浙江杭州高温镍基合金焊接工艺参数

焊接热裂纹的产生原因

(1) 焊缝热脆性是由于硫、铅、磷或低熔点共晶体混入,它们形成晶间薄膜引起高温下的严重脆化,焊缝金属的热裂纹一般是由于低熔点夹杂物从表面沿晶间渗透而引起的。

(2) 焊接坡口及其两侧的污物清理不干净其油污中的硫常常引起镍基合金焊缝产生热裂纹。

(3) 焊缝表面凸凹不平引起应力集中而产生裂纹。

(4) 收弧时没有填满弧坑和电流衰减时间较短,收弧处熔敷金属量少出现弧坑其强度比较薄弱,在相变应力和拘束应力的作用下产生收弧处微裂纹。

(5) 焊接电流过大,焊接速度较慢,焊接线能量较大,层间温度过高使焊接接头过热产生粗大晶粒,在粗大晶粒边界上集中了一些低熔点共晶体他们的强度低脆性大,在焊接应力的作用下很容易形成热裂纹。

我们在焊接镍及镍基合金时应注意以下几个方面: 镍及镍基合金获得成功焊接的前提条件是做好焊前清理。镍及镍基合金焊接在熔合良好的前提下应选用较小的焊接线能量,同时要严格控制层间温度。镍及镍基合金焊接应选用较大的坡口角度和较小的钝边。镍及镍基合金焊缝表面成形应尽量凸起,自然成形,尽量不使焊缝拉平或凹下。镍及镍基合金焊接一般情况下不需预热和热处理,只是在耐蚀堆焊时考虑适当的预热和热处理。

对于厚度小于2.4mm的镍合金板对接不需开坡口；厚度大于2.4mm时，对接需采用V、U或形坡口。应防止产生未熔合、裂纹和气孔。角接和搭接接头不能用于高应力的工作条件下，特别不宜用于高温下或有温度循环的工况。采用角接接头时根部应焊透；搭接接头则需采用两面焊缝。为了防止镍及镍合金焊接裂纹,应采用小电流快速焊,如果焊接电流过大,会导致电流不稳和飞溅增大,甚至焊条过热或药皮脱落.

近几年，随着石油、化工、炼油等产业的迅速发展，在生产过程中，人们的腐蚀介质的应用范围也日益增多，传统的不锈钢材料已经无法适应耐腐蚀性的要求。在实际工程中，许多非铁金属和复合板得到了广泛的应用。作为一个承产的响应器，内径毫米，设计压力为4.5MPa，工作温度180℃，5840毫米，本身品质达25.8t，属于三种压力容器。其主要材料为16MnR/N06686(55+5)mm的复合钢板，复层材料为Ni基高Ni-Cr-Mo合金，ASME技术条件号为SB575N06686。由于介质为高腐蚀，醋酐催化剂等介质，选择具有良好耐蚀性的686合金，并且对复层焊缝的耐蚀性也有了严格的要求，因此，对0.43mm/a的要求要小得多。

在使用镍基合金的时候可以起到良好的防腐蚀作用，在将合金应用于一千度的高温环境中金属也不会受到高温的影响，依然可以保持良好的状态。另外在使用合金材料的时候如果环境中有很多腐蚀性物质，那么材料也不会受到这些物质的影响，合金材料的稳定性非常好，所以使用这种合金材料可以有效解决很多技术难题。目前这种合金材料的种类也非常多，镍基耐热合金和镍基记忆合金等都属于产品的范畴之内，人们在选用合金材料的时候也更加便捷。

GH3128是由中国自主研发的镍基高温合金，该合金以W，Mo元素进行固溶强化和B，Ce，Zr强化晶界的镍基高温合金，具有较高的高温强度、持久蠕变性能和抗氧化性.该合金主要应用于950℃环境中长期工作的燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、调节片及其它高温零部件.GH3128合金是航空发动机零部件稳定器普遍使用的制造材料，由于航空发动机的工作性能和可靠性主要取决于其零部件是否具备在高温环境下保持良好的金属力学性能.因此，为达到稳定器在高温环境下仍具有可靠的运行状态，焊接工艺对于稳定器在高温工作时的安全性和稳定性等指标起着决定性因素.

镍基高温合金是在 Cr20Ni80合金（俗称镍铬丝，制作电热元件的材料）基础上发展起来的。为了满足高温热强性以及抗氧化、抗腐蚀等方面的要求，镍基高温合金中加入了大量的强化元素，主要强化机制包括固溶强化（Al、W 、Mo等）、析出沉淀强化（γ′相强化）。γ′相强化要求镍基高温合金具有较高水平的铝和钛。然而，高铝钛含量与镍基高温合金的焊接性是一对矛盾关系。

由于工艺方面的原因，铸造成型的高温合金叶片不可避免地会有缩孔、 疏松、裂纹、夹渣、气孔等缺陷， 合格率较低。 而且，即使合格的叶片，在长期恶劣工况条件下也极容易产生裂纹或者腐蚀坑等表面损伤。因此， 研究高温合金叶片的补焊与修复技术，提高叶片的成品率， 延长叶片的使用寿命， 降低其制造成本， 具有的经济效益。

超级合金或合金是540℃ (1000℉)上述高温环境，其主要要求具有抗变形、高表面稳定性。这些抗氧化性能优良，抗蠕变性好。钴基、镍基和铁基合金是三个高温合金中的一个一部分。铁基超合金通常是使用不锈钢技术来锻造。镍基和钴基超合金可以按照其组成或使用进行工艺或锻造。超级合金一般可以锻造、轧制成片或制成不同的形态。将高度合金化的结合起来成铸件。