ICS
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团体标准
T/CNEA XXXX—XXXX
压水堆承压部件焊接第10部分：
镍基合金堆焊用焊带焊剂
Welding for pressure-retaining components of PWR-Part 10：
Nickel-alloy strip and fluxex for cladding
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（征求意见稿）
（本稿完成日期：）
XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国核能行业协会发布
T/CNEA XXXX—XXXX
目次
前言................................................................................ II 引言............................................................................... III
1 范围 (1)
2 规范性引用文件 (1)
3 术语和定义 (1)
4 型号 (1)
5 技术要求 (2)
6 试验方法 (4)
7 检验规则 (6)
8 包装、标志和质量证明文件 (7)
I
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II 前言
本文件按照GB/T 1.1—2020的规定起草。
T/CNEA ××××《压水堆承压部件焊接》与T/CNEA ××××《压水堆承压部件设计与制造》、T/CNEA ××××《压水堆承压部件材料》、T/CNEA ××××《压水堆承压部件无损检测》和T/CNEA ××××《压水堆承压部件设备设计制造》共同构成支撑《压水堆承压部件》团体标准体系。
本文件是T/CNEA ××××《压水堆承压部件焊接》的第10部分。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国核能行业协会提出并归口，技术支持单位为上海核工程研究设计院有限公司、核工业标准化研究所、苏州热工研究院有限公司。
本文件起草单位：上海核工程研究设计院有限公司、哈尔滨焊接研究院有限公司、宝武特种冶金有限公司、上海电气核电设备有限公司、东方电气（广州）重型机器有限公司、中广核工程有限公司、中国核动力研究设计院、苏州热工研究院有限公司、宝山钢铁股份有限公司。
本文件主要起草人：谷雨、姚俊俊、左波、余燕、陈佩寅、徐长征、张敏、吴东球、金亮、黄敏、陈忠兵、吴巍。
本文件为首次发布。
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引言
T/CNEA ××××《压水堆承压部件焊接》旨在建立跨堆型的、能反映工业级共性要求的核电产品焊接标准体系，为降低核岛机械设备的设计、制造和监管成本，保障产品质量提供帮助。拟由以下17个部分构成。
——第1部分：焊接通用要求。目的在于规定了压水堆承压部件及堆内构件焊接的通用要求，包括总则、人员、设备和环境、热处理总要求、焊接接头试验、评定接头和产品焊接见证件的保存、标识及可追溯性、评定有效性等要求。
——第2部分：焊接材料验收。目的在于规定了压水堆承压部件用焊接材料验收要求，包括“批”
的定义、力学性能试验、化学分析试验、δ-铁素体含量的测定、晶间腐蚀试验、扩散氢含量测定、复验、包装、标志和验收报告等要求。
——第3部分：焊接工艺评定。目的在于规定了压水堆核电厂核岛机械设备承压部件的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、堆焊工艺评定、复合金属材料焊接工艺评定、换热管与管板焊接工艺评定的规则、试验方法和合格标准等要求。
——第4部分：产品焊接。目的在于规定了压水堆承压部件的产品和见证件焊接、焊接相关的热处理、焊接检验等要求。
——第5部分：不锈钢手工电弧焊焊条。目的在于规定了压水堆承压部件用不锈钢手工电弧焊焊条的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第6部分：不锈钢焊丝。目的在于规定了压水堆承压部件用不锈钢焊丝的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第7部分：不锈钢堆焊用焊带和焊剂。目的在于规定了压水堆承压部件不锈钢堆焊用焊带和焊剂的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第8部分：不锈钢焊丝和焊剂。目的在于规定了压水堆承压部件埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第9部分：镍基合金手工电弧焊焊条。目的在于规定了压水堆承压部件用镍基合金手工电弧焊焊条的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第10部分：镍基合金堆焊用焊带和焊剂。目的在于规定了压水堆核电厂承压部件镍基合金堆焊用焊带和焊剂的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标识和质量证明文件等要求。
——第11部分：镍基合金焊丝。目的在于规定了压水堆核电厂承压部件气体保护焊用镍基合金焊丝的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第12部分：碳钢手工电弧焊焊条。目的在于规定了压水堆承压部件用碳钢手工电弧焊焊条的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第13部分：碳钢气体保护焊焊丝。目的在于规定了压水堆承压部件碳钢气体保护焊焊丝的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第14部分：埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂。目的在于规定了压水堆承压部件碳钢埋弧焊丝及其焊剂的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第15部分：埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂。目的在于规定了压水堆承压部件埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂的型号、技术要求、试验方法及检验准则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第16部分：低合金钢手工电弧焊焊条。目的在于规定了压水堆承压部件用低合金钢手工电弧
III
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IV 焊焊条的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明文件等要求。
——第17部分：低合金钢气体保护焊焊丝。目的在于规定了压水堆承压部件低合金钢气体保护焊焊丝的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标识和质量证明文件等要求。
T/CNEA XXXX—XXXX 压水堆承压部件焊接第10部分：镍基合金堆焊用焊带和焊剂
1 范围
本文件规定了压水堆核电厂承压部件镍基合金堆焊用焊带和焊剂的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标识和质量证明文件等内容。
本文件适用于压水堆核电厂承压部件镍基合金堆焊用焊带和焊剂。其他堆型可参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 228.2—2015 金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法（GB/T 228.2—2015，ISO 6892-2:2011，MOD）
