镍基合金内衬管焊接工艺

精心整理

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）；TIPTIG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、峰值、脉冲频率以及占空比等参数，能有效降低焊接热输入，获得性能更优的焊缝。

MIG焊：熔化极惰性气体保护焊（MIG）喷射过渡，设备型号安意源CH-500Pro。该设备能实现氩弧焊、手工电弧焊、气保焊和自保护焊丝焊之间的自由切换，每种材质均设置了相应的焊接程序，在该程序下，可调节，以满足焊接要求。

銎　冒　雷互叠臣互墨田　

船用镍铜铁合金管的焊接工艺　

邹玉杰　

威海职业技术学院工业技术系，山东威海２６４ｌ　２０　

山东某大型造船厂为中海石油建造８０００马力的油　

田守护船，其上有大量直径为３８～５２０ｒａｍ、壁厚为Ｉ￣７ｍｍ　

的镍铜铁台金管需要进行焊接，其牌号为ＣｕＮｉｌＯＦｅ１．６Ｍｎ，　化学成分见表１．主要用于船舶设备｝　某些有特殊性能　

要求（如耐腐蚀）的管道　这种合金管焊接工艺难度较大．　焊接时易产生气孔、夹渣、氧化等缺陷，但焊接质量要求很　

高，如：对接焊缝要求内表面成形良好，凸起适中不内　１，　焊后要求进行ＲＴ检验．使焊接质量能充分满足设计要求一　现将我们合作制定的焊接　艺介绍出来．供同行参考：　

表１　“％）　Ｎｉ　Ｍｎ　Ｃ　Ｓ　Ｐｈ　Ｚｎ　Ｃ　９　Ｉ　Ｉ　Ｉ～Ｉ　５　０．５～ｌ≤０　０５≤０．Ｏｌ≤０．０Ｏ６≤０　０２≤０　３余鼍　１焊接工艺方案　根据镍铜铁合金管的焊接性能较差、管壁较薄及焊　

接质量要求较高的特点，决定采用氩弧焊的方法进行焊　接；设备选用ＷＳＥ一５００手　钨极氩弧焊机；所用氩气为　

纯度不小于９９．９９％的一级纯氩；焊丝采用ＨＳＣｕＮｉ材料，　必须存放于通风良好的库房内．防止受潮；焊接工艺参数　

见表２　衷２焊接工艺参数　焊接电境，＾焊接电蠊＾＇氩气｛ｌ｝【量几一ｍｌｎ。焊丝直径，ｍｍ钨极直径，ｍｍ　７０～ｌ５０　ｍ一２５　１０－３０　Ｉ“２５　２－－３　２　

２坡口形式　

（１）对于管子壁厚　≤２．５ｒａｍ的对接焊缝，可以不开　

由于阀Ｙ３带有２个电磁铁（４Ｄ＇ｒ、５ＤＴ），且为　非”关　

系　如何从已占满的ＰＩ．（：输出端点中引出一控制信号来　控制５ＤＴ呢？（网３所示）若增加一输出端点来控制５ＤＩ＇，　

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镍合金焊接工艺(氩弧焊工艺)

引言

镍合金是一种非常重要的工程材料，在许多领域应用广泛，如船舶制造、航空航天、石油化工等。而在镍合金的加工中，焊接工艺是一项关键的技术，其中氩弧焊工艺是一种被广泛采用的方法。

