镍基焊丝、镍基焊丝的制造方法和镍基焊丝的焊接工艺技术

本发明专利技术提供了一种镍基焊丝、镍基焊丝的制造方法和镍基焊丝的焊接工艺，涉及焊接材料技术领域，为解决Incoloy800H材料的传热管焊接效果差的问题而设计。镍基焊丝包括外皮以及填充于外皮中的药芯；外皮为Inconel625带，以质量百分比计，药芯包括：Co：28.0~32.0%，Cr：19.0%~23.0%，Mo：7.0%~9.0%，Nb：1.5%~3.5%，Cu：1.0%~1.5%，W：1.5%~3.5%，B：0.6%~1.0%，La：0.4%~0.6%，其余为Ni。本发明专利技术提供的镍基焊丝可以使得接头部位在常温和高温条件下都可以保持较高的抗拉强度和延伸率。高的抗拉强度和延伸率。高的抗拉强度和延伸率。

【技术实现步骤摘要】
镍基焊丝、镍基焊丝的制造方法和镍基焊丝的焊接工艺


[0001]本专利技术涉及焊接材料
，具体而言，涉及一种镍基焊丝、镍基焊丝的制造方法和镍基焊丝的焊接工艺。

技术介绍

[0002]高温气冷核反应堆是一种安全性能好、发电效率高的先进核反应堆。蒸汽发生器作为热交换设备，产生蒸汽，从而将核能转变为机械能。蒸汽发生器是隔离一回路和二回路的重要设备。在实际服役过程中，经常发生蒸汽发生器传热管失效事故，导致严重的经济损失，并危害社会安全。传热管内流通的是高温氦气，氦气中部分携带着放射性物质。因此保证蒸汽发生器传热管的安全稳定性是高温气冷堆正常运转的前提条件。
[0003]研究发现，蒸汽发生器传热管失效主要发生在焊缝区域。传热管材料为Incoloy 800H，焊丝为ERNiCr
‑
3。在实际焊接过程中，由于局部热输入的作用，导致焊缝组织不均匀，局部存在组织粗大现象。常规ERNiCr
‑
3焊丝中，主要借助Ni、Co、Cr元素的固溶强化作用，强化手段较单一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种镍基焊丝，以解决现有对Incoloy800H材料的传热管焊接效果差的技术问题。
[0005]本专利技术提供的镍基焊丝，应用于材质为Incoloy 800H的高温气冷堆传热，包括外皮以及填充于所述外皮中的药芯；所述外皮为Inconel625带，以质量百分比计，所述药芯包括：Co：28.0~32.0%，Cr：19.0%~23.0%，Mo：7.0%~9.0%，Nb：1.5%~3.5%，Cu：1.0%~1.5%，W：1.5%~3.5%，B：0.6%~1.0%，La：0.4%~0.6%，其余为Ni。
[0006]本专利技术镍基焊丝带来的有益效果是：本专利技术所提供的镍基焊丝针对高温气冷堆传热管内部传输的高温氦气（700℃以上），为了保证其接头的高温可靠性，通过多种合金元素实现组合强化：焊丝中主要合金元素为Ni、Co，具有稳定熔覆金属奥氏体组织作用；焊丝中含有一定量的Cr元素，充分保证熔覆金属的高温抗氧化能力；添加一定量的Mo、Nb、W，实现对熔覆金属奥氏体基体的固溶强化作用；添加微量B、La，强化、净化晶界，提高蠕变寿命。而且，选择Inconel 625带作为外皮。Inconel625带中Ni、Cr、Mo含量较高，配合药粉的设计含量配比，可以较容易实现熔覆金属目标组织与性能的获得。合金元素种类多，强化、韧化效果显著，元素的选择与含量的设计充分考虑了焊接非平衡特点及焊接过程极大的冷却速度对焊缝组织的有害作用，因此采用该焊丝进行焊接时，对焊工的操作要求较低，焊接工艺稳定性强，接头质量可靠性高。采用上述的镍基焊丝对Incoloy800H母材进行焊接，所得的熔敷金属在室温下的抗拉强度可以达到570Mpa以上，延伸率可以达到30%以上，600℃的抗拉强度可以达到400Mpa以上。由上述焊丝焊接的Incoloy800H母材，接头部位在常温和高温条件下都可以保持较高的抗拉强度和延伸率。
[0007]优选的技术方案中，所述镍基焊丝的填充率为30%~35%。
[0008]优选的技术方案中，所述镍基焊丝的直径为1.0mm~1.2mm。
[0009]本专利技术的第二个目的在于提供一种镍基焊丝的制造方法，用于制造上述的镍基焊丝，包括如下步骤：称取药粉：按质量百分比：Co粉28.0%~32.0%、Cr粉19.0%~23.0%、Mo粉7.0%~9.0%、Nb粉1.5%~3.5%、Cu粉1.0%~1.5%、W粉1.5%~3.5%、B粉0.6%~1.0%、La粉0.4%~0.6%、其余为Ni粉，其中，以上所有组分的质量百分比之和为100%，来称取药粉；烘干药粉；混合药粉；填充药粉：去除外皮表面的油脂，并将外皮弯曲为U形，将混合好的所述药粉填充进所述外皮，并将所述外皮合口；拉拔焊丝：采用拉拔工艺制成焊丝成品。