GB/T 2652—2008 焊缝及熔敷金属拉伸试验方法（GB/T 2652—2008，ISO 5178:2001，IDT）GB/T 2653—2008 焊接接头弯曲试验方法（GB/T 2653—2008，ISO 5173:2000，IDT）
GB/T 15260—2016 镍基合金晶间腐蚀试验方法（GB/T 15260—1994，ISO 9400:1990，IDT）GB/T 25775—2010 焊接材料供货技术条件产品类型、尺寸、公差和标志（GB/T 25775—2010，ISO 544：2003，MOD）
T/CNEA-XXX.X 压水堆承压部件无损检测第X部分：超声检测
T/CNEA-XXX.X 压水堆承压部件无损检测第X部分：渗透检测
T/CNEA-XXX.2 压水堆承压部件焊接第2部分：焊接材料验收
T/CNEA-XXX.4 压水堆承压部件焊接第4部分：产品焊接
3 术语和定义
无。
4 型号
4.1 焊带
本文件焊带的型号为EQNiCr-3、EQNiCrFe-7、EQNiCrFe-7A和EQNiCrFe-14。
4.2 焊剂
按焊剂与焊带相组合堆焊而获得的熔敷金属的化学成分、力学性能等要求予以确定匹配的焊剂。4.3 焊带-焊剂组合
本文件中焊带与焊剂组合按熔敷金属的化学成分进行划分。
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2
焊带-焊剂组合应符合本标准规定的熔敷金属化学成分、力学性能以及其他特殊性能的要求。
5 技术要求 5.1 焊带 5.1.1 尺寸
焊带的尺寸和公差应满足表1的要求。
表1 焊带的尺寸和公差
单位为毫米
5.1.2 缠绕要求
4.1.2.1 焊带的外端应固定，防止松脱。缠绕应保证焊带在焊接过程中能连续均匀的送进。焊带的头
尾两端应有识别标记。
4.1.2.2 每一连续长度的焊带应由同一炉号或同一批号的材料组成。 4.1.2.3 焊带应卷成盘（卷）供应，每盘（卷）焊带不应有接头。
5.1.3 表面质量
焊带表面光滑，不得有油污、润滑剂等任何杂质，应无对焊带特性、焊接设备的操作或熔敷金属的性能有不利影响的裂纹、凹坑、划痕、氧化层、皱纹、折叠和外来物。 5.1.4 化学成分
焊带的化学成分应满足表2的要求。
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表2 焊带化学成分（wt.%）
5.2 焊剂
5.2.1 颗粒度
焊剂为颗粒状，颗粒均匀，焊剂能自由地通过标准焊接设备的焊剂供给管道、阀门和喷嘴。焊剂的颗粒度应满足表3的要求，但根据供需双方协议的要求，可以制造其他尺寸的焊剂。
表3 焊剂颗粒度要求
5.2.2 机械夹杂物
焊剂中机械夹杂物（碳粒、铁屑、原材料颗粒、铁合金凝珠及其他杂物）的质量百分含量不大于0.30%。
5.2.3 工艺性
焊剂应具有良好的焊接工艺性能。选择合理的堆焊工艺参数进行堆焊时，堆焊焊带和焊剂组合应保持堆焊过程稳定，堆焊焊道应平整、成形美观、脱渣容易。焊道与焊道之间、焊道与母材之间熔合良好。
5.3 熔敷金属化学成分
熔敷金属化学成分应满足表4的要求。
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4 表4 熔敷金属化学成分
5.4 熔敷金属拉伸性能
5.4.1 室温拉伸性能
当设计文件或图纸对被焊接母材有室温拉伸性能要求时，熔敷金属应进行室温拉伸试验，试验结果应满足设计文件的性能要求。
5.4.2 高温拉伸性能
当设计文件或图纸对被焊接母材有高温拉伸性能要求时，熔敷金属应进行高温拉伸试验，试验温度和试验结果应满足设计文件的性能要求。
5.5 堆焊层弯曲性能
当设计文件或图纸对熔敷金属有弯曲性能要求时，熔敷金属应进行弯曲试验，试验结果按应满足设计文件的性能要求。
5.6 熔敷金属晶间腐蚀性能
当设计文件或图纸对熔敷金属有抗晶间腐蚀性能要求时，需进行熔敷金属晶间腐蚀试验，试验结果应无晶间腐蚀倾向。
5.7 无损检测
4.7.1液体渗透验收准则应满足“T/CNEA-XXX.4 压水堆承压部件焊接第4部分：产品焊接”的要求。
4.7.2超声检测验收准则应满足满足相关设计和采购说明书的规定。
6 试验方法
6.1 焊带的质量检验
6.1.1 尺寸和表面质量
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焊带尺寸检验应用精度为0.01 mm 的量具，每盘（卷）焊带测量点不少于两处。 焊带表面质量应按照4.1.1的要求，对焊带进行目视检查。 6.1.2 化学成分
焊带的化学成分分析应在成品焊带上直接取样。
化学成分分析试验可采用供需双方同意的任何适宜方法。仲裁试验应按供需双方同意的任何适宜方法进行。
6.2 焊剂的质量检验 6.2.1 颗粒度检验
检验普通颗粒度焊剂时，把0.450mm （40目）筛下颗粒和2.50mm （8目）筛上颗粒的焊剂分别称量。检验细颗粒度焊剂时，把0.280mm （60目）筛下颗粒和2.00mm （10目）筛上颗粒的焊剂分别称量。分别计算出0.450mm （40目）、0.280mm （60目）筛下和2.00mm （10目）、2.50mm （8目）筛上的焊剂占总质量的百分比。
按式（1）计算颗粒度超标焊剂的百分含量。
%1000
?=
m m
颗粒度超标焊剂
(1) 式中：
m ——超标的焊剂质量，g ； m 0——焊剂总质量，g 。 6.2.2 机械夹杂物检验
用目测法选出机械夹杂物，称其质量。按式（2）计算机械夹杂物的百分含量。
%1000
?=
m m
机械夹杂物
(2) 式中：
m ——机械夹杂物质量，g ； m 0——焊剂总质量，g 。 6.2.3 焊接工艺性能试验
焊接力学性能试件时，同时检验焊剂的焊接工艺性能，逐道观察脱渣性能、焊道熔合、焊道成形及咬边情况，其中有一项不合格时，认为该批焊剂未通过焊接工艺性能检验。 6.3 试件制备 6.3.1 试验用母材
试验用母材应采用与焊带-焊剂组合熔敷金属的化学成分和力学性能相当的材料，如采用其他型号的母材，应先用与被检焊带-焊剂组合化学成分相当的焊带/焊接或者焊条堆焊隔离层后作为试验用母材，隔离层应覆盖试验中熔敷金属可能接触的所有母材表面，隔离层至少堆焊3层或者厚度不小于6mm 。
堆焊层弯曲试验用母材类型应与产品母材相同。
母材厚度至少为50mm ，试板长度和宽度应满足取样要求。
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6.3.2 制备条件
焊前焊剂应按照焊材供货商推荐的烘干规范进行烘干。
在平焊位置制备，焊材检验试板的焊接规范参数应在焊材供货商推荐的范围之中，道间温度、焊接电流、焊接电压及热输入尽可能采用上限值。
用于弯曲试验的堆焊试件至少堆焊2层，预热温度不低于121℃。
每一焊道都要进行目视检查，并刷扫清理。
当产品焊缝在制造过程中要经受热处理时，焊接试板应进行模拟焊后热处理。模拟焊后热处理温度按产品要求，焊后热处理的总保温时间至少应为产品熔敷金属所经受的累计焊后热处理保温时间的80%。
6.4 熔敷金属的化学成分分析
熔敷金属的化学成分分析应在无稀释的堆焊层金属上取样。熔敷金属化学分析试验可采用供需双方同意的任何适宜方法。化学分析试样也可在拉伸试样的延长部分，或者从拉断后的拉伸试样上制取。
仲裁试验应按供需双方同意的任何适宜方法进行。仲裁试验的试样仅允许从堆焊金属上制取。
6.5 熔敷金属拉伸试验
熔敷金属拉伸试验在焊态或焊后热处理态(若产品焊缝需要焊后热处理)下进行。熔敷金属室温拉伸试验按GB/T 2652规定进行，试样标距段直径取10mm，标距为50mm。如需进行高温拉伸试验，则按GB/T 228.2进行。每个试验条件下，各取1个拉伸试样。
6.6 堆焊层弯曲试验
弯曲试验在焊态或焊后热处理态(若产品焊缝需要焊后热处理)下进行。弯曲试验按GB/T 2653规定进行，D = 4T（D：弯轴直径；T：试样厚度），弯曲角度α=180°。每个状态下4个侧弯试样，其中一组（2个）平行于焊接方向，另外一组（2个）垂直于焊接方向。
