[发明专利]一种UNS N08825镍基材料管道实芯焊丝熔化极脉冲MIG焊接工艺

说明书

本发明涉及一种UNS N08825镍基材料管道实芯焊丝熔化极脉冲MIG焊接工艺，属于镍基材料管道焊接技术领域。所述工艺包括如下步骤：1)在脉冲电源上设置好输出焊接脉冲电流、电压；2)脉冲电流、电压通过电源端子、电源导线、导电嘴，将脉冲电流、电压输送到焊丝，焊丝通过送丝轮将焊丝盘上的镍基实心焊丝输送到电弧燃烧处，电弧在管道上燃烧形成焊缝，焊接时，通过设置的氩气+氦气比例、电弧长度以及焊丝干伸长度，保证电弧稳定燃烧，最终形成焊缝，然后继续下一焊缝的焊接。与传统的钨极氩弧焊、焊条电弧焊相比较，本发明的焊接工艺显著提高了工作效率，而且本发明的工艺适应性强，在实际施工应用中取得了良好的技术效果。

技术领域

本发明属于镍基材料管道焊接技术领域，尤其涉及一种油气输送领域UNS N08825镍基材料管道的焊接工艺。

背景技术

UNS N08825属于Ni-Fe-Cr系镍合金，因其具有良好的耐应力腐蚀、点腐蚀等性能，所以广泛应用于硫酸酸洗设备中的加热管、容器、酸性气体环境管道、石油精炼中的空气热交换器及管道系统等。

由于镍元素本身的特性，UNS N08825焊接时有其自身的特点。UNS N08825焊接时具有较大的热裂纹敏感性，其主要原因是镍易与硫、磷等杂质形成低熔点共晶，如Ni-S共晶熔点为645℃，Ni-P共晶熔点为880℃，这些低熔点共晶向焊缝金属的晶界偏析而形成液态薄膜，在焊接拉应力的作用下导致热裂纹的产生。同时，由于UNS N08825的线膨胀系数大的特点，在焊接局部加热和冷却条件下，易产生较大的焊接残余应力，进一步促进焊接热裂纹的产生。

UNS N08825对氢气孔非常敏感。氢在液态金属中溶解度较大，随着温度的下降而显著降低。由于镍导热系数低，固液相温度区间小，液态金属粘度大，流动性差，焊接时焊缝金属凝固快，熔池液态金属中溶解的氢不易析出而形成气孔。为此，在焊接时，需要尽量采用高能量密度的焊接方法、小热输入等措施，焊前应将焊丝、坡口及其两侧一定范围内的焊件表面彻底清理干净，严格控制焊缝金属中有害杂质元素的含量，以防止裂纹、气孔的产生。

目前，UNS N08825材料管道的焊接一般采用钨极氩弧焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊等焊接方法。钨极氩气保护焊(钨极氩弧焊)，简称TIG焊，是在惰性气体-氩气的保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(也可以不加填充焊丝)形成焊缝的焊接方法。当焊接时，氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，保护电极和焊接熔池以及临近热影响区，以形成优质的焊接接头。钨极氩弧焊焊接过程中钨电极是不熔化的，故易于保证恒定的电弧长度，不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝成形美观、平滑、均匀；在焊接时，保护焊接区的是惰性气体，不需加入任何焊剂即可获得纯净的焊缝金属。在用钨极氩弧焊焊接镍及镍合金时，主要控制焊接热输入，高的热输入易使焊缝和基体金属过热，造成晶粒粗大，使焊接接头力学性能下降。且钨极载流能力有限，过大的焊接电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒可能进入熔池，造成对焊缝金属的污染。钨极氩弧焊在管道焊接中只适用于小口径、小壁厚的管道焊接，或者大口径管道的打底焊接，不适用于厚壁管道的焊接，难以提高焊接效率。

焊条电弧焊，焊条电弧焊设备简单，价格便宜，维护方便。焊接操作时不需要复杂的辅助设备，只需要配备简单的辅助工具，方便携带，不需要辅助气体防护，并且具有较强的抗风能力，操作灵活，适应性强，凡焊条能够到达的地方都能进行焊接。焊条电弧焊适于焊接单件或小批量工件以及不规则的、任意空间位置和不易实现机械化焊接的焊缝。应用范围广，可以焊接工业应用中的大多数金属和合金，如低碳钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、低温钢、铸铁、铜合金、镍合金等。此外，焊条电弧焊还可以进行异种金属的焊接、铸铁的补焊及各种金属材料的堆焊。不足之处包括：焊条电弧焊的焊缝质量高低很大程度上取决于焊工的操作技巧和经验；焊工劳动强度大，环境条件差，焊接时，焊工始终在高温烘烤和有毒烟尘环境中进行手工操作及眼睛观察；安全性差导致焊接效率低；与自动化焊接方法相比，焊条电弧焊使用的焊接电流较小，而且需要经常更换焊条。