镍铜合金薄壁管现场焊接作业的总结与建议.pdf

年第 期硫磷设计与粉体工程 ：镍铜合金薄壁管现场焊接作业的总结与建议童朝刚（中石化南京工程有限公司，江苏 南京）摘 要：以沙特 项目镍铜合金薄壁管焊接为例，分析了母材及焊丝化学成分，介绍了镍铜合金的焊接特性和焊接工艺参数，总结了现场施工的焊接设备、环境要求、坡口选用，以及焊接作业中的注意事项，并针对镍铜合金焊接特点提出了建议。关键词：管道焊接；焊接工艺；镍铜合金；注意事项中图分类号：文献标识码：文章编号：（）项目背景镍铜合金有较好的室温力学性能和高温强度，耐蚀性高，耐磨性好，容易加工，无磁性，多用于制作对耐蚀性能、高温抗疲劳等要求较高的高温环境作业的管件等。沙特 装置的高压输油管道采用镍铜合金材质，管壁厚度为 。由于镍铜合金管壁较薄，且在含有水分的氧化氮、氨、硫化物和氯、溴、碘等卤素中易腐蚀，故在焊接时需选择合适的焊材和焊接工艺，以保障管道的焊接质量达到工艺要求。笔者结合沙特 项目镍铜合金薄壁管的焊 天津化工，（）：宋 耀次磷酸钠工业生产综述天津化工，：杨景昌，任小伟，陈嘉甫黄磷净化与高纯磷制备无机盐工业，（）：刘 飞，李天祥，解 田，等高纯磷酸生产工艺及展望磷肥与复肥，（）：殷宪国高纯黄磷与电子级磷酸制备方法硫磷设计与粉体工程，（）：王惠平，马一平从次磷酸钠生产废渣中提取亚磷酸江苏化工，（）：王小妮泥磷回收产品的净化提纯研究昆明：昆明理工大学，作者简介：周明艳（），女，山东潍坊人，工程师，主要从事化工设计工作，电话：，：。（收稿日期：）接实践，总结了镍铜合金的焊接特性、焊接工艺，以及焊接过程中注意事项等。焊接工艺参数的确定 焊接材料本项目选用的试验母料为 镍铜合金，焊丝为 的。镍铜合金的焊丝和母材的化学成分见表。表 镍铜合金的母材和焊丝的化学成分化学成分母材焊丝（）（）（）（）（）（）（）（）（）工艺参数及电特性本项目镍铜合金焊接试验选用的工艺参数及电特性如下：母材 镍铜合金焊接方法气体保护钨极氩弧焊焊丝牌号焊丝规格 电源极性直流正极性焊接电流 电弧电压 焊接速度 线能量 焊接工艺评定对上述镍铜合金焊接工艺进行焊接工艺评定，对焊接试件的检验项目主要包括了外观检验、无损检验、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度检测、低倍金相试验等。检测结果显示：该镍铜合金焊接试件的所有检测项目均达到了合格标准。因此，沙特 项目镍铜合金薄壁管采用气体保护钨极氩弧焊（）焊接方法，焊丝为 的，焊接工艺参数如上。现场焊接条件 焊接设备本项目镍铜合金薄壁管焊接的焊机采用高频引弧焊机，直流正极性，钨极采用 的铈钨极，钨极端头用磨光机磨出锥形，焊枪采用大喷嘴。焊接采用氩气保护，气体纯度为，现场焊接前需将瓶内气体进行摇勺，确保气体保护质量。环境要求镍铜合金焊接要求在清洁，无铁离子污染的环境中进行焊接。预制工作在室内进行，地面采用胶皮隔离，焊接时采用人工通风，保证空气流通，以防止铜中毒现象；安装时采用防风防尘设施，四面围挡下面铺垫，上面封盖，环境温度 ，相对湿度不大于。焊丝用沾有丙铜（或无水乙醇）的海绵擦拭干净，所有接触镍铜合金坡口的焊材工具、手套等均无铁污染。坡口及点焊要点本项目采用坡口机加工坡口，单面坡口如图 所示。坡口角度为单边，钝边 。图 坡口示意坡口打磨时注意不要使母材产生过热变色，打磨后采用丙酮对坡口及其正反面两侧 以内的表面进行清洗。坡口组对的错口控制在。焊接组对间隙控制在 ，并留有 的钝边。点焊位置为组对管子的上部及两侧，长度为 ，高度为 ，焊点为过桥形式，不焊透以防内部氧化。焊接时从第四点起焊，当焊到点焊时，应将其打磨掉，并清理干净。焊接过程的注意事项 保护气输送镍铜合金焊接时采用正反面气体保护焊，正面背面都采用 氩气保护，切忌在焊件表面引弧和电流试验。