Soldagem de liga de níquel Inconel 625

Introdução: Em projetos de construção petroquímica, As ligas à base de níquel são frequentemente encontradas, Porque este material tem boas propriedades de resistência a gases ativos, mídia cáustica, e reduzir a corrosão do meio ácido, e tem alta força e boa plasticidade. , as características da deformação fria e fria, moldagem e soldagem processáveis, são amplamente utilizados na indústria petroquímica. Por exemplo: Na seção de gaseificação do equipamento de síntese de amônia química de Liuguo em Tongling, Anhui, existe este material. Seu nome específico é INCONEL 625, que é usado para transportar meios de oxigênio.

Palavras -chave: Rachaduras térmicas de soldagem de liga à base de níquel

1 A composição química e influência nas propriedades de soldagem do Inconel 625, liga à base de níquel

Para estudar a soldagem do Inconel 625, é necessário entender a composição química deste material. A composição química da liga baseada em níquel Inconel 625 é mostrado na tabela 1:

Mesa 1 Composição química de Inconel 625 de liga à base de níquel (%)

Adicionando al, Cr, Fé, Mo, e Ti para Ni pode causar fortes solidários de solução sólida. MO pode melhorar a força de alta temperatura das ligas à base de níquel, enquanto o NB pode estabilizar a estrutura, refine os grãos, e melhorar o desempenho do material. Cr em Ni a faixa de solução sólida na faixa de cerca de cerca de 35% para 40%, Enquanto o alcance de solução sólida em Ni é sobre 20%. A adição de materiais de liga como Cr e Mo não apenas aumenta sua resistência à corrosão, mas também não tem impacto adverso no desempenho de soldagem do material. Adicionando o, Mn, e o NB pode melhorar a resistência do material a rachaduras térmicas e reduzir os poros. Si é um desoxidante e um antioxidante em aço. O conteúdo C é muito pequeno, Porque a presença de Ti e NB geralmente não causa corrosão intergranular.

A soldabilidade das ligas à base de níquel é mais sensível a S. S é insolúvel em Ni e pode formar eutetics de baixa fusão durante a solidificação da soldagem, que é propenso a rachaduras térmicas. P também aumenta a sensibilidade à rachadura em ligas à base de níquel.

2 Características de soldagem da liga baseada em níquel Inconel 625

2.1 Soldagem liga de níquel térmica Inconel 625 tem alta sensibilidade térmica de trinca durante a soldagem. Rachaduras térmicas são divididas em rachaduras cristalinas, rachaduras liquefeitas e rachaduras deplásicas de alta temperatura. É provável que as rachaduras de cristal ocorram no poço de arco de solda, formando rachaduras de abertura de incêndio. Rachaduras cristalizadas racham -se principalmente longitudinalmente ao longo da linha central da solda. Rachaduras liquefeitas são propensas a aparecer na zona afetada pelo calor perto da linha de fusão, E alguns também estão nas soldas frontais de soldagem de várias camadas. Rachaduras deplásicas de alta temperatura podem ocorrer na zona afetada pelo calor e na solda. Várias rachaduras térmicas às vezes são rachaduras macro, ou rachaduras macro são acompanhadas por micro rachaduras, E às vezes eles são apenas micro rachaduras. Rachaduras térmicas ocorrem em altas temperaturas e não se expandem mais à temperatura ambiente.

2.2 O impacto dos poluentes na superfície das peças soldadas é a chave para garantir a qualidade da soldagem da liga à base de níquel Inconel 625. Os contaminantes na superfície da soldagem são principalmente escala de oxidação da superfície e elementos que causam fragilização. O ponto de fusão da escala de óxido de superfície da liga à base de níquel Inconel 625 é muito maior que o do material base, e geralmente é possível formar inclusões de escória ou óxidos descontínuos finos. S, P, PB, Sn, Zn, Bi, Sb e como pode ser usado para os elementos que formam o baixo ponto de fusão eutetics são elementos nocivos. Esses elementos nocivos aumentam bastante a tendência das rachaduras térmicas durante a soldagem de ligas à base de níquel. Esses elementos são frequentemente encontrados em materiais usados ​​na pré -fabricação, como graxa, pintar, termômetros e marcadores, as tintas geralmente contêm esses elementos. Portanto, deve ser completamente removido antes da soldagem, Incluindo em 50 mm fora do chanfro.

O método de remoção depende do tipo de contaminante. Para óleos e gorduras, Desegridação a vapor ou limpeza com acetona. Para substâncias de tinta, Eles podem ser limpos com clorometano, líquido alcalino, e metanol, ou eles podem ser removidos pelo polimento.

