[发明专利]一种适用于Inconel600合金的焊接工艺

说明书

技术领域

本发明属于材料加工领域，具体涉及一种适用于Inconel600合金的焊接工艺。

背景技术

焊接是金属结构件特别是大型结构件应用中必不可少的工艺。与母材相比，焊接产生的焊缝在力学性能、抗腐蚀性能等方面通常存在明显差距，容易成为产品整体质量和性能的“短板”。因此，焊接工艺是影响金属产品性能的一个关键因素。

Inconel600是一种镍基合金，其具有优异的耐高温腐蚀、抗氧化和冷热加工性能，被广泛应用于钛白粉、化工、核电等领域。目前，已有一些常规焊接技术被用于Inconel600合金，涉及的焊接方法包括熔化极气体保护焊、非熔化极气体保护焊、自动焊等，使用的焊接材料以ERNiCr-3为主，其化学成分为：C≤0.1%，Cr 18～22%，Fe≤3.0%，Mn 2.5～3.5%，Nb+Ta 2.0～3.0%，Ti≤0.75%，Si≤0.5%，Cu≤0.5%，S≤0.015%，P≤0.03%，Ni≥67.0%。

然而，这些焊接工艺并不能完全发挥出Inconel600的优异性能，存在着明显不足，突出表现在焊缝的高温力学性能不理想。这一缺陷使得Inconel600合金产品在高温应用环境下的稳定性和安全性存在隐患，从而限制了Inconel600合金产品在某些对力学性能有要求的高温环境下的应用。

鉴于Inconel600在实际应用中多处于高温环境，寻求与Inconel600合金适用性更佳的焊接工艺就显得尤为必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于Inconel600合金的焊接工艺。该焊接工艺无需预热和热处理，属于非熔化极气体保护焊（GTAW）工艺的范畴。通过对工艺参数的调整和焊接材料的改进，产生的焊缝不仅具有良好的表面形貌（不会出现裂纹、气孔、咬边等缺陷）、耐腐蚀性能和常温力学性能，而且表现出了明显改善的高温力学性能，极大地提升了产品的质量和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种适用于Inconel600合金的焊接工艺，包括以下步骤：

（1）将待焊接试样的待焊接端清理干净，保持清洁干燥，然后将待焊接试样对接，以点焊固定位置，随后通氩气进行保护；焊机与待焊接试样以直流正接的方式连接； 

（2）对待焊接试样进行打底焊接，焊接电流90-100A，电压12-14V，焊速0.8-1.2mm/s，焊满两层；

（3）进行填充焊和盖面焊，焊接电流100-120A，电压12-16V，焊速1.0-1.4mm/s。

本发明的焊接工艺适用于各类样式的Inconel600合金材料，包括但不限于Inconel600线材、板材、管材等等。

待焊接试样可根据焊件结构类型选择合适的对接方式。例如，对于板材，优选采用V型对接坡口；对于管材，优选采用U型对接坡口；对于如棒之类的线材，优选采用V型对接坡口或I型对接坡口。

本发明的焊接工艺中使用的焊接材料，按质量百分比计，由以下化学成分组成：C≤0.07%，Cr 16.0～18.0%，Fe 6.0～10.0%，Mn≤1.0%，Nb 1.5～3.0%，Si 0.6～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥70.0%。

优选地，上述焊接材料由以下化学成分组成：C≤0.05%，Cr 16.0～17.0%，Fe 7.0～8.0 %，Mn≤0.7%，Nb 2.0～2.5%，Si 0.8～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥72.0%。

焊接材料可以以本领域常规的各种形式使用，优选焊丝。根据使用需要，焊丝可被制成各种尺寸。

本发明的目的还在于提供由上述焊接工艺得到的Inconel600合金产品。

相对于现有的用于Inconel600的焊接工艺，本发明通过优化传统GTAW焊接工艺中的工艺参数和改进焊接材料，使得焊接的焊缝在外观、耐腐蚀性、常温力学性能、和高温力学性能等方面性能优异，特别是在高温力学性能方面表现出了明显优势。

 附图说明

图1是实施例1中焊接试样采用V型对接坡口的结构示意图；

图2是实施例2中焊接试样采用U型对接坡口的结构示意图。

 具体实施方式

以下将结合实施例以对本发明做进一步说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1