专利名称：耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特殊耐腐蚀合金焊接技术领域，具体涉及一种适用于耐氢氟酸腐蚀的蒙乃尔400合金焊接工艺。
背景技术：
蒙乃尔400是镍基铜合金，其组织为高强度的单相固溶体，具有优良的耐腐蚀性能，该合金是少有的几种耐氟、耐氢氟酸材料；蒙乃尔400合金还具有良好的机械性能，从 低温到高温被广泛使用，在化学和石油化工以及海洋开发等领域已经得到广泛的应用，可用于各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线以及硫酸、氢氟酸烷基化装置中。在焊接方面，蒙乃尔400合金具有较高的热裂纹敏感性，很难控制其焊接工艺。在焊接过程中，焊接区极易形成方向性很强的柱状晶组织，使磷、硫等杂质在焊缝中心区偏聚，与镍形成低熔点共晶，增加焊缝区的热裂倾向，弱化焊缝的机械性能；若焊件表面存在污染物，焊缝处易形成夹渣或细小不连续的氧化物，且难以通过一般的探伤手段检测；由于蒙乃尔400合金的流动性差，凝固收缩量大，焊接时易产生较大的焊接应力，导致焊缝出现结晶裂纹；一旦焊接电流输入过大，不仅会导致熔池过热，增大热裂的倾向，而且使焊缝金属脱氧剂蒸发，出现气孔。目前，焊接是制造窄流道蒙乃尔400耐腐蚀合金泵叶轮的关键技术，现有手工焊接工艺工作效率低下，无损检测合格率较低，
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，提高耐氢氟酸腐蚀蒙乃尔400合金材料设备的焊接质量和焊接效率，降低焊接工作人员的劳动强度，提高焊接零件的合格率。本发明为解决技术问题采用如下技术方案本发明耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺的特点是将焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，以对接的形式组对焊接；首先形成手工钨极氩弧焊打底焊，焊缝使用按体积百分比纯度为99. 99%的惰性气体氩气进行保护；在所述手工钨极氩弧焊打底焊上依次形成第一道手工电弧焊填充焊和第二道手工电弧焊填充焊，最后采用手工电弧焊分别形成焊缝的正面盖面焊和背面盖面焊；所述焊接母材为蒙乃尔400的耐腐蚀合金板材。本发明耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺的特点也在于所述V型坡口的角度为50° -70°、钝边高度为1.5mm-3mm、对接间隙为2mm-3mm0所述手工钨极氩弧焊打底焊的焊丝直径为Φ 2. Omm- Φ 3. 2mm,焊接电流为70A-100A,焊接电压为20V-24V，焊接速度100mm/min-140mm/min，氩气流量为IOL/min-14L/min。所述第一道手工电弧焊填充焊和第二道手工电弧焊填充焊，其焊条直径为Φ 2. 4mm~ Φ 4mm ,焊接电流 80A-110A,焊接电压 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η .层间温度< 100°C，每层焊缝焊接完毕后，将焊缝表层打磨干净。所述正面盖面焊和背面盖面焊，其焊接电流为100A-140A，焊接电压为22V-26V，层间温度< 100°C,焊接速度 80mm/min-120mm/min。所述焊接母材是厚度为2. 5mm-15mm的蒙乃尔400的耐腐蚀合金板材。与已有技术相比，本发明有益效果体现在I、本发明焊接工艺能强化焊缝的机械性能，焊件表面光洁平整，无气孔和结晶裂纹等缺陷，无损检测合格率闻。2、使用本发明方法焊接的氢氟酸烷基化装置中耐氢氟酸腐蚀蒙乃尔400合金泵的窄流道叶轮(叶轮直径Φ375_，流道宽10_)，经无损检测，接头中无气孔、无夹杂、无裂纹等缺陷；经理化检验所得到的接头抗拉强度达520MPa，满足接头力学性能和耐腐蚀性要 求。
图I为本发明焊接工艺的焊层结构图。图中标号1手工钨极氩弧焊打底焊，2第一道手工电弧填充焊，3第二道手工电弧填充焊，4正面盖面焊，5背面盖面焊，6焊接母材，a对接间隙，b钝边，c坡口角度。
具体实施例方式本实施例中耐腐蚀合金焊接工艺，是将焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，将坡口内外两侧打磨清理干净，以对接的形式组对焊接；首先形成手工钨极氩弧焊打底焊1，焊缝使用按体积百分比纯度为99. 99%的惰性气体氩气进行保护；在手工钨极氩弧焊打底焊I上依次形成第一道手工电弧焊填充焊2和第二道手工电弧焊填充焊3，最后采用手工电弧焊分别形成焊缝的正面盖面焊4和背面盖面焊5。具体实施中，针对焊接母材是厚度为2. 5mm-15mm的蒙乃尔400的耐腐蚀合金板材，V型坡口的角度c为50° -70°，钝边高度b为L5mm-3mm，对接间隙a为2mm-3mm。手工钨极氩弧焊打底焊I的焊丝直径为Φ 2. Omm- Φ 3. 2mm,焊接电流70A-100A，焊接电压 20V-24V,焊接速度 100mm/min~140mm/miη,氩气流量为 10L/min_14L/min。第一道手工电弧焊填充焊2和第二道手工电弧焊填充焊3，其焊条直径为Φ 2. 4mm~ Φ 4mm,焊接电流 80A-110A,焊接电压 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η ,层间温度< 100°C，每层焊缝焊接完毕后，将焊缝表层打磨干净。正面盖面焊4和背面盖面焊5，其焊接电流100A-140A，焊接电压22V-26V，层间温度< 10CTC,焊接速度 80mm/min~1 20mm/miη。