2.3 A influência da entrada de calor de soldagem O uso de alta entrada de calor fará com que a articulação de solda angue até certo ponto, e acompanhar o crescimento de grãos, fazendo com que o tecido sofra uma mudança de fase e reduza as propriedades mecânicas do material. Além disso, A entrada de calor alto pode causar segregação excessiva da estrutura da fase cristalina, precipitação e precipitação de carbonetos, causando rachaduras térmicas e reduzindo a resistência à corrosão.

Isso deve ser levado em consideração ao escolher métodos de soldagem e processos de soldagem. Portanto, É mais razoável usar pequena corrente, Minchas de solda estreitas e soldagem de várias camadas em operação real.

Deve-se notar que algumas ligas à base de níquel terão efeitos adversos na estrutura de solda perto da zona afetada pelo calor após a soldagem. Por exemplo, Após a soldagem, As ligas ni-mo precisam ser eliminadas por recozimento e restaurar sua resistência à corrosão. No entanto, para a liga Inconel 625, É uma liga Ni-Cr-Mo. Como austenítico aço inoxidável, A microestrutura da liga à base de níquel também é austenita, E não há mudança de fase no estado sólido, e o material base e o metal soldado são os grãos da liga à base de níquel Inconel 625 Não requer tratamento térmico.

2.4 Características do processo de soldagem

(1) Metal de solda líquida tem baixa fluidez. O metal soldado da liga à base de níquel não possui boa fluidez, como o metal de solda de aço carbono, mas parece ser mais “viscosidade”. Mesmo aumentar a corrente de soldagem não pode melhorar sua fluidez, que é uma característica inerente às ligas à base de níquel. A corrente de soldagem excede o intervalo recomendado não apenas superaquece a piscina derretida e aumenta a sensibilidade às rachaduras térmicas, mas também faz com que o desoxidante na solda evapore e os poros. Durante a soldagem de arco de hastes de solda, Uma grande corrente de soldagem também aquece o núcleo de soldagem da haste de soldagem, fazendo com que o pó caia, e perder proteção.

Devido à baixa fluidez do metal de solda, Não é adequado fluir para os dois lados da solda para melhor se fundir com o material base. Portanto, Para obter uma boa formação de solda, Um processo de giro é necessário, Mas esse balanço deve ser um pequeno balanço e a faixa de giro deve ser três vezes o diâmetro do núcleo de soldagem ou fio, e ambos os lados da solda devem ser melhor fundidos com o material base. Com base nesta consideração, Isso exige que a largura do processamento do chanfro seja apropriada ao fazer o chanfro. Durante o balanço da haste de soldagem, Você deve prestar atenção à articulação entre a solda e o material base. Este lugar é propenso a prejudicar, inclusões de escória e infusão. A solução é executar quando a haste de soldagem corre para a solda e o material base. A junção deve ser pausada ligeiramente e uma operação curta de arco deve ser usada.

(2) A profundidade do metal de solda também é uma característica inerente às ligas à base de níquel, que requer a espessura da borda contundente ao fazer o chanfro.

2.5 Seleção do método de soldagem

De acordo com o método de soldagem recomendado pela Selding Society, Os seguintes métodos de soldagem podem ser usados ​​para materiais como o Inconel 625, SMAW (soldagem de arco de haste de solda), GTAW (soldagem de arco de proteção contra gases de tungstênio), Gawn (soldagem de arco de proteção contra eletrodo de fusão), e Paw (plasma) Soldagem de arco) e vi (soldagem por arco submerso), pode ser selecionado no local de acordo com as condições reais.

2.6 Seleção de materiais de soldagem

Ao usar soldagem protetora de gás, Um fio de soldagem com o modelo Ernicrmo-3 deve ser selecionado, e suas composições químicas são mostradas na tabela 2 respectivamente.

Mesa 2 Composição química do fio de soldagem Ernicrmo-3

Ao usar a soldagem do arco da haste de solda, hastes de solda com modelo enicrmo-3 devem ser selecionadas, e suas composições químicas são mostradas em tabela 3 respectivamente.

Mesa 3 Composição química da haste de soldagem enicrmo-3

Comparando tabelas 1, 2 e 3, Pode -se observar que a composição química do fio de solda e da haste de soldagem está relativamente próxima da composição química do material base, para que possa ser selecionado.

