弧焊和气体保护焊则适用于大型工件的焊接。
这两种方法都能够保证焊缝的质量，同时还能够提高焊接效率。
三、焊接参数的确定焊接参数的确定是确保焊接质量的关键。
哈氏合金C276的焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度、后热温度等。
这些参数应根据具体的焊接工件和焊接方法进行调整。
一般来说，焊接电流应适当增加，焊接速度应适当加快，可以提高焊接效率，同时也能够保证焊缝质量。
四、焊接后处理焊接后处理是确保焊接质量的重要环节。
哈氏合金C276的焊接后处理主要包括热处理和机械加工。
热处理可以提高焊接后的硬度和强度，同时还能够消除残余应力。
机械加工可以去除焊接后的毛刺和氧化皮，使焊缝表面更加光滑，提高其耐腐蚀性能。
总之，哈氏合金C276的焊接工艺需要掌握一定的专业知识和技能。
在选择焊接材料、确定焊接方法和参数以及进行焊接后处理时，应根据具体情况进行调整，确保焊接质量和效率的兼顾。
蒙奈尔、哈氏合金焊接方案
NI-CU （蒙乃尔）合金管道结构的焊接一、引言某厂500#管体为NI-CU合金管道结构，管道内通烷基苯，NI-CU合金管道材料采用西班牙TR公司提供的MONEL400合金（化学成分见表1），规格为φ168MM*8MM，退火状态供货，强度σb为485MPa。
该工程要求焊后的焊接接头性能符合美国ASME标准。
表1 monel400合金化学成分（%）二、焊接工艺过程管道结构的焊接采用了V型坡口,坡口角度60度,钝边1mm,根部间隙2mm。
焊接顺序为TLG焊打底，手弧焊焊接第二层及盖面层。
氩弧焊打底焊丝采用φ1.6ER-Ni-Cu-7(monel60),焊条采用φ3.2 E-Ni-Cu-7(monel90),其熔敷金属的化学成分如表2所示。
采用正接TIG焊，钨极直径3~5mm,喷嘴直径12~14mm,氩气纯度为99.99%。
焊接规范如表3所示。
表3 焊接规范参数焊前，焊条应严格烘干，烘干温度为300~400℃，保温1小时。
手工电弧焊时采用反接法。
TIG焊打底时，为保证根部质量，应特别注意焊接过程中对焊接速度的控制，还应注意焊枪和焊丝给进时机和给进速度的控制。
焊接时喷嘴应贴近坡口，并稍作横向摆动，以保证坡口两边的母材金属的充分熔合。
为保证焊接过程中电弧的稳定，应注意钨极的对中和端部的尖度。
施焊过程中应注意将熔合比控制在50%以下，焊道以窄为最佳。
手工电弧焊时，尽量以短弧操作，为保证母材金属的熔合，焊条应稍作横向摆动。
在仰焊部位应尽量减小熔池的体积，以保证良好的焊缝成形和焊接过程的顺利进行。
Monel400合金的收缩率很大，焊缝与热影响区极易出现裂纹，特别是打底焊缝。
为此，对焊接过程中的层间温度进行了控制。
当打底焊缝的温度降至100~150度时，焊接第二层焊缝；第二层焊缝的温度降至100度左右时，焊接盖面焊缝。
在有条件的情况下，盖面焊缝最好采取缓冷措施。
三、试验结果及分析焊后对焊接接头进行了宏观检验，X射线检验，机械性能试验，冷弯试验、晶间腐蚀性能试验，并利用电子显微镜对焊接接头的金相组织进行了分析。
哈氏合金(C276)管道的安装与焊接