6.7 熔敷金属晶间腐蚀试验
晶间腐蚀试验在焊态或焊后热处理态(若产品焊缝需要焊后热处理)下进行，熔敷金属晶间腐蚀试验按GB/T 15260—2016的“B”法进行，每个试验条件下取2个试样，试样须经（675±5）℃×1小时敏化处理。
6.8 无损检测
5.8.1在熔敷金属取样前应对焊接试板进行无损检测。
5.8.2超声检测按“T/CNEA-XXX.X 压水堆承压部件无损检测第X部分：超声检测”的规定进行。
5.8.3渗透检测按“T/CNEA-XXX.X 压水堆承压部件无损检测第X部分：渗透检测”的规定进行。
5.8.4无损检测人员应具备资质，具体要求可由供需双方商定。
7 检验规则
7.1 批量划分
批量划分按T/CNEA XXXXX.2焊接材料验收及相应采购规格书的规定执行。
一批焊剂应与一批焊带组合，以组成在制造和验收中不可分开的一组焊接材料。
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T/CNEA XXXX—XXXX 7.2 取样方法
7.2.1 焊带取样
应从每批焊带中抽取3%，但不少于2盘（卷）进行化学成分、尺寸和表面质量等检验。
7.2.2 焊剂取样
每批焊剂随机抽样，抽取的焊剂应能保证各项测试用量。
7.3 验收
6.3.1每批焊带应按下列要求进行验收：
a)焊带尺寸检验结果应满足4.1.1节要求。
b)焊带缠绕要求检验结果应满足4.1.2节要求。
c)焊带表面质量检验结果应满足4.1.3节要求。
d)焊带化学成分满足4.1.4节要求。
6.3.2每批焊剂的质量应满足4.2节的要求。
a)焊接颗粒度检验结果应满足4.2.1节要求。
b)焊剂机械夹杂物检验结果应满足4.2.2节要求。
c)焊接工艺性检验结果应满足4.2.3节要求。
6.3.3每批焊带-焊剂组合应按下列要求进行验收：
a)熔敷金属化学成分应满足4.3节要求。
b)熔敷金属拉伸性能应满足4.4节要求。
c)熔敷金属弯曲试验应满足4.5节要求。
d)熔敷金属晶间腐蚀试验结果应满足4.6节要求。
e)熔敷金属无损检测结果应满足4.7节的要求。
7.4 复验
当下列任何一项试验结果不合格时，则该项应取双倍试样进行复验。复验试样应在原试件上切取，若不能满足此要求，应重新制备试件进行全套试验，在焊接参数保持不变的条件下，在重新制备的试件上可以仅对不合格的试验项目取双倍试样进行复验。复验只允许一次。
a)对于化学成分分析，只需要对不满足要求的元素进行复验。
b)复验拉伸性能时，抗拉强度、规定塑性延伸强度及断后伸长率均应同时复验。
c)弯曲性能若不合格，应做两组复验，两组试样的复验结果均应合格。
如果某一不合格的结果是由于试验的实施过程中的问题或由于试样存在缺陷引起的，则有关结果不予认可，并应重新进行试验。
8 包装、标志和质量证明文件
8.1 包装
焊材的包装按GB/T 25775的要求或供需双方协议进行，保证在正常条件下的运输和存储条件下免受损伤。
8.2 标志
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8 每个焊带焊剂包装外部至少应标明下列内容：
a)本标准号、焊材型号及焊材牌号；
b)焊材制造商名称和商标；
c)规格和净重；
d)批号；
e)生产日期。
8.3 质量证明文件
在焊材交货的同时应提交焊材质量证明文件，至少应包括下列内容：
a)合同号或订单号；
b)焊材的型号、牌号和标准号；
c)制造商名称和商标；
d)批号、检验号；
e)规格、供货数量和生产日期；
f)试板焊接实际使用的焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度、道间温度、热输入；
g)焊后热处理条件和焊后热处理参数，包括加热和冷却速度、热处理温度和保温时间；
h)所有要求的试验报告，包括取样位置，试验方法，试验温度，试样类型以及试验结果等。
若焊材制造商和焊材供货商不是同一个公司，焊材供货商需向采购方提供焊材制造商和焊材供货商（如有）的全部质量证明文件。
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镍基喷焊合金粉末 Nickel-base sprayed welding alloy powder 喷焊合金粉末，通称自熔性合金，亦称硬面合金。镍基喷焊合金粉末主要包括Ni－Cr－B－Si系列；Ni－Cr－B－Si－C系列；Ni－Cr－B－Si－C－Mo－Cu系列等,它具有优良的综合性能,耐腐蚀、抗氧化、耐热耐低应力磨粒磨损和粘着磨损等，具有优异的喷焊工艺性。 型号 规格 (μm) 特性简述主要用途物理性能应用工艺 Ni15AA -106/+45 -90/+25 熔点低、自熔性好，具有 优良耐磨、耐热和抗氧化 性能。 玻璃模具，塑料模铸铁， 机床导轨修复和予保护 ①HB170 ②熔点1080℃ ③流动性 16s/50g ④松装密度 4.7g/cm3 氧乙炔一、二步 法喷焊工艺。 Ni25A -106/+45 -90/+25 -45/+15 熔点低、自熔性优良，焊 层具有耐磨、耐蚀、抗氧 化性能。 用于小能多冲击的玻璃 模具、平板、滑轨、齿轮 面修复和予保护。 ①HRC22/26 ②熔点1050℃ ③流动性 15s/50g ④松装密度 4.7g/cm3 氧乙炔一、二步 法工艺;超音速 喷涂。 Ni25AA -90/+25 -73/+45 熔点极低湿润性好，焊层 具有综合性能优。 用于玻璃模具止口修复 和予保护 ①HRC21-24 ②熔点 850℃/900℃ ③流动性 16s/50g ④松装密度 4.6g/cm3 氧乙炔一、步法 喷焊工艺。 Ni45A -73/+45 -106/+45 熔点低、自熔性优良，焊 层具有耐磨、耐热、耐腐 蚀、抗氧化性能。 用于玻璃模具冲头予保 护焊层 ①HRC42-48 ②熔点1080℃ ③流动性 16s/50g ④松装密度 4.6g/cm3 氧乙炔一、二步 法喷焊工艺。 Ni45Q -106/+45 -150/+53 -75/+15 熔点低、自熔性好，焊层 具有耐磨、抗氧化、抗硝 酸腐蚀性好。 用于气门进排气阀，耐 酸泵轴予保护涂层. ①HRC43-47 ②熔点1070℃ ③流动性 16s/50g ④松装密度 4.7g/cm3 等离子堆焊 氧乙炔喷焊 炉熔工艺 Ni55AA -106/+45 -150/+53 熔点低、自熔性好，焊层 具有良好耐磨、耐热、抗 氧化性能。 泵柱塞、拔丝轮等机械零 件予保护焊层。 ①HRC50-57 ②熔点1040℃ ③流动性 17s/50g ④松装密度 4.6g/cm3 等离子堆焊 氧乙炔喷焊
镍基合金粉末 1.JN-NiCrBSi镍基自溶性合金粉末 关键词：镍基自熔性粉末、热喷涂合金粉末 特点：JN-NiCrBSi是硬度高的一种合金粉末，粉末的自溶性、润湿性和喷焊性能好，喷焊沉积层耐蚀、耐磨、耐滑动磨损性 用途：主要适合于汽车活塞环，气门、密封环、柱塞和轴等表面强化。 JN-NiCrBSi合金粉末化学成份wt% 2.Ni15镍基自溶性合金粉末 关键词：镍基自熔性粉末耐磨喷涂粉末镍基合金粉末 特点：JN.Ni15是硬度较低的镍、硼、硅、铜合金粉末、自溶性、润湿性较好、易加工、耐蚀。 用途：适用于铸造件，模具等缺陷修复。 粉末熔融温度：1050～1150°C 喷焊沉积层硬度：HB150～180 粉末粒度范围：－150目（一步法） JN.Ni15合金粉末化学成份wt% 3.Ni17镍基自溶性合金粉末 关键词：镍基自溶性合金粉末耐磨喷涂粉末 特点：JN.Ni17是较低硬度的合金粉末，粉末的自溶性和喷焊性能都好，喷焊沉积层耐蚀，易加工成形。 用途：适用于修复玻璃模具、铸铁、机床、轴等。 粉末熔融温度：1050～1150°C 喷焊沉积层硬度：HB170～210
