有没有高温镍基合金焊接技术要求

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。

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。

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。

Ni基合金对热裂敏感性高的原因是合金在凝固.时，由低熔点共晶物或低熔点化合物形成的液态膜残留在晶界区，在收缩力的作用下而产生开裂。特别是S,P等元素的低熔点共晶物的熔点与Ni及Fe相比低很多，更是增大了产生热裂的可能性。所以在焊接时为了防止热裂应采取以下措施:①焊接时应采用较小的热输入，对于686合金来说，焊接热输人应不大于8kJ/cm，具体在工艺上要采用小的焊接电流，或在较大焊接电流时采用快的焊接速度，且焊接时不要摆动,以减小电弧热输人;②降低道间温度，加快焊缝的冷却速度。一般道间温度应控制在100℃以下，高的道间温度会导致焊缝及热影响区的过热和奥氏体晶粒的长大，从而影响焊缝的耐腐蚀性能及焊缝的塑性和韧性;③尽可能降低焊缝和焊材中S，P杂质的含量;④焊前清除坡口和焊丝上的油脂和附着污物。

焊接时，坡口和焊材上的油脂、氧化物等污物不仅是产生热裂的根源，也是产生气孔的主要原因，在采用氩弧焊时气体流量不合适或是气体纯度太低，也.会产生气孔。因此，焊接时周围工作区环境的洁净程度、焊前对坡口的清理工作就非常重要。焊般要对坡口及其两侧进行脱脂处理，再用丙酮进行擦洗，然后用不锈钢丝刷进行清理。焊接时氩气纯度至少在99.99%以上，另外，在正面焊接时背面应采用氩气保护至焊肉约6mm处，方可取消背面保护。

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.