ASTM 4130自动氩弧焊堆焊Inconel 625焊接工艺.pdf

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第43卷增刊
石油化工设备
1. 43 Supplement 1
2014年8月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
Aug,2014
文章编号:100027466(2014)增1-004-03
ASTM4130自动氩弧焊雊焊 Inconel625焊接工艺
郭必永
江苏鸿达福石油设备有限公司,江苏盐城224700)
摘要:通过理论分析及试验结合的方法,确认ASTM413075K调质钢自动氩孤焊堆焊 Inconel625
的エ艺确认,根据API6AEd20th和 ASME X-2010的要求进行评定,此结果可为生产提供一定
的指导
关键词:ASTM4130; Inconel625;自动氩弧焊;焊接工艺
中图分类号:TQ050.6;TG44文献标志码:Bdoi:10.3969/j.issa.1000-7466.2014.s1.014
Procedure of 625 Overlay Weld on ASTM 4130 75K
GUO Bi-yong
(Jiangsu Hongda Weatherford Petroleum Equipment Co. Ltd, Yancheng 224700, China)
Abstract: Through the combination of theoretical analysis and test, the procedure of 625 overlay
weld on ASTM 4130 75K which was quenched and tempered steel, by automatic argon tungsten
arc welding, was evaluated according to API 6A Ed 20th and ASME IX-2010 requirements, and
provides guidance for production.
Key words: ASTM 4130; Inconel 625; automatic argon tungsten arc welding; welding proce-
ure
随着工业的不断发展,石油天然气的需求量日235HB。
益增长,原来开采难度较大的高含硫油气田也列入
根据国际焊接学会(IW)推荐的碳当量计算公
了开采的范围。对于高硫化氢服役状态的设备
r: w(C)0=w(C)+2(Mn)/6+2 [(Cr)
API6AHH材料级别要求为设备接触流体湿润的
zu(Mo)+u(V)]/5+1Lv(Ni)+xu(Cu)3/15,可以
表面为耐蚀合金,对于阀体内部则需要全部堆焊
计算得到ASTM4130材料的碳当量为0.54%
结构,文中详细介绍ASTM413075K调质钢自动
氤弧焊的堆焊焊接工艺。
0.75%。表明此材料有极易淬硬、焊接性差的特点
需要采取相应措施进行焊接才能达到工艺要求。
1ASTM413075K调质钢简介
(1)热裂纹中碳调质钢碳含量及合金元素含
ASTM413075k调质钢化学成分:(C)=量都较高,其结晶温度区间较大,偏析也较严重,具
0.28%~0.33%,u(Mn)=0.40%~0.60%,ze(Si)
有较大的热裂纹倾向。为了防止热裂纹,在选择焊
=0.15%~0.35%,o(P)mx=0.025%,て(S)mx
0.025%,ve(Cr)=0.80%~1.10%,ze(Mo)
接材料时,应尽量选用含碳量低的、含硫和磷杂质少
0.15%~0.25%,てo(Ni)n。=0.50%。
的填充材料
力学性能:R=517MPa,R。=655~
(2)冷裂纹与低碳调质钢相比,中碳凋质钢对
793MPa,Am=18%,Z=35%,硬度197~冷裂纹的敏感性要大,其原因是中碳调质钢中的碳
收稿日期:2014-04-26
作者简介:郭必永(1987-),男,江苏建湖人,国际焊接工程师,学士,从事钢炉压力容器、石油机械等承压设备的焊接工
作
W. XIIE HLIL COII
增刊1
郭必永:ASTM4130自动弧焊堆焊 Inconel625焊接工艺
15
含量较高,加入其中的合金元素也较多,在500℃以足QW-195要求。根据API6A要求,在ASME-IX
下温度区间过冷奥氏体具有更大的稳定性,淬硬倾卷要求基础上增加了圆棒拉伸试验、冲击试验。
向十分明显。
宏观金相结果见图1,硬度试验结果见图2。
(3)过热区的脆化中碳调质钢具有相当大的
淬硬性,宜采用焊接热输人小并辅之以预热、缓冷和
后热等工艺措施。焊接热输入大会增大奥氏体过热
并提高它的稳定性,形成粗大的马氏体,使过热区脆
化更为严重
(4)热影响区软化中碳调质钢在调质状态下
焊接,焊后在热影响区上的软化现象随强度级别的
提高表现更显著,热输入越小,加热或冷却速度越
图1宏观金相
快,受热时间越短,其软化程度和宽度就越小。因
此,采用热能量集中、输入较小的焊接方法对减小软
化区有利2。
1.244
2.236
2焊接工艺
7.2408.2339.236
10.20011.20112.203
2.1焊接方法、焊材的选择
图2硬度试验HV10
由于孔径的限制,阀座孔部位及流道孔部位都
力学性能结果:Ra=526MPa,Rm=685MPa,
难以焊接?只能通过自动焊机将焊矩送入内腔,通过A=25.6%,Zm=71%,侧弯试样结果为合格
旋转工作台,并加上焊机的自带系统进行规则性地-60℃冲击值分别为65,60,71;维氏硬度HV1
圆周焊接。
数值:母材200、201、203,热影响区为240、233、
焊接工艺选择自动氩弧焊,焊丝选择耐蚀性能236,堆焊第一层为254、254、267,堆焊第二层为
较好的 ERNICRMO-3( nonel625),其硫、磷质量分244、236、23
数的控制亦能减小热裂纹的产生
化学成分(焊缝熔合线内3mm处平均值):
2.2消应力热处理
zo(C)=0.018%,ve(Mn)=0.05%,(Si)=
有焊接要求的ASTM413075k材料淬火后的0.04%,z(P)=0.005%,e(S)m=0.001%,てe
回火温度最低为650C,消应力温度不得超过(Cr)=22.0%,e(Ni)=63.0%,o(Mo)=9.4%,てo
650C,温度确定为(640土5)C×4h。升温速度(Cu)=0.04%,ce(Nb)=3.58%,て(AI)=0.13%。
100~150C/h,降温速度60~120C/h,300C以
下不控制。
4试制
2.3预热/层间温度
根据工艺要求,对焊机程序进行设定后进行阀
针对焊接性分析综合考虑及合金CT图可以腔堆焊,首件试制品各项试验均已通过,也意味着焊
得知,预热可以控制焊缝的金相组织,降低冷却速接工艺及过程控制达到了预期的效果,阀体截面解
度,改善过热区的性能并预防冷裂纹的产生。
剖图见图3。
根据经验层间温度控制在260~310C。
2.4焊接工艺参数
焊接方法为自动弧焊,焊接材料AWSA5.14
ERNIC