从事高温镍基合金焊接原理

由于镍基具有单相组织,焊接时存在与奥氏体不锈钢相类似的问题,在焊接时比较容易出现焊缝气孔,焊接热裂纹,未熔合,变形量过大,咬边等缺陷。在实际生产中经常遇到且危害较大的是焊缝气孔和焊接热裂纹。

焊缝气孔的产生原因

(1) 氧气、氢气、二氧化碳气体在熔化的液态镍基合金中溶解度,而在固态溶解度大大减小,镍基合金焊接过程中从高温变冷时,气体在熔敷金属的溶解度也随之下降,游离出来的气体在流动性较差的液态镍中不能在镍基合金焊缝凝固前完全逸出而形成气孔。

(2) 焊接坡口及其两侧的油污、水分、灰尘及氧化层清理不干净。

(3) 焊接电流及电弧电压较低,焊接速度过快焊接热能量低。

(4) 焊枪气体保护喷嘴直径较小,保护气体流量过低,气体保护效果不良。

(5) 焊条烘干不良, 烘干温度计保温时间不够。

焊缝气孔的防止措施

(1) 采用含有脱氧元素或形成氧化物(如铝和钛,它们与氧和氮有较强的亲和力并形成稳定的化合物) 的焊条或焊丝可减少气孔。

(2) 焊接坡口及其两侧用砂轮或不锈钢丝刷将氧化层清除干净,并用丙酮和无水乙醇去除其表面油污、水分、灰尘等有害物质。

(3) 选用适宜的焊接电流、电弧电压和焊接速度即焊接线能量进行施焊,使有害气体在熔敷金属凝固前充分逸出。

(4) 选用直径较大的焊枪气体保护喷嘴使其对熔敷金属有足够的气体保护面积,并选用适当的气体保护流量,使其具有良好的气体保护效果, 防止空气中的氢、氧、氮等有害气体侵入熔池金属中。

(5) 严格按规定的烘干温度和保温时间对所使用的焊条进行烘干,使用时将焊条放置在保温筒中。

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。

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。