3 Processo de soldagem

No canteiro de obras, A soldagem de materiais de liga à base de níquel geralmente é feita por soldagem de arco de argônio, soldagem de soldagem de soldagem e cobertura. A seguir, descreve seu processo de soldagem:

3.1 Soldagem por arco de argônio (soldagem de arco de proteção contra gases de tungstênio)

3.1.1 Recomenda -se usar gás argônio para ajudar a remover ou reduzir os poros e proteger o metal de solda da oxidação.

3.1.2 Quando as especificações de soldagem são certas, a forma do eletrodo afeta a profundidade e a largura da solda. O eletrodo de tungstênio pontiagudo pode manter a estabilidade do arco e a profundidade de fusão suficiente. O ângulo do cone do eletrodo de tungstênio geralmente usado é de 30 ° a 60 °, A ponta é suavizada e o diâmetro é de cerca de 0,4 mm.

3.1.3 Processo de soldagem de arco de argônio A fonte de alimentação de soldagem adota DC e o eletrodo está conectado ao eletrodo negativo. As máquinas de soldagem geralmente são equipadas com corrente de alta frequência para garantir o arco e estão equipadas com dispositivos de atenuação atuais para reduzir gradualmente o tamanho da porta de incêndio quando o arco é fechado.

Para melhorar a resistência a trincas do metal de solda e reduzir os poros, elementos de liga como ti, Mn, NB geralmente são adicionados ao fio de soldagem. Portanto, durante a soldagem, o metal de solda deve ser garantido que pelo menos 50% do metal de enchimento do fio de solda é derivado. Durante a soldagem, Os arcos devem ser evitados para mexer a piscina derretida para manter a piscina derretida calma.

Durante a soldagem, A extremidade do aquecimento do fio deve estar sempre no gás protetor para evitar oxidação do fio e contaminação do metal de solda. O fio de soldagem deve entrar na piscina derretida na extremidade frontal da piscina derretida para evitar o contato com o pólo de tungstênio.

O fluxo do gás protetor deve ser moderado, Porque o fluxo de gás muito grande pode levar ao resfriamento rápido do metal de solda. Portanto, O fluxo do gás protetor deve ser controlado em 4 a 8l/min.

Quando a soldagem de um lado é formada em moldagem dupla face (Para tubos com d≤600 mm), O gás protetor precisa ser inserido no tubo.

3.2 Tecnologia de soldagem de arco de haste de soldagem

As hastes de solda devem ser colocadas em um recipiente selado à prova de umidade e armazenadas em um ambiente seco. Antes de usar, secar de acordo com a temperatura e o tempo especificado nas instruções de fabricação.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.

O processo de soldagem de liga à base de níquel é semelhante ao de aço inoxidável austenítico. Devido à profundidade de fusão rasa da liga à base de níquel e à baixa fluidez do metal de solda líquida, As mudanças nos parâmetros de soldagem devem ser estritamente controladas durante o processo de soldagem. Quando soldando ligas à base de níquel, DC é geralmente usado, e a haste de soldagem está conectada ao eletrodo positivo. Cada tipo e especificação da haste de soldagem tem uma faixa de corrente ideal. Mesa 4 Mostra os valores de referência atual de soldagem para várias especificações de hastes de solda de liga à base de níquel:

Mesa 4 Valor de referência da corrente de soldagem de liga baseada em níquel

Na operação real, Outros ajustes devem ser feitos de acordo com a espessura do material base, posição de soldagem, forma de junta, etc.. Se a corrente de soldagem é apropriada é crucial para garantir a qualidade da solda. Se a corrente estiver muito alta, Isso causará instabilidade de arco, superaquecimento da haste de solda, fazendo com que a pele caia, e aumentar a tendência de rachaduras térmicas.

Quando soldagem, A solda deve ser ajustada para uma posição de soldagem plana o máximo possível. O processo de soldagem deve sempre manter um arco curto. Quando a soldagem vertical ou a posição de soldagem aérea deve ser usada, hastes de solda finas e pequenas correntes devem ser usadas para controlar o poço de metal de solda.

A liga líquida à base de níquel tem pouca fluidez. Para evitar defeitos como a infusão e os poros da solda, A haste de solda é necessária para balançar durante as operações de soldagem. A amplitude do balanço depende da situação específica. Geralmente, A combinação da solda anterior e do material base deve ser totalmente coberta. O fio não deve exceder 3 vezes o diâmetro do núcleo da solda. As soldas muito amplas também causarão fusão ruim e defeitos de superfície desiguais devido à dispersão excessiva de calor. Isso requer a largura certa ao fazer o chanfro. A haste de soldagem deve pausar ligeiramente toda vez que balança até a borda para eliminar defeitos, como undercuts e inclusões de escória, e fazer com que o metal de solda integre totalmente com o material de base.

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