
一、鎳基耐蝕合金的焊接
鎳及鎳基合金具有特殊的物理、力學及耐腐蝕性能,鎳基耐蝕合金在200℃~1090℃范圍內能耐各種腐蝕介質的侵蝕,同時具有良好的高溫和低溫力學性能。在一些苛刻腐蝕條件下是一般不銹鋼無法取代的優良材料。純鎳一般在工業中應用較少,但在鎳中添加入鉻、銅、鐵、鉬、鋁、鈦、鈮、鎢等元素后,通過固溶強化,不但改善其力學性能,而且可適應于各種腐蝕介質下侵蝕,使其具有優良的耐腐蝕性。
1.鎳基耐蝕合金的焊接特點
①易產生焊接熱裂紋
由于鎳基合金為單相奧氏體組織,所以與不銹鋼相比,具有高的焊接熱裂紋敏感性,特別是焊縫易產生多邊化晶間裂紋。這種裂紋一般為微裂紋,焊后對焊縫進行著色檢查時,短時間都發現不了,但經過一段時間后,才顯露出來。這說明裂紋非常微細,但有時也能發展為較寬的宏觀裂紋。如果在單相奧氏體焊縫中加人固溶強化的鉬、鎢、錳、鉻、鈮等元素,就可有效地抑制鎳基合金焊縫多邊化結晶的發展,從而顯著提高抗熱裂紋能力。限制線能量,避免采用大線能量焊接也有利于防止熱裂紋的產生。此時注意,如果線能量過小,會加速焊縫的凝固結晶速度,更易形成多邊化晶界,在一定應力下有助于多邊化裂紋的產生。
②液態金屬流動性差,焊縫熔深淺
這是鎳基合金的固有特性。靠加大焊接電流不是解決此問題的辦法,因為電流增加會引起裂紋和氣孔,降低接頭的耐蝕性能,所以為了獲得良好的焊縫成形,應采用小擺動工藝,另外要加大坡口角度,減小坡口鈍邊。
2.鎳基耐蝕合金的焊接要點
鎳基合金一般可采用與奧氏體不銹鋼相同的焊接方法進行焊接。這里就*常用的鎢極氣體保護焊和焊條電弧焊進行論述。無論是何種焊接方法,焊前一定要徹底清理焊接區表面,鎳基合金對污染物的危害極為敏感,母材應盡可能在固溶狀態下焊接。
①鎢極氣體保護焊是應用*廣泛的,幾乎適合于任何一種可熔焊的鎳基合金,特別適合于薄件和小截面構件。保護氣體*常用的是氬氣,它成本低,密度大,保護效果好。氬氣中加5%氫氣,有還原作用,一般只用于*層焊道和單道焊,多層焊的其余焊道可能要產生氣孔。氦氣保護焊應用較少,但有如下特點,氦氣導熱大,向熔池線能量比較大,能提高焊接速度,減少了氣孔的可能性,但氦弧焊,電流小于60A時,電弧不穩定。
鎢極氣體保護焊焊一般使用直流正接,采用高頻引弧以及電流衰減的收弧技術。在保證焊透的條件下,應采用較小的焊接線能量,多層焊時應控制層間溫度,焊接析出強化合金及熱裂紋敏感性大的合金時,更要注意控制層間溫度。弧長盡量短,薄件焊接時焊槍可不作擺動,但厚板多層焊時,為使熔敷金屬與母材及前道焊縫充分熔合,焊槍仍可適當的擺動。為保證單面焊完全焊透需要用帶凹形槽的銅襯墊,通以保護氣體進行反面保護。為加強焊接區的保護效果,也可在焊嘴后側加一輔助輸入保護氣體的拖罩。
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