浅析如何控制镍及镍基合金的焊接工艺与质量

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1、来自中国月期刊网（http://www.yueqikan.com）请登录网站进行查询浅析如何控制镍及镍基合金的焊接工艺与质量　　摘要：文章针对镍及镍基合金的分类及用途、化学成分、焊接方法、焊接缺陷，制定了科学的焊接施工工艺，以保证焊接质量。　　关键词：镍及镍基合金；焊接工艺；施工；气孔；裂纹　　镍是重要的有色金属，具有独特的物理、化学和耐蚀性能，同时又具有良好的高温和低温力学性能，因此，镍及镍基合金在现代工业中得到了越来越广泛地应用，多数镍及镍基合金设备是靠焊接制造而成，镍及镍合金焊接一般采用手工钨极氩弧焊、手工焊条电弧焊、熔化

2、极惰性气体保护焊等方法，也可采用埋弧自动焊焊接方法。但是在焊接过中也会产生很多焊接问题，影响镍及镍基合金设备的使用性能、安全性能和寿命。为了保证镍及镍基合金设备的安全使，控制镍及镍基合金的焊接质量，需要针对镍及镍基合金的焊接性，制定科学的焊接工艺。　　1镍及镍基合金的分类及用途　　（1）工业纯镍：应用在处理苛性碱的设备上、食品加工设备、化学品装运容器、耐海水腐蚀设备和电器及电子元件等；　　(2)蒙乃尔Monel(Ni—Cu系)：应用在石油和化工工业及在海洋开发中，可用来制造各种换热设备、石油和化工用管线、锅炉给水加热器、容器、反

3、应釜、塔、槽等；　　(3)因康镍Inconel(Ni-Gr-Fe系)：应用在化学工业中，用来制造加热器、换热器、蒸馏塔、蒸发器、冷凝器，以及盛装硝酸及硝酸加氢氟酸等用途的容器、管道、塔和槽等；　　(4)哈斯特洛依Hastlloy(Ni-Mo或Ni-Gr-Mo系)：Ni-Mo系多用于制造盐酸容器的衬里、管道等；Ni-Cr-Mo系主要应用于在强腐蚀性氧化-还原复合介质中应用装置，以及在高温海水中应用的装置；　　（5）Ni-Cr-Mo-Cu系：对含有氯离子、氟离子的酸性介质的冲刷能够耐冷凝腐蚀；　　（6）铁镍基合金：常用于加热管、热交

4、换器及蒸汽腐蚀器等，具有优良的耐应力腐蚀性能和耐高温腐蚀性能。　　2化学成分和机械性能　　表1常用的镍及镍合金管化学成分　　            来自中国月期刊网（http://www.yueqikan.com）请登录网站进行查询　　3焊接方法　　镍及镍合金焊接方法有：手工钨极氩弧焊、手工焊条电弧焊、熔化极惰性气体保护焊、埋弧自动焊等。　　4焊接工艺参数　　不同系列的镍及镍合金焊接工艺参数稍有不同（见表2、表3、表4所示）　　表2手工钨极氩弧焊焊接工艺参数　　    来自中国月期刊网（http://www.yueqikan.c

5、om）请登录网站进行查询　　5焊接常见缺陷　　镍及镍基合金在焊接时，如果采用的工艺措施不当，危害较大的会发生焊缝气孔和焊接热裂纹。　　5.1焊缝气孔　　镍及镍合金特别是纯镍、蒙乃尔等合金，固液相温度间距小，流动性偏低，在快速冷却结晶条件下，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，从而极易在焊缝中产生气孔。另外，焊接坡口及其两侧的油污、水分、灰尘及氧化层清理不干净；焊接电流及电弧电压较低，焊接速度过快焊接热能量低；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，焊条烘干不良，烘干温度计保

6、温时间不够，这些也是产生气孔的原因。　　5.2焊接热裂纹　　镍和铁的二元共晶物中有较多低熔点的金属共晶物和非金属共晶物。特别是硫、磷共晶物熔点比镍铁低很多(Ni-S为645℃、Ni-P为880℃)，在焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界区，同时镍及镍合金线胀系数大，焊接时易产生较大的应力，焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜在收缩应力作用下易产生开裂。另外，焊接坡口及其两侧的污物清理不干净、焊缝表面凸凹不平等也会产生裂纹。其次，收弧时如果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

7、的作用下产生收弧处微裂纹。　　6焊接工艺　　为了解决上述焊接问题，以保证焊接质量，文章结合石油化工工程中镍及镍合金管材采用氨弧焊和焊条电弧焊的焊接施工，特制定以下焊接工艺。　　6．1焊接准备　　6.1.1技术准备　　(1)施工前，焊接技术人员应根据设计文件、相关标准和焊接工艺评定，并编制焊接工艺指导书，组织进行焊接工艺评定；　　(2)针对各类焊接接头编制《焊接工艺卡》或《焊接工艺规程》，施焊过程严格按照工艺卡要求的参数进行。　　（3）焊工必须持有《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》或GB50236合格证或设计规定的其它合格

8、证。　　6.1.2材料要求　　(1)焊接材料的储存、保管应符合JB／T3223-96《焊接材料质量管理规程》及相关标准的要求；　　(2)焊接使用的焊条、焊丝、焊剂、保护气、电极应有出厂合格证和质量证明书；　　(3)焊材的烘干、发放、回收严格按有关规定执行，焊条的