纯镍材料焊接工艺优化
如何控制镍及镍基合金的焊接工艺与质量
如何控制镍及镍基合金的焊接工艺与质量镍是重要的有色金属，在工业生产领域发挥了重要的作用，其具有良好的物理特性，本文主要分析了镍的特性，并且针对它的特性，提出了科学的焊接施工工艺。
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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。
镍材质的焊接工艺流程
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在进行镍材质的焊接工艺之前，需要做好一系列准备工作。
镍及镍合金材料的氩弧焊焊接工艺浅析
合金材料焊接工艺中应注意以下几点问题。
（ ）焊接 前对坡 口周 围及焊 丝表 面进 行严 格 １
的清洗是焊前准备 的一个重要工序 ， 这样可杜绝
有 害 气 体 的来 源 ， 防止 产 生气 孔 、 纹 等 焊 接 缺 裂 陷 ； 用适 宜 的焊接线 能量 ， 采 可避免 晶粒粗 大 。 （ ）正确选 用 与母 材 匹配 的焊接 材料 是 防止 ２
件进 行 必要 的 固熔处理 或 消除应 力处理 。
性， 且具有更高的使用温度 ， 是重要 的容器用特种
材 料 之一 。 由于镍及 镍合 金材 料本 身 固有 的物理
和化 学特 性 ， 焊接 过程 中极 易 出现裂 纹 、 孔及 在 气
晶粒粗大等缺陷 ， 严重影 响到设备 的制造质量及
使用性能， 掌握 并 优 化 镍及 镍 合 金 的焊 接 工 艺对 于保 证产 品质 量 和提升 企业 制造 能力具 有 重要 的
分 ； 少 线能 量 ， 条 不摆 动 。 减 焊
５ ２ 气孔 的产 生与 防止措 施 ．
根据以上对镍及镍合金材料焊接性能和相应
焊 接工 艺评 定试 验 结 果 的 分 析 ， 结 了在镍 及 镍 总
焊接坡 口不干净 、 填充金属不干净 、 保护气体 纯度低等都 可能导致气 孔 的产 生。相应 的措 施 是： 采用 化学 方法 和 机械 方 法 消 除 坡 口及 焊 丝 的 油锈污物 ； 使用纯度高 的保护气体 ， 将焊道背面保 护充分 ， 气体流量要适 当， 焊接环境要防风 。
高压圈的设置使系统 的操作弹性增 大。因此 ， 在 能源相对紧缺的今天 ， 在原料天然气 量不能保证
２套尿素装置 同时运行 的情况下 ， 优先保 证 Ａ － Ｃ
镍合金焊接工艺(氩弧焊工艺)
镍合金焊接工艺(氩弧焊工艺)引言镍合金是一种非常重要的工程材料，在许多领域应用广泛，如船舶制造、航空航天、石油化工等。
而在镍合金的加工中，焊接工艺是一项关键的技术，其中氩弧焊工艺是一种被广泛采用的方法。
氩弧焊工艺的原理氩弧焊是一种利用气体电弧产生高温，通过熔融电极和工件实现焊接的方法。
在氩弧焊中，氩气被用作惰性气体，它不会与镍合金发生反应，可以提供稳定的保护，避免氧化和污染。
氩弧焊工艺的步骤1. 准备工作：清洁并预热焊接材料，检查焊接设备和气体供应是否正常。
2. 设定参数：根据具体的镍合金种类和厚度，设定合适的焊接电流、电压和气体流量。
3. 焊接准备：选择合适的焊接电极和焊接材料，将工件正确定位和夹紧。
4. 开始焊接：在保护下点燃氩弧，将焊接电极逐渐移动，完成焊缝的形成。
5. 焊后处理：清理焊接区域，检查焊缝质量，并进行必要的后续处理。
氩弧焊工艺的优点1. 高质量：氩弧焊可以提供高质量的焊缝，抗拉强度和密封性好。
2. 适用性广泛：氩弧焊适用于多种镍合金，对各种形状和厚度的工件都有良好的适应性。
3. 易于操作：氩弧焊工艺相对简单，操作容易掌握。
4. 可控性好：通过调整参数，可以实现焊缝的精准控制。
氩弧焊工艺的注意事项1. 温度控制：在焊接过程中需要控制焊接区域的温度，避免过热或过冷引起缺陷。
2. 保护措施：氩气的保护是关键，需要确保氩气供应稳定，并且焊接区域得到充分保护。
3. 材料选择：选择合适的焊接材料和电极，以保证焊缝的质量和性能。
4. 焊接层次：大部分情况下，需要进行多道次的焊接，以提高焊缝的质量和强度。
结论氩弧焊工艺是一种重要且广泛应用于镍合金焊接的方法。
通过正确的步骤、参数和材料选择，可以实现高质量的焊缝和满足特定工程要求的应用。
