一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体以及堆焊方法
【专利摘要】本发明公开了一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体以及堆焊方法，用于解决现有堆焊焊接质量差、焊缝凸出而导致不能适用于小口径管件焊接的问题。本发明的保护气体，由体积百分比为90-95%的氩气及5-10%的氦气组成。本发明能够改变焊接熔池的流动性、防止焊道被氧化，保证焊层的化学成分，从而提高焊接的质量。同时使得焊缝不会凸出，保持焊道与管壁的平滑，能够满足小口径管件的焊接要求。
【专利说明】一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体以及堆焊方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接领域，具体涉及一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体以及熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法。
【背景技术】
[0002]随着石油事业的蓬勃发展，以及我国石油战略储备工程的进行。工程工期要求紧，装置中工作环境苛刻，管件内壁耐蚀堆焊要求越来越高，在各个工程中的需求也越来越大，最重要的是焊接质量的好坏直接影响整个工程的质量要求。
[0003]针对小口径管件，由于其管径的限制条件，所以只能采用明弧堆焊方法，熔化极气体保护焊(GMAW)和非熔化极气体保护焊(GTAW)两种对焊方法。
[0004]镍及镍基合金具有独特的物理、化学和耐蚀性能，同时在高温和低温下均具有良好的力学性能，因此镍及镍基合金在化学、石油、航天、航海和原子能等许多领域得到广泛的运用。
[0005]然而，在堆焊的过程中由于镍及镍基合金焊缝金属表面张力大，流动性差、粘性大不易成形和易产生氧化导致焊接质量差，并且成形的焊缝一般为凸状，对于小口径管件来说，凸状的焊缝为影响管件的使用，甚至不能使用。
【发明内容】
[0006]本发明为解决上述技术问题，而提供一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体以及熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法，能够改变镍基合金焊接熔池的流动性、防止焊道被氧化，保证焊层的化学成分，从而提高焊接的质量，同时焊缝不会凸出，能够满足小口径管件的焊接要求。
[0007]为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，其特征在于，保护气体的组份及组份的体积百分比为:
氩气 90— 95%，
氦气 5—10%。
[0008]所述氩气的体积百分比为95%，所述氦气的体积百分比为5%。
[0009]一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊方法，其特征在于，焊接过程中采用由体积百分比为90— 95%的氩气与5 —10%的氦气组成的保护气体进行气体保护。
[0010]所述保护气体由体积百分比为95%的氩气和5%的氦气组成。
[0011]在焊接过程中，氩气的气体流量为20— 25 L/min。
[0012]焊接过程中，氩气的气体流量为20 L/min ο
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，选择氩气与氦气的混合保护气体能够改变焊接熔池的流动性、防止焊道被氧化，保证焊层的化学成分，从而提高焊接的质量。同时使得焊缝不会凸出，保持焊道与管壁的平滑，能够满足小口径管件的焊接要求。
[0014]镍基液体金属的粘度及表面张力较大，流动性差，在保护气体的吹动作用下，改善了金属的流动性，焊缝成形良好。氩气与氦气是很强的惰性气体，同时防止了液态镍基金属与空气的化学反应，防止了氧化。
[0015]同时，在焊接的过程中，氩气的气体流量控制在20— 25L/min能够启到很好的保护作用。如果气体流量小于20 L/min，不能达到保护的效果，外观成型差；如果气体流量大于25 L/min，产品制造成本增加，不可取。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例一、实施例二焊接后的焊接外观示意图；
图2是本发明实施例三焊接后的焊接外观示意图；
图3是本发明实施例四焊接后的焊接外观示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
[0018]本发明的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体额组份及组份的体积百分比为:
氩气 90— 95%，
氦气 5—10%。
[0019]作为一种优选的方式，IS气的体积百分比为95%,所述氦气的体积百分比为5%。
[0020]本发明的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，选择氩气与氦气的混合保护气体能够改变焊接熔池的流动性、防止焊道被氧化，保证焊层的化学成分，从而提高焊接的质量。同时使得焊缝不会凸出，保持焊道与管壁的平滑，能够满足小口径管件的焊接要求。
[0021]镍基液体金属的粘度及表面张力较大，流动性差，在保护气体的吹动作用下，改善了金属的流动性，焊缝成形良好。氩气与氦气是很强的惰性气体，同时防止了液态镍基金属与空气的化学反应，防止了氧化。
[0022]本发明的熔化极极镍基合金耐蚀堆焊方法，焊接过程中采用由体积百分比为90—95%的氩气与5 —10%的氦气组成的保护气体进行气体保护。
[0023]保护气体由体积百分比为95%的氩气和5%的氦气组成。
[0024]在焊接过程中，氩气的气体流量为20—25 L/min，如果气体流量小于20 L/min，不能达到保护的效果，外观成型差；如果气体流量大于25 L/min，产品制造成本增加，不可取。
[0025]作为本发明一种优选的方式，焊接过程中，氩气的气体流量为20 L/min。既能够满足焊接的外观工艺要求，同时也能够节约成本。
[0026]实施例一
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为90%的氩气和10%的氦气组成，本实施例焊接过后的示意图如图1所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，焊缝均匀、平滑，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果就好，满足工艺要求。
[0027]焊接后进行弯曲测试，弯曲测试的表如下表所示:
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从表格分析能够看出，焊接后的金属化学成分，能达到实际需要要求。
[0028]实施例二
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为95%的氩气和5%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图1所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果就好，满足工艺要求。弯曲测试、金属化学成分分析均满足要求。
[0029]实施三