粉末粒度范围：－150目（一步法） JN.Ni17合金粉末化学成份wt% 4.Ni20镍基自溶性合金粉末 关键词：镍基自溶性合金粉末耐磨喷涂粉末镍基合金粉末 特点：JN.Ni20是较低硬度的合金粉末，粉末的自溶性、润湿性和喷焊性能好、喷焊沉积层耐蚀、耐高温氧化性能好、易加工成形。 用途：适用于修复玻璃模具、铸铁、机床、轴类等表面强化及修复。 粉末熔融温度：1040～1100°C 喷焊沉积层硬度：HRC17～23 Ni20合金粉末化学成份wt% 5. Ni25镍基自溶性合金粉末 关键词：镍基合金粉末、耐磨喷涂粉、自溶性镍基合金粉末 特点：JN.Ni25是硬度低的合金粉末，粉末的自溶性、润湿性和喷焊性能好、喷焊沉积层耐蚀、耐急冷、耐热性能好、易加工等特点。 用途：适用于修复玻璃、塑料、橡胶等模具的表面强化及修复。 粉末熔融温度：1050～1120°C 喷焊沉积层硬度：HRC23～28 粉末粒度范围：－150目、－320目（一步法）、－150目～＋320目（二步法） Ni25合金粉末化学成份wt%
文章编号： （ ） 铬、硅含量对镍基高温合金组织及耐蚀性的影响 陈民芳，孙家枢，由臣，赵润娴 （天津理工学院材料科学与工程系，天津 ） 摘要：设计开发了四种不同成分的镍基合金，通过扫描电镜（ ）、能谱分析（ ）和 射线衍射（ ）相结合的综合分析手段，研究了 、 含量对试验材料组织和相组成的 影响 结果表明，当 、 含量适宜时，合金可实现碳化物、硼化物和硅化物的复合强化，使合金中第二相数量多、分布均匀、硬度高、耐熔盐腐蚀能力强 在 以下可替代钴基 合金，有广阔的应用前景 关键词：镍基超合金；显微组织；硅化物；熔盐腐蚀 中图分类号： 文献标识码： ， ， ， （ !" !# ， !$ !%! & ’! #(， !$ ! ， ’ ! ） ：) & * !" + ,- " & (. ’" ! ’ / / !’ 0 - ! " #! " !"" 0 " ’ ! ! ! ’ / &/ !" ! !/ & & !" ’ !#/ . !0 # " !" -(/ ! !! !# !/ ( !" , (" ! ! ( ’ & ’ . " ’ ’ !# ’ !. ’ - " 、 !" - " ’ - ! 1 "-( "" !# ! ! ! ’ / &/ !" ! !" ( ’ " -& "’ / # ! & ( ! & & ’ #’ ! ! !# ( .’ ’’ 0 ’ #’’ "! !" !# - ( ! ! ’ ( ! ,- " ( !"’ - " ! ：+ ,- " (；/ & & ； ；/ !# ! 镍基高温合金是工业上广泛使用的高温结构材料，其工作环境决定这些部件常经受高温磨（冲）蚀损伤，而使它们的使用寿命降低［ 、 ］ 如果能在这些零部件的表面涂敷上一层性能高于基材的涂层，使之具有耐热、耐高温氧化、耐热腐蚀又耐磨的优异性能，势必能带来巨大的经济效益 近年来，金属间化合物增强金属基复合材料以其优良的性能成为这一领域的研究热点，铝化物［ ］和硅化物［ ］均有一些报道，并认为后者 是最有希望的新一代高温结构材料 本研究采用等离子喷焊的方法，使试验合金与基体达到完好的冶金结合 通过对四种试验材料的组织、结构和抗热腐蚀性能的研究，分析了 、 含量对硅化物形成乃至合金整体性能的影响，得到最佳合金成分配比，为工业生产提供了依据 材料成分设计和实验方法 第 卷第 期 年 月 天津理工学院学报 !" #$ 2 + 收稿日期：
1.1Inconel600镍基合金焊接方案 本工程中有Inconel600镍基合金管道36.8m，数量不多，但焊接要求严格。 由于气化装置是把煤转化水煤气等过程，整个系统是在较高温度和压力下操作，工艺介质中含有CO、CO2、H2S、H2、COS、NH2等可燃性、有毒介质，所以对管道材质要求较高。因此，我们特编写了镍合金管道的焊接方案，具体施工时将根据设计说明及技术要求再对本方案进一步的修改和补充。 1.1.1编制依据： 1) 《青海中浩60万吨/年甲醇项目建筑安装工程施工招标文件》； 2）《石油化工鉻镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3525-199； 3）《现场设备、工业管道焊接工程施工验收规范》GB50236-1998； 4）《石油化工剧毒、可然介质管道工程施工及验收规范》SH3501。 1.1.2材料验收 焊接材料应有出厂质量证明书，其中焊条应符合《镍及镍合金焊条》GB/T13814的规定，焊丝应符合《镍及镍合金焊丝》GB/T15620的规定。 焊接材料应进行验收。验收合格后，应作好标示，入库储存。 焊接材料的储存、保管应符合下列规定： 焊材库必须干燥通风，库房内不得有有害气体和腐蚀介质。 焊接材料应存放在架子上，架子离地面的高度和墙壁的距离均不得小于300mm。 焊接材料应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类放置，并应有标示。 焊材库内应设置温度计和湿度计，保持库内温度不抵于5℃，相对湿度不大于60%。 焊接用的氩气纯度不应低于99.6%。 1.1.3焊前准备 管子切割及坡口加工宜采用机械方法，若采用等离子切割，应清理其加工面。 坡口加工后应进行外观检查，坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。
目录 公司发展历程 (2) 工艺及工作原理 (4) 应用领域 (5) 现场案例 (8) 常见问题解决方案 (9)
工艺及工作原理 PTA等离子转移弧堆（喷）焊工艺原理： 一般采用两台独立的直流弧焊机作电源，利用等离子弧堆（喷）焊专枪（或称等离子弧发生器），在阴极和水冷紫铜喷嘴之间，或阴极和工件之间，使气体电离形成电弧，此电弧通过孔径较小的喷嘴孔道，弧柱的直径受到限制，在压缩孔道冷气壁的作用下，产生热收缩效应、机械压缩效应、自磁压缩效应，使弧柱受到强行压缩，这种电弧为“压缩电弧”，称为等离子弧。电弧被压缩后，和自由电弧相比会产生很大的变化，突出的是弧柱直径变细，促使弧柱电流密度显著提高，气体电离很充分，因而电弧具有温度高、能量集中、电弧稳定、可控性好等特点。等离子弧堆焊（喷）专枪产生的等离子弧分非转移型弧（阴极与喷嘴间建立的电弧）和转移型弧(阴极与工件间建立的电弧)，等离子弧堆焊的主要热源是转移型等离子弧。 PTA等离子转移弧堆（喷）焊工作原理： 是利用等离子弧作为热源，由送粉器向堆焊枪供粉，吹入电弧中，应用等离子弧产生的高温将合金粉末与基体表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、随堆焊枪和工件的相对移动，等离子弧离开后液态合金逐渐凝固，形成一层高性能的合金堆焊层，从而实现零件表面的强化与硬化的堆焊工艺，由于等离子弧具有电弧温度高、传热率大、稳定性好，
熔深可控性强，通过调节相关的堆焊参数，可对堆焊层的厚度、宽度、硬度在一定范围内自由调整。等离子粉末熔覆后基体材料和堆焊材料之间形成融合接口，结合强度高；堆焊层组织致密，耐蚀及耐磨性好；基体材料与堆焊材料的稀释减少，材料特性变化小；焊道平滑整齐，不加工或稍加工即可使用。利用粉末作为堆焊材料可提高合金设计的选择性，特别是能够顺利堆焊难熔材料，提高工件的耐磨、耐高温、耐腐蚀性或耐冲击性！ 技术优势： 1、堆焊熔覆合金层与工件基体呈冶金结合，结合强度高； 2、堆焊熔覆速度快，低稀释率；粉末等离子弧堆焊的稀释率可控制在5%一15%或更低。 3、堆焊层组织致密，成型美观；堆焊过程易实现高效自动化生产，提高劳动生产率，减轻劳动强度。 4、可在锈蚀及油污的金属零件表面不经复杂的前处理工艺，直接进行粉末等离子弧堆焊； 5、与其他粉末等离子喷焊相比设备构造便利，低耗、高效、实用易操作，维修维护方便；
