鎳管縱縫等離子+TIG雙槍焊接的研究.pdf

1、鎳及鎳合金具有熔點(diǎn)高，力學(xué)性能好，耐腐蝕性良好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油化工、海洋、醫(yī)療等領(lǐng)域。鎳及鎳合金焊管制造工藝簡(jiǎn)單，與無(wú)縫鎳管相比，具有合格率高、節(jié)約鎳材、成本低等特點(diǎn)，增大了無(wú)縫鎳管的規(guī)格直徑，拓展了國(guó)內(nèi)外鎳管市場(chǎng)。純鎳焊接時(shí)容易出現(xiàn)熱裂紋、氣孔、咬邊的缺陷，且鎳管縱縫等離子焊接時(shí)，對(duì)管子接口的同心度、管子的裝配間隙要求高，本文提出采用等離子+TIG雙槍不填絲焊接3-5mm厚鎳管，充分利用兩種焊接方法的優(yōu)勢(shì)，提高焊接鎳管生產(chǎn)效率和

2、成材率。
　　本試驗(yàn)前期采用5mm厚N6純鎳平板模擬鎳管縱縫等離子+TIG雙槍不填絲焊接工藝特點(diǎn)，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化等離子+TIG雙槍焊接工藝，得出最優(yōu)焊接工藝參數(shù)：焊接速度180mm/min，PAW電流180A，TIG電流240A，兩槍距離120mm，焊縫正背面成形良好，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的90％，焊接接頭的斷口屬于以韌性斷裂為主的混合斷裂；顯微組織分析表明：N6母材為單相奧氏體組織，焊縫的TIG焊接區(qū)（焊縫中上層），由于

3、兩次受熱，主要由粗大的奧氏體柱狀晶組成，而焊縫的等離子焊接區(qū)，由粗大的奧氏體胞狀晶組成；純鎳等離子+TIG雙槍焊接時(shí)，合理的選擇背部保護(hù)裝置及氣流量至關(guān)重要，無(wú)背部氬氣保護(hù)和背部保護(hù)氣流量小時(shí)，空氣中的氧氣和水分進(jìn)入焊縫，形成氣孔，降低了接頭強(qiáng)度，背部保護(hù)氣流量為10L/min時(shí)，保護(hù)效果最佳。
　　為探究等離子+TIG焊縫的耐腐蝕性能，試驗(yàn)利用浸泡腐蝕與電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)測(cè)定和比較了純鎳母材、等離子+TIG焊縫和等離子焊縫的耐蝕性。

4、純鎳母材及兩種焊縫在7種不同濃度酸堿鹽腐蝕溶液中的電化學(xué)試驗(yàn)和浸泡腐蝕的結(jié)果與顯微組織分析相吻合,耐腐蝕性大小都一致，等離子+TIG焊縫的耐蝕性?xún)?yōu)于等離子焊縫，比母材的耐蝕性稍差一些。
　　試驗(yàn)后期根據(jù)純鎳板等離子+TIG雙槍焊接工藝，確定了3.5mm厚鎳管縱縫等離子+TIG雙槍不填絲焊接工藝參數(shù)范圍，并對(duì)等離子+TIG縱縫接頭、不加TIG焊的等離子縱縫接頭的性能進(jìn)行檢測(cè)與分析。等離子接頭、等離子+TIG接頭的抗拉強(qiáng)度都達(dá)到了母材

5、的80%以上，但等離子焊縫表面塌陷，連續(xù)焊接穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)咬邊、氣孔等缺陷，等離子+TIG焊接鎳管，明顯消除了焊縫表面缺陷，提高了焊接鎳管成材率；焊接鎳管X射線探傷檢測(cè)結(jié)果表明，等離子焊接的鎳管更易出現(xiàn)焊接缺陷，等離子+TIG焊接的鎳管成材率高；水壓試驗(yàn)結(jié)果表明，等離子焊縫和等離子+TIG焊縫無(wú)滲漏現(xiàn)象，能夠在介質(zhì)的工作壓力下穩(wěn)定運(yùn)行。綜合分析，等離子+TIG雙槍不填絲焊接鎳管縱縫，接頭性能能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，焊縫耐蝕性良好，成材率