焊接步骤I、将焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，坡口内外两侧打磨清理干净，以对接的形式组对焊接；2、为防止磷、硫等有害元素混入焊缝形成低熔点合金而导致材料的焊接热裂倾向增大，在焊接预热及焊接前对焊缝两侧20mm区域内，利用无水乙醇或丙酮进行清理。焊接前进行30°C _50°C预热，以消除空气冷凝而产生的气孔。3、采用高纯氩气为熔池保护气的手工钨极氩弧焊GTAW打底焊接，以99. 99%的惰性气体氩气保护，作为焊接材料的焊丝是Φ2. 4mm的ERNiCu_7，焊接电流为70A-100A，焊接电压20V-24V,焊接速度100mm/min-140mm/min,気气流量10L/min-14L/min,层间温度(100°C，钨极直径 Φ3. Omm。4、第一道手工电弧焊SMAW填充焊和第二道手工电弧焊SMAW填充焊，采用Φ 3. 2_的ENiCu-7焊条，焊条使用前在300°C烘干I小时，焊接电流80A-110A，焊接电压20V-24V，层间温度< 100°C,焊接速度 100mm/min-140mm/min。5、正面盖面焊，采用Φ4. Omm的ENiCu-7焊条，焊接电流100A-140A，焊接电压22V-26V，层间温度彡 100°C，焊接速度 80mm/min-120mm/min。6、背面盖面焊，首先进行清根打磨，清理干净后再进行背面盖面焊，采用Φ4.0πιπι的ENiCu-7焊条进行焊接，焊接电流100A-140A，焊接电压22V-26V，层间温度彡100°C，焊接速度 80mm/mi n~1 20mm/mi η。在进行多层焊接时，焊后利用专用打磨工具逐层打磨，以降低焊接残余应力及焊 接变形，提高接头的强度及耐腐蚀性能。图I所示母材6采用耐氢氟酸腐蚀蒙乃尔400合金材料焊接试板，长300mmX宽120mmX厚15mm，焊丝型号为ERNiCu-7，焊条型号为ENiCu-7。焊丝在使用前先将其表面油、污垢等污染物清除，并烘干；焊条在使用前在300°C的烘干机中烘干I小时，并保持表面无其它污染物，焊接部位如图1，经检验，其接头中无气孔、无夹杂、无裂纹等缺陷；经理化检验所得到的接头抗拉强度达520MPa，满足接头力学性能和耐腐蚀性要求。无损检测执行JB/T8543. 2-1997《泵产品零件无损检测渗透检测》，300mm板100% I级合格。
权利要求
1.一种耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，其特征在于将焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，以对接的形式组对焊接；首先形成手工钨极氩弧焊打底焊(I)，焊缝使用按体积百分比纯度为99. 99%的惰性气体氩气进行保护；在所述手工钨极氩弧焊打底焊(I)上依次形成第一道手工电弧焊填充焊(2)和第二道手工电弧焊填充焊(3)，最后采用手工电弧焊分别形成焊缝的正面盖面焊(4)和背面盖面焊(5);所述焊接母材为蒙乃尔400的耐腐蚀合金板材。
2.根据权利要求I所述的耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，其特征在于所述V型坡口的角度(c)为50° -70°、钝边高度(b)为I. 5mm-3mm、对接间隙(a)为2mm-3mm。
3.根据权利要求I所述的耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，其特征在于所述手工钨极氩弧焊打底焊⑴的焊丝直径为Φ2.0πιπι-Φ3. 2mm，焊接电流为70Α-100Α，焊接电压为 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η,氩气流量为 10L/min_14L/min。
4.根据权利要求I所述的耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，其特征在于所述第一道手工电弧焊填充焊⑵和第二道手工电弧焊填充焊(3)，其焊条直径为Φ 2. 4mm~ Φ 4mm,焊接电流 80A-110A,焊接电压 20V-24V,焊接速度 100mm/mi n~140mm/mi η ,层间温度< 100°C，每层焊缝焊接完毕后，将焊缝表层打磨干净。
5.根据权利要求I所述的耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，其特征在于所述正面盖面焊(4)和背面盖面焊(5)，其焊接电流为100A-140A，焊接电压为22V-26V，层间温度< 10CTC,焊接速度 80mm/min~1 20mm/miη。
6.根据权利要求I所述的耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，其特征在于所述焊接母材是厚度为2. 5mm-15mm的蒙乃尔400的耐腐蚀合金板材。
全文摘要
本发明公开了一种耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺，其特征在于将焊接母材的焊接部位加工成V型坡口，以对接的形式组对焊接；首先形成手工钨极氩弧焊打底焊，焊缝使用惰性气体氩气进行保护；在手工钨极氩弧焊打底焊上依次形成第一道手工电弧焊填充焊和第二道手工电弧焊填充焊，最后采用手工电弧焊分别形成焊缝的正面盖面焊和背面盖面焊。本发明工艺能够有效的避免蒙乃尔400合金焊接时的热裂、晶间腐蚀等缺陷的产生，并保证焊缝的机械性能及使用性能，提高焊接工件的效率。
文档编号B23K9/167GK102886589SQ201210377528
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年10月8日
发明者何玉杰, 柴立平, 宫恩祥, 李强, 石海峡, 胡敬宁, 巫建波, 吴进钱, 李跃 申请人:合肥工业大学