分析镍基耐蚀合金的焊接工艺研究 .pdf

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3、￡onJ镍基耐蚀合金的焊接工艺研究S①ⅡgPG@ssfortheNicke~一BaaedC◎衄。⑩si①正sasAⅡⅡ◎ys文／谷莉’曹秀鸽’范实岳桂杰’刘嘉君(1一兰州城市学院培黎工程技术学院；2一兰石集团测试中心)摘要：本文通过对镍基合金焊接中常出现问题的原因分析，指出了制定焊接工艺规范时应注意的问题，只有严格按照已定工艺规范进行操作，才能保证镍基合金的焊接质量。关键词：镍基合金：共晶物；焊接1引言镍基合金焊接时易产生焊缝的宏

4、观裂纹(凝镍质量分数在30％以上的合金通称为镍基耐固裂纹)及微观裂纹(多边化裂纹)或二者同蚀合金，如奥氏体不锈钢一样，镍基耐蚀合金显时存在的热裂纹。微组织是单相奥氏体，固态下没有相变，母材和晶间液膜是引发镍基合金单相奥氏体焊缝焊缝金属的晶粒不能通过热处理细化。它具有独凝固裂纹的最主要冶金因素。镍基合金焊接时，特的物理、化学和耐蚀性能，在200~1090％范围由于s、si等杂质元素在焊缝金属中偏析，形成内能耐各种腐蚀介质的侵蚀，同时还具有良好低熔点共晶物(Ni—NiS，645％)。焊缝金属结的高温和

5、低温力学性能，在石油化工、核工业、晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界区，由航空航天中得到广泛应用。于镍基合金线膨胀系数大，焊接时产生较大的常用的镍基耐蚀合金可分为4大系列：①Ni_拉应力，结晶时液态膜在收缩应力作用下易产Cu系以Ni、Cu为主元素，称为蒙乃尔(Mone1)合生开裂。金，以4000系列数字表示；②Ni-C卜Fe系以Ni为镍基合金焊缝金属组织为单相奥氏体，纯主元素且CrI：LFe多，称为因康镍(Incone1)合金属与单相合金焊缝多边化晶界的形成和发展。金，以6000系列数字表示；③N

6、i—Fe—Cr系Ni是镍基合金焊缝出现多边化裂纹的主要原因。含量小于50％且比多cr，称为因康洛依(b卜为提高单相奥氏体合金焊缝金属抗热裂纹的能eoloy)合金，以8000系列数字表示；④Ni—Mo或力，在焊材中加入固溶强化的Mo、W、Mn、Ta、Ni—Mo—Cr系以Ni为主元素且Mo含量较高，称cr及Nh等元素，可有效抑制镍基合金焊缝多边为哈斯特洛依(Hastelloy)合金。化晶界的形成和发展。2．2气孑L2镍基合金焊接过程中常出现的问题镍基合金的熔化区间在1287～1446~C，固液2．1热

7、裂纹相温度问距小，熔敷金属很黏，流动性较差。作者简介：谷莉(1965一)，女，副教授，主要研究方向：现从事金属材料的研究及教学工作。现代焊接2015年第10期总第154期J一51学兔兔www.xuetutu.com应用广角dine1(／ieario在快速冷却结晶条件下，气体来不及逸出在焊缝中产生气孔。2．3夹渣纯镍及镍合金的氧化物与钢不同，如纯铁的熔点为1538~C，FeOs~L31420~C，0，为1565℃，因此钢焊接时氧化物和基体金属几乎一起熔化。但镍和镍的氧化物熔点相差很悬殊，如纯镍的附图

8、坡El型式及尺寸示意图熔点为1446~，NiO为2090~，由此可看出，镍合金的氧化物在焊接时以固体形式保留，结果若用增大焊接电流的办法来增加熔深，反而会形成了不完整的熔接和不连续的氧化物夹渣。增大热裂纹敏感陛，使焊缝金属中脱氧剂蒸发，2．4咬边产生气孔。为保证熔透，应选用较大的坡1：3角由于镍基合金焊缝金属流动性差，采用轻度和较小的钝边。同时适当采用摆动焊接，摆微的摆动技术，可获得要求的熔深。但在摆动动距离不超过焊条或焊丝直径的3倍，摆动到坡到每一侧极限位置时，如果停留时间过短，没口两侧时稍加停

9、留，使之熔合良好。坡口型式有留出足够时间让熔化的焊缝金属填满，就会及尺寸如附图所示。造成咬边现象。3．4焊前清理及焊材的烘干坡口及其两侧的清洁度是成功焊接镍基合3焊接工艺要点金的重要条件之一。凡是能和镍形成低熔点共3．1焊接方法选择晶物的元素都会增加热裂纹倾向，这些元素通镍基合金焊接优先选用焊条电弧焊、钨极常存在于油脂、油漆、标记用的墨水、着色探气体保护焊、熔化极气体保护焊，对于厚度较伤材料等中。因此焊前应将坡口及其两侧30～大的板材对接也可以采用埋弧自动焊。50mm范围内，采用磨削加丙酮等清洗剂

10、进行清3．2焊接材料的选用理。同种镍基合金的焊接宜选用与母材合金系焊条使用前应320～350℃X1h进行烘干，烘统相同的焊接材料，异种接头选择焊接材料时干后应储存在100℃的恒温箱内，若焊工领出时应考虑母材金属线膨胀系数的差异，焊缝金属间超过4小时，需重新烘干，但重复烘干次数不的强度、耐蚀性及焊接时裂纹、气孔的敏感性。得超过2次。常用镍基合金焊接材料的选用见表1。3．5焊接工艺参数的控制3．3坡口型式及尺寸由于镍基合金导热性差，如果焊接电流过由于镍基合金焊缝金属流动性差、熔深浅，大