镍合金焊材（镍合金焊条）

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）

镍基焊条的焊材选用

n4纯镍/ni201镍棒/n6镍带/ni200镍板/nickel200/nickel201/2.4068/2.4066/n02201

n02200/n4(ni201) / n6(ni200)? /镍棒 镍板 镍带

一：牌号n4纯镍镍板纯镍

二：化学成分：

Ni%=99.5%-99.6% ??C%=0.10%Max

纯镍牌号

纯镍的耐腐蚀性能

特别能耐碱的腐蚀,不论在高温或熔融的碱中都比较稳定，所以主要用于制碱工业。在常温下,镍在海水和盐类溶液及有机介质（如脂肪酸、酚、醇等）中极为稳定。不耐无机酸腐蚀，在醋酸和蚁酸中也不稳定。

三：应用范围应用领域：

用途：充电电池组中的连接片、极耳、引出片、截流片、镍氢电池，锂电池，极耳，电动工具，组合电池、聚合物电池、动力电池、电子产业、手提电脑、手机、无绳电动工具、电动自行车。电动助力车、传呼机、MP3、数码相机及录像机、镍镉、镍氢、镍电池、组合电池及仪器仪表，电讯、电真空、特种灯泡等。

四：概况：

纯镍在许多酸性和碱性的环境中都表现出良好的耐蚀性，多被应用在还原性介质中。

镍的特点是耐碱性介质的腐蚀，如苛性钾，苛性钠等，此被广泛应用于离子膜烧碱工艺。与大多数合金相比，镍在干燥的氟中的耐蚀性良好。镍还成功应用于常温到540℃的干燥氯气和氯化氢中。也可应用在静止的氢氟酸溶液。具有优秀的力学性能和优良的耐腐蚀性，较高的热和电导率，低气体含量和

镍合金N06600与高合金钢14Cr1MoR焊接用的焊条焊丝型号

N06600镍基高温合金材料，N06600合金的焊接采用AWS A5.14焊丝ERNiCr-3或

AWS A5.11焊条ENiCrFe-3

N06600特性及应用领域概述（勃西曼特钢摘录）：

该合金是镍-铬-铁基固溶强化合金，具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接性能，在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。合金可以通过冷加工得到强化，也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接，适宜制作在1100℃以下承受低载荷的抗氧化零件。

N06600相近牌号：

GH600 (中国) 、 NC15FE(法国)、W.Nr.2.4816、 NiCr15Fe(德国) 、 NA14(英国) 、NS312、UNSN06600、NCF600、Inconel600

N06600金相组织结构：

该合金在1120℃处理2h，仅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃经1500℃长期时效后，组织中仍然是Cr7C3和TiN，说明该合金的组织是稳定的。

N06600工艺性能与要求：

1、该合金具有良好的热加工性能，钢锭锻造加热温度1110℃～1140℃。

2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。

3、合金具有良好的焊接性能，可原电弧焊、氩弧焊、电阻焊和钎焊等各种方法连接，大型或复杂的焊接结构件在溶焊后应在870℃退火1h，以消除焊接应力。?

4、合金须在热处理之后进行机加工，由于材料的加工硬化，因此宜采用比加工低合金标准奥氏体不锈钢低的切削速度和重进刀进行加工，才能车入已冷作硬化的表层下面。

N06600应用：

1、侵蚀气氛中的热电偶套管

2、氯乙烯单体生产：抗氯气、氯化氢、氧化和碳化腐蚀

3、铀氧化转换为六氟化物：抗氟化氢腐蚀

4、腐蚀性碱金属的生产和使用领域，特别是使用硫化物的环境

5、用氯气法制二氧化钛

6、有机或无机氯化物和氟化物的生产：抗氯气和氟气腐蚀

7、核反应堆

8、热处理炉中曲颈瓶 及部件，尤其是在碳化和氮化气氛中

9、石油化工生产中的催化再生器在700℃以上的应用中推荐使用合金600以获得较长的使用寿命。

N06600主要规格：

N06600无缝管、N06600钢板、N06600圆钢、N06600锻件、N06600法兰、N06600圆环、N06600焊管、N06600钢带、N06600直条、N06600丝材及配套焊材、N06600圆饼、N06600扁钢、N06600六角棒、N06600大小头、N06600弯头、N06600三通、N06600加工件、N06600螺栓螺母、N06600紧固件。

镍及焊条牌号

ERNi-1纯镍焊丝

镍200焊丝、镍201焊丝镍合金和镀镍钢板的焊接；钢与镍之间的焊接；钢的表面堆焊

镍基合金焊条ENiCrFe-3ENiCrMo-10ENiCrCoMo-1ENiCrMo-7

特点及用途：碱性药皮合金焊条,用于焊接镍基合金、高温和抗蠕变钢、耐热钢和低温钢、异种钢焊接等。适用工作温度范围为-196℃至+650℃的压力容器制造，+1200℃内抗氧化起皮（无硫条件）；该焊条及熔敷金属具有很高的质量标准

