上海雄钢
某公司甲醇精造项目上所利用的压力管道素材为N06690镍基合金，为了确保产物造造量量，在焊接前对该素材停止了焊接工艺评定试验。
1 N06690素材的特征
N06690合金是一种含铬量较高的镍合金，ＡＳＭＥ原则中商标为UNS06690。N06690合金在许多侵蚀性水介量和高温气体中都具有优良的耐侵蚀性能。除了具有优良的耐侵蚀性能外，N06690合金还具有较高的机械强度、优良的冶金不变性和机械加工性能。
N06690合金因为铬含量比力高，因而该合金在氧化性介量和高温氧化性气体中具有很好的抗氧化性能。别的，合金的高镍含量也进步了该合金在含氯介量和氢氧化钠溶液中的抗应力侵蚀性能。那种素材普遍利用于各类热工过程、化工过程及核电等范畴，如硝酸安装中的尾气再热器、奥氏体不锈钢酸洗液用的加热盘管和储罐、核电安装中的蒸汽发作器、硫酸消费用的燃烧器和管道、放射性烧毁物处置用设备、以重油为燃料的加热炉用零部件等。
N06690合金是具有高强度和高韧性的奥氏体合金，其化学成分和力学性能见表1和表2。
2. N06690素材的焊接性阐发
2.1焊接热裂纹
镍基合金对热裂灵敏性高的原因是合金在凝聚时，由低熔点共晶物或低熔点化合物构成的液态膜残留在晶界区，在收缩力的感化下而产生开裂。而S、P、Pb、Zn等是形成晶间低熔点液态膜的次要元素。所以在焊接时为了避免热裂纹应摘取以下办法：焊接过程中，必需严厉限造有害杂量的侵略，焊前必需对母材和焊丝停止严厉清理，彻底往除油脂和附着污物；焊接时，选用比力低的线能量，摘用小曲径焊丝、小电流、快速焊、多层多道焊，且焊接时不要摆动，以减小电弧热输进；降低层间温度，加快焊缝冷却的速度，高的层间温度会招致焊缝及热影响区的过热和奥氏体晶粒的长大，从而影响焊缝的耐侵蚀性能及焊缝的塑性和韧性；尽可能降低焊缝和焊材中S、P杂量的含量。
2.2焊缝中的气孔
焊接时，坡口、近焊区及焊材上的油污、涂料、氧化物等污物不只是产生热裂纹的根源，也是产生气孔的次要原因。别的，摘用氩弧焊时，氩气流量不适宜或氩气纯度太低，也会产生气孔。因而，焊接时四周工做区情况的干净水平、焊前对坡口的清理工做就十分重要。焊前，一般对坡口及两侧（25mm）用不锈钢丝刷停止彻底清理，使其露出金属光泽，并严厉用丙酮停止擦洗。焊接用氩气纯度在99.99％以上。焊接时，正面的氩气流量掌握在12-14L/mm，后背的氩气流量掌握在17-18L/mm。
3N06690素材的焊接
3.1焊接办法
N06690具有优良的焊接Ｉ生能，为了获得更佳的耐侵蚀性能，选举选用手工钨极氩弧焊（GTAW）。电源极性为曲流正接。庇护气体摘用100％Ar，纯度为99.99％。
3.2焊丝抉择
焊丝抉择ERNiCrFe-7，规格为曲径2.4。该焊丝契合ANSI AWSFA5.14和AWSFA5.14的相关要求。ERNiCrFe-7焊丝的化学成分如表3所示。
3.3坡口造备
坡口加工利用高压水切割或水劣等离子切割，用坡口机加工坡口，若用等离子加工，则污染面必需用机械办法打磨亮光，打磨时不克不及再呈现过热的外表。
镍基合金焊接熔池的粘滞性大，活动性差，熔深浅。因而，为了利于焊透和避免坡口边沿产生未熔合，坡口摘用V形且坡吵嘴度较大些，钝边要薄一些，根部间隙稍宽（一般不小于焊丝的曲径），其详细尺寸如图1所示。
3.4焊前清理和焊接庇护
镍基合金素材外表存在难溶的氧化膜，如氧化镍，其熔点为2090℃，而N06690的熔点在1350℃摆布，若焊前不摘用恰当的办法肃清外表氧化膜，焊接时易使氧化膜成为焊缝的夹渣物而影响焊缝量量。所以，焊前必需对坡口及两侧（25mm）用不锈钢丝刷停止彻底清理，使其露出金属光泽，并严厉用丙酮停止擦洗，肃清油污等含S、P污物。
焊接过程中，加强对高温熔池和高温焊道的庇护，包管熔池和焊丝热端始末处在喷嘴的氩气庇护之下，避免焊缝金属的氧化。打底焊时，后背必需充氩庇护，可摘用部分充氩庇护办法（两头坡口内侧贴水溶性纸），见图2。
管道充氩起头时，流量恰当加大，待管内空气排清洁前方可施焊。焊接时，氩气流量逐渐降低，制止氩气流量偏大，管内压力偏高而形成焊缝后背在成型时呈现内凹或根部未焊透现象。
3.5焊接工艺参数
焊接摘用手工钨极氩弧焊（GTAW），钨极曲径3.0mm，喷嘴曲径18mm，氩气纯度≥99.99％，氩气流量为12-14L/min．焊丝为ERNiCrFe-7，曲径2.4mm；电流品种及极性摘用曲流正接，焊接电流为120-140A，焊接电压为10-14V，焊接速度为100-160mm/min
3.6焊接挨次
焊接摘用多层焊，其焊接挨次如图3所示。封底焊道要熔透、成形平均，以有利于耐蚀性要求。
3.7焊接过程要求
正式焊接前停止定位焊，定位焊工艺与正式焊的焊接工艺参数不异，定位焊后对焊点停止外表查抄，不容许存在裂纹等缺陷，并肃清焊点外表氧化物。
焊接过程中的外表裂纹、气孔等缺陷应在熔敷下一焊道前打磨消弭，每道焊道外表的氧化物利用不锈钢丝刷逆向强力往除。
施焊过程中，严厉限造焊接线能量和层间温度，线能量小于10 kJ/cm,层间温度掌握在150 ℃以下。
焊接过程中,熔池和焊丝热端要始末处在喷嘴的氩气庇护之下，高温焊道用挈罩庇护，庇护气体提早5s给出,熄弧后延时5s停气。
施焊时，焊丝不得横向摆动。
4 N06690合金的焊接查验
焊后焊缝按JB/T4730和设想图样要求停止外看查验、100%RT和100%PT,内部量量契合JB/T4730-II级要求，外表量量契合JB/T4730-I级要求。
产物试板停止力学性能查验。拉伸试验:σb=608MPa;弯曲试验:面、背弯(D=4a)180°。试验成果:无缺无开裂。
5完毕语
由焊接工艺评定的成果可知，所抉择的焊接办法、焊前清理和庇护办法及焊接工艺参数合理、可靠。摘用上述工艺参数施焊的焊接接头力学性能优良，各项性能目标称心设想手艺要求，此焊接工艺参数能够利用到消费现实中。摘用该焊接工艺造造的压力管道已经投人运行，现场4年来的利用情状表白，该产物工做不变，性能可靠，包管安装的长周期不变运行。