镍基合金复合管道焊接工艺的推广和应用 摘要： 镍基合金复合钢管具有良好的韧性、强度，以及耐各种形式腐蚀的性能，目前广泛应用于高压高含硫气田施工中。在普光气田安全隐患排查工程中，原料气管线全部更换为镍基合金复合管道，为提高功效保证焊接质量，该工程采用了新的焊接工艺（GTAW+P+MIG），依托本工程进行推广和应用。 关键字：镍基复合管；GTAW+P+MIG；背部充氩保护装置；焊接工艺 1、简介 镍基合金复合材料作为一种新型材料[1]，其同时兼具低合金钢的韧性和强度，及镍基合金全面的耐腐蚀性能，因而在高压高含硫气田施工中得到广泛的应用。普光气田作为高含硫气田，受条件限制，在建设初期并未采用镍基合金材料进行施工。 在2016年，普光净化厂原料气管线安全隐患治理工程中，设计将原料气管线进行材质升级，将原有管道更换成镍基合金复合钢管（Q245R+N08825），规格为φ711×（32+3）mm、φ610×（28+3）mm、φ508×（24+3）mm。 目前，镍基合金复合管道的焊接方法主要有GTAW（打底）+SMAW（填充、盖面）；TIP TIG焊打底、填充、盖面。该工程使用的镍基合金复合管材，因管径和基层厚度较大，采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法。相比以上两种方法，该方法具有更高的焊接效率和焊接可靠性。经中石化第十建设公司进行焊接工艺评定，焊缝各项性能均满足设计要求。因此，本工程最终确定采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法进行施工焊接。 2、施工机具准备 （1）焊接设备 氩弧焊：低频脉冲钨极氩弧焊（GTAW+P），设备型号山大奥太WSM-400。该设备能够实现焊接电流在恒流与脉冲之间的自由调节，在选用脉冲电流焊接时，通过调节基值、
等离子堆焊粉末参数要求 一：Ni 60A是高硬度的镍铬硼硅合金粉末，自熔生、润湿性和喷焊性优良，而且熔点比较低，喷焊层具有硬度高、耐腐蚀、耐磨、耐热特点，难以切削，以湿式磨削为宜。适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺，常用于耐蚀、耐磨、特别是耐滑动磨损零件的预防性保护和修复，如拉丝滚筒、凸轮、柱塞、轧钢机的输送辊、气门等。 粉末化学成份（W t℅） C Cr Si B Fe Ni 0.5-1 14-19 3.5-5.0 3.0-4.5 ﹤8.0 余量 粉末熔化温度:960-1040℃ 喷焊层硬度:HRC:58-62 注意事项:1.请严禁按氧-乙炔火焰或等离子喷焊工艺的要求施焊。 2．采用中小型喷枪时，宜选用-150目的粉末，采用大型喷焊枪时宜选用-150/+300目的粉粉末。 3．合金粉如有吸潮现象，使用前应进行干燥处理（120℃，保温1小时）。 二：Ni15是低硬度的镍硼硅自熔合金粉末。自熔性润湿性较好，喷涂层耐腐蚀，有较好的抗高温氧化性，机械加工性能很好，该产品是本公司专门为修复铸件而开发的，具有独特的喷焊特性和机械加工性能，熔合后铸件的热影响区很小。适用于氧-乙炔火焰焊工艺，主要用于铸造业，修补铸件缺陷，如发动机气缸、机床导轨等。 粉末化学成份（W t℅） C Li Si B Fe Cu Ni ﹤0.1 ﹤0.1 1.6-2.4 0.8-1.4 ﹤0.5 8.0-10 余量粉末熔化温度:1020-1150℃ 喷焊层硬度:HR:150-180 注意事项:1.请严禁按氧-乙炔火焰喷焊工艺的要求施焊。 2.在喷焊造型复杂的工件时,具体的操作工艺将影响成攻率,有问题请向本公司咨询 3．合金粉如有吸潮现象，使用前应进行干燥处理（120℃，保温1小时）。 三：Fe45是中等硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好,具有较好的耐磨性,可以切削加工。适用于氧-乙炔火焰或等离子喷焊工艺，常用于阀门密封面以及农业、运输、建筑机械的易磨损部位的修复或预防性保护。如齿轮、刮板、车轴等。 粉末化学成份（W t℅） C Cr Si B Ni W Mo Fe 0.4-0.8 15-20 2.3-3.5 1.5-2.5 9.0-12 2.0-3.0 1.0-2.0 余量粉末熔化温度:1100-1200℃ 喷焊层硬度:HRC:40-45 注意事项:1.请严禁按氧-乙炔或等离子喷焊工艺的要求施焊。 2. 采用氧-乙喷焊枪时，宜选用-150目的粉末，采用等离子喷焊枪时宜选用-60/+150目的粉粉末。 3．合金粉如有吸潮现象，使用前应进行干燥处理（120℃，保温1小时）。
纯镍管B162UNSN02200的现场焊接 1概述 镍与镍基耐蚀合金是化学、石油化工、冶金、航天、核工业领域中耐高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境的比较理想的金属结构材料，1997年，我们十一化建公司在平顶山尼龙66盐工程已二胺装置工艺管道的焊接中首次遇到了纯镍管，其材质为B162UNSN02200。管材由日本东洋公司提供，其管内介质为已二胺等工艺物料，共有管径1/2″~16″的各类对接焊口142道，壁厚范围2.9~6.35mm，另有角焊缝53道，管线总长63m。 2镍的理化性能分析 镍在常温时的晶体结构为面心立方晶格，其熔点及电阻率均低于碳素钢，镍与低碳钢的物理性质比较 学性能和抗腐蚀、抗氧化性能显著改善，但热导率和电阻率显著下降。若镍中混有的杂物较多，则在焊接时易于形成低熔点共晶物，使焊接性能下降，纯镍B162UNSN02200的化学成分及力学性能见表 纯镍管B162UNSN 纯镍管B162UNSN 3镍的焊接性能分析 和低碳钢、不锈钢的焊接相比，镍基材料的焊接有奥氏体不锈钢焊接发生的类似问题，如焊接热裂纹倾向、焊缝气孔等。 3．1焊接热裂纹 镍的热裂纹敏感性高，产生热裂纹的主要原因是合金凝固时有低点金属或低迷人点化合物的液态膜残留的晶界区，由于收缩应力的作用而发生开裂，由下表可以看出，铁和镍的二元共晶物中有许多低熔点共晶物和非金属共晶物，特别是硫、磷共晶物，它们的熔点与Ni、Fe相比低很多，这将大大助长热裂纹的产生。 3．2焊缝中的气孔倾向较大 纯镍固液相温度间距小、流动性偏低，同时O2、H2、CO2在液态镍中的溶解度较大（如O2在1720℃时溶解度为1.18%），但在冷却时显著减小（1470℃时O2溶解度为0.06%）。故此，在焊接快速冷却凝固结晶条件下，极易产生焊缝气孔。和低碳钢、低合金钢相比，氧化性气氛对镍焊缝形成气孔的几率影响更大些，但在还原性较大时对氢气孔也是敏感的。
喷焊工艺方法原理 喷焊是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000～1300℃，使颗粒熔化，造渣上浮到涂层表面，生成的硼化物和硅化物弥散在涂层中，使颗粒间和基体表面达到良好结合。最终沉积物是致密的金属结晶组织并与基体形成约0.05～0.1mm的冶金结合层，其结合强度约400MPa，抗冲击性能较好、耐磨、耐腐蚀，外观呈镜面。 与喷涂层相比，喷焊层的优点显著。但由于重熔过程中基体局部受热后温度达900℃，会产生较大热变形。因此，喷焊的使用范围有一定局限性。适于喷焊的零件和材料一般是：①受冲击载荷，要求表面硬度高，耐磨性好的易损零件，如抛砂机叶片，破碎机齿板，挖掘机铲斗齿等；②几何形状比较简单的大型易损零件，如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等； ③低碳钢、中碳钢（含碳0.4％以下）、含锰、钼、钒总量＜3％的结构钢、镍铬不锈钢、铸铁等材料。 (1)喷焊用自熔性合金粉末 自熔性合金粉末是以镍、钴、铁为基材的合金，其中加入适量硼和硅元素，起脱氧造渣焊接熔剂的作用，同时能降低合金熔点，适于乙炔一氧焰对涂层进行重熔。 国产自熔性合金粉末品种较多，镍基合金粉末有较强的耐蚀性，抗氧化性可达650°C，耐磨性强；钴基合金粉末最大的特点是红硬性好，可在700℃保持较好的耐磨性和耐蚀性；铁基合金粉末耐磨粒磨损性优于其他两类。 (2)喷焊工艺 喷焊的工艺程序基本与喷涂相同，所不同者在喷粉工序中增加了重熔程序。喷焊有一步喷焊法和二步喷焊法。施工前应注意：①工件表面有渗碳层或氮化层，在预处理时必须清除； ②工件的预热温度为一般碳钢200～300℃，耐热奥氏体钢350～400℃。预热火焰用中性或弱碳焰。此外，喷涂层重熔后，厚度减小25％左右，喷熔后在热态测量时，应将此量考虑在内。 一步喷焊法。一步法即喷一段后即熔一段，喷、熔交替进行，使用同一支喷枪完成。可选用中、小型喷焊枪。在工件预热后先喷涂0. 2mm的保护层，并将表面封严，以防氧化，喷熔从一端开始，喷距10～30mm，有顺序地对保护层局部加热到熔融开始湿润（不能流淌）时再喷粉，与熔化反复进行，直至达到预定厚度，表面出现“镜面”反光，再向前扩展，达到表面全部覆盖喷焊层。如一次厚度不足，可重复加厚。一步法适用于小型零件或小面积喷焊。 二步喷焊法。二步法即先完成喷涂层再对其重熔。喷涂与重熔均用大功率喷枪，例如SpH-E 喷、焊两用枪，使合金粉末充分在火焰中熔融，在工件表面上产生塑性变形的沉积层。喷铁基粉末时用弱碳火焰，喷镍基和钴基粉末时用中性或弱碳火焰。 喷粉每层厚度＜0.2mm，重复喷涂达到重熔厚度，一般可在0.5～0. 6 mm时重熔。如果喷焊层要求较厚，一次重熔达不到要求时，可分几次喷涂和重熔。 重熔是二步法的关键工序，在喷涂后立即进行。用中性焰或弱碳化焰的大功率柔软火焰，喷距约20 ～30mm，火焰与表面夹角为60°～75°，从距涂层约30mm处开始，适当掌握重熔速度，将涂层加热，直至涂层出现“镜面”反光为度，然后进行下一个部位的重熔。 重熔时应防止过熔（即镜面开裂），涂层金属流淌，或局部加热时间过长使表面氧化。多层重熔时，前一层降温至700℃左右，清除表面熔渣后，再作二次喷熔。重熔宜不超过3次。 工件的冷却。中低碳钢、低合金钢的工件和薄焊层、形状简单的铸铁件在空气中自然冷却。对于焊层较厚、形状复杂的铸铁件，锰、铜、钒含量较大的合金钢件，冷硬性高的零件，要埋在石灰坑中缓冷。
