蒙乃尔又称铜镍合金，是一种以金属镍为基体添加铜、铁、锰等其它元素而成的合金。蒙乃尔400合金的组织为高强度的单相固溶体，单相奥氏体组织 ，它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。
此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。该合金主要用于阀杆、泵轴和叶轮、输送器刮刀、油井钻环、弹性部件、阀垫等。
NI-CU （蒙乃尔）合金管道结构的焊接
某厂500#管体为NI-CU合金管道结构，管道内通烷基苯，NI-CU合金管道材料采用西
班牙TR公司提供的MONEL400合金（化学成分见表1），规格为φ168MM*8MM，退火状态供货，强度σb为485MPa。该工程要求焊后的焊接接头性能符合美国ASME标准。
表1 monel400合金化学成分（%）
C
Si
Mn
S
P
Cu
Ni
Al
Fe
0.020
0.05
1.18
≤0.005
≤0.005
32.78
64.45
0.005
1.51
二、 焊接工艺过程
管道结构的焊接采用了V型坡口,坡口角度60度,钝边1mm,根部间隙2mm。焊接顺序
为TLG焊打底，手弧焊焊接第二层及盖面层。
氩弧焊打底焊丝采用φ1.6ER-Ni-Cu-7(monel60),焊条采用φ3.2 E-Ni-Cu-7(monel90),其熔敷金属的化学成分如表2所示。
表2 熔敷金属的化学成分（%）
焊接材料
C
Si
Mn
S
P
ER-Ni-Cu-7
0.07
0.89
2.06
0.002
0.004
E-Ni-Cu-7
0.10
0.86
1.96
0.003
0.004
焊接材料
Al
Ti
Cu
Ni
Fe
ER-Ni-Cu-7
0.14
2.09
29.10
64.99
余量
E-Ni-Cu-7
0.23
0.83
30.63
65.03
余量
用丙酮清洗焊丝表面、焊件坡口及其附近区域，确保表面无污物存在。
采用正接TIG焊，钨极直径3~5mm,喷嘴直径12~14mm,氩气纯度为99.99%。焊接规范如表3所示。
表3 焊接规范参数
焊接
方法
焊接
层次
焊接电流
（A）
焊接速度
（cm/min）
电弧电压
（V）
氩气流量
（L/min）
TIG 焊接
打底层
90~120
14~16
16~18
10~12
手弧焊
第二层
100~130
14~16
22~24
-
手弧焊
盖面层
110~130
16~18
22~24
-
焊前，焊条应严格烘干，烘干温度为300~400℃，保温1小时。手工电弧焊时采用反接法。
TIG焊打底时，为保证根部质量，应特别注意焊接过程中对焊接速度的控制，还应注意焊枪和焊丝给进时机和给进速度的控制。
焊接时喷嘴应贴近坡口，并稍作横向摆动，以保证坡口两边的母材金属的充分熔合。为保证焊接过程中电弧的稳定，应注意钨极的对中和端部的尖度。施焊过程中应注意将熔合比控制在50%以下，焊道以窄为最佳。
手工电弧焊时，尽量以短弧操作，为保证母材金属的熔合，焊条应稍作横向摆动。在仰焊部位应尽量减小熔池的体积，以保证良好的焊缝成形和焊接过程的顺利进行。
Monel400合金的收缩率很大，焊缝与热影响区极易出现裂纹，特别是打底焊缝。为此，
对焊接过程中的层间温度进行了控制。当打底焊缝的温度降至100~150度时，焊接第二层焊缝；第二层焊缝的温度降至100度左右时，焊接盖面焊缝。在有条件的情况下，盖面焊缝最好采取缓冷措施。
三、 试验结果及分析
焊后对焊接接头进行了宏观检验，X射线检验，机械性能试验，冷弯试验、晶间腐蚀性
能试验，并利用电子显微镜对焊接接头的金相组织进行了分析。X射线检验结果如表4所示，结果满足美国ASME标准。
焊接接头力学性能试验结果σb1=496Mpa, σb2=489Mpa,断口均处在母材上，结果满足
ASME标准。
表4焊接接头X射线检验结果
试件编号
缺陷情况
结果
备注
1
气孔3个
II级
执行
标准
ASME
1~2
无
I级
6
一个φ2点渣
II级
为了考核焊接接头的耐腐蚀性能，对焊接接头进行了晶间腐蚀试验。
试验结果：1号试件，执行GB1223-75标准，试验方法为T法，检验方法为弯曲试验，检验结果无晶间腐蚀裂纹，合格。
金相组织分析结果，焊缝金属为单相的γ相。采用上述的焊接工艺，获得的monel400
合金管道结构的焊接接头金属性能完全满足美国ASME标准。
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