Soudage de l'alliage à base de nickel Inconvale 625

Introduction: Dans des projets de construction pétrochimiques, Les alliages à base de nickel sont souvent rencontrés, Parce que ce matériau a de bonnes propriétés de résistance aux gaz actifs, médias caustiques, et réduire la corrosion des médias acides, et a une forte résistance et une bonne plasticité. , Les caractéristiques de la déformation froide et froide, moulage et soudage transformables, sont largement utilisés dans l'industrie pétrochimique. Par exemple: Dans la section de gazéification de l'équipement de synthèse de l'ammoniac chimique Liuguo à Tongling, Anhui, il y a ce matériel. Son nom spécifique est Inconel 625, qui est utilisé pour transporter des supports d'oxygène.

Mots clés: Fissures thermiques de soudage en alliage à base de nickel

1 La composition chimique et l'influence sur les propriétés de soudage de l'inconvalence 625, alliage à base de nickel

Pour étudier le soudage de Inconel 625, il faut comprendre la composition chimique de ce matériau. La composition chimique de l'alliage à base de nickel Inconel 625 est montré dans le tableau 1:

Tableau 1 Composition chimique de Inconel 625 d'alliage à base de nickel (%)

Ajout d'Al, Cr, Fe, Mo, et ti à ni peut provoquer un fort renforcement de la solution solide. MO peut améliorer la résistance à haute température des alliages à base de nickel, tandis que NB peut stabiliser la structure, Affiner les grains, et améliorer les performances des matériaux. Cr dans ni la plage de solution solide dans la gamme d'environ 35% à 40%, tandis que la gamme de solutions solides en Ni est à propos 20%. L'ajout de matériaux en alliage tels que Cr et Mo augmente non seulement leur résistance à la corrosion, mais n'a pas non plus d'impact négatif sur les performances de soudage du matériau. Ajout du, Mn, et NB peut améliorer la résistance du matériau aux fissures thermiques et réduire les pores. Si est un désoxydant et un antioxydant en acier. Le contenu C est très petit, Parce que la présence de Ti et Nb ne provoque généralement pas de corrosion intergranulaire.

La soudabilité des alliages à base de nickel est plus sensible à S. S est insoluble dans Ni et peut former une eutectique à faible tentatives pendant la solidification du soudage, qui est sujet aux fissures thermiques. P augmente également la sensibilité des fissures dans les alliages à base de nickel.

2 Caractéristiques de soudage de l'alliage à base de nickel Inconel 625

2.1 Soudage Thermal Crack Nickel Alloy Inconel 625 a une sensibilité élevée à la fissure thermique pendant le soudage. Les fissures thermiques sont divisées en fissures cristallines, fissures liquéfiées et fissures déplastiques à haute température. Les fissures de cristal sont les plus susceptibles de se produire dans la fosse à arc de billes de soudure, former des fissures d'ouverture du feu. Les fissures cristallisées se fissurent principalement longitudinalement le long de la ligne médiane de la soudure. Les fissures liquéfiées sont sujettes à apparaître dans la zone touchée par la chaleur près de la ligne de fusion, et certains sont également dans les soudures avant du soudage multicouche. Des fissures déplastiques à haute température peuvent se produire à la fois dans la zone touchée par la chaleur et dans la soudure. Diverses fissures thermiques sont parfois des fissures macro, ou des fissures de macro sont accompagnées de micro fissures, Et parfois ce ne sont que des micro fissures. Les fissures thermiques se produisent à des températures élevées et ne se développent plus à température ambiante.

2.2 L'impact des polluants sur la surface des pièces soudées est une clé pour assurer la qualité du soudage de l'inconvalence en alliage à base de nickel 625. Les contaminants à la surface de la soudure sont principalement l'échelle d'oxydation de surface et les éléments qui provoquent une fragilisation. Le point de fusion de l'échelle de l'oxyde de surface du gardien d'alliage à base de nickel 625 est beaucoup plus élevé que celui du matériau de base, et il est souvent possible de former des inclusions de scories ou des oxydes discontinus fins. S, P., PB, Sn, Zn, Bi, SB et comme peuvent être utilisés pour les éléments qui forment l'eutectique de point de fusion faible sont des éléments nuisibles. Ces éléments nocifs augmentent considérablement la tendance des fissures thermiques lors du soudage des alliages à base de nickel. Ces éléments se trouvent souvent dans les matériaux utilisés dans la préfabrication, comme la graisse, peinture, thermomètres et marqueurs, Les encres contiennent souvent ces éléments. Donc, il doit être complètement supprimé avant le soudage, y compris à moins de 50 mm à l'extérieur du biseau.

La méthode de suppression dépend du type de contaminant. Pour les huiles et les graisses, Dégissage ou nettoyage de la vapeur avec de l'acétone. Pour les substances de peinture, Ils peuvent être nettoyés avec du chlorométhane, liquide alcalin, et méthanol, ou ils peuvent être retirés par polissage.