2 试验部分 2.1试验材料 1. 喷焊基体材料：尺寸为100 mm×100 mm×16 mm的低碳钢。 2. 合金粉末：Hoganas公司生产的Co基合金粉末( HMSP2541 )，颗粒度53~120 μm， 具体化学成分如下表2.1。 表2.1 HMSP2541Co基合金粉末的化学成分（质量百分比，%） 合金成分 C Mo Cr Ni Si Fe HMSP2541 1.4 1 29.5 3 1.45 3 3. Cr3C2粉末：粒度为80~180 μm。 2.2试验方法 2.2.1 焊前准备 为确保喷焊工艺和质量的稳定性，在喷焊试验之前需对基体进行去污处理。具体方法为：将钢板用清水冲洗并吹干，然后用120 #金相砂纸打磨平滑，最后用丙酮除去表面油污，吹干备用。 2.2.2 混合喷涂粉末制备 使用机械混合法在Co基合金粉末中添加Cr3C2 粉末，Cr3C2 的质量分数( 质量分数，wt% )分别为5 %、10 %和20 %。 2.2.3 焊接工艺 试验采用PTA-400E3-HB型等离子弧喷焊机进行喷焊，在开始喷焊前，先按下摆动和行走按钮，对试样进行居中校直，然后按试验确定的工艺参数进行等离子弧喷焊。具体工艺参数见表2.2。每次喷焊均采用经过优化的工艺参数，以保证试验具有可比性。 表2.2 等离子喷焊工艺参数 转弧电压(V) 转弧 电流 (A) 送粉量 (g/min) 行走 速度 (mm/min) 摆动 宽度 (mm) 摆频 (Hz) 离子气 (m3/h) 送粉气 (m3/h) 保护气 (m3/h) 43~45 232~237 50 54 26 26 0.40 0.3 0.70
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺 一、焊接性 对于固熔强化的高温合金，主要问题是焊缝结晶裂纹和过热区的晶粒长大，焊接接头的“等强度”等。对于沉淀强化的高温合金，除了焊缝的结晶裂纹外，还有液化裂纹和再热裂纹；焊接接头的“等强度”问题也很突出，焊缝和热影响区的强度、塑性往往达不到母材金属的水平。 1、焊缝的热裂纹 铁镍基合金都具有较大的焊接热裂纹倾向，特别是沉淀强化的合金，溶解度有限的元素Ni和Fe，易在晶界处形成低熔点物质，如Ni—Si，Fe—Nb，Ni—B等；同时对某些杂质非常敏感，如：S、P、Pb、Bi、Sn、Ca等；这些高温合金易形成方向性强的单项奥氏体柱状晶，促使杂质偏析；这些高温合金的线膨胀系数很大，易形成较大的焊接应力。 实践证明，沉淀强化的合金比固熔强化合金具有更大的热裂倾向。 影响焊缝产生热裂纹的因素有： ①合金系统特性的影响。 凝固温度区间越大，且固相线低的合金，结晶裂纹倾向越大。如：N—155（30Cr17Ni15Co12Mo3Nb），而S—590（40Cr20Ni20Co20Mo4W4Nb4）裂纹倾向就较小。 ②焊缝中合金元素的影响。 采用不同的焊材，焊缝的热裂倾向有很大的差别。如铁基合金Cr15Ni40W5Mo2Al2Ti3在TIG焊时，选用与母材合金同质的焊丝，即焊缝含有γ／形成元素，结果焊缝产生结晶裂纹；而选用固熔强化型HGH113，Ni—Cr—Mo系焊丝，含有较多的Mo，Mo在高Ni合金中具有很高的溶解度，不会形成易熔物质，故也不会引起热裂纹。含Mo量越高，焊缝的热裂倾向越小；同时Mo还能提高固熔体的扩散激活能，而阻止形成正亚晶界裂纹（多元化裂纹）。 B、Si、Mn含量降低，Ni、Ti成分增加，裂纹减少。 ③变质剂的影响。 用变质剂细化焊缝一次结晶组织，能明显减少热裂倾向。 ④杂质元素的影响。 有害杂质元素，S、P、B等，常常是焊缝产生热裂纹的原因。 ⑤焊接工艺的影响。 焊接接头具有较大的拘束应力，促使焊缝热裂倾向大。采用脉冲氩弧焊或适当减少焊缝电流，以减少熔池的过热，对于提高焊缝的抗热裂性是有益的。 2、热影响区的液化裂纹 低熔点共晶物形成的晶间液膜引起液化裂纹。 A—286的晶界处有Ti、Si、Ni、Mo等元素的偏析，形成低熔点共晶物。 液膜还可以在碳化物相（MC或M6C）的周围形成，如Inconel718,铸造镍基合金B—1900和Inconel713C。 高温合金的晶粒粗细，对裂纹的产生也有很大的影响。焊接时常常在粗晶部位产生液化裂纹。因此，在焊接工艺上，应尽可能采用小焊接线能量，来避免热影响区晶粒的粗化。 对焊接热影响区液化裂纹的控制，关键在于合金本身的材质，去除合金中的杂质，则有利于防止液化裂纹。 3、再热裂纹 γ／形成元素Al、Ti的含量越高，再热裂纹倾向越大。 对于γ／强化合金消除应力退火，加热必须是快速而且均匀，加热曲线要避开等温时效的温度、时间曲线的影响区。 对于固熔态或退火态的母材合金进行焊接时，有利于减少再热裂纹的产生。 焊接工艺上应尽可能选用小焊接线能量，小焊道的多层焊，合理设计接头，以降低焊接结构的拘束度。
镍基合金焊接材料 镍及镍合金焊条
产品名称：镍及镍基合金焊材 产品说明: Ni102镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0 说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。 用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。 熔敷金属化学成份/% C≤0.03 Mn 0.6-1.1 Si≤1Ni≥92Fe≤0.5 Ti 0.7-1.2 Nb 1.8-2.3 S≤0.015P≤0.015 Ni112镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0 相当于AWS：ENi-1 说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。 用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。 熔敷金属化学成份/% C≈0.04Mn≈1.5Ni≥92Fe≈3Ti≈0.5Nb≈1S≤0.015P≤0.015 Ni202镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7 说明：钛钙型药皮的Ni70Cu30蒙乃尔合金焊条，含适量的锰、铌，具有较好的抗裂性，焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，脱渣容易，焊接成形美观，采用交流或直流反接，采用直流反接。用途：用于镍铜合金与异种钢的焊接，也可用作过渡层堆焊材料。 熔敷金属化学成份/% C≤0.15 Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5 S≤0.015 P≤0.02Al≤0.75 Cu余量 Ni207镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7 说明：低氢型蒙乃尔合金焊条，具有良好的抗裂性和焊接工艺性能。 用途：用于焊接蒙乃尔合金焊条或异种钢，也可用作过渡层堆焊材料。 熔敷金属化学成份/% C≤0.15Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5S≤0.015 P≤0.02 Cu余量 Ni307镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCrMo-0