氩弧焊工艺的原理

氩弧焊是一种利用气体电弧产生高温，通过熔融电极和工件实现焊接的方法。在氩弧焊中，氩气被用作惰性气体，它不会与镍合金发生反应，可以提供稳定的保护，避免氧化和污染。

氩弧焊工艺的步骤

1. 准备工作：清洁并预热焊接材料，检查焊接设备和气体供应是否正常。

2. 设定参数：根据具体的镍合金种类和厚度，设定合适的焊接电流、电压和气体流量。

3. 焊接准备：选择合适的焊接电极和焊接材料，将工件正确定位和夹紧。 4. 开始焊接：在保护下点燃氩弧，将焊接电极逐渐移动，完成焊缝的形成。

5. 焊后处理：清理焊接区域，检查焊缝质量，并进行必要的后续处理。

氩弧焊工艺的优点

1. 高质量：氩弧焊可以提供高质量的焊缝，抗拉强度和密封性好。

2. 适用性广泛：氩弧焊适用于多种镍合金，对各种形状和厚度的工件都有良好的适应性。

3. 易于操作：氩弧焊工艺相对简单，操作容易掌握。

4. 可控性好：通过调整参数，可以实现焊缝的精准控制。

氩弧焊工艺的注意事项

1. 温度控制：在焊接过程中需要控制焊接区域的温度，避免过热或过冷引起缺陷。

2. 保护措施：氩气的保护是关键，需要确保氩气供应稳定，并且焊接区域得到充分保护。

3. 材料选择：选择合适的焊接材料和电极，以保证焊缝的质量和性能。 4. 焊接层次：大部分情况下，需要进行多道次的焊接，以提高焊缝的质量和强度。

结论

氩弧焊工艺是一种重要且广泛应用于镍合金焊接的方法。通过正确的步骤、参数和材料选择，可以实现高质量的焊缝和满足特定工程要求的应用。在实际应用中需要注意温度控制和保护措施，以确保焊接质量和性能。

铜镍合金管氩弧焊焊接工艺规范

1 范围

1.1 本规范规定了CuNi10Fe1Mn(BFe10-1-1)铜镍合金管钨极氩弧焊的焊接材料、焊接设备、焊前准备及装配要求、焊接工艺、焊后质量检验、焊工培训考试及安全卫生。

1.2 本规范适用于船舶海水系统铜镍合金管子与管子以及管子与其它附件的钨极氩弧焊全位置的对接和角接焊。适用铜镍合金管子的最大壁厚为小于或等于5mm。

2 术语

2G—管子垂直固定焊

5G—管子水平固定焊

3 焊接材料

3.1 因铜及其合金存在以下共性：难熔性及易变形，焊缝及热影响区热裂倾向大，气孔倾向严重。为了预防气孔和裂纹的产生，即使焊接刚性较小的薄板，也要求采用加丝来控制熔池的脱氧反应。焊丝表面须光滑、清洁，不允许有裂纹、起皮、起刺、粗拉道、夹杂、折叠、斑痕等缺陷。焊接材料采用CuNi30Fe焊丝，不同壁厚管子相对应的焊丝规格要求见表1。

表1 不同壁厚管子相对应的焊丝规格（mm）

管子壁厚（mm） 焊丝规格（mm）

1~2 1.5~2.0

2~3 1.5~2.5

3~5 2.0~3.0

3.2 焊丝使用前，需用0号砂纸或用抛光方法进行打磨，直至露出金属光泽，以清除焊丝表面的氧化物和毛刺。如果焊丝被油污或其它污物污染，可用丙酮或汽油清洗。

3.3 为了保证焊接质量，防止焊接时铜镍合金管被氧化，生成气孔等焊接缺陷，要求氩气纯度大于等于99.99%。

4 焊接设备

焊接设备使用水冷式氩弧焊焊机。

5 焊前准备及装配要求

5.1坡口尺寸

管子用机械加工方法进行截断及坡口加工，具体的坡口尺寸见表2。

表2 铜镍合金管氩弧焊坡口尺寸（mm）

接 头 形 式 壁 厚 坡 口 尺 寸

对 接 t≤3

对 接 3＜t≤5

T型角接 t≤5

5.2装配精度

管子装配时需保证一定的精确度，对接管子的外圆偏差应小于等于0.2mm。

5.3去除氧化物

坡口加工完毕后，对管子坡口边缘内外30mm宽的范围内用0号砂纸或用抛光方法进行打磨，直至露出金属光泽，以清除管子内外表面的氧化物和毛刺。