哈氏合金（C276）管道的安装与焊接作者：郑明亮来源：《中国科技博览》2018年第35期[摘要]近年来，哈氏合金（C276）管道的安装与焊接问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了C276的耐蚀性能和化学成分，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就C276管焊接工艺以及防腐蚀措施展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]哈氏合金（C276）；管道；安装；焊接中图分类号：TG457.19 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0002-011前言作为一项实际要求较高的实践性工作，哈氏合金（C276）管道安装与焊接的特殊性不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对哈氏合金（C276）管道的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述某公司建设的三聚氰胺工程，工艺管道系统中，部分工艺管道采用了进口的哈氏（HASTELLOY）合金C276管道，总长为42m，管内物料为熔融尿素，规格为1/2″×2.77～3″×5.49，采用全氩弧焊，焊接材料ERNICRMO-4Υ2.0mm，在施工现场需要预制和焊接固定口，焊接条件苛刻。
3C276的耐蚀性能和化学成分3.1哈氏合金是一种新兴材料，具有良好的耐蚀性和耐高温性能，耐室温下所有浓度的盐酸与氢氟酸腐蚀。
3.2化学成分见表1。
从表中可看出HASTELLOY-C276属于Ni-Cr-Mo系的三元合金，因C能促使形成晶间腐蚀，而Si加速δ相的形成。
故合金成份中严格限制C、Si的含量，以提高材料的耐腐蚀性。
4C276的焊接性能与低碳钢、不锈钢的焊接相比，C276的焊接具有奥氏体不锈钢相类似的问题，即有较高的热裂纹敏感性，气孔生成机率较高，焊接区产生晶间腐蚀倾向等。
4.1热裂纹敏感性高焊丝及材料本身表面杂质在焊接过程中形成晶间液态膜残留在晶界区，由于收缩应力的作用而开裂，从而引发热裂纹。
哈氏合金_Hastelloy_C_276_管道的焊接技术
3.2 钨极
焊接时采用 Ø2.5mm 的铈钨极，把钨极头磨成锥形。通常使用的圆锥角为 30°~60 °，尖端磨平，直径约为 0.4mm。
3.3 焊丝
根据哈氏合金（C-276）的焊接特性，打底焊、填充、盖面均采用 TIG 焊接。选用 的焊丝型号为 ERNiCrMo-4（见表 3、表 4）。
表 3 ERNiCrMo-4 焊丝化学成分(质量分数) [1]
%
元素
C
Ni
Si
W
S
P
Mo
Gr
标准值
≤0.020 余量
≤0.08
3.0~4.5 ≤0.03 ≤0.04 15.0~17.0 14.5~16.5
实测值
0.007 59.25
0.04
3.26
0.002 0.001
16.54
15.21
表 4 ERNiCrMo-4 焊丝力学性能[4]
2.2 气孔
从合金相图及合金元素分配的特点上反映出，固、液两相之间温度间距小，流动性 偏低，在焊接快速冷却凝固结晶条件下，气体来不及逸出，残留在焊缝中便生成了气孔。
2.3 线能量控制
采用高线能量焊接镍基耐蚀合金可能产生不利影响。在热影响区（HAZ）产生一定 程序的退火和晶粒长大。高热输入可能产生过度的偏析、碳化物的沉淀或其他有害的冶 金现象。这就可能引起热裂纹或降低耐蚀性。
由中国石化集团第五建设公司承建的兰州石化丙烯酸及脂(AA/AE)工程中有哈氏合 金 C-276 管线 157 米，管道介质为：丙烯酸丁脂、丙烯酸二聚物、丙烯酸三聚物[1]。管 子、管件、焊材均由国外进口，管线规格为 Ø34mm ~ Ø114mm，共计焊缝 218 道，焊后要 求 100%射线检测，Ⅱ级合格。为此，我们在管道焊接前，通过对该材料焊接性能分析， 制定出焊接工艺，并针对焊接过程中可能产生的问题采取了相应的工艺措施，顺利完成 了哈氏合金不锈钢管道的焊接任务，文中对此做以简单介绍。
