南通高温镍基合金焊接技术要求

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。

焊条电弧焊通常指手工电弧焊,在镍及其合金的焊接中,主要用来焊接纯镍和固溶强化镍基耐蚀合金,例如(镍合号):200、201、400、R-405、NS315、601、X、G、NS321、NS333、NS336、NS111、NS142、NS143等。而镍基高温合金很少用手工电弧焊进行焊接。在大多数情况下，应选用化学成分与母材类似的焊条，为了稳定电弧，保护熔池免受大气中O和N的污染，焊条药皮常添加Ti、Mn、Nb作脱氧剂，常见的镍及其合金的焊条有：Ni102、Ni112、Ni202、Ni207、Ni307、Ni307A、Ni307B、Ni317、Ni327、Ni337、Ni347、Ni357。

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。

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。

在很多工业加工行业中，都会重视金属材料的应用情况，现在镍基合金也成为了众多厂家都会选用的材料之一，工作人员在对镍基合金进行焊接处理的时候，要结合合金材料的特性来进行加工，同时还应该了解以上这些焊接技术要点。

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。