烧结脱硫工程中脱硫浓缩降温塔内为保护防腐玻璃钢鳞片，需焊接一圈哈氏合金法兰保护圈，但由于塔内环境腐蚀性较强，对焊缝的防腐蚀要求很高。因此如果焊材选用或焊接工艺不当就会在焊缝和热影响区造成晶间腐蚀或开裂。杭钢通过对哈氏合金的化学成分分析、严格制订焊接工艺和方法，保证了焊接质量，满足了生产需要。
1概况
杭钢炼铁厂现有三台烧结机，在烧结生产过程中，由于矿石和燃料含有较高的硫成分，因此烧结生产排出的烟气中含有大量的SO2，含量约达到5000mg/Nm3，其排放量占整个钢铁冶炼工艺的60%以上，是大气SO2污染的最重要污染源之一。炼铁厂烧结烟气脱硫采用湿法脱硫技术，就是把高温烟气引入浓缩降温塔进行喷淋降温，降温后的烟气再进入脱硫塔进行脱硫。浓缩降温塔的外壳为碳钢结构，内壁为哈氏合金，下半部因受到喷水腐蚀影响，在合金上喷涂玻璃钢鳞片。为了防止高温烟气和冷却水直接冲刷玻璃钢鳞片造成鳞片脱落，在玻璃钢鳞片与合金交界处焊有一层法兰保护圈（见图1）。由于SO2的腐蚀性强，所焊的法兰保护圈焊缝容易开裂腐蚀，一般一年多时间就会脱落。由于工程质保到期，委托厂家更换的话不但增加大量费用，而且工期较长，环保压力大。因此杭钢炼铁厂机修车间焊工组接下焊接任务，对工艺开展攻关并取得了很好的效果。
图1 降温脱硫塔内部结构的哈氏合金法兰保护圈示意图
2哈氏合金的分析
2.1材料合金含量的分析
脱硫塔内的材料为HASTELLOYC-276哈氏合金，是一种新型的强抗腐蚀性材料。由于是第一次接触此种材料，对其焊接性只处于理论了解程度，所以第一步是对材料进行成分分析。HASTELLOYC-276哈氏合金是一种含钨的镍铬—钼合金（见表1）。
表1 化学成份质量分数 %

Ni
Cr
MO
C
Fe
Mn
P
S
W

C-276
57-60
14.5-16.5
15-17
≤0.03
4.0-7.0
≤0.15
≤0.03
≤0.03
3.0-4.5

从表1中可以看出此种合金为镍基合金，其Ni含量在59%左右，Cr含量为16%左右，含镍量远超过普通不锈钢，而且还含有较高的Mo和W，而含C、S、P都非常低。
2.2材料性能的分析
HASTELLOYC-276哈氏合金组织为奥氏体，具有良好的塑性和韧性以及较高的强度，抗拉强度达到730Mpa以上。由于含C量低于0.03%，所以在热影响区处不容易出现晶间贫铬。同时合金内含有的Mo和W能阻止奥氏体晶粒粗大，从而能细化晶粒，提高组织性能。
2.3材料的焊接性分析
哈氏合金的焊接性在很多时候和奥氏体不锈钢相似，具有较好的焊接性，一般在焊接时由于熔池液体流动性不好，显得容易发粘，造成未焊透。在焊接哈氏合金过程中主要遇到的问题有以下两个方面：
1）在强腐蚀环境中焊接接头晶间腐蚀。包括焊缝的晶间腐蚀、紧靠熔合线的过热区“刀蚀”及热影响区敏化温度的晶间腐蚀等。
2）哈氏合金具有一定的热裂纹敏感性。在焊缝上有产生热裂纹的可能，特别是在终焊点处更容易出现弧坑裂纹。除此外在焊接过程中，焊缝金属在高温（375-875℃）时间过长时会形成一种Fe-Cr金属化合物，即σ相，σ相的性能极硬而脆，且分布在晶界处，造成焊缝金属冲击韧性下降而脆化。
哈氏合金虽然具有较好的焊接性的强抗腐蚀性合金，但由于长期处于强腐蚀介质中，对焊缝的要求特别高。原塔内焊接的法兰保护圈由安装厂家焊接，因焊接工艺不当，所以在使用过程中多处焊缝腐蚀开裂而脱落。
由于氩弧焊的保护作用好、热量集中、焊缝质量好，热影响区小，焊件变形小，使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降最小。同时氩弧焊工艺还可以根据焊件厚度，生产条件，降低焊接线能量。因此经过上述分析后杭钢决定采用氩弧焊进行焊接。
3氩弧焊的焊接工艺
降温脱硫塔体内层的哈氏合金厚度为2mm，法兰保护圈为哈氏合金，厚度2mm，宽为10mm（见图2）。采用氩弧焊焊接时，首先要确定焊接工艺，由于是第一次焊接哈氏合金，所以先进行了焊接试验，确定了以下各项焊接工艺参数。