【摘 要】 Hastelloyc4钢是高合金、耐高温、耐强腐蚀钢，由于合金元素含量高，焊接可焊性较差，极易产生裂纹和气孔，由于强度高，刚性大，成型困难，焊接过程中变形大，不好控制，本文阐述了此钢材在压力容器制造过程的制造工艺和重要控制点。

【关键词】 Hastelloyc4钢 焊接 压力容器

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.07.009

抚顺石油机械有限责任公司为四川某石化公司制造一台柱孔塔，此塔是制造砷及砷化物的分馏塔，所用金属材料全部是镍合金Hastelloyc4钢（以下简称C4钢）。板材由抚顺特钢冶炼，管材由美国进口。此设备验收标准极其严格，主要制造难点在焊材的选择上及焊接技术上。

1 镍合金Hastelloyc4钢的性能与特点

（1）化学成分见下表

注：R表示余量

（2）力学性能见下表（常温）

（3）特点：C4钢是高合金、耐高温、耐强腐蚀钢，由于合金元素含量高，焊接可焊性较差，极易产生裂纹和气孔，由于强度高、刚性大、成型困难，焊接过程中变形大而不好控制。由于这些特点，分别做几个试验，制定一些特殊的措施，采取了合理的制造工艺。

2 焊材的选择

由于C4材料的特殊性，国内的焊接材料不能满足要求，通过焊接性能实验，我们选用美国AWS.A5.14-97标准中的ERNiCrMo-7焊丝，直径Φ2.0、Φ4.0两种。焊丝的化学成分及力学性能见下表。

3 焊接工艺

（1）坡口及间隙见下图

（2）焊接工艺参数见表

2、第一层选Φ2.0焊丝，第二层选Φ4.0焊丝。

4 焊接工艺评定

依据所拟定的焊接工艺，完成了焊接工艺评定，工艺评定及焊接熔敷金属的成分及力学性能见下表。

从表中数据可见，焊缝的熔敷金属化学成分和力学性能均达到了金属材料的标准要求，证明焊材的选择、工艺参数的确定都是可行的。

5 产品制造

5.1 封头的成型

金属材料强度高、刚度大，采用热压一次成型（1150℃）封头端口反弹很大，而且对封头端口边缘产生不规则的皱纹，这样既不能完全保证产品的结构尺寸，又造成了封头与筒体环焊缝严重错边及外观不合格等缺陷。经过试验，分三次热压成型，封头端口成型良好，没有皱纹，没有再发生回弹。

5.2 焊接

为避免焊接过程中裂纹和气孔的产生，严格控制了层间温度，焊前将焊件坡口及表面用不锈钢钢丝刷清理，然后用丙酮清洗，将氩弧焊喷嘴改为大号的，更有效地对焊缝进行保护，用卡板进行定位焊，保证了坡口间隙的准确性。

依据拟定的焊接工艺及研究所完成的焊评，对产品施焊。但在焊接过程中，封头与筒体的对接口在封头段随着焊缝的延续，封头端口处膨胀越来越大，焊缝的错边量也随之增大。为解决这一问题，采用了急冷的方式，即在离封头端口外30mm处包上一层保温棉，边焊接边向保温棉上浇冷水。封头端口处不再膨胀，保证了焊接质量。C4不存在冷却脆化问题，所以这种方法是可行的。

6 焊接设备

所选用的焊接设备是中韩合资的沈阳朝兴公司生产的PF-300，是交直流两用脉冲氩弧焊机。该设备性能稳定可靠，有效地保证了焊接质量。

产品焊接后，经4.0MPa30分钟保压、水压试验，焊缝没有一处渗漏，一次打压全部合格。

7 焊后热处理

封头是热压成型的，焊后只对封头、封头与筒体的环焊缝进行了热处理。

作者简介

赵丽，本科，工程师，从事压力容器监督检验工作。

陈欣，本科，高级工程师，从事压力容器监督检验工作。

郭金典，专科，助理工程师，从事压容器质量检验工作。