学习任务八等离子喷焊 学习目标及技能要求 1.了解等离子喷焊的原理与设备。 2.掌握等离子喷焊的操作方法。 建议学时： 30学时 工作情景描述： 等离子喷焊可以根据零件、设备不同的使用要求采用相应的粉末，等离子喷焊常用粉末有铁基合金、镍基合金、铜基合金、钴基合金、金属陶瓷及其复合合金等。目前，等离子喷焊已广泛应用于矿山机械、阀门、碾压机、锻造模具、农业设备、核电站设备等机械设备的制造。 等离子弧喷焊技术也可用于制备性能优良的复合材料。通过改变金属粉末的不同配比，使复合材料层与层之间的成分达到连续变化，同时通过调节射流的速度和温度等工艺参数，使组织具有一定程度的变化，以制备性能优越的梯度功能复合材料，对生产和科研工作都具有积极意义。 工作流程： 本项目以φ50mm圆钢为例，用LS-PTA-DGN300等离子堆焊机进行铁基粉末的等离子喷焊。在工作过程中，严格按照“7S”的工作要求进行加工生产。 一、任务导入 轧辊在实际生产中容易出现硬度不高，易磨损等情况，针对此种情况，采用等离子喷焊技术可以降低生产成本。 二、任务分析 本项目以φ50mm圆钢为例，用LS-PTA-DGN300等离子堆焊机进行铁基粉末的等离子喷焊。在喷焊过程中，注意喷焊层之间的搭接量和喷焊的厚度。 三、任务准备
（一）知识准备 1.等离子喷焊原理与特点 等离子粉末堆焊是以等离子弧作为热源，应用等离子弧产生的高温将合金粉末与基体表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、凝固，等离子束离开后自激冷却，形成一层高性能的合金层，从而实现零件表面的强化与硬化的堆焊工艺，由于等离子弧具有电弧温度高、传热率大、稳定性好，熔深可控性强，通过调节相关的堆焊参数，可对堆焊层的厚度、宽度、硬度在一定范围内自由调整。等离子粉末堆焊后基体材料和堆焊材料之间形成融合界面，结合强度高；堆焊层组织致密，耐蚀及耐磨性好；基体材料与堆焊材料的稀释减少，材料特性变化小；利用粉末作为堆焊材料可提高合金设计的选择性，特别是能够顺利堆焊难熔材料，提高工件的耐磨、耐高温、耐腐蚀性。等离子粉末堆焊具有较高的生产率，美观的成型以及堆焊过程易于实现机械化及自动化。技术特点： （1）等离子堆焊合金层与工件基体呈冶金结合，结合强度高； （2）等离子堆焊速度快，低稀释率； （3）堆焊层组织致密，成型美观； （4）可在锈蚀及油污的金属零件表面不经复杂的前处理工艺，直接进行等离子堆焊；（5）堆焊过程易实现机械化、自动化； （6）与其他等离子喷焊相比设备构造简单，节能易操作，维修维护容易应用范围：等离子弧堆焊可广泛的用于石油、化工、工程机械、矿山机械等行业，如各类阀门密封面（常规的闸阀、截止阀、止回阀、安全阀等）的耐磨堆焊，以及石油钻杆、轴承、轴、乳辊、截齿的磨损后的修复等，其应用前景非常广阔材料主要有：镍基、钴基、铁基合金、碳化钨、高耐腐蚀合金材料等，硬度由HRC15-65度可随机调配。 2.操作原理 （1）等离子气与保护气 LS-PTA-DGN300的等离子气和保护气流的速率是通过控制面板上的流量计来控制的。每种气体的流量由前面板上的气体流量计指示，气体的电磁阀安装在主机的内部，用以开启与关闭气体。
镍基合金复合管道焊接 工艺的推广和应用 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
镍基合金复合管道焊接工艺的推广和应用 摘要： 镍基合金复合钢管具有良好的韧性、强度，以及耐各种形式腐蚀的性能，目前广泛应用于高压高含硫气田施工中。在普光气田安全隐患排查工程中，原料气管线全部更换为镍基合金复合管道，为提高功效保证焊接质量，该工程采用了新的焊接工艺（GTAW+P+MIG），依托本工程进行推广和应用。 关键字：镍基复合管；GTAW+P+MIG；背部充氩保护装置；焊接工艺 1、简介 镍基合金复合材料作为一种新型材料[1]，其同时兼具低合金钢的韧性和强度，及镍基合金全面的耐腐蚀性能，因而在高压高含硫气田施工中得到广泛的应用。普光气田作为高含硫气田，受条件限制，在建设初期并未采用镍基合金材料进行施工。 在2016年，普光净化厂原料气管线安全隐患治理工程中，设计将原料气管线进行材质升级，将原有管道更换成镍基合金复合钢管（Q245R+N08825），规格为φ711×（32+3）mm、φ610×（28+3）mm、φ508×（24+3）mm。 目前，镍基合金复合管道的焊接方法主要有GTAW（打底）+SMAW（填充、盖面）；TIP TIG焊打底、填充、盖面。该工程使用的镍基合金复合管材，因管径和基层厚度较大，采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法。相比以上两种方法，该方法具有更高的焊接效率和焊接可靠性。经中石化第十建设公司进行焊接工艺评定，焊缝各项性能均满足设计要求。因此，本工程最终确定采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法进行施工焊接。 2、施工机具准备 （1）焊接设备 氩弧焊：低频脉冲钨极氩弧焊（GTAW+P），设备型号山大奥太WSM-400。该设备能够实现焊接电流在恒流与脉冲之间的自由调节，在选用脉冲电流焊接时，通过调节基
1 文献综述 1.1 等离子喷焊的概况和发展 喷焊(spraying welding)是在热喷涂过程中同时对机体加热，使焊层在基体表面熔化，形成喷焊层的方法，又称热喷焊。喷焊包括喷涂和重熔两个过程。等离子喷焊技术是采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷焊粉末送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，呈熔化或半熔化状态，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排除气体和熔渣，喷枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的工艺过程[4]。 等离子喷焊是20 世纪60 年代出现的新技术，由于其具有的独特优越性，一直受到工程界人士的重视。进入70 年代，等离子喷焊技术进一步被接受，开拓了新的应用领域，得到了新的发展，例如，在合金粉末中添加碳化物来增加表面性能，同时也出现了许多不同形式的喷焊枪。80 年代初期，许多行业认识到等离子喷焊的优越性，促进了等离子喷焊的机械化和自动化进程，以及喷焊枪操作控制设备的发展，相应地产生了许多先进的等离子喷焊设备。80 年代末到90 年代初，电力电子技术的发展，新型弧焊电源的出现，微机控制技术的应用，以及大功率喷焊枪的研制，推动了等离子喷焊设备和技术的进一步发展，使等离子喷焊的优点得到充分发挥，大大拓宽了等离子喷焊的应用领域和使用范围。 早期的等离子喷焊系统大多由中间继电器触点逻辑电路或二极管矩阵逻辑电路作为程序控制单元，系统组件的集成度不高。由于等离子喷焊系统的被控对象较多，所以设备结构复杂，故障率较高，焊接规范的调节不太方便，适应性较差。随着电子技术的发展，单片机、PLC 和工控机大量应用于等离子焊接的控制系统中[5]。南昌航空工业学院的陈焕明等人利用欧姆龙的C40P 型PLC 实现对等离子喷焊系统的控制，所设计的系统能满足喷焊工艺要求，提高了抗高频干扰的能力[6]，济南大学的张智杰等人则使用siemens 的LOGO！模块实现对等离子喷焊工艺的控制，降低了系统的研发周期；华中科技大学的王伟等人则利用87C552 单片机，将I2C 总线引入到等离子喷焊控制系统中，简化了电路，提高了系统的抗干扰性，降低了成本；美国的Richard Ethen Marques使用微机进行等离子喷焊的研究，西北工业大学的李京龙等人则成功地将PC 机应用到对等离子喷焊系统的控制当中，实践证明PC 机控制系统设备运行可靠故障率低，并且故障易排除[13]。 1.2 等离子弧 对自由电弧的弧柱进行强迫“压缩”，从而使能量更加集中，弧柱中气体充分电离，这样的电弧称为等离子弧。