浅析哈氏合金B-3的焊接技术
浅析哈氏合金B-3的焊接技术摘要：本文介绍了哈氏合金B-3的焊接要求和焊接参数，结合国外的英文资料及制作经验，成功完成了哈氏合金B-3的容器制作，并取得了一些经验。
现将相关经验做些简单介绍，以便同类技术参考借鉴。
关键词：焊接；哈氏合金；焊接材料；焊接工艺Abstract: this paper introduces the ha’s alloy B-3 welding requirements and welding parameters, combined with the overseas English material and production experience, successfully completed the ha’s alloy B-3 container production, and gained some experience. Now the related experience do some simple introduction, so that similar technology for reference.Keywords: welding; H a’s alloy; Welding materials; Welding process前言随着石油、化工的发展，耐高温、高压、高浓度腐蚀物的容器需求量越来越大。
笔者在德国瓦克工作期间，在项目中接触了数台耐高温耐腐蚀性容器的制造，其板材均为哈氏合金B-3，该材料是制造厂首次使用，缺少经验，国内能借鉴的经验和资料也不多。
在制作过程中，结合国外的英文资料及制作经验，经过大家的共同努力，成功完成了哈氏合金B-3的容器制作，并取得了一些经验。
母材介绍B-3 是一种镍基合金，对各种浓度各种温度下的盐酸腐蚀有极好的抵抗能力。
它在其他诸如硫酸，醋酸，甲酸，磷酸等非氧化性介质中也表现很好。
B-3合金相对B-2在化学成分上作了一定改进，和哈氏合金B-2相比，哈氏合金B-3有更高的热稳定性、可加工性和应力腐蚀抗裂性。
锆及哈氏合金管道焊接作业指导书
锆及哈氏合金管道焊接作业指导书1 编制说明1.1 适用范围本方案适用于XXXXXXXXXX15万吨/年醋酸主装置醋酸车间工艺管道工程项目的锆及哈氏合金等特种材料的管道焊接施工。
1.2 编制依据1.2.1 ASME第Ⅸ卷1.2.2 GBJ50235《工业管道工程施工及验收规范》1.2.3 GBJ50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》1.2.4设计指定规范2 工程概况2.1 概述醋酸装置由一氧化碳车间及醋酸车间组成。
这次投标的为醋酸车间合成（210A）、分离（210B）、回收（210C）、中间管廊（210D）、密封液（210E）和中间贮槽区（210F）等工段组成。
由于醋酸工艺的特点，其物料腐蚀性很强，设备、管道、伐门及仪表等需采用价格昂贵的特种合金材料。
醋酸工程由于特殊性及介质腐蚀性，采用稀贵金属锆材和特殊镍基合金材料制作设备和管道，工程大量使用锆702，哈氏B-3，哈氏C-276材料。
锆702及哈氏合金的主要化学成份及机械性能见下表。
以上数据来源，ASME1989第4卷，管材部分。
