论镍材钨极氩弧焊技术应用

针对我国氯碱化工企业的固碱部存在大量的镍材料和管道缺陷，在日常维护工作中采取了氩弧焊的方法。从装置的型式来看，焊接可分为钢管到钢板、钢板到管子、管子到管子；就镍材而言，其焊接方式为新镍材焊接，新镍材与旧镍材焊接，旧镍材与旧镍材焊接。本人在持续的实践中，对其进行了改进，使其能够很好地处理现场的各类焊接问题，从而保证了企业的正常运转。

1. 工业纯镍的焊接工艺特点及容易产生的缺陷

工业纯镍焊接时，熔滴液体流动不好，不像碳钢那样易于湿润和铺展，液体不能轻易地流向焊缝两侧；焊接接头的熔透程度较高，但不能为了提高焊接深度而加大焊接电流，不然将导致焊接质量不好，并产生开裂、孔洞等缺陷。在焊接过程中，常见的焊接质量问题主要有：焊接热裂纹、气孔及焊缝部位的晶界腐蚀等。

2. 钨极氩弧焊现场应用

，生产 4 2 % 碱， 5 0 % 碱， 6 2 % 碱，所用的装置和管道都是 Ni6 合金，其主要缺点是：蒸发工艺 I 效的管壳式换热器破损，片碱机转子出现了裂缝，而输碱管道也受到了侵蚀和泄露。因为碱性液体的高含量，所以当管道发生侵蚀和渗漏的时候，对周围的设施和周围的环境造成了很大的影响。所以，在运行一段时间以后，要趁着停下来维修的时候，对管道进行实地的消缺，并且要把输碱管道的内部污垢和磨损状况都做好，然后才能对管道进行氩弧焊，这是一个非常有技巧的工作。

在使用镍基材料时，很容易出现开裂现象。而钨极氩弧焊能有效减小焊缝的形变，减小焊缝的残余应力，从而减小焊缝的开裂；由于钨极氩弧焊的焊接质量好，生产效率高，所以在焊接过程中应选择钨极氩弧焊法。以下结合实际的输碱管的实际情况介绍一下。

2.1 焊前准备

普通碳素钢的焊缝，如20# 钢板，切 Δ V 型槽，坡口角度65，钝刃0.5—1 毫米；在焊接之前，对沟槽和两边的边沿进行清洗，10—15 毫米。采用Δ V 型槽进行镍基合金材料的氩弧焊；在镍基材料的焊缝中，不能使用较高的线能量来提高焊缝的深度，但也可以选择较大的坡口夹角、较窄的焊缝，使焊缝具有较好的熔透性能。对新管子进行焊接之前的清洗，如对刚加工的碳素钢一样，对沟内和两边边沿进行清洗 10—15 毫米就可以了；对于已在工地上用的钢管，清洗后的沟槽和槽两边边沿要 50 毫米。生产线上运行的设备和管道，尽管进行了工序清理，但仍然会有少量的碱性物质和被碱性物质冲洗掉的镍粉末等杂质，严重地降低了焊缝的质量；所以，确保清除焊缝两边的残余。用角磨机对基体外部的 50 毫米厚的区域进行清理，然后用直磨机对管子内侧 50 毫米的地方进行抛光，直到露出一层有金属光泽的表面。在焊接过程中，先将 3 % 的医用硼酸涂在焊接部位及其附近，用水反复清洗，最后用压缩气体进行烘干或自然烘干。含残余碱性金属的镍基合金材料在氩弧焊过程中，清洗和打磨是非常重要的环节，如果清洗不彻底，就会把碱性物质带入焊缝中，形成气泡、裂缝等，这些缺陷在下一次的焊接过程中不能排除，从而导致焊缝的质量不好，容易发生渗漏。

2.2 焊件装配

在定位焊时，组装间距控制在 3—4 毫米，方便送丝和送丝。对其进行了定位焊接，并对其进行了手动的钨极电弧焊，对其进行定点焊接，使其在10 毫米左右的范围内，误差不超过0.5 毫米，并对其进行了表面处理，以便于焊接。定位点焊缝太少，在以后的焊接中会出现焊接变形，从而导致焊到后面的间隙很少，不能焊透，必须确保在整个过程中，焊丝能够顺利地进入和离开。

2.3 焊接操作要点及注意事项

镍材钨极氩弧焊时，选用高频直流氩弧焊机直流正接。采用 ERNi-1作焊条，用钨作焊条，钨电极的锥角为30\~60 度，顶端磨光，顶端打磨平整，表面粗糙度 0.4 毫米；陶瓷喷嘴直径 8—10 毫米，在陶瓷喷嘴上安装了不锈钢丝网，保证了气体的均匀分散，氩的质量含量可达 9 9 . 9 9 % 。打底和第一层填充焊时，必须对焊缝背面进行充氩保护，防止焊缝根部氧化和成型不良。钢管与钢管的焊缝为两头密封，也可以用纸带进行封口。板与板之间的焊缝，使用后防护罩与前面的焊接部位同时进行充氩气的保护，其结构要紧凑，便于使用，并且可以与基体的内壁紧密地结合在一起；焊缝采用胶布进行封接。在充氩气的生产中，焊接接头在充氩气的情况下，往往会出现焊接接头的根部已经被氧化，形成了一种黑而不密实的形状，这是一种未充分充氩气的现象。测定氩气含量的办法是：制备 毫米厚度的不锈钢片，在充氩气时，把连接片的挡条撕掉，把不锈钢片粘在槽边，用喷枪在不锈钢表面引出电弧，再检查不锈钢的后面：若呈黑色或灰色，说明氩气含量不够；若出现白色、黄色或呈七色光，表示已充氩气的保护状态良好，可进行焊接。

在进行焊缝时，要蹲下身子，与钢管成 45 度角进行焊接，以便在焊接时可以更好地观察到内部成形的水平，同时，焊枪的角度情况也比较灵活，可以在焊接时对熔池两边边沿的情况进行清楚的观测，方便操作者对焊缝的温度进行有效的调控。在反手的时候，要用左手进行焊接，因为是45 度朝上，所以在反手的时候，如果还使用右手的话，会有一个视野盲区，同时也会影响焊枪的运动，所以可以用左手进行焊接，这样可以避免这个问题。无论是在钢管上或在钢板上进行焊接时，都要找到合适的站位，站立的姿势要能够清楚地看到熔池的状态以及两边的边沿，并且没有视野盲区，这样就可以保证焊缝的质量。

结束语：

综上所述，在进行充填时，应采取多层、多道焊接的方法，以降低线能量。在焊接过程中，要使用点焊丝以使其与焊缝两侧完全熔合，同时要随时关注两侧的熔化状况，两侧要多留些时间，以保证熔合好。每次焊接完成后，都要对其表面进行抛光处理，以确保焊接质量。填料应尽可能和母材平齐，再进行覆盖。

参考文献

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