2.3 L'influence de l'entrée de chaleur de soudage L'utilisation d'une apport de chaleur élevée entraînera une certaine mesure de l'articulation de la soudure, et accompagner la croissance des grains, provoquant le fait que le tissu subit un changement de phase et réduit les propriétés mécaniques du matériau. En outre, L'entrée de chaleur élevée peut provoquer une ségrégation excessive de la structure de la phase cristalline, Précipitation et précipitation des carbures, provoquant ainsi des fissures thermiques et réduisant la résistance à la corrosion.

Cela doit être pris en compte lors du choix des méthodes de soudage et des processus de soudage. Donc, il est plus raisonnable d'utiliser un petit courant, Perles de soudage étroites et soudage multicouche en fonctionnement réel.

Il convient de noter que certains alliages à base de nickel auront des effets négatifs sur la structure de soudure près de la zone touchée par la chaleur après le soudage. Par exemple, Après le soudage, Les alliages Ni-MO doivent être éliminés en recuit et rétabli leur résistance à la corrosion. Cependant, Pour le goutout en alliage 625, c'est un alliage ni-cr-mo. Comme l'acier inoxydable austénitique, La microstructure de l'alliage à base de nickel est également de l'austénite, Et il n'y a pas de changement de phase à l'état solide, et le matériau de base et le métal de soudure sont les grains de l'alliage à base de nickel Inconel 625 ne nécessite pas de traitement thermique.

2.4 Caractéristiques du processus de soudage

(1) Le métal de soudure liquide a une mauvaise fluidité. Le métal de soudure de l'alliage à base de nickel n'a pas de bonne fluidité comme le métal de soudure en acier en carbone, mais semble être plus “viscosité”. Même l'augmentation du courant de soudage ne peut pas améliorer sa fluidité, qui est une caractéristique inhérente des alliages à base de nickel. Le courant de soudage dépasse la plage recommandée non seulement surchauffe la piscine en fusion et augmente la sensibilité aux fissures thermiques, mais aussi à s'évaporer et les pores. Pendant le soudage à l'arc des tiges de soudage, Un grand courant de soudage chauffera également le noyau de soudage de la tige de soudage, provoquant la chute de la poudre, et perdre la protection.

En raison de la mauvaise fluidité du métal de soudure, Il ne convient pas de s'écouler des deux côtés de la soudure pour mieux fusionner avec le matériau de base. Donc, Afin d'obtenir une bonne formation de soudure, Un processus de swing est requis, Mais cette balançoire devrait être une petite balançoire et la plage de swing devrait être qu'elle est trois fois le diamètre du noyau ou du fil de soudage, et les deux côtés de la soudure doivent être mieux fusionnés avec le matériau de base. En fonction de cette considération, Cela nécessite que la largeur de traitement du biseau soit appropriée lors de la fabrication du biseau. Pendant le swing de la tige de soudage, Vous devez faire attention à l'articulation entre la soudure et le matériau de base. Cet endroit est sujet aux mises à l'autre, Inclusions de laises et énumération. La solution consiste à fonctionner lorsque la tige de soudage passe vers la soudure et le matériau de base. La jonction doit être légèrement interrompue et une opération à arc court doit être utilisée.

(2) La profondeur du métal de soudure est également une caractéristique inhérente des alliages à base de nickel, qui nécessite l'épaisseur du bord émoussé lors de la fabrication du biseau.

2.5 Sélection de la méthode de soudage

Selon la méthode de soudage recommandée par la Société de soudage, Les méthodes de soudage suivantes peuvent être utilisées pour des matériaux tels que Inconel 625, SMAW (soudage à l'arc de la tige de soudure), GTAW (Soudage de l'arc de protection des gaz au tungstène), Gawn (Soudage à l'arc de protection des gaz à l'électrode), et patte (plasma) Soudage à l'arc) et scie (soudage à l'arc submergé), Peut être sélectionné sur le site en fonction des conditions réelles.

2.6 Sélection de matériaux de soudage

Lorsque vous utilisez un soudage protecteur du gaz, Un fil de soudage avec le modèle Ennicrmo-3 doit être sélectionné, et ses compositions chimiques sont indiquées dans le tableau 2 respectivement.

Tableau 2 Composition chimique du fil de soudage Ernicrmo-3

Lors de l'utilisation du soudage à l'arc de tige de soudage, Les tiges de soudage avec le modèle Enicrmo-3 doivent être sélectionnées, et leurs compositions chimiques sont représentées dans le tableau 3 respectivement.

Tableau 3 Composition chimique de la tige de soudage enicrmo-3

En comparant les tables 1, 2 et 3, On peut voir que la composition chimique du fil de soudage et de la tige de soudage est relativement proche de la composition chimique du matériau de base, Ainsi, il peut être sélectionné.

