哈氏合金C276焊接工艺研究.docx

中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集哈氏合金C276焊接工艺研究 中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集 哈氏合金C276焊接工艺研究 上海市安装工程集团有限公司 徐红军陆欢军 1．概述 定该焊接t艺条件下的焊接试件在核电高温状态 目前，哈氏合金在国外已广泛应用于石油、 下是否符合耐腐蚀要求，制定焊接工艺规范，并 化工、环保等多个领域，在国内也有少量应用， 完成相应规格厚度的焊接工艺评定报告，制定适 但在核电领域只有美国等曾经应用于核能发电， 合核电要求的焊接工艺规程用于指导工程施工。 国内还是一片空白，目前主要问题是母材全靠进 2．焊接工艺技术难点分析及措施 口，主要材料要靠科研单位进行仿造，对其性能 C276(UNS N10276)合金是镍一钼一铬-铁-钨 不是特别清楚，尤其是高温F的耐腐蚀性能，本 合金，是目前最具抗腐蚀能力的合金。C276合金 课题研究的主要方向是选择哈氏合金中能够买到 已经被使用多年，并作为与美国机械工程师协会 的C276材料作为一期项目的对象，通过选择合 标准的容器和压力阀相关的建筑工程中。该合金 适的焊材、工艺，摸索出符合产品要求的焊接规 以各种产品形式出现在美国机械工程师协会标准 范，使其具备操作价值。 规定第八章节的第一和第二部分。 哈氏合金本身属于镍基合金，但不同于一般 虽然C276合金最终会在高温的作用下变脆、 的纯镍(Ni200)和Monel，它以铬钼作为主要的 形成沉淀物，可是它也具有良好的耐高温强度及 合金元素，旨在提高对各种介质和温度的适应能 适度耐氧化能力。高钼成分给予合金抵抗局部腐 力，并针对不同行业应用进行r专门的优化。目 蚀的特性。低碳含量使合金在焊接过程中碳化物 前化工行业普遍追求高产能，不断改进工艺，以 的沉淀降至最低，以保持对焊接接口处热变质部 提高温度压力来加快反应速度，这样生产就容易 分抵抗晶间腐蚀的特性。 出现难以预计的情况，造成非计划检修。哈氏合 (1)焊接性分析哈氏合金的导电率和导热 金正是针对这样的一种需求，适应各种无法预料 系数要比低碳钢低得多，而电阻率和膨胀率都比 的恶劣环境，将非计划检修降到最低。同时，它 低碳钢高得多，熔池流动性差，润温性差，穿透 还具有很好的加工焊接性能，便于现场维修。 力小，熔深浅。所以，容易产生气孔、热裂纹、 C系列合金就是镍一铬一钼合金。由于铬能在合 未焊透、未熔合等缺陷。 金表面形成致密的氧化膜(钝化)，提供抗氧化 产生气孔原因：哈氏合金焊接前坡口处理 环境能力，而钼主要提供抗还原环境能力。因此C 不干净，天气潮湿，焊接过程中熔池保护不好， 系列合金可以应用于既有氧化介质又有还原介质 氢，氮等气体容易渗入熔池。由于合金固，液相 的环境当中。c系列合金是应用最广泛的合金，尤 温度间距小，流动性偏低，非可溶性气体在熔池 其是C一276合金，自20世纪60年代发明后，经过加 凝固时来不及逸出，残留在焊缝中而生成气孔。 余年的考验后依然显示出强大的生命力，目前国 热裂纹：硫、磷等杂质形成的低熔点晶间 内在相当多的行业中已经应用了C系列合金。 液膜和焊接拉伸应力是引发焊接热裂纹的冶金因 本课题研究采用国产C276合金，选用2mm和 素。由于合金焊缝具有树枝状组织，在粗大晶粒 6mm两种规格板厚，确定相应的焊接工艺，并确 的边界上，集中了一些低熔点共晶体和低熔点金 ．管磊少r热加工-囝 中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集属，特别是Ni—S共晶(熔点为645℃)，Ni—P共晶 中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集 属，特别是Ni—S共晶(熔点为645℃)，Ni—P共晶 过7％)容易导致焊接金属或焊接热影响区发生应 (熔点为880℃)，它们呈薄膜状分布在晶界之 力开裂。 间，在焊接应力作用下易产生裂纹。 清洁是焊接抗腐蚀镍基合金中一个最重要的 易氧化；合金中的Ni、Cr原子非常活跃， 方面。油脂、腐蚀产品、铅、硫以及其他低熔点 使得合金焊接时焊缝极易氧化，严重时呈豆腐渣 元素的污染物会导致严重的开裂问题。为确保焊 状，使金属耐腐蚀性能急剧下降，同时也是产生 接质量，焊前对焊件的焊接保护区和焊丝必须进 裂纹的主要原因。因此，焊接时应加强氩气保 行严格、仔细的清理。 护，同时，焊丝一般尽町能选用较细的直径(1．2～ 清理表面污物：C276合金焊接接头距坡口 2．4mm)，小的焊接参数有利于补偿焊接过程中某 40mm的范围内母材表面上的金属碎屑、磨料粉 些元素的烧损和对焊接裂纹和气孔的控制。 尘、灰尘等残余的污物，均要用奥氏体不锈钢丝 (2)技术难点焊接变形控制，焊接背面保 刷和