论文摘要
管道是石油化工中装置的重要组成部分，本文中着重介绍了应用于石油炼化炉管镍基高温合金的分类和特点，以及镍基高温合金炉管的焊接方法和工艺，并分析了HP40Nb和HP45NbTi高温合金炉管的焊接性。采用20.70.Nb镍基焊丝手工钨极氩弧焊打底、两种25-35Nb焊丝填充焊并盖面的焊接工艺，焊接了外径125mm、壁厚10mm的HP40Nb高温合金炉管对接接头；采用NiR82镍基焊丝手工钨极氩弧焊打底、25-35Nb焊丝填充并盖面的焊接工艺，焊接了外径125mm、壁厚11mm的HP45NbTi高温合金炉管对接接头。分析了HP40Nb和HP45NbTi高温合金炉管的母材组织以及焊接接头的热影响区、熔合区和焊缝中心的组织分布情况。从焊后的组织发现热影响区有组织粗化现象，所以在满足使用要求的情况下尽量采取较小的焊接热输入施焊，避免热影响区和焊缝严重过热。从熔合区的组织中可以看出组织过渡良好，并且未见裂纹、气孔等缺陷，表明焊接质量是满足要求的。而通过观察可发现焊缝中心为致密细小的的柱状组织，晶界无析出相、气孔、裂纹和夹渣等缺陷，组织为奥氏体和碳化物，奥氏体呈枝晶分布，碳化物在枝晶中间。从金相组织中可以发现两种方案焊接HP40Nb高温合金炉管得到的接头在热影响区、熔合区和焊缝中心区域的组织都有所不同，采用英国生产的25-35Nb填充焊的焊缝组织比中国生产的25-35Nb填充的焊缝组织大，从力学性能实验的结果可以看出组织粗大导致英国生产的25-35Nb填充焊的焊缝性能比中国生产的25-35Nb填充的焊缝性能差。并且分析了母材、影响区、熔合区和焊缝区中的硬度及塑性、韧性的变化，焊接后影响区、熔合区和焊缝区的硬度都比母材的硬度高，而塑性和韧性都比母材低。其中焊缝中心的硬度达到了最高值，也就是焊缝中心的强度最高，而熔合区、热影响区逐渐降低，但是焊缝中心塑性、韧性最低，熔合区、热影响区逐渐升高的。对焊接接头进行常温和高温力学性能的测试，获得了常温和高温下都满足使用要求的焊接接头。焊接质量优良，焊接生产效率较高，焊缝外观质量漂亮。