鎳基合金復(fù)合鋼板的焊接注意要點探討

宋志新（新疆中泰化學(xué)阜康能源有限公司，新疆烏魯木齊831500）

鎳基合金復(fù)合鋼板的焊接注意要點探討

宋志新（新疆中泰化學(xué)阜康能源有限公司，新疆烏魯木齊831500）

鎳基合金在進行焊接時若發(fā)生金屬互溶現(xiàn)象對于其耐腐屬性會產(chǎn)生較大的影響。本文以焊接環(huán)化塔預(yù)熱器外殼為例，列舉了鎳基合金復(fù)合鋼板在焊接過程中需要注意的問題，為實現(xiàn)其焊接后焊口最大限度的耐腐蝕性而進行了深入的探索。

鎳基合金；要點；耐腐蝕性

某鋼鐵企業(yè)根據(jù)訂單需求，需要進行一個環(huán)化塔預(yù)熱器的制作，該容器屬于一類壓容器。規(guī)定的外殼材料分別為：規(guī)格為DN1000×（3+10）毫米的Mone1400/304復(fù)合鋼板；Hastelloy C-276/Mone1400合金；Hastelloy C-276，φ19×2換熱管。該項目施工中存在許多技術(shù)難點，需要通過高質(zhì)量的焊接保證其最終質(zhì)量。

1.焊接工作特性概述

通常情況下，復(fù)合鋼板中通常包含兩類材質(zhì)，首先是為保證鋼板強度的而使用的碳素鋼材料或者低合金鋼材料，然后是為保證鋼板耐腐蝕性而使用的不銹鋼、鎳或者鎳合金等金屬材料。并且此兩種材料分別位于鋼板的表層以及復(fù)合層中，在開展焊接工作時需要注意的情況不相同。在進行焊接的過程中不僅要考慮到焊接后環(huán)化預(yù)熱器的強度，同時還需要保證其耐腐蝕性，所以使用的焊接材料以及焊接工藝也是不相同的。需要注意的是，在進行復(fù)合鋼板的焊接工作時首先需要將其基層焊接工作完成，經(jīng)過質(zhì)量檢查工作之后才能繼續(xù)進行，完成其過渡層以及復(fù)層的焊接。簡單的來說，復(fù)合鋼板的焊接工作，需要注意的最主要因素就是在完成基層材料上的耐腐蝕金屬堆砌工作。但是要注意，在不銹鋼、鎳基合金以及一些其他高合金材質(zhì)上上堆砌或者焊接各種低合金鋼焊材以及碳素鋼等都是不被允許的。

2.焊接工作要點分析

2.1 焊接坡口設(shè)計

對復(fù)合鋼板進行焊接時，坡口的形狀對焊縫的形成影響較大，并且最終會影響焊接的整體質(zhì)量。在進行坡口設(shè)計時，需要注意的最重要問題是保證焊接的有序性。若首先進行的是鋼板基層的焊接，則要保證復(fù)層的完好性，相反，若首先進行的是復(fù)層的焊接，就需要保證基層的完好性。若在焊接過程中由于坡口設(shè)計的不合理發(fā)生了上述問題，則會使鋼板焊縫中產(chǎn)生裂縫，影響復(fù)合鋼板的剛度，同時影響其耐腐蝕性，最終會對復(fù)合鋼板的整體性能產(chǎn)生較大的負面影響。所以科學(xué)的進行焊接坡口的設(shè)計是十分重要且必要的。

實踐經(jīng)驗證明，常規(guī)的焊接坡口形式是不能滿足復(fù)合鋼板焊接需求的?！芭_階式”的坡口則能有效滿足此種需求。

將坡口設(shè)計為上述形狀，能保證基層與復(fù)層在焊接過程中的完全分離，良好的保證焊接后基層金屬的剛度以及復(fù)層金屬的耐腐蝕性。由于合金鋼板中基層與復(fù)層鋼板的構(gòu)造與組成是截然不同的，需要使用的焊接材料與技術(shù)也不相同，而臺階式坡口的設(shè)計讓分開焊接變?yōu)榱爽F(xiàn)實，不僅降低了其整體的操作難度，同樣也降低了技術(shù)人員的自身專業(yè)素質(zhì)這一主觀因素對焊接質(zhì)量造成的影響。