2.2 材料焊接特点A、锆材锆及锆合金具有优异的核性能，良好的抗高温水和蒸汽腐蚀性能，广泛的应用于核动力工程，锆及锆合金在许多有机酸、无机酸、强碱和熔融盐中具有优异的耐蚀性和导热性，是优异的化工耐蚀结构材料，纯锆熔点达1852℃，焊接需要采用大能量热源，但在高温下化学活性很大，极易与空气中的氧、氢、氮发生反应，使其机械性能与耐蚀性能急剧降低，当被加热到焊接温度时，很容易溶解其表面的氧化物，还与大多数元素——包括陶瓷发生反应。
锆和锆合金在200℃开始吸收氧，300℃开始吸收氢，400℃开始吸收氮，对焊接条件的变化极为敏感，焊接技术的关键是焊前金属表面的清理和焊接高温条件下的隋性气体保护。
国内核工业系统在核反应堆燃料芯棒护套等小范围锆材料焊接中，多采用真空电子束焊或隋性气体保护小室内焊接工艺，现场条件下大规模化工管道焊接很难实现。
哈氏合金加工手册(焊接篇)
哈氏抗腐蚀合金的加工对焊接，钎焊，冷热加工，热处理，酸洗以及表面处理的一般方法。
简介本书是对哈氏合金公司的抗腐蚀系列合金加工的一般方法。
并不能作为一种指导性的手册。
本书包含了以下抗腐蚀合金：HASTELLOY B-3HASTELLOY C-2000HASTELLOY C-22HASTELLOY C-276HASTELLOY G-30HASTELLOY B-3是一种镍钼合金，对各种浓度各种温度下的盐酸腐蚀有极好的抵抗能力。
它在其他诸如硫酸，醋酸，甲酸，磷酸等非氧化性介质中也表现很好。
B-3合金相对B-2在化学成分上作了一定改进，具有更好的热稳定性。
B-3合金对点腐蚀，对在刻痕和热影响区的应力腐蚀断裂都有极好抵抗能力。
详情请参阅H-2104.HASTELLOY C-2000，设计来抵抗更大范围的腐蚀化学品，包括硫酸、盐酸和氢氟酸。
不同于先前的Ni-Cr-Mo 合金，其同时适用于氧化酸和还原酸。
C-2000合金对于这两种酸环境下都有良好的耐腐蚀性能。
钼和铜的组合提供了出众的抗还原能力，同时高的铬含量提供了抗氧化能力。
C-2000合金还表现出比C-276更好的抗点蚀和缝隙腐蚀的抵抗能力。
它的成型，焊接和机加性能和C-276合金相似。
请参阅H-2111。
HASTELLOY C-22是一种适用范围很广的镍铬钼钨合金，比现在市面上广泛应用的镍铬钼钨合金，包括HASTELLOY C-276，C-4，HAYNES 625，在各方面有更好的总体抗腐蚀能力。
C-22合金有着出众的抗点蚀，隙缝腐蚀和应力腐蚀断裂的的能力。
因为有着更高的铬含量，C-22在氧化性酸和饱含氧化性残留物，如溶解氧，铁离子和液氯等的酸液中比C-276更耐腐蚀。
实际上，该合金的应用范围只比C-2000小。
因为它有这种适用范围，它可以用在多目的工艺中最令人头疼的地方。
详情请参阅H-2019HASTELLOY C-276，有极好的抗点蚀应力腐蚀断裂和酸环境能力。
制造哈氏合金管路系统时的焊接要求和背气保护
制造哈氏合金管路系统时的焊接要求和背气保护背景制造厂都需要为客户安装管路系统，而且安装管路一般不可能进入到管路里面进行焊接。
在这种情况下，就要使用开口管路焊接技术或者自耗嵌块的焊接技术。
由于哈氏合金的自耗嵌块一般不容易买到，所以一般使用GTAW的开口管路焊接技术来打底。
当使用这些单面焊接技术的时候，一定要使用惰性气体保护接口的根部在焊接中不被氧化（通常是焊接级氩气）。
这种在管子内部进行保护的技术就叫做背气保护。
如果没有很好的保护，根部就会产生像酥糖一样的氧化层。
图1就是这样一个打底焊接，母材是8”的Hastelloy® C-22®管材。
当根部焊接不合格时，管内壁的焊缝表面发黑、粗糙，而且根部的截面不规则。