[0010]本专利技术镍基焊丝制造方法带来的有益效果是：本专利技术提供的镍基焊丝制造方法，能够制造出上述的焊丝，通过采用本专利技术所提供的制造方法得到的镍基焊丝，对Incoloy800H母材进行焊接，所得的熔敷金属在室温下的抗拉强度可以达到570Mpa以上，延伸率可以达到30%以上，600℃的抗拉强度可以达到400Mpa以上。由上述焊丝焊接的Incoloy800H母材，在常温和高温条件下都可以保持较高的抗拉强度、延伸率和较好的密封性。即，具有上述的镍基焊丝的全部优点，在此不再赘述。
[0011]优选的技术方案中，烘干药粉步骤中，将所述药粉置于真空环境中加热，加热温度为260℃~280℃，保温时间为1h~2h。
[0012]优选的技术方案中，所述Co粉、所述Cr粉、所述Mo粉、所述Nb粉、所述Cu粉、所述W粉、所述B粉、所述La粉、所述Ni的粒度为100目~200目。
[0013]优选的技术方案中，所述外皮的原材料尺寸为厚度为0.4mm，宽度为7mm。
[0014]优选的技术方案中，还包括焊丝包装步骤：将所述焊丝成品缠绕于焊丝盘，并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
[0015]本专利技术的第三个目的在于提供一种镍基焊丝的焊接工艺，采用上述任一的镍基焊丝焊接待焊接件。
[0016]本专利技术提供的焊接工艺带来的有益效果是：采用上述的焊接工艺，对Incoloy800H母材进行焊接，所得的熔敷金属在室温下的抗拉强度可以达到570Mpa以上，延伸率可以达到30%以上，600℃的抗拉强度可以达到400Mpa以上。由上述焊丝焊接的Incoloy800H母材，在常温和高温条件下都可以保持较高的抗拉强度、延伸率和较好的密封性。即，具有上述的镍基焊丝的全部优点，在此不再赘述。
[0017]优选的技术方案中，焊接时，将待焊接件的焊接部位和焊丝均置于保护气体氛围中；所述待焊接件的焊接部位厚度为12mm~18mm；坡口为V形，所述坡口的角度为50
°
~55
°
；和/或，以体积百分比计，所述保护气体中，氩气的含量为98%：氧气的含量为2%；和/或，焊接电流为150A~200A；和/或，焊接速度为0.5m/min~0.6m/min；
和/或，送丝速度为4m/min~6m/min。
附图说明
[0018]图1为使用实施例二制备的镍基焊丝进行Incoloy 800H母材表面堆焊的成型情况。
[0019]图2为使用实施例二制备的镍基焊丝进行Incoloy 800H母材的对接焊接所得接头金相组织。
[0020]图3为使用实施例二制备的镍基焊丝进行Incoloy 800H母材的对接焊接所得接头二次相的高倍扫描电镜形貌。
[0021]图4为使用实施例二制备的镍基焊丝进行Incoloy 800H母材的对接焊接所得焊缝的摩擦磨损曲线。
[0022]图5为使用实施例二制备的镍基焊丝进行Incoloy 800H母材的对接焊接所得焊缝的摩擦磨损形貌。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍基焊丝，其特征在于，应用于材质为Incoloy 800H的高温气冷堆传热，包括外皮以及填充于所述外皮中的药芯；所述外皮为Inconel625带，以质量百分比计，所述药芯包括：Co：28.0~32.0%，Cr：19.0%~23.0%，Mo：7.0%~9.0%，Nb：1.5%~3.5%，Cu：1.0%~1.5%，W：1.5%~3.5%，B：0.6%~1.0%，La：0.4%~0.6%，其余为Ni。2.根据权利要求1所述的镍基焊丝，其特征在于，所述镍基焊丝的填充率为30%~35%。3.根据权利要求1所述的镍基焊丝，其特征在于，所述镍基焊丝的直径为1.0mm~1.2mm。4.一种镍基焊丝的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：称取药粉：按质量百分比：Co粉28.0%~32.0%、Cr粉19.0%~23.0%、Mo粉7.0%~9.0%、Nb粉1.5%~3.5%、Cu粉1.0%~1.5%、W粉1.5%~3.5%、B粉0.6%~1.0%、La粉0.4%~0.6%、其余为Ni粉，其中，以上所有组分的质量百分比之和为100%，来称取药粉；烘干药粉；混合药粉；填充药粉：去除外皮表面的油脂，并将外皮弯曲为U形，将混合好的所述药粉填充进所述外皮，并将所述外皮合口；拉拔焊丝：采用拉拔工艺制成焊丝成品。5.根据权利要求4所述的镍基焊丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨二娟，米紫昊，王艳松，王博，杨兰，韩天鹏，刘福广，李勇，刘刚，黎俊良，孙睿，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：