如何进行铁镍基高温合金HP45NbTi炉管的TIG焊

    离心铸造铁镍基高温合金HP45NbTi广泛应用于石化行业中的制氢转化炉和乙烯裂解炉炉管高温段，HP45 NbTi比未加Nb、Ti的HP45的高温抗蠕变断裂、抗氧化、硫化和渗碳性能都有了很大提高。其组织为铸态奥氏体。母材、焊缝和焊丝的化学成分见表10-36，母材力学性能见表10-37。

    表10-36    HP45NbTi母材、焊缝和焊丝的化学成分（质量分数，%）

    表10-37    HP45NbTi母材力学性能

   (1)焊接性分析  因Ni和C、Si含量高，材料的线胀系数大而热导率小，故有较大热裂倾向；高Cr所导致的Cr2O3高熔点氧化物，覆盖于熔池表面则有可能引起未焊透和氧化物夹杂；再则是热影响区因碳化物溶解而存在软化区，导致接头与母材的不等强。

   (2)焊接试验  试件规格Φ125mm×11mm铸管。开单V形坡口（图10-9），坡口须机加工，坡口面作100%PT检验无裂纹，再以丙酮擦洗干净。选用ER-NiCr-3（安泰牌号25-35Nb）焊丝，可满足等强要求。但打底层焊接时要开裂，故打底层应选用塑性和抗裂性良好的NiR82。焊丝和焊缝化学成分均见表10-36。直流正接手工TIG焊，焊接参数见表10-38。

    图10-9    HP45NbTi炉管焊接坡口

    表10-38    Φ125mm×11mmHP45NbTi铸管焊接参数

    试件接头力学性能试验结果见表10-39，完全符合母材要求，金相检验表明热影响区外侧由径向的细小等轴晶发展成细小树枝晶，并过渡到焊缝内部的粗大树枝晶和柱状晶，与母材组织完全一致。

    表10-39    Φ125mm×11mm HP45NbTi铸管焊接接头的力学性能

   (3)产品焊接  焊接参数按焊接试验要求，在满足使用要求前提下，应采用较小的热输入，以免过热。施工上尚采取了下列措施：①打底层焊接时应加背面保护，在确保不裂前提下，焊厚尽量小。合金元素含量则由第1道填充焊时的重熔来保证；②每层焊后均须100% PT检验无裂纹，方可开始后续层焊接。并控制层温低于90℃；③以1~3mm短弧操作；角焊2～3mm；钨极伸出长度4~5mm，钨极中心线尽量沿炉管直径方向，焊枪倾角及焊丝与焊件表面夹角一般不超过10°；④施工过程中应注意观察焊缝表面色泽，以银白色和金黄色为佳，蓝、红灰次之，灰、黑均差，须清除重焊。

   (4)结果评定  按上述要求施焊的接头，性能完全符合要求，产品运行正常。

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