特种材料钛、双相不锈钢及哈氏合金焊接方案1

特种材料钛、双相不锈钢及哈氏合金B619

N10276（C276）的焊接方案

1. 编制说明

本方案是针对工程中钛管B861 Cr2、双相不锈钢A170 UNS S31803（2205型）及哈氏合金B619 N10276（C276）等三种特种材料的焊接所做的补充规定，其它一般要求和规定按《管道焊接方案》执行。

2. 焊接工艺评定

根据业主提供的420400-142-SPC-006规范的要求，按ASME Ⅸ卷进行焊接工艺评定工作，评定合格后，进行焊工考试工作。

3. 焊工培训和考试

这三种特种材料均应对焊工进行针对性的培训，要根据评定合格的焊接工艺评定编制焊工考试工艺指导书。焊工按此进行焊工考试工作，考试合格取得相应资格证书后，方能持证参与工程的正式焊接工作。

4. 管子切割及坡口加工

双相不锈钢和哈氏合金切割采用标准车床、带锯等机械加工或等离子切割和砂轮切割。采用等离子切割或砂轮切割时，应留有足够余量，然后用机械加工方法除去污染层。采用等离子切割时应防止火花飞溅到附近母材的表面上。坡口加工宜采用车床或坡口加工机进行机械式加工。

钛管切割采用车床、带距等机械加工或等离子切割和砂轮切割（切割时管子应旋转），采用等离子切割时要采取措施保护内外表面，以防表面被火花灼伤，并用机械方法除去污染层。坡口加工采用车床或坡口加工机进行机械加工，加工后用不锈钢丝刷刷，最后用清洁的溶剂清洗干净。

5. 焊接方法和焊接材料

钛管B861 Cr2采用全手工氩弧焊的焊接方法，焊丝选用ERTi-1或ERTi-2。

哈氏合金Hastelloy C276和双相不锈钢A790 UNS S31803（2205 Alloy）采用全手工氩弧焊或手工氩弧焊打底，手工电弧焊填充并盖面的氩电联焊。Hastelloy C276选用ERNicrmo-4焊丝，Enicrmo-4焊条。

2205 Alloy采用sandvik22.9.3L，Avesta2205或Metrode ER329N Sandvik25.10.4L焊丝，选用E2209焊条。

6. 焊接施工环境要求

焊接场所要保持清洁、干燥；

当环境温度低于5℃时，要采取预热措施，使环境温度超过5℃时才能进行施焊；

焊接场所严禁有黑色金属焊接、切割、打磨等加工；

现场焊接时，要有防风、防雨雪措施，当风速大于0.5m/s或相对湿度大于90%时，禁止施焊。

7. 焊前清理要求

坡口两侧各25mm以内的内外表面均应用不锈钢丝刷除去氧化膜； 坡口表面及两侧各至少75mm内外表面上均应用合适的溶剂（无水酒精、工业纯丙酮）清除油脂、水分、灰尘等杂物，用溶剂时应使用干净的海绵或亚麻布，不得使用毛巾、棉纱等；

清理好的焊件应立即焊接或对待焊接区域采用防尘措施，焊件置放时间不宜超过8小时，否则应再次清理。钛管临焊之前用溶剂对坡口再清洗一遍；

焊丝用前必须用溶剂清除其表面上的油脂、残留润滑剂和灰尘等污物，并置于干净的场所保存。

8. Hastelloy C276的焊接及检验

Hastelloy C276属于Ni-Cr-Mo系的三元合金，其可焊性一般，具有较高的热裂纹敏感性，较高的气孔生成率，及在焊接区易产生晶间腐蚀倾向，因而要采取如下有针对性的焊接工艺：

