分析alloy20铁镍基合金焊接

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1、学兔兔www.xuetutu.comAlloy20铁镍基合金焊接中石油第二建设公司(兰州市730060)周光河王益铭摘要分析了烷基化反应器工艺管线Alloy2~0的化学成分及其焊接性，选用了相应的焊接材料，制定了适当的焊接工艺参数和现场施工措施，确保焊接接头满足要求，并成功应用在生产实践中。关键词：Alloy20焊接性分析焊接工艺参数中图分类号：TG455液、氯气和含氯化物的各种介质、干燥氯气、甲酸和醋0前言酸、¨酸酐、海水和盐水等，成为理想的介质输送材料。针对炼油厂烷基化装置工艺管线用材所使用的1焊接性分析20无缝钢管，因其设备在运行过程中，钢管

2、焊缝处产生裂纹，险些酿成严重后果。有关部门决定对其进行更Alloy20(NS143／N08020)的焊接具有与奥氏体不换，更换材质为Alloy20无缝钢管。锈钢相类似的问题，即具有较高的热敏感性，气孔生成Alloy20(NS1403／N08020)，又称20合金，是一种率较高，容易产生未融合、未焊透等缺陷。此外，铁镍进口奥氏体铁镍基耐蚀合金，对氧化性和中等还原性基合金钢还具有较高的焊接热裂纹倾向、焊接区域产腐蚀有很好的抵抗能力，具有优异的抗应力腐蚀开裂生晶问腐蚀倾向。由于铁镍合金具有较高的镍含量，能力和好的耐局部腐蚀能力。在很多化工工艺介质中液态镍

3、流动性差，焊接时易产生未熔合。母材化学成有令人满意的耐蚀特性，包括侵蚀性很强的无机酸溶分及力学性能见表1及表2。表1Alloy20的化学成分(质量分数，％)表2Alloy20的力学性能织应力小。熔合区中碳扩散层的形成是由于珠光体钢含碳量较高，合金元素少，而奥氏体钢却相反。在高温加热过程中珠光体钢与奥氏体钢界面发生碳迁移，珠光体钢一侧形成脱碳层，奥氏体钢一侧形成增碳层，造成两侧珠光体钢合金元素含量远不及奥氏体钢，熔池中力学性能相差较大，引起应力集中。为阻碍碳化物的的氧化还原反应会引起合金元素的烧损；焊接熔池边形成，同时可以缩短焊缝高温停留时间，可以采

4、用增加缘，液态金属温度低、流动性差，熔化母材金属在熔池奥氏体焊缝中镍含量的方法。边缘上与填充金属不能实现很好地熔合，使得在靠近焊缝中的残余应力是由于珠光体钢和奥氏体钢的珠光体母材的狭窄区域内形成和焊缝金属内成分不线膨胀系数相差较大引起的(珠光体钢与奥氏体钢的同、宽度为0．2～0．6mm的过渡层，离熔合线越近，珠膨胀系数之比为14：17)，且奥氏体钢的导热能力差，仅光体钢的稀释作用越强，特别是Cr，Ni，Mo等合金元素为珠光体钢的50％，因此焊后在焊缝和熔合线附近产的稀释。焊接时考虑采用铬镍含量较高的焊条，改生较大的焊接残余应力。在交变温度条件下，就

5、可能善异种钢熔合区质量，将不存在相变过程，接头各区组出现熔合区珠光体钢侧热疲劳裂纹，使接头过早断裂。若优先选用与珠光体钢线膨胀系数相近且塑性收稿日期：2015—07—07较好的镍基材料作为填充金属，这会使得焊接应力集482016年第2期学兔兔www.xuetutu.com生产应用r蜉慈中在焊缝与塑性变形能力强的奥氏体钢一侧，同时应严格控制焊接层间温度，控制冷却速度，避免温度剧烈变化。2焊接工艺2．1焊接坡口形式坡口适宜采用冷加工制造。若采用等离子等热切图1坡口形式及尺寸割则应在焊接前去除表面氧化物和熔渣，且Alloy20表面的此类杂质附着性比不锈钢

6、更强，应使用细晶砂带会产生冷裂纹，而较容易产生热裂纹。因镍和硫、磷等和细晶砂轮进行打磨。镍合金的液态金属流动性(尤都能形成低熔点共晶，镍合金凝固时常形成粗大的树其是润湿性)较差，焊接时很容易产生未熔合，熔池熔枝状奥氏体结晶，低熔点杂质更易集中于晶界，在晶粒透深度一般只有低碳钢时的50％左右，奥氏体钢的凝固收缩应力和焊接应力的作用下，未完全凝固的晶60％左右。通过加大焊接电流来增加金属流动性，其界低熔点物很容易被拉裂形成热裂纹J，所以应严格效果不大，而且还会造成过热的不良影响3J。为保证控制焊接材料中的硫、磷含量。母材及焊材的化学成熔合良好且有一定的

7、熔深，坡口角度及根部圆弧半径分见表3，力学性能见表4。均应稍大。焊接坡口形式如图1所示。2．3焊接工艺参数2．2焊接方法及焊材选用为防止焊接接头过热，应使用小的热输入，并采用由于母材厚度较薄并考虑到焊接接头的实际结多层多道焊，每层热输入不大于20kJ／era，层间温度控构，文中选用钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊盖面的焊接制在100℃以下，以防止焊缝及热影响区晶粒长大，造工艺。Alloy20具有镍合金的共同特点，焊接时一般不成焊接接头韧性下降。具体工艺参数见表5。表3焊接材料的合金成分(质量分数，％)GTAW直流反接ERNiCrMo一362．5110～1

8、6010—165～9SMAW直流正接ENiCrMo一34,3．280～12019～255～8和铅脆化，导致焊缝沿晶界开裂并