ERNiCr-3

特点及用途：氩弧焊丝（GTAW）和气保焊丝（GMAW）。用于焊接镍基合金，高温和抗蠕变钢、耐热钢和低温钢、异种钢焊接，低合金钢修复等。工作温度大于+300℃的铁素体奥氏体钢联接以及不需焊后热处理的焊接应用。适用工作温度范围为-196℃至+550℃的压力容器制造，+1200℃内抗氧化起皮（无硫条件）。抗脆变，抗热开裂，异种钢焊接时，高温热处理时的碳扩散低。抗热冲击，耐蚀全奥氏体组织，介于碳钢和奥氏体CrNi(Mo)钢间和较低的热膨胀系数。

ENiCrMo-3特点及用途：碱性药皮焊条、用于焊接6%Mo超级奥氏体不锈钢，如S31254、N09826、 N08367和625合金。焊条及熔敷金属满足高的焊接质量和抗腐蚀性能要求。极佳的抗应力腐蚀开裂和抗点蚀能力。点蚀指数52。抗热开裂。由于熔敷金属在650-850℃之间的脆变特性，应避免此工作温度范围。

ENiCrMo-4：镍基碱性药皮焊条。用于相近Ni基钢材的焊接，如N10276、2.4819，亦可用于此类Ni基钢与低合金钢及不锈钢的对焊接优异的抗氯及氯化物介质的侵蚀能力。亦可抗强氧化铁、氯化铜。

ENiCrMo-6镍基合金焊条型号NiCr14Mo7,耐磨腐蚀,耐高温,耐磨耗,用于双相钢,不锈钢及铸钢表面的堆焊

ENiCrMo-10

ENiCrMo-10 INCONEL622及其它Ni-Cr-Mo耐腐蚀合金的焊接；表面堆焊合金钢、又相钢、超高强度双相钢、超高强度奥氏体不锈钢的焊接；钢的表面堆焊。

ECuNi用于含30%Ni以下的类似合金基金属的对接焊和堆焊，亦可用于有钯合金和其他不同特性钢材的焊接。得益于其优异的抗海水性能，该焊条特别适用于海上焊接应用及海水脱盐，造船及化工等。除立向下焊接以外，全位置的焊接能力

ENiCrCoMo-1碱性NiCrCoMo药皮焊条。用于相近镍基合金、耐热奥氏体钢和铸钢联接焊接和堆焊，如617合金、N06007合金及2.4663合金等。1100℃温度内抗氧化起皮，1000℃温度内优异的抗高热氧化，碳化环境性能。

EQNiCrMo-3是什么焊材？

焊条ENiCrMo-3是焊接inconel625的，Inconel625镍基高温合金材料

Inconel625特性及应用领域概述（勃西曼特钢摘录）：

该合金是以钼铌为主要强化元素的固溶强化型镍基变形高温合金，具有优良的耐腐蚀和高氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。因此，可广泛用于制造航空发动机零部件、宇航结构部件和化工设备。

Inconel625相近牌号：

NS336、 GH3625、 GH625(中国)、 NC22DNb(法国)、W.Nr.2.4856(德国) 、0Cr20Ni65Mo10Nb4、N06625

Inconel625 金相组织结构：

该合金在固溶状态的组织为奥氏体基体和少量的TiN、NbC、和M6C相,经650~900℃长期时效后，所析出的相为'、、M23C6和M6C。

Inconel625?热处理制度：

a棒材、锻件，（1090~1200）℃*（1.5~2）h/WQ

b丝材，（1090~1200）℃≥空冷速率，其中d≤3mm，保温（9~15）min, d3 mm~5 mm,保温（15~20）min;

c热轧板材，（950~1030）℃/AC，HB≤305HV

d焊接件，应力退火：（1080~1100）℃≥空冷速率，其中d≤3mm，保温（9~15）min, d3 mm~5 mm,保温（15~20）min;

e管材，（960~1030）℃/AC或WQ

Inconel625工艺性能与要求：

1、该合金具有良好的冷、热成形性能，钢锭锻造加热温度1120℃。

2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。

3、合金的焊接性能良好，可在保护气氛下用钨极或本合金作添料进行氩弧焊接，也可用钎焊连接及电阻缝焊。

焊接建议采用AWS A5.14焊丝ERNiCrMo-3或AWS A5.11焊条ENiCrMo-3

4、表面处理工艺：除去合金表面氧化皮时先碱洗，再在硝酸、氢氟酸-水溶液中酸洗。

5、合金冷加工时当加工量大于15%时，热加工后要进行退火处理。

Inconel625应用领域：

含氯化物的有机化学流程工艺的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化剂的场合；

用于制造纸浆和造纸工业的蒸煮器和漂白池；

烟气脱硫系统中的吸收塔、再加热器、烟气进口挡板、风扇（潮湿）、搅拌器、导流板以及烟道等；

用于制造应用于酸性气体环境的设备和部件；

乙酸和乙酐反应发生器；

硫酸冷凝器等。

Inconel625焊接：

Inconel625合金的焊接建议采用AWS A5.14焊丝ERNiCrMo-3或AWS A5.11焊条ENiCrMo-3

Inconel625主要规格：

Inconel625无缝管、Inconel625钢板、Inconel625圆钢、Inconel625锻件、Inconel625法兰、Inconel625圆环、Inconel625焊管、Inconel625钢带、Inconel625直条、Inconel625丝材及配套焊材、Inconel625圆饼、Inconel625扁钢、Inconel625六角棒、Inconel625大小头、Inconel625弯头、Inconel625三通、Inconel625加工件、Inconel625螺栓螺母、Inconel625紧固件

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