当发生这种情况时，熔化的焊接金属没有“润湿”基体金属。
这种状况下继续焊接变的困难，而且几乎不可能通过拍片检验。
这种情况下通常可能发生的焊接缺陷有，渗透不足，熔深不足和根部焊接开裂。
经过实验表明，背气保护的焊接技术可以完成合格的哈氏合金开口焊接打底，比如焊接Hastelloy® C-22®的管材。
以下就是实验室的一些工作。
背气保护技术通常有两种方法来对管材的打底焊接区域进行背气保护。
一般建议对整个管路进行充气。
根据不同的管径和管长，充气时间列于表1。
另一种方法就是对焊接区域的管路进行局部充气，这种方法是比较好的。
一些出版的文章中有许多种制作密闭塞的方法，包括水溶性的塞子，膨胀塞，可折叠的圆盘塞和热熔性的塞子。
背气保护通过以下两个步骤来实现。
第一步，安装塞子然后对焊接区域的管道内进行充气。
第二步，继续充气同时进行焊接。
在本文进行的实验中只使用了水溶性的塞子。
为了保证保护气最平稳的进入焊接区域，同时充气时间最短，我们在一个充气塞子的底部加入了一个扩散设备。
焊接区域的保护气流速为18.88升每分钟（L/min）。
这种流速能使8”管子内的氧气含量在5分钟内降到5000ppm。
提高哈氏合金C2000与316L焊接质量
—358—技术改造摘 要：本文分析了如何提高哈氏合金C2000与316L 焊接质量，研究减少气孔、夹渣和未焊透等缺陷，制定切实可行的焊接工艺，提高了焊接接头的射线检验合格率，保证了焊接质量、提高了工作效率。
关键词：c2000;316L;氩弧焊提高哈氏合金C2000与316L 焊接质量薛海雁 邓守军 冯 斌 蔡立家（甘肃省白银市银光聚银化工有限公司保运中心 ，甘肃白银 730900）1C2000于316L 不锈钢焊接的主要问题我公司在焊接哈氏合金C2000与316L 不锈钢的焊接性与接头性能进行了深入广泛的研究，并取的了一定的成绩，为以后的研究提供了许多宝贵的资料。
总结起来，主要集中在以下几个方面。
1.1焊接接头中碳的迁移问题：奥氏体焊缝中合金元素对碳的亲和力越大，数量越多，则母材一侧的脱碳层就越宽。
，母材含碳量越高，碳的迁移层发展就越快。
为了防止碳迁移现象必须选用含碳量较低的焊丝或焊条进行施焊。
1.2热裂纹：硫、磷等杂质形成的低熔点晶间液膜和焊接拉伸应力是引发焊接热裂纹的冶金因素。
由于合金焊缝具有树枝状组织，在粗大晶粒的边界上，集中了一些低熔点共晶体和低熔点金属，特别是Ni-s 共晶(熔点为645℃)、Ni-p 共晶(熔点为880℃)、Ni+NiO 共晶(共晶温度1438℃)。
它们呈薄膜状分布在晶界之间，削弱了晶界间的联系，在拘束应力的作用下，易产生热裂纹。
故焊接时应严格控制母材、焊材中的硫、磷等杂质含量，认真清理焊缝表面，并严格控制环境温度、湿度。
严格控制焊接工艺参数，收弧时填满弧坑。
1.3易氧化：合金中的Ni、Cr 原子非常活跃，使得合金焊接时焊缝极易氧化，严重时成豆腐渣状，使金属耐腐蚀性能急剧下降，同时也是产生裂纹的主要原因。
因此，焊接时应加强氩气保护，同时焊丝一般尽可能选用较细的直径(1.2mm～2.4mm)，小的焊接参数。
2焊接工艺参数焊接层次焊接方法焊接电流/A 电弧电压/V 焊接速度/(mm/min)极向层间温度/℃氩气流量L/min 第一层GTAW 95308反接≦905-7其余层GTAW105328反接≦905-73坡口打磨要求哈氏合金C2000与316L 不锈钢的坡口加工宜采用机械方法，切割面应光滑。
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哈氏抗腐蚀合金的加工对焊接，钎焊，冷热加工，热处理，酸洗以及表面处理的一般方法。