3 Processus de soudage

Sur le chantier, Le soudage des matériaux en alliage à base de nickel est généralement effectué par le soudage arc arc, Remplissage et couvercle de soudage à arc de tige de soudage. Ce qui suit décrit son processus de soudage:

3.1 Soudage d'arc arc (Soudage de l'arc de protection des gaz au tungstène)

3.1.1 Il est recommandé d'utiliser du gaz argon pour aider à éliminer ou à réduire les pores et à protéger le métal de soudure de l'oxydation.

3.1.2 Lorsque les spécifications de soudage sont certaines, La forme de l'électrode affecte la profondeur de fusion et la largeur de la soudure. L'électrode en tungstène pointu peut maintenir la stabilité de l'arc et une profondeur de fusion suffisante. L'angle du cône d'électrode en tungstène généralement utilisé est de 30 ° à 60 °, La pointe est lissée et le diamètre est d'environ 0,4 mm.

3.1.3 Processus de soudage arc arc L'alimentation de soudage adopte DC et l'électrode est connectée à l'électrode négative. Les machines de soudage sont généralement équipées d'un courant à haute fréquence pour garantir l'arc et sont équipés de dispositifs d'atténuation de courant pour réduire progressivement la taille du port d'incendie lorsque l'arc est fermé.

Afin d'améliorer la résistance aux fissures du métal de soudure et de réduire les pores, des éléments d'alliage tels que ti, Mn, NB est généralement ajouté au fil de soudage. Donc, Pendant le soudage, le métal de soudure doit être assuré qu'au moins 50% du métal de remplissage du fil de soudage est dérivé. Pendant le soudage, Les arcs doivent être évités pour remuer la piscine fondée.

Pendant le soudage, L'extrémité du chauffage du fil doit toujours être dans le gaz protecteur pour éviter l'oxydation du fil et la contamination du métal de soudure. Le fil de soudage doit entrer dans la piscine fondée.

Le flux du gaz protecteur doit être modéré, Parce que trop grand débit de gaz peut entraîner un refroidissement rapide du métal de soudure. Donc, le débit du gaz protecteur doit être contrôlé à 4 à 8L / min.

Lorsque le soudage à un seul côté est formé sur des moulures double face (pour les tuyaux avec d≤600 mm), Le gaz protecteur doit être entré dans le tuyau.

3.2 Technologie de soudage à arc de tige de soudage

Les tiges de soudage doivent être placées dans un récipient scellé à l'épreuve de l'humidité et stockées dans un environnement sec. Avant utilisation, sécher en fonction de la température et du temps spécifié dans les instructions de fabrication.The welding wire should be placed in a wet-proof sealed container and stored in a dry environment. Before use, dry it according to the temperature and time specified in the manufacturing instructions.

Le processus de soudage de l'alliage à base de nickel est similaire à celui de l'acier inoxydable austénitique. En raison de la profondeur de fusion peu profonde de l'alliage à base de nickel et de la mauvaise fluidité du métal de soudure liquide, Les changements dans les paramètres de soudage doivent être strictement contrôlés pendant le processus de soudage. Lorsque vous soudiez les alliages à base de nickel, DC est généralement utilisé, et la tige de soudage est connectée à l'électrode positive. Chaque type et spécification de la tige de soudage ont une plage de courant optimale. Tableau 4 Affiche les valeurs de référence de courant de soudage pour diverses spécifications des tiges de soudage en alliage à base de nickel:

Tableau 4 Valeur de référence du courant de soudage en alliage à base de nickel

En fonctionnement réel, D'autres ajustements doivent être effectués en fonction de l'épaisseur du matériau de base, position de soudage, forme conjointe, etc.. La question de savoir si le courant de soudage est approprié est crucial pour assurer la qualité de la soudure. Si le courant est trop élevé, Cela entraînera l'instabilité de l'arc, surchauffe de la tige de soudage, faire tomber la peau, et augmenter la tendance des fissures thermiques.

Lors du soudage, La soudure doit être ajustée à une position de soudage plate autant que possible. Le processus de soudage doit toujours maintenir un court arc. Lorsque la position de soudage vertical ou de soudage aérien doit être utilisée, Les tiges de soudage fines et les petits courants doivent être utilisés pour contrôler le puits de métal de soudure.

L'alliage à base de nickel liquide a une mauvaise fluidité. Afin d'éviter des défauts tels que l'écluse et les pores de la soudure, La tige de soudure est nécessaire pour se balancer pendant les opérations de soudage. L'amplitude swing dépend de la situation spécifique. En général, La combinaison de la soudure précédente et du matériau de base doit être entièrement couverte. Le fil ne doit pas dépasser 3 fois le diamètre du noyau de soudure. Les soudures trop larges provoqueront également une mauvaise fusion et des défauts de surface inégaux en raison d'une dispersion de chaleur excessive. Cela nécessite la bonne largeur lors de la fabrication du biseau. La tige de soudage doit s'arrêter légèrement à chaque fois qu'elle oscille au bord pour éliminer les défauts tels que les contre-dépouilles et les inclusions de scories et faire en sorte que le métal de soudure s'intègre complètement au matériau de base.

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