摘要：2020年9月，胡晓丽老师承接了大桥集团的6625固溶强化型镍基合金（以钼铌为主要强化元素）焊丝在Q235钢上堆焊的项目；实验过程由姜玉星同学负责。
八十九、冷金属过渡堆焊 CMT熔合改变
2020年9月，胡晓丽老师承接了大桥集团的6625固溶强化型镍基合金（以钼铌为主要强化元素）焊丝在Q235钢上堆焊的项目；实验过程由姜玉星同学负责。
一、6625固溶强化型镍基合金的应用
1、含氯化物的有机化学流程工艺的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化剂的场合；
2、制造纸浆和造纸工业的蒸煮器和漂白池，
3、烟气脱硫系统中的吸收塔、再加热器、烟气进口挡板、风扇（潮湿）、搅拌器、导流板以及烟道等，
4、制造应用于酸性气体环境的设备和部件，
5、乙酸和乙酐反应发生器，
6、硫酸冷凝器。
二、6625固溶强化型镍基合金的特点
1、对氧化和还原环境的各种腐蚀介质都具有非常出色的抗腐蚀能力，
2、优秀的抗点腐蚀和缝隙腐蚀的能力，并且不会产生由于氯化物引起的应力腐蚀开裂；
3、优秀的耐无机酸腐蚀你能力，如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸以及硫酸和盐酸的混合酸等；
4、优秀的耐各种无机酸混合溶液腐蚀的能力，
5、温度达到40℃时，在各种浓度的盐酸溶液中均能表现出很好的耐蚀性能；
6、良好的加工性和焊接性，无焊后开裂敏感性；
7、具有壁温在-196～450℃的压力容器制造认证，
8、经美国腐蚀工程师协会NACE标准认证（MR-01-75）符合酸性气体环境使用的最高标准等级Ⅶ。
三、UNS NO6625固溶强化型镍基变形高温合金的其他对应牌号：
GH3625、GH625(中国)、NC22DNb（法国）、W.Nr.2.4856、NiCr22Mo9Nb（德国）、NA21(英国)l nconei625、UNS NO6625(美国)NiCr22Mo9Nb(ISO)……
UNS NO6625是一种对各种腐蚀介质都具有优良耐腐性的低碳镍铬钼铌合金。由于碳含量低并经过稳定化处理，即使在650-900℃高温保温50小时以后仍然不会有敏化倾向。
四、焊接工艺
该材料适合采用任何传统焊接工艺焊接，如手弧焊、TIG、MAG、MIG、等离子弧焊。此次重点实验是利用CMT冷金属过渡堆焊(或浸水堆焊方法代替)，减小堆焊熔合比：
焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比。因为通过熔合比可以改变焊缝金属的化学成分，因此对焊接质量有较大的影响。
1、 熔合比及计算
熔合比以焊道金属中母材金属熔化的横截面积Am与整个焊道横截面积Ah+Am之比值来计算，即：
熔合比θ=Am/(Ah+Am).
式中θ——熔合比，
Am——焊缝截面中母材金属所占的面积，
Ah——焊缝截面中填充金属所占的面积。
坡口和熔池形状改变时，熔合比都将发生变化。如V形坡口与I形坡口相比，熔合比就会显著降低。通过改变熔合比的大小来调整焊缝的化学成分，能够降低焊接裂纹的敏感性和提高焊缝金属的力学性能。
2、 影响熔合比的因素
主要有焊接方法、焊接参数、接头形式、坡口形式、焊道数目以及母材热物理性质等。
母材的热物理性质对熔合比影响很大。在同样焊接条件下：热导率小的材料比热导率大的材料的熔合比要大。如奥氏体钢比铁素体-珠光体钢的熔合比大20%～30%。
熔合比的大小与焊接参数有关：熔合比随着焊接电流的增加而增加，随着电弧电压、焊接速度的增加而减小。
焊缝金属中的合金元素主要来源于填充材料，局部熔化的母材将对焊缝成分起到稀释作用；因此熔合比又称为稀释率。
3、 熔合比对焊缝金属成分的影响
焊缝金属是由填充金属与局部熔化的母材组成。当焊缝金属的熔合比变化时，其焊缝金属的成分必然随之改变。
当焊接材料与母材的化学成分基本相同时，熔合比对焊缝金属的性能无明显影响；当母材合金元素较少，焊接材料中合金元素较多时，这些合金元素对改善焊缝性能起着关键作用；应控制熔合比小一些。
当母材中含合金元素较多，而焊接材料合金元素较少时，如果这些合金元素对改善焊缝性能有利；则增加熔合比提高焊缝性能。在堆焊时，应调整焊接参数使熔合比尽可能小；以减少母材成分对堆焊层性能的影响。
当母材中碳、硫、磷的含量较多时，应该减少熔合比；减少碳、硫、磷进入焊缝，提高焊缝的塑性和韧性；防止产生裂纹。
4、CMT冷金属过渡的熔合比
CMT(Cold Metal Transfer)冷金属过渡焊接技术特点是：
4.1、良好的电弧稳定性
CMT焊接系统送丝过程受控并且和电弧过程相结合，机械检测弧长并快速调节；使CMT的电弧非常稳定。
4.2、精确的能力输入控制
CMT技术实现了无电流状态下的熔滴过渡。当短路电流产生，焊丝即停止前进并自动地回抽。在这种方式中，电弧自身输入热量的过程很短。短路发生，电弧即熄灭；热输入量迅速地减少，可以获得最低能量的输入。
4.3、优异的搭桥能量输入
CMT技术具有优异的电弧稳定性和精确的低能量输入，又具有优异的搭桥能力；对装配间隙和错边的要求低，根部焊道也能获得很好的背面成型。
4.4、CMT过渡的频率高达60-70Hz，焊丝主动回抽促进熔滴的脱落；焊接速度可达450-600mm/min,明显的提高了焊接效率。
五、焊接对比试验
焊前清理油、水、锈氧化物等杂质，焊接操作应在规定的低热量输入下进行；层间温度不超过150℃，焊接前后不需要热处理。
使用焊丝：ERNiCrMo-3或AWS A5.14
焊接方式：MIG CMT
开关控制：特殊2步
焊接材料：NiCrMo-3φ
保护气体：M12 Ar+2.5%CO2 ，之后准备用80%Ar+20%CO2，纯氩，98%Ar+2%H2
参数调整：普通
焊丝直径：φ1.2mm
焊接电流：159A
焊接电压：16.4V
实际送丝速度：6.4m/min
设定送丝速度：5.5m/min
弧长修正：2.0mm
电弧挺度：3.0
面板显示的焊接参数
高速摄像下观察CMT熔滴过渡的形成过程
与高速摄像配合的激光设备
图像显示CMT的焊接过程：熔滴脱落时焊丝回抽减小焊接的热输入
六、焊接对比结果
MIG堆焊运行方式的成形对比
使用不同焊丝的对比
堆焊的稀释率几乎为0
薄幸·CMT冷金属过渡堆焊
电弧堆焊，
CMT、
合金覆盖。
堆焊金属冷过渡，
攻克剥离危害。
熔合比、
重要因素，
决定质量成与敗。
MIG堆焊，
增加摆动，
摇头摆尾捎带。
堆焊成型美观，
焊后脱落不存在。
用混合气体，
堆焊镍层，
氩气加氢也不赖。
改进工艺，
勇于探索，
比学赶超胜竞赛。
趣味解难，
攻克要塞关隘。
连载，未完待续......
来源：焊接之家WELDHOME