简介本书是对哈氏合金公司的抗腐蚀系列合金加工的一般方法。
并不能作为一种指导性的手册。
本书包含了以下抗腐蚀合金：HASTELLOY B-3HASTELLOY C-2000HASTELLOY C-22HASTELLOY C-276HASTELLOY G-30HASTELLOY B-3是一种镍钼合金，对各种浓度各种温度下的盐酸腐蚀有极好的抵抗能力。
它在其他诸如硫酸，醋酸，甲酸，磷酸等非氧化性介质中也表现很好。
B-3合金相对B-2在化学成分上作了一定改进，具有更好的热稳定性。
B-3合金对点腐蚀，对在刻痕和热影响区的应力腐蚀断裂都有极好抵抗能力。
详情请参阅H-2104.HASTELLOY C-2000，设计来抵抗更大范围的腐蚀化学品，包括硫酸、盐酸和氢氟酸。
不同于先前的Ni-Cr-Mo 合金，其同时适用于氧化酸和还原酸。
C-2000合金对于这两种酸环境下都有良好的耐腐蚀性能。
钼和铜的组合提供了出众的抗还原能力，同时高的铬含量提供了抗氧化能力。
C-2000合金还表现出比C-276更好的抗点蚀和缝隙腐蚀的抵抗能力。
它的成型，焊接和机加性能和C-276合金相似。
请参阅H-2111。
HASTELLOY C-22是一种适用范围很广的镍铬钼钨合金，比现在市面上广泛应用的镍铬钼钨合金，包括HASTELLOY C-276，C-4，HAYNES 625，在各方面有更好的总体抗腐蚀能力。
C-22合金有着出众的抗点蚀，隙缝腐蚀和应力腐蚀断裂的的能力。
因为有着更高的铬含量，C-22在氧化性酸和饱含氧化性残留物，如溶解氧，铁离子和液氯等的酸液中比C-276更耐腐蚀。
实际上，该合金的应用范围只比C-2000小。
因为它有这种适用范围，它可以用在多目的工艺中最令人头疼的地方。
详情请参阅H-2019HASTELLOY C-276，有极好的抗点蚀应力腐蚀断裂和酸环境能力。
它对各种各样的化学工艺环境有优异的抵抗能力。
HASTELLOY G-30是一种高铬的镍基合金，其耐商业用磷酸的能力比市场上的目前应用的镍基和铁基合金都要出色，在其他的含有强氧化介质的复杂环境中也表现出色，如HNO3/HCl等。
G-30合金能够抵抗在热影响区的晶界析出沉淀相，这使得它一样适合在焊接状况下使用。
焊接一般焊接HASTELLOY耐腐蚀合金的焊接性能在很多时候和奥氏体不锈钢相似，只要使用合适的技术和工艺就没有特别的焊接问题。
要得到高质量的焊件，我们推荐进行焊接工艺评定。
这些工艺在制造过程中通常都是要严格按照标准执行的。
这样的一个文件就可以使每一个焊工都达到合适的焊接技术。
这些工艺中，应该至少包含如下参数，母材和焊材组合，焊接工艺步骤，坡口设计，电参数，预热/层间温度控制和焊后热处理要求。
任何带有合适的输出功率和控制的现代焊接电源就可以用在通常的熔融焊接上了。
通常，焊接的热输入都控制在低到中等范围内。
不推荐过宽的焊缝。
最好在焊接的时候要左右摇摆。
通常，镍基合金在焊接中都比较粘，不容易焊透。
对坡口的设计和熔池的位置要仔细，保证焊珠完全凝固在合适的位置。
镍基合金容易在焊口位置开裂，因此建议在焊缝的开始和结束位置进行打磨。
清洁是焊接抗腐蚀镍基合金中一个最重要的方面。
油脂，腐蚀产品，铅，硫以及其他低熔点元素的污染物会导致严重的开裂问题。
建议焊接时母材要在固溶状态下。
如果材料表面有超过7%的冷加工就要在焊接前进行固溶退火。
如果焊件带有大量的残余冷加工会导致焊接金属和/或焊接热影响区的开裂。
