[发明专利]小口径管件内壁熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体涉及一种小口径管件内壁熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法。

背景技术

随着石油事业的蓬勃发展，以及我国石油战略储备工程的进行。工程工期要求紧，装置中工作环境苛刻，管件内壁耐蚀堆焊要求越来越高，在各个工程中的需求也越来越大，最重要的是焊接质量的好坏直接影响整个工程的质量要求。

针对小口径管件，由于其管径的限制条件，所以只能采用明弧堆焊方法，熔化极气体保护焊（GMAW）和非熔化极气体保护焊（GTAW）两种对焊方法。

镍及镍基合金具有独特的物理、化学和耐蚀性能，同时在高温和低温下均具有良好的力学性能，因此镍及镍基合金在化学、石油、航天、航海和原子能等许多领域得到广泛的运用。

然而，在堆焊的过程中由于镍及镍基合金焊缝金属表面张力大，流动性差、粘性大不易成形和易产生氧化导致焊接质量差，并且成形的焊缝一般为凸状，对于小口径管件来说，凸状的焊缝为影响管件的使用，甚至不能使用。

另外，由于镍及镍基合金导热性差，现有的焊接工艺容易使焊接接头过热，产生粗大的柱状晶粒，在粗大的柱状边界上，集中了低熔点共晶体，它们的强度低，脆性大，在焊接应力的作用下很容易形成裂纹，从而导致焊接质量差。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，而提供一种小口径管件内壁熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法，能够防止焊接接头过热，从而防止产生粗大的柱状晶粒，提高焊接的强度，防止裂纹的产生，从而提高焊接的质量。

与此同时，能够改变焊接熔池的流动性，能够改变镍基合金焊接熔池的流动性、防止焊道被氧化，保证焊层的化学成分，从而提高焊接的质量，同时焊缝不会凸出，能够满足小口径管件的焊接要求。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

小口径管件内壁熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法，其特征在于，焊接过程中每一道焊缝具有两层焊层，第一层焊层时的焊接电流为110—120A，焊接电压为25—30V，焊接速度为25—30 cm/min；第二层焊层时的焊接电流为100—110A，焊接电压为23—25V，焊接速度为25—30 cm/min。

第一层焊层焊接完成后，温度冷却至90度左右再进行第二层焊层的焊接，从而避免层间温度过高的问题。

在焊接过程中，采用保护气体进行保护，保护气体的组份及组份的体积百分比为：

氩气  90—95% ，

氦气  5—10% 。

所述氩气的体积百分比为95%，所述氦气的体积百分比为5%。

在焊接过程中，氩气的气体流量为20—25 L/min。

焊接过程中，氩气的气体流量为20 L/min。

焊接过程中，镍基合金为ERNiCrMo-3，即为镍基合金焊丝SNi6625。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的小口径管件内壁熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法，能够防止焊接接头过热，从而防止产生粗大的柱状晶粒，提高焊接的强度，防止裂纹的产生，保证焊接成型及焊缝的质量。

本发明焊接过程中，采用由体积百分比为90—95%的氩气和5—10%的氦气组成的保护气体进行焊接，能够改变焊接熔池的流动性、防止焊道被氧化，保证焊层的化学成分，从而提高焊接的质量。同时使得焊缝不会凸出，保持焊道与管壁的平滑，能够满足小口径管件的焊接要求。镍基液体金属的粘度及表面张力较大，流动性差，在保护气体的吹动作用下，改善了金属的流动性，焊缝成形良好。氩气与氦气是很强的惰性气体，同时防止了液态镍基金属与空气的化学反应，防止了氧化。

同时，在焊接的过程中，氩气的气体流量控制在20—25L/min能够启到很好的保护作用。如果气体流量小于20 L/min，不能达到保护的效果，外观成型差；如果气体流量大于25 L/min，产品制造成本增加，不可取。

本发明的镍基合金为ERNiCrMo-3，该材料在恶劣的腐蚀环境中，有较宽的温度范围，并具有优良的抵抗小孔腐蚀和缝隙腐蚀的能力。从而提高耐腐蚀能力，提高管件的使用寿命。

附图说明

图1是本发明焊接过后的焊接示意图；

图2是不采用本发明焊接过后的焊接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。