專利名稱：奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對接焊方法，尤其涉及一種奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法。
背景技術：
在壓水堆型反應堆控制棒驅動機構中，密封殼與密封殼管嘴的異種金屬對接焊一直是一個難題。密封殼的材料為奧氏體不銹鋼，密封殼管嘴的材料為hconeiego鎳基合金，奧氏體不銹鋼與鎳基合金異種金屬對接焊中極易出現熱裂紋、氣孔等缺陷。鎳基合金與不銹鋼焊接時，氧的溶入量是影響焊縫中形成氣孔的主要因素，氧在液態(tài)鎳中的溶解度大于在液態(tài)鐵中的溶解度，而氧在固態(tài)鎳中的溶解度卻小于在固態(tài)鐵中的溶解度。因此，氧的溶解度在鎳結晶時的突變比在鐵結晶時中明顯，故鎳基合金形成氣孔的傾向要大于奧氏體不銹鋼。鎳基合金在熔融態(tài)時能溶入較多的氧，在高溫時易于使鎳形成mo，NiO與液態(tài)金屬中的氫和碳反應生成水和C0，水和CO在熔池凝固時來不及逸出而形成氣孔。另外，由于304LN奧氏體不銹鋼與^001161690鎳基合金在物理性質上的差異，易產生較大的焊接應力，增加了產生熱裂紋的可能性，而且由于焊縫中含鎳量高，熱裂紋傾向較大。若焊接線能量過大，易形成方向性極強的柱狀晶，使雜質的偏析更嚴重，會增大熱裂紋傾向。并且由于 Ni的熔點只有1446°C，而氧化形成的NiO的熔點高達2090°C，故容易產生NiO夾雜。并且鎳基合金的液態(tài)流動性差，潤濕性不好，易產生未焊透現象。因此，現有的對接焊方法無法使奧氏體不銹鋼與鎳基合金焊接后的焊接層達到設計要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是奧氏體不銹鋼與鎳基合金的異種材料之間對接焊極易出現熱裂紋、氣孔等缺陷，還會產生未焊透現象。為了解決上述問題，本發(fā)明采取的技術方案是 一種奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，包含以下步驟
第一步、下料對奧氏體不銹鋼與鎳基合金工件按所需尺寸加工成坯料； 第二步、定位點焊對加工好的奧氏體不銹鋼與鎳基合金坡口處對接后點焊定位； 第三步、焊接對已定位的坡口，加入ERNiCrFe-7A光焊絲，采用純度≥99. 997%氬氣作保護氣，用鎢極氬弧焊的方法進行焊接，對每層焊縫焊接之間進行層間溫度的控制，保證層間溫度≤170°C ；
第四步、焊道清理在每道焊縫焊接完成后用不銹鋼鋼絲刷刷去氧化層直至焊縫露出金屬光澤。進一步，在第二步中，定位點焊的焊點長度為3 5mm。進一步，在第三步中，所述氬氣的氣體流量保持在5L/min 15L/min。進一步，在第三步中，焊接時的焊接熱輸入量≤2. 36KJ/mm，焊接熱輸入量根據公式焊接熱輸入量=UX I X60/V計算所得，公式中U表示焊接電壓；I表示焊接電流；V表示焊接速度，其中焊接電流為90 250A，焊接電壓為8 15V。進一步，焊接前工件的溫度彡16°C。進一步，奧氏體不銹鋼和鎳基合金對接后坡口為U型。本發(fā)明的有益效果是
為壓水堆型反應堆控制棒驅動機構密封殼與密封殼管嘴間異種金屬的對接焊提供了一種好的方法，制備出無氣孔、裂紋、夾雜等焊接缺陷的良好焊接接頭。


附圖1是本發(fā)明中異種材料對接焊結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明提供的奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法的具體實施方式
作詳細說明。一種奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，包含以下步驟
第一步、下料對經過復驗合格的304LN奧氏體不銹鋼工件1與hcOne1690鎳基合金工件2按所需尺寸加工成坯料；
第二步、定位點焊對加工好的奧氏體不銹鋼工件1與鎳基合金工件2坡口處對接后點焊定位，可采用4點定位，焊點長度控制在3 5mm長為宜；
第三步、焊接對已定位的坡口，加入ERNiCrFe-7A光焊絲，采用純度彡99. 997%氬氣作保護氣，用鎢極氬弧焊的方法進行焊接，對每層焊縫焊接之間進行層間溫度的控制，保證層間溫度彡170°C ；
第四步、焊道清理在每道焊縫焊接完成后用不銹鋼鋼絲刷刷去氧化層直至焊縫露出金屬光澤。參見附圖1，奧氏體不銹鋼工件1開有坡口，鎳基合金工件2開有坡口，兩工件對接后，坡口形成U型，通過上述對接焊方法，焊接形成焊層3，焊層3無氣孔、裂紋、夾雜等焊接缺陷，使奧氏體不銹鋼工件1與鎳基合金工件2形成良好的焊接接頭。為了對焊層3進行更好的優(yōu)化，焊接電源極性采用直流正接，其焊接電流為90A 250A,焊接電壓為8V 15V。保護氣體氬氣的流量5L/min 15L/min，在焊接過程中可根據公式焊接熱輸入量=UXIX60/v，計算焊接熱輸入量，使焊接熱輸入量< 2. 36KJ/mm，公式中U表示焊接電壓；I表示焊接電流^表示焊接速度。在環(huán)境溫度< 16°C時，對奧氏體不銹鋼工件1和鎳基合金工件2進行預熱，預熱溫度> 16°C。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，其特征在于包含以下步驟 第一步、下料對奧氏體不銹鋼與鎳基合金工件按所需尺寸加工成坯料； 第二步、定位點焊對加工好的奧氏體不銹鋼與鎳基合金坡口處對接后點焊定位； 第三步、焊接對已定位的坡口，加入ERNiCrFe-7A光焊絲，采用純度彡99. 997%氬氣作保護氣，用鎢極氬弧焊的方法進行焊接，對每層焊縫焊接之間進行層間溫度的控制，保證層間溫度彡170°C ；第四步、焊道清理在每道焊縫焊接完成后用不銹鋼鋼絲刷刷去氧化層直至焊縫露出金屬光澤。
2.根據權利要求1所述的奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，其特征在于在第二步中，定位點焊的焊點長度為3 5mm。
3.根據權利要求1所述的奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，其特征在于在第三步中，所述氬氣的氣體流量保持在5L/min 15L/min。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，其特征在于在第三步中，焊接時的焊接熱輸入量< 2. 36KJ/mm，焊接熱輸入量根據公式焊接熱輸入量=U X I X 60/v計算所得，公式中U表示焊接電壓；I表示焊接電流；ν表示焊接速度，其中焊接電流為90 250A，焊接電壓為8 15V。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，其特征在于焊接前工件的溫度彡16°C。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，其特征在于奧氏體不銹鋼和鎳基合金對接后坡口為U型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種奧氏體不銹鋼與鎳基合金的對接焊方法，采用氬氣作保護氣，用鎢極氬弧焊的方法進行焊接，對每層焊縫焊接之間的層間溫度、層間清理和焊接速度、焊接電流進行嚴格控制，改善了鎳基合金與奧氏體不銹鋼異種金屬對接焊中可能出現的熱裂紋、氣孔等缺陷。
文檔編號B23K9/167GK102275030SQ20111020878
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權日2011年7月25日
發(fā)明者任正秋, 何力, 倪順利, 王肅鵬, 郭寶超 申請人:上海第一機床廠有限公司