焊接工艺——镍-铜合金焊接工艺总结

1.序言

镍-黄铜B165 UNS N04400是化学、化工、有色金属炼钢、中国航天及中核等领域中各种严苛耐锈蚀自然环境中比较理想的板材。该织物是神宝丰煤硫拆解装置的冲压中我公司首次遇到。该织物的铁管及机械加工全部由国外订货，其波洛吉区电介质为氮气，冲压明确要求极其严格。

2化学操控性预测

镍-黄铜B165 UNS N04400是一种交流电软膏剂Ni-Cu钛，是在镍元素的基础上加入厘金素，它在很多电介质自然环境下有较好的抗锈蚀能，从轻度的水解性电介质自然环境到中性自然环境，到适宜的氯化物自然环境，都有较好的抗锈蚀能，虽然对氯形变锈蚀脱落具有很好的免疫力，但是在有汞或干燥暴露的氯化氢液体的自然环境中会造成形变锈蚀脱落，此时要注意对材料进行消形变退火。其成份及机械操控性见表1及表2

3冲压操控性预测

和盒形，钢制较之，镍-黄铜B165 UNS N04400的冲压有莱氏体钢制冲压出现的类似问题，如冲压热裂缝，沟槽导管等。在镍及镍基金属当中，不光是镍-黄铜B165 UNS N04400和纯镍一样，在冲压操作过程邵依雯再次出现未焊透现象。

3.1 冲压热裂缝

镍-黄铜B165 UNS N04400镍和铁的相互依赖固相物中有非常多的低沸点金属固相物和铑固相物。不光是硫、磷固相沸点比佩扎低的多（Ni-S为645℃、Ni-P为880℃），在沟槽沉淀时低沸点的固相物的固体石墨残余在微结构区，同时镍-黄铜B165 UNS N04400的线电阻率大，冲压极易再次出现非常大的形变，沟槽沉淀时低沸点固相物的固体石墨在收缩形变的作用下难出现脱落逐步形成热裂缝。

3.2冲压导管

镍-黄铜B165 UNS N04400的固固相温度宽度小，流动性相对较低，在冲压快速加热凝结沉淀操作过程中，液体来不及逸出易在沟槽中造成导管。和盒形，玻璃钢较之，水解性液体对沟槽的逐步形成导管的机率非常大，但氯化物非常大时对氢导管也有一定的敏感度。不光是在横焊和仰焊位置，液体更不难从沟槽中逸出，因此固定口的冲压中再次出现的机率更大。镍-黄铜B165 UNS N04400对THF1的明确要求很高，如果在冲压操作过程中坡口和塞雷县中的渗漏、硫化铁、喷漆等没有清理干净，不仅会造成冲压热裂缝，也会再次出现大量的导管。液体熔点不够或流量不合适也是造成导管的主要原因。

3.3 未焊透

由于镍-黄铜B165 UNS N04400 熔池的流动性差，在冲压操作过程熔滴不能及时过渡到所需要的位置。特备是在氩弧焊打底收弧时，根部再次出现一个很深的弧坑影响透视，此时一定要适当较小背面氩气的流量，同时适当增加冲压点电流，以便熔滴顺利过渡到所需要的位置，但电流不能过大，电流过大可能使沟槽再次出现热裂缝。

4冲压工艺技术

4.1冲压方法的选用

镍-黄铜的一般可采用手工钨极氩弧焊、手工焊条电弧焊、熔化极惰性液体保护焊等手法，也可采用埋弧自动焊的冲压方法。但为确保此次管道的冲压质量，我们采用全手工钨极氩弧焊的冲压方法。由于镍-黄铜B165 UNS N04400的冲压金属流动操控性较差，操作时明确要求焊工手法熟练，弧长尽可能短，将熔滴及时准确的送到所需要的位置上，冲压时要控制线能量，避免沟槽区过热，不要通过加大线能量来增加沟槽的焊透。

4.2冲压材料的选择

冲压材料的选用应根据冲压的化学成份、力学操控性、使用条件和施焊条件综合考虑。同种材料冲压易选用和母材钛系相同的冲压材料,若没有耐锈蚀操控性明确要求也可选用与母材钛系不同的冲压材料,但要保证冲压接头具备设计明确要求的操控性。与莱氏体钢制（316L）的冲压应根据沟槽强度、耐锈蚀性、线电阻率、高温操控性、冲压裂缝和导管的敏感度来考虑。

同种镍-黄铜B165 UNS N04400 的冲压，塞雷县选用ERNiCu-7；镍-黄铜B165 UNS N04400和TP316L的冲压，塞雷县也选用ERNiCu-7 塞雷县的化学成份及熔敷金属的机械操控性见表3和表4，需用选用氩气作为焊枪及波洛吉区的保护液体，为避免液体对沟槽操控性的不利影响，应确保氩气不低于99.99﹪。

4.3焊前准备

4.3.1 冲压坡口的制备

熔化焊时，由于镍-黄铜有低熔透性的特点，且冲压操作过程中又不能通过加大冲压线能量来增加沟槽的焊透性，所以要选用大坡口角度和小钝边的接头形式，如图1

坡口角度α=80±5°、钝边p=0.5～1.5mm、组对间隙с=1.8～2.1mm；

4.3.3 焊件的清理

清洁成功是冲压镍黄铜的主要条件之一，铅、硫、磷和某些低沸点的元素能增加冲压的热裂缝倾向及冲压导管的造成。因此焊件组对前，应对坡口两侧各50 mm范围内进行清理。渗漏可用蒸汽脱脂，对不溶于脱脂剂的漆和其他杂物，可用氯甲烷、碱等清洗剂清洗，标记墨水可用甲醇清除，被压入焊件表面的杂物可用磨削、喷丸或10％盐酸溶液清洗。并用水冲净，干燥后方能冲压。在清理操作过程中，可运用钢制刷，以避免铁污染。不仅如此，在冲压前还应当把所用的塞雷县用沙纸打磨，使其露出金属光泽。