通常用来焊接抗腐蚀合金的焊接方法列于表1除了这些通常的电弧焊，其他焊接方法，比如激光束焊接、摩擦焊和埋弧焊也可以用来焊接这些合金。
由于可能产生热裂，在使用埋弧焊来焊接镍基合金的时候，参数的选择是极其重要的。
您可以联系HAYNES INTERNATIONAL公司获取焊接参数和焊材的建议。
等离子切割通常用于将板材切割成需要的尺寸以及切割焊接角。
不推荐使用氧炔焰进行焊接和切割，因为有很大可能火焰中的碳会被材料吸收。
焊材选择焊材的选择是设计焊接结构的关键因素。
通常，几种类型的抗腐蚀合金用于一个结构中的不同位置。
异型材焊接的焊材选择同样也是非常关键的。
有两种选择焊材的方法。
一种是和母材匹配，另一种是过合金焊材。
使用和母材匹配的焊材时，焊缝的成分和母材是一致的。
在异型材的焊接中使用和母材匹配的焊材通常是与高合金母材（有相对较好的抗腐蚀性的）匹配。
对过合金焊材的选择来说，通常选择高合金化的高抗腐蚀性的焊材。
（图1，2）。
选择过合金化的焊材减少了腐蚀从焊缝开始的机会。
另外，使用单一的过合金化焊材减少了在现场焊接的时候混淆焊材的机会。
HASTELLOY C-2000 和 C-22就是已经被广泛应用的过合金化的焊材。
更多的关于过合金化焊材的资料在手册H-2062“通用焊材”中。
表2A包含了哈氏合金公司所有的焊接材料。
表2提供了选择焊材的建议，包括同种材料/异型材的焊接以及匹配焊材/过合金焊材的选择。
通过表2B横列和竖列来选择母材组合，然后通过表2A就可以查到适用的焊材。
这里列出的焊材的编号与手册H-3053中是一样的。
可以参照手册H-3053以免混淆。
当哈氏合金和碳钢或者低合金钢焊接的时候，电弧有倾向钢材一边的趋势。
使用好的接地技术，短弧和焊枪/焊条操作才能克服这个问题。
附加的关于焊接材料的标准和产品形式在本手册最后的附页中。
图1 - GTAW图2 - SMAW表2B推荐焊材选择向导焊接坡口设计要得到好的焊件，在加工中必须仔细考虑焊接坡口的形式。
即使选择了合适的焊材，坡口设计得不好也不能得到好的焊件。
有各种各样的文件可以帮助设计坡口。
有这样两本书提供了指导，美国焊接协会“焊接手册”卷1第八版第五章和ASM“材料手册”卷6，焊接、钎焊和锡焊、坡口设计和焊接准备。
另外，设计要求可以参照制造标准，比如ASME锅炉管道和压力容器标准。
典型的对焊接坡口列于图3（这些坡口常用于钨极气体保护弧焊GTAW，金属极气体保护弧焊GMAW，焊条电弧焊（SMAW）。
钨极气体保护弧焊通常用来在坡口I方头部分和坡口II这种只能单面焊接的坡口类型中打底。
剩下的部分可以用其他适当的焊接工艺。
在厚板上（厚度大于19mm）用开口焊接，通常用U型坡口。
这样的坡口减少了焊材用量和焊接时间。
其他的坡口设计见图4。
实际需要焊接的道层数受到很多因素影响，比如焊材的尺寸（焊丝或焊条的直径），电流强度和焊接速度。
需要注意的是，镍基合金很粘（比碳钢或者不锈钢的流动性差）以及不容易流动和润湿侧边。
要小心操作电弧和焊材使融化的金属放置在合适的位置。
另外由于焊接金属的粘性，这种金属要比典型的碳钢和不锈钢难焊透。
由于这种低穿透的特性，熔融不完全的可能性就增大了。
在这些因素的影响下，就一定要保证开口要有足够的宽度使焊枪焊条通过合适的操作来保证正确的焊缝位置。
焊材的一般用量是板材重量的4-5%，一般焊条的使用量列于表3图3 典型的手工焊坡口特殊情况下的坡口形式图4清洁，边界准备和定位连接区域的准备工作对焊接抗腐蚀镍基合金来说是非常重要的。
可以通过各种机械或者热切割的方法来准备焊接夹角。