为确保接头熔透及有效防止热裂纹，应选用大坡口角度（V80°±5°）和小钝边（1±0.5mm）的接头型式；

不允许在坡口以外的母材上任意引弧；

钨极氩弧焊时采用高频引弧和衰减电流熄弧措施。注意起弧和收弧处质量，收弧时将弧坑填满且滞后30秒停气，多层焊时层间接头要错开；

焊接时，内侧充氩气保护，打底焊接时，要注意内侧氩气压力，防止焊缝产生内凹缺陷；

钨棒要避免与熔池和焊丝接触，以免造成焊缝夹钨，同时要尽量缩短电弧长度；

焊接过程中，焊丝的加热端必须始终处在氩气保护氛围中；

在保证焊透及熔合良好的条件下，应采用小工艺规范进行焊接，施焊过程中，避免焊枪横向摆动，手工电弧焊摆动应小于焊条直径的3倍；

每道焊接完毕，对焊道表面的焊接弧坑、裂纹、气孔、咬边等缺陷进行打磨消除，并用不锈钢丝刷清除焊道表面的氧化膜。

焊后必须进行焊缝外观检查，符合规范要求，然后进行100%的RT（对接焊缝）和100%的PT（角焊缝）。

9. 双相不锈钢的焊接及检验

A790 UNS S31803双相钢，相当于SAF2205，属于Cr21型双相不锈钢。双相钢和奥氏体不锈钢相比，具有强度高，对晶间腐蚀不敏感，有较好的耐点蚀性能，具有优良的耐应力腐蚀性能。SAF2205型双相钢还具有良好的低温冲击韧性，在焊接时，裂纹倾向很低，不须预热和焊后热处理。可焊性良好，焊接工艺要求与一般奥氏体不锈钢基本相同，只要选择合适的焊材相匹配，既可满足要求，施焊时，为了防止近缝区晶粒粗化，应尽量使用低的线能量焊接。

焊后进行100%外观检查，100%RT（对接焊缝）和100%PT（角焊缝）。

10. 钛管的焊接及检验

钛是化学活泼很强的元素，常温下钛及其合金是比较稳定的，但随着温度的升高，钛及钛合金吸收O2、H2、N2的能力随之明显上升，钛从250℃开始吸收H2，从400℃开始吸收O2，从600℃开始吸收N2，而空气中含有大量的氮和氧，空气中水汽中含有大量的氢，氧、氮、氢和钛反应后，就会在焊缝中形成气孔和裂纹。另外，碳与钛也易形成碳化物，使接头变脆，工件上的油、锈等杂物都可

能成为焊缝增层的来源。因此严格控制钛母材及焊材中的氢、氧、氮、碳含量。仔细清理母材及焊材表面杂质，在250℃以上对钛材表面进行保护，是保证钛材焊接的必要措施。

另外，由于钛的熔点高（1600℃）及导热性差，因此焊接时，高温区的范围较大，熔池在高温区停留的时间也长，冷却速度慢，极易引起晶粒粗大，使焊接接头强度、塑性降低，甚至产生裂纹，因此要采用小线能量，冷却速度快的规范参数来焊接钛管，以降低其过热倾向。

其焊接要点是：

仔细清除母材极焊材表面的杂物；

修磨管子时不得使之过热变色； 管内要充Ar保护；

焊件位置尽可能采用转动平焊；

起弧时，提前送气30～60s，收弧时延时停气30～60s，采用高频引弧和

衰减电流装置及延时气体保护装置，弧坑必须填满。

尽可能选用小规范焊接，层间温度＜200℃；

焊接区，熔池及250℃以上的母材表面均采用氩气保护，即采用背部充

氩和拖罩充氩的保护装置；

应用独立的气路，提供各区域的保护气体，保护气体应保持均匀，非紊

流并不相互干扰。气路中应没有残留水分和任何泄漏，气路管道不允许采用橡胶胶管或其它吸潮材料管子。

焊接过程中，焊丝加热端要始终保持在氩气保护区内，如接触空气，要

切除焊丝端至少25mm。

手工焊时要保持焊丝均速送进，避免焊枪横向摆动；

当焊道表面出现变色时，应立即停止焊接，查明原因，采取措施并经检验合格后方可进行焊接。轻微的表面变色要用不锈钢丝刷清除，对污染严重的焊缝必须铲除干净，并进行必要的修复，方可进行下一步焊接工作。

焊接时，要保持焊接用具几焊工衣着干净；

焊接过程中，若钨极碰触熔池或焊丝，应停止焊接。铲除污染的焊肉，磨修或更换钨极；