2.2 焊接工藝選擇

通常在進行復(fù)合鋼板焊接時，基層焊接選用的焊料為鎢極氬弧焊、電弧焊相間的辦法。通常使用的焊絲型號為ER308，使用的焊條型號為A102。過渡層與復(fù)層在焊接過程中通常使用的是堆焊，堆焊應(yīng)當(dāng)使用鎢極氬弧焊這種焊接方式。在焊接過程中需要注意的問題是，過渡層中有許多合金，鐵元素進入之后會讓合金被稀釋，剛度與耐腐屬性均會受到破壞，此時就需要對使用的焊材的合金含量有一定的要求，盡量使用合金含量高的焊材。

在進行焊接時，若容器的設(shè)計厚度不考慮復(fù)合鋼板容器厚度時，在選擇焊接工藝時，能使用的方式有兩個。第一種就是單純的符合鋼板焊接工藝評定，評定的設(shè)備為一塊復(fù)合鋼板。第二種則是利用基層鋼材對焊接工藝進行評定，在鋼板基層上使用耐蝕性的材料進行堆焊，完成焊接工藝評定。依據(jù)上述中的條件，即設(shè)計厚度不考慮復(fù)合鋼板容器厚度，所以在進行焊接時可以進行兩項堆焊。實施過后發(fā)現(xiàn)，其厚度最小能保持在4毫米，經(jīng)過對其中包含的各項化學(xué)物質(zhì)進行分析發(fā)現(xiàn)，這種方式能較好的實現(xiàn)合金材料剛度與耐腐蝕性的和諧統(tǒng)一。

2.3 堆焊法技術(shù)指標(biāo)

在開展堆焊工作時，焊接線的能量問題是首先需要保證的。小直徑的焊絲以及小電流多層的固定速焊法是一種可以利用的有效辦法。在焊接過程中若電流控制的不好，產(chǎn)生了過大電流，會讓堆焊層產(chǎn)生裂縫，并且影響其耐腐蝕性。在進行一般性的焊接工作時，利用熔敷金屬這種方式只需要敷三層就能實現(xiàn)焊絲一般的效果，而對電流情況進行有效的控制后只需要敷兩層即可。需要注意的是，在進行焊接時，需要對鎢極氬弧焊的線能量進行控制，超過8kJ/cm就會影響焊接效果。應(yīng)當(dāng)控制合金鋼板不同層次之間的溫度，當(dāng)其超過93℃時就會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響。焊接中電流情況也需要有所控制，當(dāng)進行堆焊層第一層的焊接時，電流需要保持在110-120I/A，完成后需要以130-140I/A的電流進行后面各個層次的焊接。

3.結(jié)語

在環(huán)化塔預(yù)熱器的焊接過程中，想要更好的保證焊接質(zhì)量，需要注意①正確的設(shè)置坡口的形狀，②保證焊接的便利性與科學(xué)性，③使用較為先進的焊接工藝，例如多層小電流快速焊接。遵循這些要求能有效避免基層對合金金屬的稀釋，同時也能保持復(fù)層耐腐蝕材料的特性，讓符合鋼板的效用最大化的發(fā)揮，讓焊接完成的幻化預(yù)熱塔質(zhì)量更高，帶給用戶更好的使用體驗。

［1］朱興華.Inconel 690鎳基合金材料焊接技術(shù)要點［J］.電子世界，2013（14）.

［2］李曉瓊，劉永斌.不銹復(fù)合鋼板焊接質(zhì)量控制［J］.電焊機，2009（6）.

宋志新（1981-），男，新疆中泰化學(xué)阜康能源有限公司，助理工程師。