浅谈Inconel600管道的焊接工艺

浅谈Inconel600管道的焊接工艺
摘要：针对Inconel600镍基耐蚀合金管道工作压力大、温度高、焊接时易产生热裂纹和气孔等特点，采用手工钨极氩弧焊，选择Inconel62焊丝，配合适当的焊接工艺措施，获得理想的焊接接头。

关键词：Inconel600 镍基耐蚀合金管道手工钨极氩弧焊
某生产线管道材质是Inconel600镍基耐蚀合金，在正常工作时，管内压力为11MPa，温度高达500℃，工作条件十分恶劣，因此对Inconel600镍基耐蚀合金的焊接接头质量提出了更高的要求。

一、焊接性分析
母材为进口的Inconel600镍基耐蚀合金，管径为33mm，壁厚为4mm，其化学成分及力学性能见表1。

表1 Inconel600的化学成分及力学性能
Inconel600为典型的Ni-Cr-Fe固溶强化型耐蚀高温合金，具有优良的耐蚀性、耐磨性和抗氧化性，可焊性较好，但若焊接材料或焊接工艺选择不当，易产生裂纹、气孔、夹杂等缺陷。

1.热裂纹
焊缝金属中含有S、P、Si、Sb等元素，容易与Ni形成低熔点共晶，产生热裂纹；热输入过大时，易形成方向性强的单相奥氏体组织，杂质偏析严重，易产生热裂纹；收弧不当，易产生弧坑裂纹；受焊接热循环影响，近缝区有产生液化裂纹的倾向。

2.气孔
Inconel600合金在焊接时易产生气孔。

当焊接坡口附近的油、污、锈、垢未清除干净时，易产生氢气孔；在焊接时如果保护不好，空气中的氧气进入熔池与熔池金属发生化学反应，易形成CO气孔和水蒸气气孔。

3.焊接区的腐蚀倾向
Inconel600合金导热性差，在结晶时晶粒有严重的长大倾向，导致晶粒粗大，降低焊缝的机械性能和抗腐蚀性能等。

4.夹杂
Inconel600合金在焊接时易形成高熔点的氧化物，导致夹杂产生。

二、焊接工艺
1.焊接方法
采用热量集中、保护效果好的手工钨极氩弧焊。

2.焊接材料
焊接材料采用与母材成分相近的Inconel62焊丝，ф2.5mm。

在使用前应用丙酮擦拭焊丝，以保证清洁。

钨极尖部直径约ф0.4mm，夹角30°～45°，这样利于电弧稳定并获得足够的熔深。

氩气纯度应超过99.99%。

3.焊前准备
焊前清理是获得良好接头的重要条件之一。

首先对管内外进行脱脂处理，然后用丙酮清洗坡口两侧各50mm左右范围内的油污、锈垢、标记用的墨水、切削液等，待晾干后施焊。

为了保证焊透，注意选择大角度小钝边的坡口形式。

4.焊接工艺参数
Inconel600镍基耐蚀合金具有低熔透性的特点，所以一般不宜采用大线能量焊接，以防止合金烧损过多，影响接头性能。

所选工艺参数如表2所示。

表2 Inconel600镍基耐蚀合金的焊接工艺参数
5.操作要点
在保证质量的前提下尽量采用小电流、短弧、快速焊。

在打底时，熔池前沿保持直径ф2～3mm的小孔，焊丝以滴状过渡到熔池，保证根部焊透。

在焊接时，焊丝不作横向摆动，将层间温度控制在50℃～60℃。

在盖面填充焊时，要用角向磨光机或不锈钢丝刷彻底清理层间及表面，在打磨时不得与碳钢混用，在盖面时焊缝略高于母材，在收弧时填满弧坑。

6.注意问题
（1）在施焊时管内应先通氩气，流量大于12L/min，要确保焊透和焊缝成
形，并防止氧化；为加强焊接区的保护，在焊嘴后侧要加保护拖罩。

（2）在焊接过程中，当钨极如与熔池相接触时，钨极尖端即被污染，此时必须磨掉或更换钨极，同时磨掉熔池局部焊缝污染物，以防造成夹钨缺陷。

（3）在焊接过程中，焊丝加热端须处于氩气保护中，不能用焊丝搅动熔池。

（4）Inconel600耐蚀合金，一般不需要焊后热处理。

三、焊后检验
按上述工艺措施焊接，Inconel600镍基耐蚀合金管道焊缝成形良好，外观合格。

焊缝经X射线探伤检测结果，据JB4730-94射线探伤标准评为I级片，且焊缝具有良好的综合性能。

四、结论
总之，我们采用手工钨极氩弧焊配合与母材成分相近的Inconel62焊丝，焊前严格清理焊件；采用较小的焊接线能量、在坡口侧壁收弧、适当增加电流衰减时间，保持较低层间温度等措施，可获得Inconel600镍基耐蚀合金管道的优质焊接接头。