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镍基合金焊接工艺？
如何制作
镍与镍基耐蚀合金是化工、石油、有色金属冶炼、航天航空、核能等工业领域中，耐高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境的比较理想的金属结构材料。在镍中加入Cr、Mo、Cu、W等耐蚀金属元素，可获得耐蚀性优异的镍基耐蚀合金
固溶强化镍基耐蚀合金很适合用埋弧焊接，特别是厚板，与其他焊接方法相比，焊接稀释率较高，达30%~50%,每道焊缝较高，达3~5mm,电弧燃烧稳定，焊缝表面光滑且无弧光刺眼。和低碳钢、不锈钢相比，镍基耐蚀合金的焊接有奥氏体不锈钢焊接发生的相类似的问题，如有焊接热裂纹倾向、焊缝气孔、焊接接头的晶间腐蚀倾向等
镍基合金焊接工艺除了要参考ASME及相关标准外，还需要控制焊接层间温度，焊接热输入量，热切割下料时，还需要打磨硬化层，（切记打磨时，不能使用砂轮，要使用电磨头，或机械加工打磨坡口两面，主要防止二次污染）。还需要注意焊后热处理，热处理时的温度一定要越过母材敏化区，冷却方式，水急冷
镍和镍合金管焊接特点和方法是什么？
镍和镍合金管焊接特点和方法是什么？
答：
1 镍及镍合金焊接
常用的镍基合金分为4 大系列：
（1）因康镍Inconel（Ni-Gr-Fe 系）
（2）蒙乃尔Monel（Ni-Cu 系）
（3）因科洛依Incoloy（Fe-Ni-Gr 系）
（4）哈斯特洛依Hastlloy（Ni-Mo或Ni-Gr-Mo系）
2 可焊性分析
（1）镍及镍合金焊接最常出现的缺陷是热裂纹，主要原因是镍和铁的二元共晶物中有较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。
（2）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，气体来不及逸出极易在焊缝中产生气孔。因此镍及镍合金焊接应采用小线能量、降低层间温度、加快焊缝冷却速度，焊前彻底清除焊丝、母材坡口处的油、污物，严格控制母材焊材中的硫、磷含量，才能防止裂纹、气孔的产生。
3 焊接方法
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、熔化极惰性气体保护焊等方法也可采用埋弧自动焊焊接方法。
4 焊材
4.1焊材选用原则
4.1.1 同种铁镍合金、镍合金的焊接宜选用和母材合金系统相同的焊接材料，若无耐腐蚀性能要求，也可选用与母材合金系统不同的焊接材料，但应保证接头具备设计要求的性能。
4.1.2 异种铁镍合金、镍合金及其与铬镍奥氏体钢组成的异种焊接接头的焊接材料，选用应考虑下列因素:
（1）焊缝的强度（包括高温持久强度）耐蚀性。
（2）线膨胀系数的差异，高温下长时间工作后，可能产生的体积永久性改变。
（3）焊接裂纹、气孔的敏感性。
4.2 常用镍铁合金、镍合金焊材选用参考表2
4.3常用异种镍合金焊材选用参考表3
4.4焊材的烘干
(1)焊条使用前应按焊条产品说明书、质量证明书或焊接工艺指导书中的要求进行烘干。
(2)烘干后的焊条应贮存在100℃的恒温箱内，焊工领用应使用保温筒，如领出时间超过4h，应重新烘烤，但重复烘烤次数不得超过两次。
(3)推荐焊条烘干温度。
4.5 对焊接材料的要求
(1)镍及镍合金管道焊接所用的焊接使用的焊条、焊丝、焊剂、保护气、电极应有出厂合格证和质量证明书。
(2)如果对焊接质量证明书中特性数据有异议，或对其质量有疑问时，应按相应的技术标准进行必要的复验。
(3)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。
(4)钨极氩弧焊宜采用铈钨极，并符合GB4191《惰性气体保护电弧焊和等离子焊接切割用铈钨电极》的规定。
( 5 ) 焊接镍及镍合金使用的氩气纯度不应低于99.99%。
(6)焊接时用氩气输送管宜采用塑料软管，不宜用橡胶软管或其它吸湿性材料的软管。
5 施焊环境
镍及镍合金焊接施工的环境条件应达到以下要求:
(1)环境温度不低于0℃。
(2)手弧焊时风速不大于8m/s，氩弧焊时风速不大于2m/s。
(3)相对湿度不大于90%。
(4)非雨雪天气。
(5)当环境条件不符合以上要求时，应采取有效防护措施后方可施焊。
6 施工准备
6.1 施工采用规范标准
《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3523《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236《镍及镍合金焊条》GB/T13814《镍及镍合金焊丝》GB/T15620
6.2 焊接工艺评定和焊工考试执行标准
焊接工艺评定和焊工考试执行《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236 或《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH3523的规定。焊接工艺评定和焊工考试项目均能覆盖焊接产品。
6.3 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.