焊接前，在管子两端用布或胶皮封好（见图），并留有氩气进气管和空气排气管，焊缝间隙用透明胶带贴好，并尽量在最上端留有 的间隙，使管子内部的空气能够排出，确保焊缝内部的气体保护效果。图 保护气输送示意 焊枪和焊丝的角度焊接时严格按指定的焊接作业指导书进行操作，焊丝与管子切线夹角为，焊枪与焊丝的夹角成，如图 所示。图 焊接时焊枪和焊丝的角度示意硫磷设计与粉体工程 年第 期 焊接保护措施镍铜合金焊接采用多层多道焊，由于后续焊道对前层焊道有热处理作用，焊接接头的组织和性能得到显著改善，故采用合适的线能量焊接，使焊接接头的、和 有足够的时间扩散。在焊接过程中适当提高 的 含量，有限抑制热裂纹和气孔出现；由于镍铜合金的流动性差，根部易产生未熔合咬边，焊接时焊枪摇把摆动需稳，以确保电弧在焊道的每一点上的停留时间相同，保持焊接线能量一致，避免线能量过高产生热裂纹气孔。在对根部进行焊接时，焊接保护气流量需增大。焊接作业的操作要点为了保证焊缝质量，焊丝尽量采用细焊丝，严格控制焊接电流，尽量压低电压以控制弧长。焊接时尽量降底、污染，引、收弧避开点焊点，引弧点必须在焊道内，禁止在母材表面引弧，点焊点打磨后封底焊。焊缝收弧时应将弧坑填满，多层大口径焊道的接焊层间接头相互错开。严格控制焊接层间温度不大于 ，控制熔池的红热状态下停留时间在 。层间温度低于 时才能进行表面焊接，表面焊接电流不能超过打底焊的电流，焊接第二层必须清理前一层焊道。施焊的焊道最好保持金黄色，尽量减少焊缝发蓝，杜绝焊道发灰、发黑。焊缝内部余高应控制在；如果焊接作业时不慎出现夹钨时停止作业，用磨光机消除钨点并重新打磨钨极端部，达到要求后方可重新作业。焊后清理和焊接检验镍铜合金焊接时除消除杂质外，还需磨去氧化色，以防止氧化色下的贫铬层耐蚀性下降。焊后需按操作规范对焊好的焊道表面进行清理，以达到外观良好，并通过焊接检验合格。结束语在沙特 装置中，镍铜合金薄壁管采用 焊接工艺，选用 的 焊丝，并严格按照编制好的焊接工艺规程进行施工，焊接检验时，对焊缝进行射线检测，取得了预 制、安装 合格的好成绩。结合沙特 项目施工经验，笔者建议在进行镍铜合金薄壁管焊接作业时还需注意下列事项：尽量采用机械方法去除焊接缺陷，严禁采用热加工方法，若采用砂轮进行打磨，则需确保打磨区域温度变化小于 ；必须消除氧化色，不能用与铁件打磨过的砂轮打磨镍铜合金，且不允许有非金属夹杂物或铁屑嵌在焊缝区；缺陷打磨后，需确保打磨区域无颜色变化，机械加工痕迹光滑细腻，并进行 检查，并严格清理或酸洗，包括去除 痕迹；若焊缝需要返修时，需严格按返修工艺或反馈指导书规定的焊接规范进行补焊，要求新焊缝表面打磨得与原焊缝平齐，消除接头痕迹，并按原焊接工艺规定进行必要的无损检测，以确保施工质量符合焊缝标准。作者简介：童朝刚（），男，江苏淮安人，主任技师，从事管道焊接工作，电话：，：。（收稿日期：）（上接第 页）梁铎强，华一新高砷锑硫化铜精矿脱砷锑新工艺研究昆明：昆明理工大学，黄汉年关于含砷铜精矿的处理重有色冶炼，（）：唐 斌，王玮，刘旸闪速熔炼处理高砷铜精矿的探讨有色金属（冶炼部分），（）：蒋国祥，李明晓，谭 伟，等含砷炼铜料的除砷研究进展矿冶，（）：刘政，姚媛高砷钴矿火法富集过程中砷的污染和治理江西有色金属，（）：肖红霞，崔 洁，齐 越，等一种从硫化砷渣中回收砷的新方法硫酸工业，（）：蓝碧波铜精矿湿法除砷试验研究湿法冶金，（）：作者简介：房孟钊（），男，河南荥阳人，硕士，冶金工程师，主要从事有色金属冶金及稀贵金属湿法冶金技术开发与应用方面的工作，电话：，：。（收稿日期：）年第 期 童朝刚镍铜合金薄壁管现场焊接作业的总结与建议 ，；，（），（，）：，；，（），：；（，；，）：“，”，：；，（，；，；，）：，：；“”（，）：，“，：；（，）：（）（），“”，：；（，）：，：；（，）：，