專利名稱：耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特殊耐腐蝕合金焊接技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
蒙乃爾400是鎳基銅合金，其組織為高強(qiáng)度的單相固溶體，具有優(yōu)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(jī)械性能，從 低溫到高溫被廣泛使用，在化學(xué)和石油化工以及海洋開發(fā)等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，可用于各種換熱設(shè)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(qū)極易形成方向性很強(qiáng)的柱狀晶組織，使磷、硫等雜質(zhì)在焊縫中心區(qū)偏聚，與鎳形成低熔點(diǎn)共晶，增加焊縫區(qū)的熱裂傾向，弱化焊縫的機(jī)械性能；若焊件表面存在污染物，焊縫處易形成夾渣或細(xì)小不連續(xù)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(shí)易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)結(jié)晶裂紋；一旦焊接電流輸入過大，不僅會導(dǎo)致熔池過熱，增大熱裂的傾向，而且使焊縫金屬脫氧劑蒸發(fā)，出現(xiàn)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(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)有手工焊接工藝工作效率低下，無損檢測合格率較低，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)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(shè)備的焊接質(zhì)量和焊接效率，降低焊接工作人員的勞動強(qiáng)度，提高焊接零件的合格率。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝的特點(diǎn)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(jìn)行保護(hù)；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(fā)明耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝的特點(diǎn)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-3mm0所述手工鎢極氬弧焊打底焊的焊絲直徑為Φ 2. Omm- Φ 3. 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IOL/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Φ 2. 4mm~ Φ 4mm ,焊接電流 80A-110A,焊接電壓 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η .層間溫度< 100°C，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°C,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(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在I、本發(fā)明焊接工藝能強(qiáng)化焊縫的機(jī)械性能，焊件表面光潔平整，無氣孔和結(jié)晶裂紋等缺陷，無損檢測合格率聞。2、使用本發(fā)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Φ375_，流道寬10_)，經(jīng)無損檢測，接頭中無氣孔、無夾雜、無裂紋等缺陷；經(jīng)理化檢驗(yàn)所得到的接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)520MPa，滿足接頭力學(xué)性能和耐腐蝕性要 求。


圖I為本發(fā)明焊接工藝的焊層結(jié)構(gòu)圖。圖中標(biāo)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(shí)施例方式本實(shí)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(nèi)外兩側(cè)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(jìn)行保護(hù)；在手工鎢極氬弧焊打底焊I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。具體實(shí)施中，針對焊接母材是厚度為2. 5mm-15mm的蒙乃爾400的耐腐蝕合金板材，V型坡口的角度c為50° -70°，鈍邊高度b為L5mm-3mm，對接間隙a為2mm-3mm。手工鎢極氬弧焊打底焊I的焊絲直徑為Φ 2. Omm- Φ 3. 2mm,焊接電流70A-100A，焊接電壓 20V-24V,焊接速度 100mm/min~140mm/miη,氬氣流量為 10L/min_14L/min。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，其焊條直徑為Φ 2. 4mm~ Φ 4mm,焊接電流 80A-110A,焊接電壓 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η ,層間溫度< 100°C，每層焊縫焊接完畢后，將焊縫表層打磨干凈。正面蓋面焊4和背面蓋面焊5，其焊接電流100A-140A，焊接電壓22V-26V，層間溫度< 10CTC,焊接速度 80mm/min~1 20mm/miη。