中石化第五建设有限公司 江苏南京 210048
摘要：通过镍基合金N06059工艺管道的焊接施工实践，对材料的焊接性能进行了分析，从克服材料的焊接缺陷入手，通过选用合适的焊接材料，制定合理的焊接工艺，圆满的解决了N06059材料焊接过程中极易出现的焊缝被氧化、焊接热裂纹、焊缝成形困难等缺陷问题。
关键词：镍基合金；焊接工艺；焊接缺陷
前言
SB-622 N06059属于目前铬含量最高的Ni-Cr-Mo耐蚀镍基合金，具有典型的耐腐蚀和抗高温氧化性能，尤其是在高温下具有优良的耐腐蚀、耐热疲劳、耐高温冲击性能。在工业炉和石化行业中，广泛应用于各类高温高压环境。
但由于N06059镍基合金材料焊接时，有害气体对焊缝金属性能有很大的影响，焊件表面的污染物对焊缝金属性能也有很大的影响，容易被空气氧化、产生焊接热裂纹，熔沲流动性能差，不利于焊缝的成形，加之我们对此材料的焊接没有成熟的经验，这些都给施工带来了难度。能否解决好此材料的焊接难题，直接影响到项目的整体施工质量与进度。
1、N06059的性能分析
SB-622 N06059它是一种Ni-Cr-Mo合金，其Si、C的含量极低，具有优良的耐点面结合腐蚀性能和极高的机械强度，该合金具有以下特点：
1.1在氧化和还原状态下，对大多数腐蚀介质具有优良的耐腐蚀性；
1.2极好的耐点腐蚀、缝隙腐蚀和氧化引起的应力腐蚀开裂性能；
1.3对无机酸具有极好的耐腐蚀性，如硝酸、磷酸、硫酸和盐酸等；
1.4具有优良的耐各种无机酸混合溶液腐蚀的能力
2、材料特性
2.1 N06059化学成分构成见表1。
3、N06059的焊接性分析
3.1、焊接时易被空气氧化
镍基合金N06059材料焊接时，随着温度的升高，其吸收氮、氢、氧的能力随之上升，焊缝因空气的污染会变脆，同时会形成镍的氧化物，氧化物的熔点远远高于镍基合金的熔点，所以在表面没有完全清除氧化膜，掺杂在熔池中就会形成夹渣。为了防止焊接区域表面的氧化物和避免脆化元素溶入其中，必须在焊前彻底将焊接区域的油污清理干净。
在进行手工钨极氩弧焊接时，采用较大的气罩，应滞后停气，以便把熔池最大限度地屏蔽在保护气流之中，焊接过程中或者焊接结束后，始终保证焊丝的熔化端在氩气的保护范围之内。
3.2、易出现焊接热裂纹
镍基合金N06059有较高的热裂纹敏感性，裂纹最容易出现在焊道弧坑处，焊工在施焊中应仔细观察，及时打磨，每个收弧点应相互错开，不得在非焊接部位引弧，焊缝收弧一定要填满弧坑。弧坑裂纹有时是宏观裂纹，但宏观裂纹也时常伴随有微观裂纹。
3.3、限制热输入
镍基合金N06059焊接时，如果热输入过大，在热影响区产生一定程度的退火和晶粒长大现象，高热输入可能产生过度的偏析，也可能引起热裂纹或降低耐腐蚀性。控制限能量≤20KJ/cm，控制层间温度≤100℃。
3.4、不利于焊缝的成形
镍基合金N06059焊接时焊缝金属不像钢焊缝金属那样流动性能好，不易流到焊缝两边，易出现咬边，未熔合等缺陷，为了获得良好的焊缝成形，有时采用摆动工艺，焊工在摆动到每侧边缘时，要稍停顿一下，以便有足够的时间使熔化的焊缝金属与母材充分熔合，但摆动幅度不得超过焊丝直径的3倍。
焊接时，焊缝要焊成凸形焊道，防止内凹。
4、镍基合金N06059管道的焊接工艺
4.1焊接工艺和焊材的选用
镍基合金管道的焊接，为了提高焊接质量、保证管道内的清洁度，一般采用钨极氩弧焊。打底层及第一遍填充层焊缝背面应采取氩气保护措施，焊接过程中，焊丝的加热熔化端应始终置于保护气体中，表3为管道对接焊接工艺参数。
表3 管道对接焊接工艺参数
4.2、坡口形式
为了防止母材金属的氧化和铁离子污染，保证焊接坡口质量，镍基合金N06059管道的加工易采用等离子或机械加工方法，切口应表面平整，无裂纹、重皮、毛刺等，焊接坡口形式应尽量考虑焊接层数和填充金属量，焊接坡口形式及尺寸如图1所示。
5.焊后检验
外观检验焊缝表面无咬边、气孔、裂纹、弧坑等缺陷；X射线检验焊接合格率达到99%。
6、结论
通过制定合理的焊接工艺，我公司在某项目上焊接的镍基合金N06059管道的焊接合格率达到99%，该装置到目前为止已经平稳运行3年多。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册.北京.机械工业出版社，2001.
[2]李亚江.先进材料焊接技术化学工业出版社. 2012
[3]余燕，吴祖乾.焊接材料选用手册.上海.上海科学技术文献出版社.2005
论文作者:李冬毓,王永寿
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：合金论文; 裂纹论文; 材料论文; 管道论文; 性能论文; 焊接工艺论文; 口形论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;