[發明專利]耐蝕合金復合管焊接用含氫混合保護氣體及其焊接工藝

在審

• 申請號: 202011282701.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112453652A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 陳勁;吳立斌;楊燕;羅澤松
• 申請（專利權）人: 四川石油天然氣建設工程有限責任公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 譚昌馳;潘銀虎

本發明提供了一種耐蝕合金復合管焊接用含氫混合保護氣體及其焊接工藝。所述含氫混合保護氣體用于焊接耐蝕合金復合管中的耐蝕合金層，所述耐蝕合金層中Ni含量為9％～65％，Cr含量為18％～22％且C含量＜0.1％，所述含氫混合保護氣體由按體積比計1.0～4.0％的H₂和余量的Ar混合而成。所述耐蝕合金復合管的焊接工藝使用如上所述的耐蝕合金復合管焊接用含氫混合保護氣體進行焊接作業。與現有技術相比，本發明具有能夠提高焊接電弧電壓、電弧熱功率、增加焊接熔化金屬的熔透性，防止咬邊和抑制二氧化碳氣孔缺陷，提高焊接速度等優點。

技術領域

本發明涉及耐蝕合金焊接領域，特別地，涉及一種耐蝕合金復合管焊接用含氫混合保護氣體及其焊接工藝。

背景技術

保護氣體是指焊接過程中用于保護金屬熔滴、熔池及焊縫區的氣體，它使高溫金屬免受外界氣體的侵害。保護氣體可以分為兩類：惰性氣體和活性氣體。惰性氣體指的是氦氣和氬氣，根本不會與熔融焊縫發生反應，用于MIG焊接(金屬-惰性氣體電弧焊)?；钚詺怏w，一般包括二氧化碳，氧氣，氮氣和氫氣。這些氣體通過穩定電弧和確保材料平穩地傳送到焊縫來參與焊接過程，當占大部分時，會破壞焊縫，但是少量的話反而能提高焊接特性，用于MAG焊接(金屬-活性氣體電弧焊)。導熱性和傳熱性是保護氣體的重要屬性，并且需要密度比空氣大，流速比空氣低。高電壓能提高電離度，從而更容易發生電焊引弧。保護氣體可以是一種氣體，也可以是兩種或三種氣體的混合。在激光焊接中，保護氣體還能吸收激光能量的重要部分，阻止電焊上層的等離子體的形成。保護氣體在焊接過程中用于保護金屬熔滴，對焊接的生產率和質量常常具有重要作用。保護氣體防止固化中的熔融焊縫發生氧化，同時也阻擋雜質和空氣中的濕氣，其可能會通過改變接縫的幾何特性而削弱焊縫的耐腐蝕能力、產生氣孔并削弱焊縫的耐久性。保護氣體也會使焊槍冷卻。

傳統的焊接用保護氣體大多由采用氬氣和二氧化碳的混合而成，而且保護氣體中氬氣的含量大都在90％以上，這樣不僅增加了成本的投入，而且焊縫的熱輸入較差、焊接速度較慢、焊接質量也不是特別理想。

焊接過程中溶于焊縫金屬內的氫向熱影響區擴散、偏聚，特別是在容易啟裂的三軸拉應力集中區富集，引起氫脆，即降低金屬在啟裂位置(或裂紋前端)的臨界應力，當此處的局部應力超過此臨界應力時，就造成開裂。這種裂紋的形成有明顯的時間延遲的特征，其原因在于氫擴散富集需要時間(孕育期)。產生此種裂紋的條件是存在著氫和對氫敏感的組織，同時又有較大的拘束應力。因此，它常產生在嚴重應力集中的焊件根部和縫邊，以及過熱區。防止的措施包括：①降低焊縫中的含氫量，例如采用低氫焊條，嚴格烘干焊接材料等；②合理的預熱及后熱；③選用碳當量較低的原材料；④減小拘束應力，避免應力集中。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。例如，本發明的目的在于提供一種耐蝕合金復合管焊接用含氫混合保護氣體、以及利用該含氫混合保護氣體的耐蝕合金復合管焊接工藝。

為了實現上述目的，本發明的一方面提供了一種耐蝕合金復合管焊接用含氫混合保護氣體。所述含氫混合保護氣體用于焊接耐蝕合金復合管中的耐蝕合金層，所述耐蝕合金層中Ni含量為9％～65％，Cr含量為18％～22％且C含量＜0.1％，所述含氫混合保護氣體由按體積比計1.0～4.0％的H₂和余量的Ar混合而成。

本發明的一方面還提供了一種耐蝕合金復合管焊接用含氫混合保護氣體。所述含氫混合保護氣體用于焊接耐蝕合金復合管中的耐蝕合金層，所述耐蝕合金層中Ni含量為9％～65％，Cr含量為18％～22％且C含量＜0.1％，所述含氫混合保護氣體由按體積比計1.0～4.0％的H₂、2％～5％N₂和余量的Ar混合而成。

在本發明一方面的一個示例性實施例中，所述含氫混合保護氣體可由2.0～3.0％的H₂和余量的Ar混合而成，或者可由2.0～3.0％的H₂、2％～5％N₂和余量的Ar混合而成。