采用的保护气体由体积百分比为80%的氩气和20%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图2所示,焊接的时候保持気气的气体流量为20—25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观较差，焊缝凸出，不能满足工艺要求。
[0030]焊接后进行弯曲测试，弯曲测试如下表所示:
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弯曲测试满足工艺要求。
[0031]焊接后，再进行金属化学成分(％)分析，分析结果如下表所示:?# I C S Ifc F S I? Wl M Ob Ie Λ 1..............................................................................................................................................................................M0.............................Mn.................................1ftz..............................1iitaw _ _ _ _ ____ _
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从表中可以看出，本实施例焊接后的金属化学成分分析不能达到实际需要要求，不能满足工艺条件。
[0032]因此，由体积百分比为80%的氩气和20%的氦气组成的保护气体不能满足工艺条件。
[0033]实施例四
采用的保护气体由体积百分比为99%的氩气和1%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图3所示,焊接的时候保持気气的气体流量为20—25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观较差，不能满足工艺要求。
[0034]焊接后进行弯曲测试，弯曲测试如下表所示:
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弯曲测试满足工艺要求。
[0035]焊接后，再进行金属化学成分(％)分析，分析结果如下表所示:
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不能达到实际需要要求。
[0036]本实施例焊接后的金属化学成分分析不能达到实际需要要求，不能满足工艺条件。
[0037]实施例五本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为91%的氩气和9%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图1所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果就好，满足工艺要求。弯曲测试、金属化学成分分析均满足要求。
[0038]实施例六
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为92%的氩气和8%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图1所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果就好，满足工艺要求。弯曲测试、金属化学成分分析均满足要求。
[0039]实施例七
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为93%的氩气和7%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图1所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果就好，满足工艺要求。弯曲测试、金属化学成分分析均满足要求。
[0040]实施例八
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为94%的氩气和6%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图1所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果就好，满足工艺要求。弯曲测试、金属化学成分分析均满足要求。
[0041]实施例九
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为91.6%的氩气和8.4%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图1所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果就好，满足工艺要求。弯曲测试、金属化学成分分析均满足要求。
[0042]实施例十
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为89.5%的氩气和10.5%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图2所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果较差，不能满足工艺条件。
[0043]实施例^^一
本实施例的熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，保护气体由体积百分比为95.1%的氩气和4.9%的氦气组成。本实施例焊接过后的示意图如图2、图3所示，焊接的时候保持氩气的气体流量为20— 25 L/min。从外观能够看出，采用该组分组成的保护气体进行焊接，焊接的外观效果较差，不能满足工艺条件。
【权利要求】
1.一种熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，其特征在于，保护气体的组份及组份的体积百分比为: 氩气 90— 95%， 氦气 5—10%。
2.根据权利要求1所述的所述熔化极镍基合金耐蚀堆焊保护气体，其特征在于，保护气由体积百分比为95%的IS气及5%的氦气组成。
3.一种熔化极极镍基合金耐蚀堆焊方法，其特征在于，焊接过程中采用由体积百分比为90— 95%的氩气与5 —10%的氦气组成的保护气体进行气体保护。
4.根据权利要求3所述的熔化极极镍基合金耐蚀堆焊方法，其特征在于，所述保护气体由体积百分比为95%的氩气和5%的氦气组成。
5.根据权利要求3—4任一所述的熔化极极镍基合金耐蚀堆焊方法，其特征在于，在焊接过程中，氩气的气体流量为20— 25 L/min。
6.根据权利要求5所述的熔化极极镍基合金耐蚀堆焊方法，其特征在于，焊接过程中，氩气的气体流量为20 L/min。
【文档编号】B23K9/173GK104174980SQ201410452162
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】陈中均, 韦开棣, 李晓亮, 陈轩, 周鑫, 秦涛, 郭有田 申请人:四川石油天然气建设工程有限责任公司