淺析碳鋼與因康鎳及焊接

1、淺析20#鋼與因康鎳的焊接馬永超（滄州大化TDI有限責(zé)任公司 滄州 061000）摘要：了解因康鎳600的性能，重點介紹因康鎳600與20#鋼的焊接方法及焊接過程中的注意事項。關(guān)鍵詞：因康鎳600（Inconel）、20#鋼、過渡層、錘擊、可焊性、坡口、鈍邊。我單位TDI車間光化工段大量采用進口的因康鎳管，造價成本很高，維修不方便，而且由于這些管道長時間高溫、高壓運行，許多地方出現(xiàn)泄露，給我廠經(jīng)濟造成很大損失，如繼續(xù)進口因康鎳管，不僅造成金錢上的損失，而且會浪費許多寶貴的時間，直接影響我廠的生產(chǎn)進度。因此我們決定用碳鋼管代替部分損壞的因康鎳管。在工藝條件允許的情況下，我們決定試驗因康鎳與碳鋼的

2、焊接，經(jīng)過一段實驗，我們認為是可行的?，F(xiàn)介紹一下這種方法：1、 焊接材料1） 因康鎳600是Ni-Cr-Fe系的代表合金，有耐高溫氧化和耐氯離子介質(zhì)的應(yīng)力腐蝕性能，具有很高的強度和韌性，耐磨性特別好，在工業(yè)中用途日漸廣泛。因康鎳600的化學(xué)成分（%）NiCMnFeSSiCuCr76.00.080.58.00.0080.20.215.5因康鎳600的物理性能密度（g/cm3）比熱20（J/kg.k）導(dǎo)熱率20（W/m.k）熱膨系數(shù)10-6/K熔化區(qū)間電阻率8.4246014.813.313701425103因康鎳600的力學(xué)性能屈服強度（Mpa）抗拉強度（Mpa）伸長率（%）硬度（HV）2506

3、20451201802）20#鋼是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，是鋼材中應(yīng)用最廣泛的材料，它是以鐵為基本成分，含有少量碳的鐵碳合金，它廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等各個領(lǐng)域，具有良好的可焊性。它的密度是7.8g/cm3，熔化溫度1400，熱膨脹系數(shù)是14.8×10-6/K。2、 焊條的選用電焊條我們選Ni307B，相當(dāng)于國際標(biāo)準E Ni-Cr-Fe-3。這種焊條具有一定的耐熱、耐蝕性，并具有一定的抗裂性，用于有耐熱、耐蝕要求的鎳基合金，因此我們決定采用它用于鎳基合金和碳鋼的焊接。焊前應(yīng)將焊條放入電焊條烘干箱內(nèi)，在350450的溫度下烘1小時，烘好的焊條應(yīng)放入電焊條保溫筒內(nèi)，繼續(xù)在100200下保溫，在焊接

4、時，隨用隨取。E-Ni-Cr-Fe-3焊條的化學(xué)成分CMnFeSiNiCrTaCuTiCoNb0.1059.510.01.05913170.30.51.00.1212.53、 焊接我們采用Ø350×10的因康鎳管和20#鋼管。焊前我們用機械把管子端部加工成3035度的坡口，鈍邊高度為2，坡口附近用機械清理干凈，并用四氯化碳進行脫脂處理，以保證焊接質(zhì)量，防止產(chǎn)生氣孔夾渣等缺陷。我們采用Ø3.2的E-Ni-Cr-Fe-3焊條進行多層、多道焊，其參數(shù)為：焊接電流為130±10A，電弧電壓為24±2V，焊接速度為100150mm/min，焊接過程中嚴格

5、控制其層間溫度小于100。異種金屬的焊接不同同種金屬的焊接，為了保證焊接質(zhì)量和減少焊縫金屬的稀釋，我們先用Ø3.2的E-Ni-Cr-Fe-3焊條在碳鋼坡口表面上堆焊一層厚度小于3mm的堆焊層作為過渡層，焊接方法同碳鋼相同。焊完后用小錘輕輕擊打，以減少內(nèi)應(yīng)力，之后100%著色探傷，不允許有氣孔、夾渣及裂紋等缺陷。合格后再用機械磨平，打出和以前一樣的坡口。這樣我們就能焊接了。首先把兩管子放在可轉(zhuǎn)動的支架上，端口對齊，錯邊量不超過1mm，間隙保持2mm。因管子特別大，我們可對管子進行68個點進行定位焊，點焊厚度為4mm，點完后用手砂輪把焊點修成緩坡型。因為我們選擇了轉(zhuǎn)動支架，所以運條的范圍

6、就選擇在平焊的位置，焊條在垂直中心線的兩側(cè)1520度的范圍內(nèi)運條，并且焊條與垂直中心線成30度角。第一遍電流為120A，運條采用直線型，當(dāng)運條至點固焊焊縫接頭處時，應(yīng)減慢焊條前移速度，以便熔透接頭處根部的間隙，以保證接頭充分熔透。第二、三遍電流為140A，運條采用月牙型，壓住電弧作橫向擺動，達到既不產(chǎn)生嚴重咬邊，又能溶化掉底層焊縫中隱藏的缺陷。當(dāng)運條至接頭時，必須添滿熔池后再熄火，防止弧坑裂紋的產(chǎn)生而導(dǎo)致焊縫開裂。在焊接過程中，一次焊程結(jié)束后，要立刻用小錘在焊縫上連續(xù)錘擊一遍，以消除內(nèi)應(yīng)力，使組織緊密，防止裂紋和氣孔的產(chǎn)生。焊接結(jié)束24小時后，檢查焊縫表面，沒有宏觀缺陷，進行100%著色探傷也沒發(fā)現(xiàn)缺陷，之后在光化進行實地操作，改造了一批因康鎳管，經(jīng)過幾個月的實驗，發(fā)現(xiàn)效果很不錯，由此可見采用E-Ni-Cr-Fe-3焊條焊因康鎳管和碳鋼是可行的，其抗裂性和抗氣性都是優(yōu)良的。4、結(jié)束語通過