衢州高温镍基合金焊接代加工

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。

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.

镍及其合金焊接时尽量采用平焊位置,焊接过程中应始终保持短弧。当焊接位置是立焊和仰焊时应采用较细的焊条电弧应更短,以便很好地控制熔化的焊缝金属.液态镍合金的流动性较差,为防止未熔合气孔等缺陷,一般要求焊接过程中适当摆动焊条,摆动幅度不能大于焊条直径的两倍。在焊接应变时效敏感的镍合金应焊前预行退火处理。焊接时层间温度应控制在小于100℃,允许采用强制冷却.必要时可采用引弧板和引出板,断弧时要稍微降低电弧高度,并增加焊接速度以减小熔池尺寸.连接焊缝在引弧时应采用反向引弧技术,以利于调整焊缝处的成形,控制气孔产生。

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。

对镍基合金进行焊接加工处理的时候，要注意这样一个问题，在进行焊接操作的过程中是否可以达到良好的效果其实和合金材料的清理效果有直接的关系，如果在焊接之前没有将金属清理干净，那么焊接效果就会很不稳定，在使用期间也容易发生问题。其次在进行焊接操作的过程中还需要注意温度条件的掌控情况，如果加工操作的环境温度不适宜，那么合金的焊接效果也无法达到标准。

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。