焊接坡口形式,坡口适宜采用冷加工制造。若采用等离子等热切割则应在焊接前去除表面氧化物和熔渣,且Alloy20表面的此类杂质附着性比不锈钢更强,应使用细晶砂带和细晶砂轮进行打磨。镍合金的液态金属流动性(尤其是润湿性)较差,焊接时很容易产生未熔合,熔池熔透深度一般只有低碳钢时的50%左右,奥氏体钢的60%左右。通过加大焊接电流来增加金属流动性,其效果不大,而且还会造成过热的不良影响。为***熔合良好且有一定的熔深,坡口角度及根部圆弧半径均应稍大。焊接坡口形式如图1所示。焊接方法及焊材选用,由于母材厚度较薄并考虑到焊接接头的实际结构,文中选用钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊盖面的焊接工艺。Alloy20具有镍合金的共同特点,焊接时一般不会产生冷裂纹,而较容易产生热裂纹。因镍和硫、磷等都能形成低熔点共晶,镍合金凝固时常形成粗大的树枝状奥氏体结晶,低熔点杂质更易集中于晶界,在晶粒凝固收缩应力和焊接应力的作用下,未完全凝固的晶界低熔点物很容易被拉裂形成热裂纹,所以应严格控制焊接材料中的硫、磷含量。
在管道的使用过程中,不可避免的会遇到热胀冷缩的情况,管道热胀冷缩时不会像橡胶制品这么明显,但是当管道突然处于受热或受冷状态时,很有可能管道会突然变长或变短,这种情况对于管道来说都是有害的,伸缩接头,用来防止管道因热胀冷缩而受到破坏。每个伸缩接头都能自由的伸长或缩短,当管道受热膨胀变长时,伸缩接头就会缩短,当管道受冷变短时,伸缩接头就会变长来补偿伸缩量。
Alloy20被硫和铅脆化,导致焊缝沿晶界开裂并产生裂纹。焊前预热,镍合金的焊接一般不需预热,因为预热将延缓焊缝冷却速度,而过慢的冷却速度将使焊缝产生硬化;但当母材温度低于15℃时,应对接头两侧250~300mm宽的区域加热到15~20℃,以避免湿气冷凝导致焊缝气孔。焊接方法的选择,为了避免Alloy20焊接过程中出现热裂纹,焊接时选用热输入相对集中且较小的焊接工艺,并控制层间温度,因此选用手工钨极氩弧焊。