等离子切割/刨，机加工，磨制，碳弧气刨都是可以使用的。
一定要在焊接前使热切割的边界变得光亮。
（在使用碳弧气刨的时候这一点尤为重要，因为可能造成在焊接时从碳电极上吸收碳。
除了焊接角区域，在焊接区域上表面和下表面（正面和根部）都要用粗沙盘磨出25mm区域的光亮金属。
这在用保护金属弧焊焊接HASTELLOY B-2 B-3时是必要的。
如果表面的锈垢不除去，焊接金属就会和锈垢连在一起造成母材底部开裂。
焊接和相邻区域在焊接之前必须彻底清洁。
所有的油脂，粉笔印，机加工溶液，腐蚀产品，颜料，锈垢，探伤染料及其他物质都必须被彻底清除。
不锈钢刷子用于GTAW和GMAW的层间清理就足够了。
对各种焊接，建议对开头和结束的部分进行打磨。
如果使用氧气或者二氧化碳作为保护气体，就会在表面形成氧化膜，因此层间在使用刷子之前打磨是必须的。
使用保护金属弧焊留下的熔渣也要去除，打磨后再用刷子刷。
和碳钢接触后留下的表面的铁污染（铁锈沾污）并不是什么大问题，所以也不一定要在使用前去除。
另外，这种铁污染若有一小部分融化进入焊接金属也不会影响抗腐蚀性能。
这些污染并不是什么大问题，只需要小心操作就可以避免，这样就不需要在使用前进行检测。
预热，层间温度以及冷却技术对于Hastelloy合金无需预热是相对室温而言的（典型的工厂环境）。
层间温度必须低于93℃。
如果低于零度或者需要防止湿气聚集，母材有可能需要加热。
在材料从冷的室外仓库拿到温暖的工厂时可能引起湿气聚集。
加热尽量用非直接的加热方法。
（红外加热，或者自然加热到室温）如果使用氧炔焰加热，要均匀的加热母材而不是焊接区域。
火把要经过调整使火焰不能碳化。
建议使用“花边”一样的喷嘴使火焰更均匀。
一定要小心不要因为加热造成局部融化。
可以用辅助冷却方法来控制层间温度。
可以用水淬。
一定要小心焊接区域不能留有风动设备的油渍、水浸后的油脂和灰尘以及用来冷却焊缝的硬水留下的矿物质沉积。
最安全的保证层间温度的方法就是让它自然冷却。
如果要在一个薄壁的罐子外面焊接，可以考虑在内部进行冷却来减少焊接影响区。
焊后热处理Hastelloy抗腐蚀合金，通常都是在焊接条件下用于腐蚀环境的。
针对不同的合金焊后热处理（在1038-1177℃进行的完全的固溶退火，或者在593-649℃进行消除应力的退火）都是不必要的。
关于热处理要求，在本册的热处理一章予以专门讨论。
应力消除热处理通常被认为是对这些合金无效的，只是在某些情况下影响机械性能。
例如，我们从不对Hastelloy B-2, B-3合金进行焊后消除应力的热处理（538-816℃）。
您可以联系我们获得更详细的信息。
质检和反修建议进行无损检验。
对于按标准的制造，有强制规定的无损检验方法。
对于非标准制造，无损检验可能只要肉眼检查或者着色检验就可以了。
无损检验不仅要作为制造中间步骤的检验，还要作为最终测试的检验。
焊接缺陷被认为会影响质量和机械完整性，一定要去除并补焊。
去除的方法有打磨，等离子弧刨和碳弧气刨。
在使用碳弧气爆的时候一定要非常小心不能在焊接区域发生碳污染。
通常间隙可以通过染料穿透检验来确定所有缺陷已经被去除，并在补焊之前彻底清洁。
因为这些合金有不容易焊透的特性，所以母材背面的间隙要足够的宽，坡口中要清洁出足够的边墙能让焊丝焊珠进行操作。
不推荐通过自身重熔或者在添加新的焊材覆盖在缺陷上来“补缺口”或者“冲刷”缺陷。
控制变形图 5镍基合金的变形特性和奥氏体不锈钢相似。
图5包含了焊接坡口形状可能的变化。
使用适当的夹具，照明装置和焊珠放置位置/焊接次序来尽可能减小变形。