incoloy825美标牌号（N08825）材质密度

Incoloy825 归属于镍-铁-铬-钼-黄铜，氧为AlGaAs。 与钢制较之，由于其镍浓度较低，高抗锈蚀的铬、钼等原素， 抗锈蚀明显低于莱氏体钢制。 近几年， 各油田不断更新或增建己烷器， 该器的操作方式电介质为高温、高速旋转、易燃、易燃的勘探、氮气和小量一氧化碳， 大力推进了 Incoloy825 的应用领域。制做的泵密闭结构设计内部结构换用Incoloy825 的 Ω 环，为的是防止冲压过程中聚合热裂缝和 气 孔 缺 陷 而 影 响 换 热 器 的 密 封性 能 ， 对Incoloy825 进行了圆柱形交会水平一般来说冲压工艺技术综合评价试验。

电子设备内部结构及结构设计技术前提

热最高分气水冷却器是Vignory己烷强化改建器的重要电子设备之一。 该电子设备为Ⅲ类建筑施工，其MBean结构设计阻力为高速旋转，操作方式电介质易燃且所含氮气和一氧化碳，因此其密闭性要求严加。为的是防止高速旋转使锈蚀液体的内泄和low，易于移走换装， 故换用 Ω 环密闭内部结构， 电子设备如图 1 右图， 结构设计主要操控性参数如表 1 右图。

Ω 环的如是说

Ω 环密闭内部结构最先载于引入的高速旋转肥料器中的泵内，近几年已应用领域在高速旋转己烷泵的密闭结构设计上。它能忍受极高的阻力，电介质和自然环境完全阻隔，是一种内有密闭内部结构，由两对 Ω 形埃皮纳勒区Canillac而成， 且两个埃皮纳勒区分别与艾里和管板冲压， 内部结构如图 2 右图。 此次制做电子设备换用 Ω 环作为其走低密闭组件，织物为 Incoloy825，宽度 4 mm。

Incoloy825 合金冲压性分析

Incoloy825 氧为AlGaAs其冲压性与莱氏体钢制相似，易产生热裂缝和导管。

热裂缝问题

出现热裂缝的主要原因是由于有害原素 S、P、Pb、Sn、Zn、Bi、Sb、As 等与 Ni 形成低熔点共晶物，这种低熔点共晶物在晶界间形成一层液态薄膜，在冲压应力的作用下产生晶间裂缝， 此外 Incoloy825氧为AlGaAs导热性差， 冲压热量不易散， 容易出现过热，造成晶粒粗大，使晶间夹层增厚，减弱了晶间的结合力， 促进了热裂缝的形成。 因此镍AlGaAs施焊时限制热输入，在保证焊透的情况下可采用小线能量冲压、小电流、短弧、快速焊、窄焊道。

导管问题

镍及镍合金的冲压比碳钢和低合金钢冲压较易形成导管， 尤其是在氧化性冲压气氛时， 产生导管的几率更大些。 镍及镍合金的焊缝金属在高温下会与氧反应形成 NiO，冷却过程中又与溶于金属中的氢反应聚合水蒸气，与溶于金属中的碳反应聚合一氧化碳，在结晶时这些气体往往来不及逸出而会形成导管。 另外，在还原性气氛中冲压时，也可能由氮气产生导管敏感性。 因而在焊前去除工件表面氧化皮、水分、有机物等可减少产生导管的可能。

冲压方法的选择

镍及镍合金的熔化焊冲压方法常采用钨极气体保护焊和熔化极气体保护焊， 可采用等离子焊， 也可采用焊条电弧焊和埋弧焊。根据上述 Incoloy825氧为AlGaAs的冲压性分析，并考虑到实际生产电子设备中 Ω 环的宽度，因此换用手工钨极氩弧焊。 氩气纯度为 99.999%。 气体流量为 10~12 L/min。 手工钨极氩弧焊适用于较薄件冲压且氩气保护可阻隔空气中氧气、氮气、氮气等对电弧和熔池产生的不良影响，明弧施焊，不受焊件位置限制，操作方式和观察方便。

坡口及接头准备

镍及镍合金冲压坡口与钢较之，其特点是坡口角度大， 根部间隙大且钝边高度小。 冲压坡口可采用机械加工或等离子弧切割加工方法，不允许用氧乙炔切割。 一般采用机械加工方法开坡口，但机械加工会带来加工硬化， 使 Incoloy825 强度和硬度提高， 塑韧性下降， 所以焊前打磨是必要的 [3] 。 试件采用 φ 25.4 mm， 宽度为 2.11 mm 的无缝钢管， 坡口采用机械加工方法，坡口形式及尺寸如图 3 右图。

