[發明專利]耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝

有效

• 申請號: 201210377528.1
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102886589A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 何玉杰;柴立平;宮恩祥;李強;石海峽;胡敬寧;巫建波;吳進錢;李躍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K9/167;B23K33/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種特殊耐腐蝕合金焊接技術領域，具體涉及一種適用于耐氫氟酸腐蝕的蒙乃爾400合金焊接工藝。

背景技術

蒙乃爾400是鎳基銅合金，其組織為高強度的單相固溶體，具有優良的耐腐蝕性能，該合金是少有的幾種耐氟、耐氫氟酸材料；蒙乃爾400合金還具有良好的機械性能，從低溫到高溫被廣泛使用，在化學和石油化工以及海洋開發等領域已經得到廣泛的應用，可用于各種換熱設備、鍋爐給水加熱器、石油和化工管線以及硫酸、氫氟酸烷基化裝置中。在焊接方面，蒙乃爾400合金具有較高的熱裂紋敏感性，很難控制其焊接工藝。在焊接過程中，焊接區極易形成方向性很強的柱狀晶組織，使磷、硫等雜質在焊縫中心區偏聚，與鎳形成低熔點共晶，增加焊縫區的熱裂傾向，弱化焊縫的機械性能；若焊件表面存在污染物，焊縫處易形成夾渣或細小不連續的氧化物，且難以通過一般的探傷手段檢測；由于蒙乃爾400合金的流動性差，凝固收縮量大，焊接時易產生較大的焊接應力，導致焊縫出現結晶裂紋；一旦焊接電流輸入過大，不僅會導致熔池過熱，增大熱裂的傾向，而且使焊縫金屬脫氧劑蒸發，出現氣孔。目前，焊接是制造窄流道蒙乃爾400耐腐蝕合金泵葉輪的關鍵技術，現有手工焊接工藝工作效率低下，無損檢測合格率較低，

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，提高耐氫氟酸腐蝕蒙乃爾400合金材料設備的焊接質量和焊接效率，降低焊接工作人員的勞動強度，提高焊接零件的合格率。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝的特點是：將焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，以對接的形式組對焊接；首先形成手工鎢極氬弧焊打底焊，焊縫使用按體積百分比純度為99.99%的惰性氣體氬氣進行保護；在所述手工鎢極氬弧焊打底焊上依次形成第一道手工電弧焊填充焊和第二道手工電弧焊填充焊，最后采用手工電弧焊分別形成焊縫的正面蓋面焊和背面蓋面焊；所述焊接母材為蒙乃爾400的耐腐蝕合金板材。

本發明耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝的特點也在于：

所述V型坡口的角度為50°-70°、鈍邊高度為1.5mm-3mm?、對接間隙為2mm-3mm。

所述手工鎢極氬弧焊打底焊的焊絲直徑為φ2.0mm-φ3.2mm，焊接電流為70A-100A，焊接電壓為20V-24V，焊接速度100mm/min-140mm/min，氬氣流量為10L/min-14L/min。

所述第一道手工電弧焊填充焊和第二道手工電弧焊填充焊，其焊條直徑為φ2.4mm-φ4mm，焊接電流80A-110A，焊接電壓20V-24V，焊接速度100mm/min-140mm/min，層間溫度≤100℃，每層焊縫焊接完畢后，將焊縫表層打磨干凈。

所述正面蓋面焊和背面蓋面焊，其焊接電流為100A-140A，焊接電壓為22V-26V，層間溫度≤100℃，焊接速度80mm/min-120mm/min。

所述焊接母材是厚度為2.5mm-15mm的蒙乃爾400的耐腐蝕合金板材。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明焊接工藝能強化焊縫的機械性能，焊件表面光潔平整，無氣孔和結晶裂紋等缺陷，無損檢測合格率高。

2、使用本發明方法焊接的氫氟酸烷基化裝置中耐氫氟酸腐蝕蒙乃爾400合金泵的窄流道葉輪（葉輪直徑φ375mm，流道寬10mm），經無損檢測，接頭中無氣孔、無夾雜、無裂紋等缺陷；經理化檢驗所得到的接頭抗拉強度達520MPa，滿足接頭力學性能和耐腐蝕性要求。

附圖說明

圖1為本發明焊接工藝的焊層結構圖。

圖中標號：1手工鎢極氬弧焊打底焊，2第一道手工電弧填充焊，3第二道手工電弧填充焊，4正面蓋面焊，5背面蓋面焊，6焊接母材，a對接間隙，b鈍邊，c坡口角度。

具體實施方式

本實施例中耐腐蝕合金焊接工藝，是將焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，將坡口內外兩側打磨清理干凈，以對接的形式組對焊接；首先形成手工鎢極氬弧焊打底焊1，焊縫使用按體積百分比純度為99.99%的惰性氣體氬氣進行保護；在手工鎢極氬弧焊打底焊1上依次形成第一道手工電弧焊填充焊2和第二道手工電弧焊填充焊3，最后采用手工電弧焊分別形成焊縫的正面蓋面焊4和背面蓋面焊5。