异种金属镍基合金窄间隙全位置脉冲自动氩弧焊工艺

摘要

本发明涉及一种异种金属镍基合金窄间隙全位置脉冲自动氩弧焊工艺，其特征在于，实现异种金属管对接接头镍基合金窄间隙全位置脉冲自动氩弧焊，其方法为：在低合金钢管内堆焊不锈钢，在近镍基合金隔离层堆焊的端头内堆焊至少三层不锈钢，堆焊镍基合金隔离层；加工镍基合金隔离层对接坡口，加工不锈钢管对接坡口，将低合金钢管和不锈钢管装配焊接，焊接时坡口内充氩气，安装焊接小车用导轨、焊接小车、气体保护罩和钨棒；打底焊，采用全位置窄间隙冷丝脉冲钨极氩弧焊工艺进行全位置焊接，本发明的优点是效率高、适应范围广、焊材消耗低、焊接质量稳定和过程控制相对简单，适合于异种金属镍基合金窄间隙全位置的焊接。

主权项

1.一种异种金属镍基合金窄间隙全位置脉冲自动氩弧焊工艺，其特征在于，实现异种金属管对接接头镍基合金窄间隙全位置脉冲自动氩弧焊，其方法为：第一步：在低合金钢管(6)内采用热丝脉冲钨极氩弧焊的方法堆焊309L/308L不锈钢堆焊层(8)，厚度为6-8mm，在近镍基合金隔离层(7)堆焊的端头内30-50mm的范围内堆焊308L不锈钢至少三层，使局部堆高的整圈不锈钢堆焊层总厚度为12-20mm；第二步：加工低合金钢管(6)端面，准备堆焊镍基合金隔离层(7)；第三步：对低合金钢管(6)进行预热，预热温度为120℃-150℃；第四步：采用加拿大LIBURDI公司制造的GT-VI焊接设备，应用热丝钨极氩弧焊的工艺堆焊镍基合金隔离层(7)，除根部外，镍基合金隔离层厚度处在3-5mm的范围；根部区域隔离层厚度10-14mm，焊丝采用美国SMC公司生产的INCONEL Filler Metal 52M，焊丝直径1.0-1.6mm；隔离层堆焊参数：脉冲电流150-350A、脉冲电压9-14V、基值电流100-325A、基值电压9-13V、脉冲频率2-5HZ、脉宽比0.25-3、保护气体为氩气和氦气的混合气体，混合比例氩气25-100％，氦气0-75％、保护气流量25-45L/min、热丝电流25-110A、热丝电压4～8V、送丝速度1000-6000mm/min、焊接速度50-200mm/min；第五步：对镍基合金隔离层(7)进行250℃-300℃×2Hr后热消氢处理；第六步：加工镍基合金隔离层(7)对接坡口，加工不锈钢管(5)对接坡口，坡口形式为窄间隙单面U型；坡口尺寸为：镍基合金隔离层(7)的厚度T＝2-4mm；镍基合金隔离层(7)与坡口的角度α＝2-3°；不锈钢管(5)与坡口的角度β＝3-4°；窄间隙单面U型底端的半径R＝3-4mm；U型坡底端与不锈钢管(5)内壁之间剩余的壁厚为D＝3-4mm；低合金钢管(6)的不锈钢堆焊层的厚度t＝11-13mm；第七步：将带有不锈钢堆焊层(8)和镍基合金隔离层(7)的低合金钢管(6)和不锈钢管(5)装配焊接，采用手工氩弧焊或电弧焊，固定焊缝焊在管内焊根处，焊接时坡口内充氩气，防止坡口内氧化；第八步：安装焊接小车用导轨(1)、焊接小车(2)、气体保护罩(3)和钨棒(4)；第九步：低合金钢管(6)和不锈钢管(5)管内焊根处充氩气保护；第十步：采用脉冲氩弧填丝焊工艺全位置打底焊，焊丝采用美国SMC公司生产的INCONEL Filler Metal 52M，打底焊厚度为2mm，焊丝直径0.9-1.2mm；打底焊接参数：脉冲电流100-200A、脉冲电压9-12V、基值电流80-150A、基值电压9-13V、频率2-5HZ、脉宽比0.25-3、保护气体为氩气和氦气的混合气体，混合比例氩气25-100％，氦气0-75％、保护气流量30-55L/min、送丝速度800-1500mm/min、焊接速度50-150mm/min；第十一步：移出内壁焊根处氩气；第十二步：低合金钢管(6)和不锈钢管(5)外壁采用全位置窄间隙冷丝脉冲钨极氩弧焊工艺进行全位置焊接，焊丝直径0.9mm-1.2mm，使用LIBURDI公司生产的气体保护罩(3)，一层一道的焊道布置，焊接过程中采用旋转锉局部修磨焊道表面，以去除焊道表面氧化物；焊接主参数：脉冲电流140-280A、脉冲电压9-12V、基值电流80-220A、基值电压9-13V、频率2-5HZ、脉宽比0.25-3、保护气体为氩气和氦气的混合气体，混合比例氩气25-100％，氦气0-75％、保护气流量30-55L/min、送丝速度800-2500mm/min、焊接速度100-140mm/min；第十三步：对低合金钢管(6)和不锈钢管(5)焊妥后的整个接头进行消应力热处理，热处理规范615±10℃×3～16Hr；第十四步：低合金钢管(6)和不锈钢管(5)内外壁加工，内壁加工去除焊根和堆焊层余量；外壁加工去除工件余量。