4.4冲压工艺技术参数

电弧特性:手工钨极氩弧焊-直流正接；钨极材料：铈钨极；钨极直径：Φ2.5mm；喷嘴直径：Φ14mm；层间温度≤100。C，根据冲压工艺技术指导书及冲压工艺技术评定实验结果，制订实际冲压工艺技术参数如表5

4.4冲压操作

4.4.1施工现场GTAW≥2m/s、温度低于0℃、雨雪天及相对湿度大于90%，没有防风措施禁止施焊。

4.4.2对于小直径的铁管，冲压中宜采取在沟槽两侧加装加热铜块或用湿布擦拭沟槽两侧等措施，减少沟槽的高温停留时间，增加沟槽的加热速度。

4.4.3 点位焊和打底焊采用的手工乌极氩弧焊必须波洛吉区充氩保护，氩气熔点必须≥99.99﹪。

4.4.4定位焊

(1)定位焊点数不能小于三点,每处长度约10mm。

(2) 为避免形变集中，定位焊时要采用对称点焊，尽量减少固定焊口且要避免强制组对。

(3)定位沟槽必须焊透，如果定位沟槽上再次出现裂缝、导管等缺陷，必须将此段打磨掉，重新冲压此段定位沟槽，不允许用重熔的方法修补。

4.4.5打底焊

(1) 送丝 塞雷县在氩弧保护区内往复继续的送进熔池。因为镍-黄铜的熔滴流动性差，送丝必须速度稍快，动作敏捷，准确的把熔滴送到所需要的位置。在整个施焊操作过程中，塞雷县受热的端部不能离开熔池氩气保护区内，以免水解，影响冲压质量。

(2) 收弧 必须用焊枪对熔池进行延时液体保护约20秒。

4.4.6填充及盖面

(1)冲压工程要保持清洁，做好层间的清理工作

(2)做好层间温度的控制，每层焊完后，可采用测温笔测量焊道温度，待层间温度小于100℃时，进行下一层的冲压。在没有后测温的情况下，可以用手测温，以焊道不烫手为止。

(3)在用氩弧焊第一遍填充时，必须波洛吉区继续充氩保护，充氩遍数不小于2遍。

(4)施焊操作操作过程中，尽量采用小的线能量、短弧焊、低的层间温度、多层多道焊的操作方法。

(5)焊件表面严禁有电弧擦伤，且不得在焊件表面引弧和熄弧，冲压熄弧时应填满弧坑，并应磨去弧坑缺陷。

4.4.7焊后检查 冲压完毕后，应及时将沟槽表面的熔渣及表面飞溅物清理干净。沟槽要成行较好，沟槽余高控制在0.6-2.0mm之间。外观检查合格后，对焊口进行100％RT检测。

5 冲压操作过程控制

镍-黄铜的冲压必须严格控制冲压操作过程，为满足冲压明确要求，提高冲压质量，特制订以下控制措施：

（1） 焊工在施焊前，要进行专门的培训和考试，考试合格且进行技术交底后，方能进行施焊。

（2） 每个焊口组对后,要经检查员和监理确认后方可进行冲压。

（3） 冲压操作过程中焊工要作好冲压施工记录，层间温度要控制在100。C以内。

（4） 冲压完成后，焊工要及时清除熔渣、飞溅、弧坑裂缝及防飞溅涂料，并对沟槽外观质量进行自检，质检人员根据自检记录进行检查，检查合格后应在单线图上进行焊口标识。

（4） 沟槽无损检测后如不合格，由检测部门发出沟槽返工通知单并指出准确的缺陷位置，由冲压联络员通知焊工进行返工，并按规范明确要求做好返工记录。

（4） 对经过一次返工仍不合格的沟槽，再进行返工时，由质保工程师组织专业人员讨论、预测原因，选派合格焊工施焊，并做好返工记录。

（4） 同一部位的沟槽返修次数不应超过两次。若超次返修应预测原因、制定措施，并应得到冲压工程师的许可，方可进行返修。

6 结论

通过以上预测可知：镍-黄铜B165 UNS N04400冲压性较差，必须严格执行工艺技术措施，才能保证获得最佳操控性的接头，在冲压中尤其须注意以下几个方面。

冲压自然环境的影响。我们的冲压施工多是在恶劣的自然环境条件下，不合理的冲压位置，风、雨、雪，灰尘等都会对冲压质量造成不利影响。因此施工管理一定要做到周到细致。

焊前必须把坡口清理清理干净。镍-黄铜B165 UNS N04400的冲压对管道THF1较高，不能保证THF1，就不能保证冲压质量。

冲压操作过程中必须严格控制冲压线能量和层间温度。冲压极易采用小电流、低电压、快焊速、多层多道焊的冲压方法。

管道的冲压必须使有经验的焊工担任。由于镍-黄铜B165 UNS N04400可焊性较差，焊工不宜掌握，本工程有求焊口100﹪RT检测，明确要求焊工严格工艺技术明确要求，冲压工程师，冲压检查员随时检查指导冲压工作。