CN109530891A

CN109530891A - 熔化极气保焊镍基焊丝用ArHeN2保护气体

Info

Publication number: CN109530891A
Application number: CN201811618600.9A
Authority: CN
Inventors: 李大用; 刘放; 刘殿宝; 贺鸿飞; 陈凯; 刘宝辉; 王靖亭; 宋洪哲; 井亮
Original assignee: Bohai Shipyard Group Co Ltd
Current assignee: Bohai Shipyard Group Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2019-03-29

Abstract

本发明提出的是熔化极气保焊镍基焊丝用ArHeN₂保护气体。熔化极气保焊采用镍基焊丝与ArHeN₂保护气体，其混合用量质量比为：Ar：45～50%；He：45～50%；N₂：2.5～3.5%。该ArHeN₂保护气体用量通过不同比例的混合，保证中薄板焊缝中氮元素的含量，并具有优良的电弧挺度，指向性强，氮元素无烧损的优良焊接，提高了焊接焊缝的致密程度，解决焊接过程中氮元素丢失焊缝力学性能不稳定的技术问题。由于本发明在NiCrMo‑3镍基熔化极气体保护焊中采用ArHeN₂三元气体按照比例混合作为保护气体，实现了优良的电弧挺度，提高焊接效率，缩短施工周期，降低了生产成本；提高了焊接焊缝的致密程度，降低了焊接难度。适宜作为熔化极气保焊镍基焊丝用保护气体应用。

Description

熔化极气保焊镍基焊丝用ArHeN2保护气体

技术领域

本发明涉及一种熔化极气保焊镍基焊丝，特别是涉及一种熔化极气保焊镍基焊丝保护气体。

背景技术

目前，NiCrMo-3镍基焊接材料主要应用于核工业和低温钢材料领域，是不可替代的焊接材料。目前焊接方法主要为氩弧焊、埋弧焊和手工电弧焊，其焊接效率低、质量不稳定、返修率高，严重影响了核工业结构和低温结构的建造质量。降低了类似产品在国际的竞争力。

NiCrMo-3镍基熔化极气体保护焊用焊丝，虽然其焊接效率高，但采用常规的保护气体，焊接过程中电弧漂移，电弧指向性不强，漂移严重，产生未熔合、未焊透等焊接缺陷；而且焊接过程中的氮元素丢失严重，焊缝金属力学性能不稳定问题，造成质量不稳定，焊缝力学性能下降等诸多问题。严重制约了NiCrMo3焊接材料的推广使用。

发明内容

为了克服NiCrMo-3镍基熔化极气体保护焊中氮元素丢失、提高焊缝力学性能的稳定性，本发明提出了熔化极气保焊镍基焊丝用ArHeN₂保护气体。该ArHeN₂保护气体用量通过不同比例的混合，保证焊缝中氮元素的含量，并具有优良的电弧挺度，指向性强，氮元素无烧损的优良焊接，提高了焊接焊缝的致密程度，解决焊接过程中氮元素丢失焊缝力学性能不稳定的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

熔化极气保焊采用镍基焊丝与ArHeN₂保护气体，其混合用量质量比为：Ar：45～50%；He：45～50%； N₂：2.5～3.5%。

积极效果，由于本发明在NiCrMo-3镍基熔化极气体保护焊中采用ArHeN₂三元气体按照比例混合作为保护气体，保证了中薄板焊缝中的氮元素含量，实现了优良的电弧挺度，提高焊接效率，缩短施工周期，降低了生产成本；提高了焊接焊缝的致密程度，降低了焊接难度。适宜作为熔化极气保焊镍基焊丝用保护气体应用。

具体实施方式

在立焊位置焊接9Ni钢对接试验板(20×200×lOOOmm+20×200×lOOOmm)的具体实施方案，其实施步骤如下：

一、焊前准备工作：

采用氧乙炔火焰进行坡口加工，坡口角度为30°。焊接前清除坡口及其两侧30mm范围内的氧化皮、油污、锈、水份及其它污物。坡口内部及两侧用砂轮片打磨直至出现金属光泽。焊接工件按设计焊接坡口要素要求进行，对接焊焊缝间隙为1mm。

二、焊接：

焊接工艺实施过程如下：

(1)首先进行前焊面焊接，焊接材料为￠1.2mm的NiCrMo-3焊丝，焊接电流90～120A，焊接电压24～28V，使用的保护气体用量质量比为：Ar：45%； He：45%； N₂：2.5%；

(2)前焊面焊接完成后，在后焊面进行碳弧气刨清根，采用机械方法对后焊面坡口进行清理，清理干净后进行后焊面焊接；

(3)后焊面焊接与先焊面相同，焊接材料为￠1.2mm的NiCrMo-3焊丝，焊接电流90～120A，焊接电压24～28V，使用的保护气体用量质量比为：Ar：50%；He：50%； N₂：3.5%。

工作原理：

MAG焊是在氩气中加入少量的氧化性气体混合而成的一种混合气体保护焊。NiCrMo-3等镍基材料Ni含量高，造成熔化极气体保护焊焊接过程熔滴粘度大，过渡困难，过大的熔滴，或造成电弧燃烧位置不固定，电弧指向性不好，熔化极气体保护焊电弧温度极高，熔滴相对较小，会造成Ni基焊丝中N元素烧损严重，N元素的丢失，会造成焊缝金属强度和韧性下降。

Ar能有效地隔绝周围空气它本身又不溶于金属，不和金属反应，保证电弧稳定延烧，熔化极气体保护焊中常用的气体。

He气能够提高电弧的温度，使熔滴的迅速达到熔点，增加熔滴过渡频率，但是He气比例的升高，电弧压力增加，又抑制了熔滴过低。He随着气体配比的变化，电弧形状发生变化。随着氦气在混合气体中比例的增大，电弧逐渐收缩，特别是当为纯氦气时，电弧形态较纯氩气时有明显的改变，电弧收缩严重，弧柱细而集中。电弧颜色由白亮逐渐转变为橙黄，这主要是由于纯氦气的谱线位于橙色波长范围内，随着氦气比例的增大，电弧中氦原子电离、复合的数目逐渐增多，其谱线的相对强度也不断增大，宏观上电弧颜色逐渐由白亮向橙色变化。

N₂为双原子分子，且容易电解，N₂的加入能够使电弧压缩明显，保证电弧的挺度，同时N气氛增加了电弧的分压，能够对焊接过程中烧损的N元素进行有效的补偿，保证焊缝金属的强度和韧性。

因此，在中薄板焊接时，该三元气体能够保证良好焊缝熔合，保证焊缝的力学性能。

Claims

1.熔化极气保焊镍基焊丝用ArHeN₂保护气体，其特征是：熔化极气保焊采用镍基焊丝与ArHeN₂保护气体，其混合用量质量比为：Ar：45～50%； He：45～50%； N₂：2.5～3.5%。