镍基合金焊接材料 · 产品名称：镍及镍基合金焊材 · 产品说明: Ni102镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0 说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。 用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。 熔敷金属化学成份/% C≤0.03 Mn 0.6-1.1 Si≤1Ni≥92Fe≤0.5 Ti 0.7-1.2 Nb 1.8-2.3 S≤0.015P≤0.015 Ni112镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0 相当于AWS：ENi-1 说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。 用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。 熔敷金属化学成份/% C≈0.04Mn≈1.5Ni≥92Fe≈3Ti≈0.5Nb≈1S≤0.015P≤0.015 Ni202镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7 说明：钛钙型药皮的Ni70Cu30蒙乃尔合金焊条，含适量的锰、铌，具有较好的抗裂性，焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，脱渣容易，焊接成形美观，采用交流或直流反接，采用直流反接。 用途：用于镍铜合金与异种钢的焊接，也可用作过渡层堆焊材料。 熔敷金属化学成份/% C≤0.15Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5 S≤0.015 P≤0.02Al≤0.75 Cu余量 Ni207镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7 说明：低氢型蒙乃尔合金焊条，具有良好的抗裂性和焊接工艺性能。 用途：用于焊接蒙乃尔合金焊条或异种钢，也可用作过渡层堆焊材料。 熔敷金属化学成份/% C≤0.15Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5S≤0.015 P≤0.02 Cu余量 Ni307镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCrMo-0 说明：低氢型Ni70Cr15耐热耐蚀合金焊条，焊缝中有适量的钼、铌等合金元素，熔敷金属具有良好的抗裂性，采用直流反接。 用途：用于焊接有耐热、耐蚀要求的镍基合金，也可用于一些难焊合金、异种钢的焊接及堆焊。
喷焊的原理、工艺、方法简介 喷焊是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000～1300℃，使颗粒熔化，造渣上浮到涂层表面，生成的硼化物和硅化物弥散在涂层中，使颗粒间和基体表面达到良好结合。最终沉积物是致密的金属结晶组织并与基体形成约0.05～0.1mm的冶金结合层，其结合强度约400MPa，抗冲击性能较好、耐磨、耐腐蚀，外观呈镜面。 与喷涂层相比，喷焊层的优点显著。但由于重熔过程中基体局部受热后温度达900℃，会产生较大热变形。因此，喷焊的使用范围有一定局限性。适于喷焊的零件和材料一般是：①受冲击载荷，要求表面硬度高，耐磨性好的易损零件，如抛砂机叶片，破碎机齿板，挖掘机铲斗齿等；②几何形状比较简单的大型易损零件，如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等； ③低碳钢、中碳钢（含碳0.4％以下）、含锰、钼、钒总量＜3％的结构钢、镍铬不锈钢、铸铁等材料。 (1)喷焊用自熔性合金粉末 自熔性合金粉末是以镍、钴、铁为基材的合金，其中加入适量硼和硅元素，起脱氧造渣焊接熔剂的作用，同时能降低合金熔点，适于乙炔一氧焰对涂层进行重熔。 国产自熔性合金粉末品种较多，镍基合金粉末有较强的耐蚀性，抗氧化性可达650°C，耐磨性强；钴基合金粉末最大的特点是红硬性好，可在700℃保持较好的耐磨性和耐蚀性；铁基合金粉末耐磨粒磨损性优于其他两类。 (2)喷焊工艺 喷焊的工艺程序基本与喷涂相同，所不同者在喷粉工序中增加了重熔程序。喷焊有一步喷焊法和二步喷焊法。施工前应注意：①工件表面有渗碳层或氮化层，在预处理时必须清除； ②工件的预热温度为一般碳钢200～300℃，耐热奥氏体钢350～400℃。预热火焰用中性或弱碳焰。此外，喷涂层重熔后，厚度减小25％左右，喷熔后在热态测量时，应将此量考虑在内。 一步喷焊法。一步法即喷一段后即熔一段，喷、熔交替进行，使用同一支喷枪完成。可选用中、小型喷焊枪。在工件预热后先喷涂0. 2mm的保护层，并将表面封严，以防氧化，喷熔从一端开始，喷距10～30mm，有顺序地对保护层局部加热到熔融开始湿润（不能流淌）时再喷粉，与熔化反复进行，直至达到预定厚度，表面出现“镜面”反光，再向前扩展，达到表面全部覆盖喷焊层。如一次厚度不足，可重复加厚。一步法适用于小型零件或小面积喷焊。 二步喷焊法。二步法即先完成喷涂层再对其重熔。喷涂与重熔均用大功率喷枪，例如SpH-E喷、焊两用枪，使合金粉末充分在火焰中熔融，在工件表面上产生塑性变形的沉积层。喷铁基粉末时用弱碳火焰，喷镍基和钴基粉末时用中性或弱碳火焰。 喷粉每层厚度＜0.2mm，重复喷涂达到重熔厚度，一般可在0.5～0. 6 mm时重熔。如果喷焊层要求较厚，一次重熔达不到要求时，可分几次喷涂和重熔。 重熔是二步法的关键工序，在喷涂后立即进行。用中性焰或弱碳化焰的大功率柔软火焰，
氧乙炔焰喷焊（镍基）合金粉末通用工艺规程 编号： 版本： 编制： 审核： 批准： 四川精控阀门制造有限公司
1、目的 合金粉末喷焊技术是金属表面强化的新技术之一，氧乙炔焰喷焊是利用氧乙炔焰所产生的热能，通过特制喷枪将合金粉末加热到熔融状态，高速地喷敷到经清洁粗糙化的工件表面上，使其形成一致密的金属合金焊层，达到表面强化之目的。 为了正确指导喷焊技术的实施，有效地控制喷焊质量，本工艺规程规定了氧乙炔焰喷焊（镍基粉末）工艺的粉末选择，基材要求，操作规范以及缺陷预防措施等。 2、适用范围 本工艺规程适用于采油（气）井口装置中闸板、阀座的镍基喷焊，其它零件的喷焊可参照进行。 3、喷焊操作人员要求 旋焊人员应有相应的焊接技术水平合格证书，并应遵守焊接工艺规程中确定的各种焊接参数，达到焊接工艺规程的要求。 4、合金粉末 喷焊用合金粉末一般称为“自熔性合金粉末”。 4.1、镍基粉末选用原则：根据零件技术要求的硬度值来选择粉末。 4.2、粉末化学成份
4.3、粉末的主要性能 4.4、喷焊层性能 A-优B－良 5、粉末质量检查 为保证喷焊质量，每批粉末在批量喷焊前应作好《质量跟踪表》的填写；并应作试件喷焊检查，试件合格后方可批量喷焊，试件按下表进行：
6、喷焊工具及设备 6.1、喷枪 喷枪选用一般应根据工件喷涂面积大小、几何形状和合金粉末熔点以及喷焊工艺与方法选择。一般采用中压射吸式喷枪。根据井口装置中喷焊零件，喷焊阀座时，采用型号SPH-2/h；喷焊闸板时，选用型号为SPH-4/h。 6.2、设备及其它装置 喷焊需要设备及装置有：氧气瓶、乙炔瓶以及减压器、流量计、过滤器、安全装置、可转单台、电动砂轮、粉末恒温干燥箱、箱形电阻炉以及无油污的钢丝刷、毛刷、刀等工具。 7、工作环境 喷焊应在清洁明亮的场地进行。施焊时空气干燥，温度不大。 8、火焰要求 喷焊时在工件预热喷敷合金粉末过程中均须采用中性焰或微碳化焰，禁止使用氧化焰和碳化焰，同时应控制好火焰强度。 9、基体要求 喷焊的阀座、闸板均应为锻件，基体锻后经调质处理，调质硬度如下： 10、操作规程 喷焊工艺流程一般为：焊前准备→工件表面预热处理→工件预热→喷敷底粉→重熔底粉工件加热升温→喷敷合金粉末→重熔→工件冷却→机加