焊接步驟I、將焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，坡口內(nèi)外兩側(cè)打磨清理干凈，以對接的形式組對焊接；2、為防止磷、硫等有害元素混入焊縫形成低熔點(diǎn)合金而導(dǎo)致材料的焊接熱裂傾向增大，在焊接預(yù)熱及焊接前對焊縫兩側(cè)20mm區(qū)域內(nèi)，利用無水乙醇或丙酮進(jìn)行清理。焊接前進(jìn)行30°C _50°C預(yù)熱，以消除空氣冷凝而產(chǎn)生的氣孔。3、采用高純氬氣為熔池保護(hù)氣的手工鎢極氬弧焊GTAW打底焊接，以99. 99%的惰性氣體氬氣保護(hù)，作為焊接材料的焊絲是Φ2. 4mm的ERNiCu_7，焊接電流為70A-100A，焊接電壓20V-24V,焊接速度100mm/min-140mm/min,気氣流量10L/min-14L/min,層間溫度(100°C，鎢極直徑 Φ3. Omm。4、第一道手工電弧焊SMAW填充焊和第二道手工電弧焊SMAW填充焊，采用Φ 3. 2_的ENiCu-7焊條，焊條使用前在300°C烘干I小時(shí)，焊接電流80A-110A，焊接電壓20V-24V，層間溫度< 100°C,焊接速度 100mm/min-140mm/min。5、正面蓋面焊，采用Φ4. Omm的ENiCu-7焊條，焊接電流100A-140A，焊接電壓22V-26V，層間溫度彡 100°C，焊接速度 80mm/min-120mm/min。6、背面蓋面焊，首先進(jìn)行清根打磨，清理干凈后再進(jìn)行背面蓋面焊，采用Φ4.0πιπι的ENiCu-7焊條進(jìn)行焊接，焊接電流100A-140A，焊接電壓22V-26V，層間溫度彡100°C，焊接速度 80mm/mi n~1 20mm/mi η。在進(jìn)行多層焊接時(shí)，焊后利用專用打磨工具逐層打磨，以降低焊接殘余應(yīng)力及焊 接變形，提高接頭的強(qiáng)度及耐腐蝕性能。圖I所示母材6采用耐氫氟酸腐蝕蒙乃爾400合金材料焊接試板，長300mmX寬120mmX厚15mm，焊絲型號為ERNiCu-7，焊條型號為ENiCu-7。焊絲在使用前先將其表面油、污垢等污染物清除，并烘干；焊條在使用前在300°C的烘干機(jī)中烘干I小時(shí)，并保持表面無其它污染物，焊接部位如圖1，經(jīng)檢驗(yàn)，其接頭中無氣孔、無夾雜、無裂紋等缺陷；經(jīng)理化檢驗(yàn)所得到的接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)520MPa，滿足接頭力學(xué)性能和耐腐蝕性要求。無損檢測執(zhí)行JB/T8543. 2-1997《泵產(chǎn)品零件無損檢測滲透檢測》，300mm板100% I級合格。
權(quán)利要求
1.一種耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，其特征在于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(I)，焊縫使用按體積百分比純度為99. 99%的惰性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)；在所述手工鎢極氬弧焊打底焊(I)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);所述焊接母材為蒙乃爾400的耐腐蝕合金板材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，其特征在于所述V型坡口的角度(c)為50° -70°、鈍邊高度(b)為I. 5mm-3mm、對接間隙(a)為2mm-3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，其特征在于所述手工鎢極氬弧焊打底焊⑴的焊絲直徑為Φ2.0πιπι-Φ3. 2mm，焊接電流為70Α-100Α，焊接電壓為 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η,氬氣流量為 10L/min_14L/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，其特征在于所述第一道手工電弧焊填充焊⑵和第二道手工電弧焊填充焊(3)，其焊條直徑為Φ 2. 4mm~ Φ 4mm,焊接電流 80A-110A,焊接電壓 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η ,層間溫度< 100°C，每層焊縫焊接完畢后，將焊縫表層打磨干凈。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，其特征在于所述正面蓋面焊(4)和背面蓋面焊(5)，其焊接電流為100A-140A，焊接電壓為22V-26V，層間溫度< 10CTC,焊接速度 80mm/min~1 20mm/miη。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，其特征在于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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐腐蝕合金材料蒙乃爾400的焊接工藝，其特征在于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，焊縫使用惰性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)；在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。本發(fā)明工藝能夠有效的避免蒙乃爾400合金焊接時(shí)的熱裂、晶間腐蝕等缺陷的產(chǎn)生，并保證焊縫的機(jī)械性能及使用性能，提高焊接工件的效率。
文檔編號B23K9/167GK102886589SQ201210377528
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者何玉杰, 柴立平, 宮恩祥, 李強(qiáng), 石海峽, 胡敬寧, 巫建波, 吳進(jìn)錢, 李躍 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)