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复合管管端堆焊Inconel625合金工艺及性能研究
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-04-03
Inconel625合金复合管管端堆焊的工艺过程及性能测试进行研究，目的是能更好地将该技术应用在实际生产中。
复合管对接焊的难点在于避免基层低碳钢对不锈钢的污染使得不锈钢焊缝的耐腐蚀性下降，采用对接焊前先在管端堆焊耐蚀合金层的工艺方法，可以大大降低复合管对接焊的难度，保证焊缝的耐蚀性能。目前国内外对复合管管端堆焊技术都有研究，但都局限在研究阶段，并未将该技术应用在实际生产中。本文就复合管管端堆焊的工艺过程及性能测试进行研究，目的是能更好地将该技术应用在实际生产中。
复合管基管规格为φ219.1mm×14.3mm，材料为X65钢；衬管规格为φ186mm×3mm，材料为316L不锈钢。根焊及堆焊层所用焊丝为φ1.2mm的Inconel625合金。
复合管管端堆焊过程包含以下三个步骤：
(1)坡口加工：采用机械加工方法，在坡口机上将待堆焊的复合管端部去除长为60~70mm的不锈钢内衬管；然后将基管内侧由外至内加工成一向内倾斜的坡口，坡口的倾斜角度为3°~8°。
(2)根焊及堆焊：根焊及堆焊前基体表面采用丙酮进行焊前清理，采用钨极氩弧焊机在坡口根部进行手工氩弧焊根焊，根焊时电流为150~170A，焊接速度为55~70mm/min，保护气体(Ar)流量为10~20L/min；根焊后复合管进行水平固定，采用自动堆焊机从根焊处开始由内至外进行堆焊并形成多层堆焊层，堆焊时焊接方向为螺旋线方向，焊道摆宽为10~15mm，焊接电流为170~200A，焊接电压为20~25A，平均热输入量为3~5kJ，保护气体(Ar)流量为10~20L/min，层间温度控制在50~70℃，旋转速度(工装频率)为35~45Hz，共堆焊5~10道、2~3层，道与道之间的搭接量为30%~50%；堆焊结束后堆焊层内壁高度不低于不锈钢内衬管的内表面高度且其外端口高度不低于不锈钢内衬管的外端口高度，焊后用不锈钢刷进行打磨抛光。
(3)焊后处理：采用机械加工方法，在坡口机上对堆焊层的内壁和外端口进行处理，使得堆焊层的内壁与不锈钢内衬管的内壁相平齐并且将堆焊层的外端面处理为平端口。
通过对复合管管端堆焊的工艺试验及性能测试，成功地将复合管管端自动堆焊技术应用在实际生产中，并获得了合理的工艺参数范围。堆焊后堆焊层与基层呈致密的冶金结合，界面处未出现气孔、裂纹及熔合不良等冶金缺陷。堆焊后堆焊层的化学成分满足标准要求，在界面处未产生严重的化学元素扩散，堆焊层及基层内主要化学成分分布均匀，堆焊后未影响到基层的性能，同时也能保证堆焊层的耐蚀性能。堆焊层的硬度值高于基层，在堆焊层内部和基层内部硬度值分布较均匀。堆焊层内为柱状树枝奥氏体组织，晶粒非常细小；基层热影响区晶粒较基层发生略微长大。
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