7 焊接工艺
7.1 焊缝清理
(1)焊缝清理坡口、钝边及焊道两侧30mm范围。
(2)焊缝处氧化膜用锉刀、砂轮清理。
(3)焊缝处污物、油脂、漆应用丙酮、碱液或专用合成剂清理。
7.2 焊接注意事项
7.2.1 焊接时在保证焊透和熔合良好的前提下，在工艺参数范围内尽量采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。
7.2.2 当焊件较厚需多层焊应符合下列规定:
（1）除打底焊外其余焊层宜采用多道焊。
（2）层内温度应小于100℃。
（3）每一层每一道焊完后均应彻底清除焊道面的熔渣，并消除各种表面缺陷。
（4）各层各道的焊接接头要错开。
7.2.3 采用实芯焊丝或不填丝的钨极氩弧焊时，焊缝背面应充氩，实行内保护，内保护措施可采用管子整体或局部充氩两种方法，并应符合下列要求:
（1）管内充氩气开始时流量可适当加大，确认管内空气完全排除后方可施焊。
（2）焊接时充氩气流量可逐步降低，以避免充氩气压力较高而造成焊缝背面在成形时出现内或根部未焊透现象。
7.2.4 钨极氩弧焊时，焊丝的加热端应始终在氩气保护之下。为加强保护效果可在焊嘴后侧家一辅助输送保护气拖罩。
7.2.5 焊件表面严禁电弧擦伤，并严禁在焊件表面引弧、收弧。
7.2.6 与焊件连接的焊接电源地线不得直接接触工件，应采用与焊件同材质的材料过渡连接，以避免铁污染。
7.2.7 焊接中应确保引弧与收弧的质量，收弧的弧坑应填满。
7.2.8 焊接管径较小且热裂倾向较大材质的焊缝时，宜采取焊缝两侧装冷却铜块，或用冷水、乙醇檫拭焊缝两侧等措施，以减少焊缝的高温停留时间，加快焊缝冷却速度。
7.2.9 焊接完毕必须及时将焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物，防飞溅材料清理干净。
7.2.10 焊接施工中避免污染，应采用不锈钢锤、不锈钢丝刷、专用砂轮片。
7.3 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
7.3.1 推荐手工电弧焊焊接工艺参数（见表6）
镍基合金焊接工艺
这里就最常用的钨极气体保护焊和焊条电弧焊进行论述。无论是何种焊接方法，焊前一定要彻底清理焊接区表面，镍基合金对污染物的危害极为敏感，母材应尽可能在固溶状态下焊接。
① 钨极气体保护焊是应用最广泛的，几乎适合于任何一种可熔焊的镍基合金，特别适合于薄件和小截面构件。保护气体最常用的是氩气，它成本低，密度大，保护效果好。氩气中加5％氢气，有还原作用，一般只用于第一层焊道和单道焊，多层焊的其余焊道可能要产生气孔。氦气保护焊应用较少，但有如下特点，氦气导热大，向熔池线能量比较大，能提高焊接速度，减少了气孔的可能性，但氦弧焊，电流小于60A时，电弧不稳定。
钨极气体保护焊焊一般使用直流正接，采用高频引弧以及电流衰减的收弧技术。在保证焊透的条件下，应采用较小的焊接线能量，多层焊时应控制层间温度，焊接析出强化合金及热裂纹敏感性大的合金时，更要注意控制层间温度。弧长尽量短，薄件焊接时焊枪可不作摆动，但厚板多层焊时，为使熔敷金属与母材及前道焊缝充分熔合，焊枪仍可适当的摆动。为保证单面焊完全焊透需要用带凹形槽的铜衬垫，通以保护气体进行反面保护。为加强焊接区的保护效果，也可在焊嘴后侧加一辅助输入保护气体的拖罩。
② 使用焊条电弧焊时焊接镍基合金时，由于焊条含合金元素多，且要求防止热裂纹，一般镍基合金焊条的药皮类型为碱性药皮，采用直流反接。为了防止合金元素的烧损和控制线能量，焊接时要求尽可能采用小规范，与同规格的不锈钢焊条相比，电流可降低20％ ~ 30％。由于液态金属的流动性差，为防止未熔合和气孔等缺陷，一般要求在焊接过程中适当摆动，但不能过大。在焊缝接口再引弧时，应采用反向引弧技术，以利调整接口处焊缝平滑并且能有利于抑制气孔的发生。采用逆向收弧，把弧坑填满，防止弧坑裂纹，必要时要对弧坑进行打磨。
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