Tubulações Inconel 600 com alta pressão de trabalho e altas temperaturas são propensas a trincas térmicas e porosidade durante a soldagem. Use soldagem manual a arco de tungstênio, escolha o fio de soldagem Inconel 62 e use medidas de processo de soldagem apropriadas para obter juntas soldadas ideais.
Um material de pipeline de produção é Inconel 600 Liga à base de níquel resistente à corrosão; Em operação normal, a pressão no tubo é de 11 MPa, a temperatura chega a 500°C e as condições de trabalho são muito adversas. Portanto, requisitos mais elevados são impostos à qualidade das juntas soldadas da liga à base de níquel resistente à corrosão Inconel 600.
1. A análise de soldabilidade
O material de base é uma liga de níquel importada à base de Inconel-600, resistente à corrosão, com diâmetro de 33 mm e espessura de parede de 4 mm. A composição química e as propriedades mecânicas estão listadas na Tabela 1.
Tabela 1 Composição química e propriedades mecânicas do Inconel 600
| Composição química (%) | Mecanicamente | |||||||||||
| C | Si | Mn | Cr | Não | Co | Fé | S | Cu | σb(MPa) | σS(MPa) | Ψ(%） | dureza(Alta tensão） |
| 0,05 | ≤0,5 | ≤1,0 | 140–17 | ≥72 | ≤1,0 | 6–10 | ≤0,015 | ≥0.5 | ≥560 | ≥200 | 60 | 120–160 |
Inconel 600 é uma típica liga de Ni-Cr-Fe reforçada por solução, de alta temperatura e resistente à corrosão, com excelente resistência à corrosão, resistência ao desgaste e resistência à oxidação. A soldabilidade é boa, mas se o material de soldagem ou o processo de soldagem não for selecionado corretamente, é fácil ocorrer rachaduras, porosidade, inclusões e outros defeitos.
Fissuração térmica
Metais de solda contendo S, P, Si, Sb e outros elementos formam facilmente um eutético de baixo ponto de fusão com Ni, resultando em fissuração térmica. Se for fornecido muito calor, forma-se facilmente uma forte organização direcional de austenita monofásica, com forte tendência à contaminação, o que facilmente leva a trincas térmicas. O arco não está fechado corretamente, o que leva facilmente à quebra do arco. Influenciada pelo ciclo térmico da soldagem, a zona de costura tende a formar fissuras de liquefação.
porosidade
A liga Inconel 600 é propensa a porosidade durante a soldagem. Se o chanfro da solda não estiver limpo perto de óleo, sujeira, ferrugem e incrustações, a porosidade do hidrogênio pode ocorrer facilmente. Na soldagem, se a proteção não for boa, o oxigênio do ar entrará na poça de fusão e ocorrerá uma reação química do metal fundido, formando facilmente porosidade de CO e porosidade de vapor de água.
Tendência a corroer a solda
A condutividade térmica da liga Inconel 600 é baixa e os grãos de cristalização têm forte tendência a crescer, resultando em grãos grossos e reduzindo as propriedades mecânicas da solda e a resistência à corrosão.
Inclusões
Durante a soldagem, a liga Inconel 600 pode facilmente desenvolver um alto ponto de fusão de óxido, resultando em inclusões.
Processo de soldagem
Soldagem manual a arco de tungstênio com calor concentrado e bom efeito de proteção.
material de soldagem
O material de soldagem é o fio Inconel 62, ф2,5 mm, cuja composição é semelhante ao material base. Para garantir a limpeza, o fio deve ser limpo com acetona antes do uso.
O diâmetro da ponta de tungstênio é de cerca de 0,4 mm, com um ângulo de 30°-45°, o que contribui para a estabilidade do arco e profundidade de fusão suficiente.
A pureza do gás argônio deve ser superior a 99,99%.
Preparação antes da soldagem
A limpeza antes da soldagem é um dos requisitos mais importantes para boas conexões. Primeiro, desengordure o tubo por dentro e por fora e, em seguida, limpe o chanfro em ambos os lados da área de 50 mm de óleo, ferrugem e incrustações com acetona. Marque-os com tinta, fluido de corte, etc. e deixe-os secar após a soldagem.
Para garantir a penetração da solda, deve-se escolher um formato de chanfro com grande ângulo e pequena borda romba.
Parâmetros do processo de soldagem
A liga de níquel resistente à corrosão Inconel 600 tem uma propriedade de baixa penetração e, portanto, geralmente não deve ser usada para soldagem de grande energia linear para evitar queima excessiva da liga, o que afetaria o desempenho da junta. Os parâmetros de processo selecionados estão listados na Tabela 2.
Tabela 2: Parâmetros do processo de soldagem da liga de níquel resistente à corrosão Inconel 600
| Número de camadas de solda | Corrente de soldagem (A) | Tensão do arco (V) | Velocidade de soldagem (mm/min) | Diâmetro do eletrodo de tungstênio (mm) | Diâmetro do bico (mm) | Atenuação(ões) de corrente | Taxa de fluxo de argônio (L/min) dianteiro/traseiro | Polaridade de energia |
| 1 | 95–100 | 12–14 | 80–100 | ф2,4 | f11 | 5–6 | 10–12/12–14 | Conexão direta CC |
| 2 | 100-105 | 13–15 | 100–120 | ф2,4 | f11 | 5–6 | 10–12/12–14 | Conexão direta CC |
Pontos de controle
Sob a premissa de garantir a máxima qualidade possível, utiliza-se baixa corrente, arco curto e soldagem rápida. Na soldagem inferior, um pequeno orifício com diâmetro de 2-3 mm é deixado na frente da poça de fusão e o fio cai na poça de fusão para garantir que a solda raiz passe. Durante a soldagem, o fio não oscila lateralmente e a temperatura da camada intermediária é controlada entre 50-60°C. Durante a soldagem de preenchimento do convés, a camada intermediária e a superfície são cuidadosamente limpas com uma rebarbadora ou escova de aço inoxidável. O aço carbono não deve ser adicionado durante a retificação. Na soldagem de cobertura, se a solda for um pouco mais alta que o material de base, quando o arco se fechar, o poço do arco será preenchido.
Atenção ao problema
- (1) Ao soldar, o argônio deve primeiro passar pelo tubo a uma vazão superior a 12L/min para garantir a penetração da solda e a formação da solda e evitar a oxidação. Para fortalecer a proteção da área de soldagem, uma capa protetora deve ser instalada na parte traseira do bico de soldagem.
- (2) Durante o processo de soldagem, se o eletrodo de tungstênio entrar em contato com a poça de fusão e a ponta do eletrodo de tungstênio ficar contaminada, o eletrodo de tungstênio deve ser retificado ou substituído enquanto remove impurezas de soldagem locais da poça de fusão para evitar defeitos causado pela inclusão de tungstênio.
- (3) Ao soldar, a extremidade de aquecimento do fio deve estar na proteção do gás argônio e não deve agitar a poça de fusão com o fio.
- (4) A liga Inconel 600 geralmente não requer tratamento térmico após a soldagem.
3. Verifique após a soldagem
Após a soldagem de acordo com as medidas do processo acima, a solda dos tubos resistentes à corrosão da liga de níquel Inconel 600 está bem formada e tem boa aparência. Os resultados da detecção de falhas por raios X para a solda estão em conformidade com os padrões de detecção de falhas por radiação JB4730-94 e com a camada Classe I. A solda tem bom desempenho geral.
