海洋平臺銅鎳合金管焊接氣孔控制研究

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(1.上海振華重工(集團)股份有限公司,上海 200125;2.上海海工裝備高效智能焊接技術研究中心,上海 200125)

銅鎳合金管具有良好的力學性能和抗海水腐蝕性能，廣泛應用于船舶海水冷卻管系和海洋石油鉆井平臺管系中[1-2]。銅鎳合金管的應用既可減小管壁厚度和管子質量，又可延長其使用壽命。但銅鎳合金管熱膨脹系數和導電率遠高于碳鋼及低合金鋼，焊接難度大、焊接時易產生氣孔、氧化等缺陷，單面焊雙面成形要求內表面成形良好，焊后要進行X射線檢測[3]。為此，本文對銅鎳管焊接氣孔問題進行對比試驗，分析氣孔產生原因并制定改進措施。

1 焊接試驗

1.1 試驗方法

銅鎳管為韓國進口CuNi90/10，管子規格為Ф329.6 mm×4 mm，填充焊絲為韓國現代SMT-7030，采用鎢極氬弧焊GTAW，直流正接，焊接位置6G，焊前不需預熱。焊接參數見表1，接頭形式見圖1。

表1 焊接參數

焊前將坡口及周圍20～50 mm范圍內用不銹鋼刷清理干凈；焊前管子兩端密封，預先向管內通入一定時間氬氣；管子對接處用膠帶密封，施焊過程時邊焊邊將膠帶揭開。

圖1 接頭形式

1.2 試驗方案

銅鎳合金管焊接時，影響焊接氣孔的因素較多，如母材、焊絲、保護氣體、保護效果、焊接工藝、清理不凈等均會造成焊接氣孔[4-5]。為了分析銅鎳管焊接氣孔產生的主要原因，分別從母材、焊絲、保護氣體及保護方式、焊接工藝等角度設計對比試驗方案，見表2。

2 試驗結果及分析

根據試驗方案進行焊接，焊后進行宏觀缺陷檢查和射線檢測(RT)探傷，試驗結果見表3。通過方案1的對比試驗發現，在相同的焊接條件下韓國銅鎳管焊后產生大量氣孔，而德國的銅鎳管焊后氣孔極少且不超標，滿足RT要求。……