鎳及鎳基合金的特性和焊接技術(shù)

時間：2020-01-05作者：上海墨鉅特殊鋼有限公司瀏覽：471

1 材料慨述

工業(yè)純鎳在國內(nèi)主要是**，國外有Nickel 200、Nickel 201;鎳基耐腐蝕合金分為因科耐爾(Inconel)、因科洛依(Incoloy)、蒙耐爾(Monel)、哈斯特洛依(Hastelloy)等。

1.1 工業(yè)純鎳Nickel201

Nickel 201是工業(yè)純鎳，具有優(yōu)良的塑性和韌性，高的化學(xué)穩(wěn)定性。純鎳有耐大氣、堿、淡水銹蝕。在熱濃堿液中耐腐蝕性能較好，在中型和微酸性溶液及**溶劑等介質(zhì)中也有較好的耐蝕性。不耐氧化性酸和含有氧化劑的溶液以及多數(shù)熔融金屬的腐蝕。在高溫含硫氣體中也會發(fā)生硫化變脆。

1.2 因科耐爾Inconel600

因科耐爾Inconel 600具有理想的強度、加工性、耐腐蝕和耐熱性能。有良好的抗高溫氧化、腐蝕、冷熱加工性能及低溫力學(xué)性能。

1.3 因科洛依Incoloy825

Incoloy 825含鉻量與不銹鋼接近，因而在一般腐蝕性介質(zhì)中的耐腐蝕性能也和不銹鋼類似，對熱堿液，堿性硫化物的耐蝕性比不銹鋼好，抗高溫腐蝕性能較好。

1.4 蒙耐爾Monel400

Monel 400對鹵素、中性水溶液、**溶液、稀硫酸、氫氟酸和磷酸等具有良好的耐蝕性能。對氯化物、濃硫酸、高溫含硫氣體等不夠耐蝕。對非氧化性酸，特別是對氫氟酸的耐蝕性非常好。

1.5 哈斯特洛依HastelloyB-2

HastelloyB-2的碳、硅含碳量較低，改變了在敏化狀態(tài)和焊后狀態(tài)的抗晶間腐蝕性能。它可以在沸騰溫度下任何濃度的鹽酸介質(zhì)中使用。

1.6 HastelloyC-276

HastelloyC-276在氧化性和還原性介質(zhì)中都具有很好的耐蝕性能，尤其適用于混入鐵離子Fe3+、銅離子Cu2+等強氧化性離子的鹽酸、硫酸溶液、以及氯化物和海水的孔蝕。

2 焊接材料

2.1 填充金屬

在選擇焊絲時，應(yīng)選擇加入Ti、Al、Nb等元素的焊絲?？梢苑乐购缚p金屬產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷。

2.2 保護氣體

保護氣體采用氬氣。

2.3 電極

選用鈰鎢電極，**電子能力強，引弧穩(wěn)弧性能好，載流能力高，輻射性小。

3 焊接

3.1 焊接性分析

鎳及鎳合金焊接易產(chǎn)生熱裂紋，也有產(chǎn)生氣孔及中溫敏化脆化的可能。

3.1.1熱裂紋

與不銹鋼相比，鎳及鎳合金具有較高的焊接熱敏感性，晶間液膜是引發(fā)鎳基合金單相奧氏體焊縫凝固裂紋的主要原因。S、P、Si是造成晶間低熔點液膜的主要元素。為此，在焊接前，必須對母材和焊絲進行嚴(yán)格的清理。

3.1.2氣孔

由于鎳基合金固-液相溫度間隔小，流動性偏低，在焊接的快速冷卻凝固結(jié)晶下，易產(chǎn)生焊縫氣孔，為了防止氣孔的產(chǎn)生，在施焊前清除坡口及焊縫區(qū)的各種污物。

3.1.3中溫脆化

由于HastelloyB、HastelloyC系列合金具有中溫脆化的特性，因此，應(yīng)盡量采用小直徑焊絲，小電流焊接，較少熱輸入量。

3.2 焊接工藝

3.2.1焊接方法

鎳基合金的焊接廣泛采用焊條電弧和鎢極氬弧焊，鎢極氬弧焊能較好的控制線能量，焊縫成形好，且無飛濺和熔渣。電流極性采用直流正接法。

3.2.2焊接準(zhǔn)備

(1)環(huán)境和工件組對

焊接應(yīng)在清潔、干燥的環(huán)境中進行，溫度應(yīng)在15℃以上。嚴(yán)禁在含鐵等灰塵的空氣中施焊。表面清理完畢的焊件即可進行工件的裝夾組對，在裝夾組對過程中禁止直接用手觸及焊件。

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焊工識圖

作者：呂扶才，徐華

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(2)下料及坡口加工形式

鎳基合金的焊接母材坡口角度要大一些，鈍邊的厚度要薄一些，根部間隙不能太小。坡口角度稍大一些為60°～70°、對接間隙稍寬(約為2.5～3.5mm)。

(3)焊前清理與焊接保護

焊接前要保證：一是母材表面和焊絲表面必須清潔;二是高溫熔池和高溫焊道必須得到氬氣的有效保護。這兩點是獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的重要條件。

3.2.3焊接工藝參數(shù)

對于鎢極氬弧焊，線能量不應(yīng)**過15kJ/ cm，層間溫度不**過150℃，以免焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生過熱。

表1所示為焊接HastelloyB-2(δ=12)的工藝參數(shù)。

參考下式計算焊接線能量Q： Q=60UI/1000V kJ/cm

式中：U——焊接電壓 V;I——焊接電流 A;

V——焊接速度 cm/min。

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焊工入門

作者：劉春玲

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3.2.4焊工操作技術(shù)

手工鎢極氬弧焊操作時，采用短弧不擺動或小擺動的操作方法。焊接時，填充焊絲的送入不直接浸入熔池，應(yīng)使填充焊絲位于鎢極的前進方向的前方邊溶化邊送進，焊絲端頭要始終處于氬氣保護之下。收弧時要多填加點焊絲，使焊縫堆高增大。

由于鎳基合金的特性及焊接電流的限制，焊接速度較慢，要求焊工要有耐力和耐性。

3.2.5焊接中應(yīng)注意的事項

起弧要在坡口內(nèi)或引弧板上。多層焊時，層間焊道交接處要錯開。

打底層的焊肉應(yīng)有一定厚度，在焊接過程中適當(dāng)調(diào)整焊接參數(shù)使之得到凸起斷面焊道減少拘束度，否則易出現(xiàn)結(jié)晶裂紋。

與腐蝕介質(zhì)接觸的焊道應(yīng)盡可能最后施焊，這樣可以減少一次焊道受熱過程，利于耐腐蝕。

要趁熱除去焊縫和熱影響區(qū)的表面氧化色彩。


上海墨鉅特殊鋼有限公司專注于Incoloy925,InconelX-750,Incoloy800等

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