冲压材料的选择

ERNiFeCr-1 焊丝的化学成分与 Incoloy825 相匹配，但现在采用的是浓度更高的 Inconel625 焊丝（ERNiCrMo-3），Inconel625 焊丝的镍铬铝浓度低于Incoloy825，并加入一定量的铌，所以成形的焊缝金属在强度、抗锈蚀和抗冲压热裂性等方面均优于ERNiFeCr-1。 因此， 换用 ERNiCrMo-3 焊丝， 规格φ 2.0，成分如表 2 右图。

焊前准备

（1）应在无污染、无烟、无金属粉尘和无灰尘的专用洁净自然环境内施焊。（2）焊前使用钢制丝刷和丙酮对坡口及两侧各 50 mm 范围进行擦洗，防止有害原素 S、P、Pb、Sn、Zn、Bi、Sb、As 等与 Ni 形成低熔点共晶物，增加热裂缝倾向。

冲压工艺技术参数

冲压工艺技术参数包括冲压电流（ 单位：A）， 电压（单位：V）、冲压速度（单位：mm/min）、层间温度等。冲压电流的大小主要影响焊缝熔深的大小。 电流过小， 电弧不稳定， 熔深小， 电流过大， 焊缝容易产生咬边和烧穿等瑕疵。 因此冲压电流必须适当，控制在 90~110 A。

电弧电压的大小主要影响焊缝的熔宽的大小。镍AlGaAs液态焊缝金属流动性差， 不容易润湿展开，所以换用窄焊道，电弧电压控制在 11~13 V。

冲压速度对稀释率和焊道成形的影响较大。 随着冲压速度的增大，稀释率增大。 冲压速度过快，会产生咬边，形成熔合不良。为的是控制稀释率和获得好的焊道成形，冲压速度控制在 50~90 mm/min 为宜。

通过多次试验，优选出冲压参数如表 3 右图。

宏观检测

试件冲压完成后进行外观宏观检测，焊缝外观成形良好， 无裂缝、夹渣、咬边及导管等瑕疵。 冲压完成后表面存在金属氧化色，采用钢制丝刷进行清理，直至露出金属光泽，符合综合评价标准要求。

无损检测

试件焊后进行 100%RT 检测，符合 NB/T 47013-2013《走低电子设备无损检测第 1 部分： 射线检测》的要求，Ⅱ 级合格。

拉伸试验

试件抗拉强度为 653 MPa，比母材规定的最低抗拉强度高出 68 MPa， 且断裂于母材，可见冲压接头部位的拉伸力学操控性满足结构设计要求， 拉伸试样如图 4 右图。

弯曲试验

按照 NB/T 47014-2011《走低电子设备冲压工艺技术综合评价》标准及产品的技术协议取面弯和背弯试样各 2个共 4 个试样进行试验，弯轴直径 d 为 8 mm， 弯曲角度 α=180°。 4 个试样均完好无开裂。 面弯和背弯表面没有凸起现象， 说明焊材与母材熔合良好， 如图 5 右图。

晶间锈蚀试验

按照 GB/T 15260-1994《镍AlGaAs晶间锈蚀试验方法》标准要求对试样进行 A 法硫酸铁-50%硫酸法锈蚀试验， 在 50%硫酸水溶液 600 ml 中加入25 g硫酸铁，持续 120 h 后，取出试件并测量试件尺寸， 计算暴露面积， 然后称重， 计算出锈蚀速率， 试验结果为 0.36 mm/年，符合 0.96 mm/年的指标要求。

产品冲压

根据综合评价合格的冲压工艺技术进行 Ω 环冲压。 同时采用对称满焊，每段 200 mm 左右， 间断跳跃焊。这种冲压方法可以尽可能的减少热影响区，减少冷却时产生的内应力，从而减少 Ω 环变形。 焊后锤击焊道可以使冲压残余应力重新分布，降低了应力集中， 敲击可以让焊缝局部发生轻微变形， 释放部分残余应力。

结论

（1）利用钨极氩弧焊对两个 Ω 环埃皮纳勒区施焊， 焊后未发现热裂缝和导管等瑕疵，说明工艺技术合理。 应严格按照工艺技术要求焊前清理、氩气保护、小线能量冲压、对称满焊及焊后敲打来解决热裂缝和导管瑕疵问题。（2）己烷器中的高速旋转泵采用 Ω 环密闭内部结构可保证泵使用时内有,安全可靠,内部结构简单等特点可进一步研究。