在实际应用中需要注意温度控制和保护措施，以确保焊接质量和性能。
镍及镍合金的焊接工艺
镍及镍合金的焊接工艺一、焊接方法的选择根据镍及镍合金可焊性特点，焊接工艺方法的选择是否能焊好镍及镍合金材料的关键。
·生产实践证明，焊接这种材料的方法可有多种，可根据不同的生产条件和结构性能的要求，可以选择不同的焊接方法。
诸如:焊条电弧焊、埋弧自动焊、TIG、MIG、扩散焊、电阻点焊、缝焊及对焊等;还可以采用等离子弧焊、电子束焊以及钎焊等方法。
但在生产中应用比较多的是钨极氩弧焊(TIG)和焊条电弧焊。
二、焊前准备首先焊前必须清除工件表面上的油脂、漆和油垢，还有氧化膜等污物。
表面上氧化膜及污点，在加热气氛中表面上也会形成还原性氧化物。
镍基合金熔化焊与焊接钢相比有低熔透性的特点，熔池小，熔附金属流动性差。
从焊接性能来看，不宜采用大的线能量来增加熔透性，以防止焊接材料过热，使脱氧元素过多的烧损以及焊接熔池过分搅动所导致的焊缝成型不良。
为保证熔透，应选用大坡口角度和小钝边的接头形式。
三、预热和焊后热处理轧制的镍基合金一般不需预热，但当母材温度低于15℃以下时，应对接头两侧250-300mm宽的区域加热15-20℃，以免湿气冷凝导致焊缝气孔。
层间温度应严格控制，生产实践中大都控制在100℃以下，以减少过热。
虽然有时为保证使用中不发生晶间腐蚀或应力腐蚀而采取稳定化处理，但一般不推荐焊后热处理。
四、钨极氩弧焊焊接工艺钨极氩弧焊是镍基合金生产口应用最广泛的焊接方法，一般采用直流正极性，高频引弧以及电流衰减，延时断气的焊接技术。
(1)氩气作为保护气体，要求必须干燥而且纯度要高，同时背面应通以氩气保护。
(2)钨极通常采用铈钨极，磨成尖部直径0.4mm，夹角30-60度的尖状，可保证电弧稳定和足够的熔深。
应注意避免钨极与熔池相接触，尖端污染必须磨掉。
(3)焊丝选择是决定焊接接头质量和性能的关键。
TIG用的焊丝大多与母材成分相当。
(4)工艺特点·施焊时应采取短弧、快速焊。
·操作时可作微小摆动，但应掌握好焊炬和焊丝的角度。
镍基合金焊接工艺材料方案
镍基合金焊接工艺材料方案一、引言如今，随着工程技术的不断发展，镍基合金在航空航天、能源等领域发挥着重要作用。
而焊接作为一种常用的连接工艺，合理选择焊接工艺及材料方案对于实现最佳焊接结果至关重要。
本文将探讨几种常用的镍基合金焊接工艺及材料方案，以帮助读者更好地实现焊接工艺的选择与应用。
二、常用的镍基合金焊接工艺1. 电弧焊接电弧焊接是一种常见且广泛应用的焊接工艺，其中常用的方法包括手工电弧焊接、氩弧焊接、等离子焊接等。
电弧焊接工艺适用于厚板材的焊接，具有焊缝质量好、焊缝密封性好等优点。
在镍基合金焊接中，氩弧焊接是最常用的电弧焊接方法。
2. TIG焊接TIG焊接，即氩弧焊接，是一种常用的手工焊接方法。
该方法通过惰性气体保护焊接区域，避免氧化，从而获得高质量的焊缝。
TIG焊接适用于焊接薄板或对焊缝质量要求较高的情况，如航空航天行业中的发动机部件。
3. MIG/MAG焊接MIG/MAG焊接是一种半自动或全自动的焊接方法，用于焊接中厚板材、管道和构件。
该方法使用气体保护和流动的焊丝，其高效性和可控性使其成为焊接工业中的常见选择。
MIG/MAG焊接适用于需要高焊接速度和生产率的场景。
三、常用的镍基合金焊接材料1. 焊丝选择合适的焊丝材料对于获得优良的焊接结果至关重要。
在镍基合金焊接中，常用的焊丝材料包括纯镍焊丝、Ni-Cr焊丝、Ni-Cr-Fe焊丝等。
根据具体应用场景和要求，选择合适的焊丝材料进行焊接。
2. 辅助焊材辅助焊材包括焊接预热和后续处理所需的材料。
在焊接预热中，通常使用铜热剂或者电阻炉进行加热，以减少热应力和冷脆倾向。
在焊后处理中，可以采用热处理、热冲击处理等方法，以提高焊接接头的性能和密封性。
四、镍基合金焊接工艺材料方案设计在设计镍基合金焊接工艺材料方案时，需要综合考虑以下因素：1. 材料性能：选择具有良好热稳定性和抗氧化性的镍基合金焊丝，以确保焊接过程中的焊缝质量。
2. 应用场景：根据实际应用场景，选择合适的焊接方法，如手工电弧焊接、氩弧焊接或MIG/MAG焊接等。
镍及镍合金的焊接工艺方法
镍及镍合金的焊接工艺方法引言镍及镍合金在许多工业领域中具有广泛的应用，例如航空航天、化工和能源等。
为了实现这些应用，了解镍及镍合金的焊接工艺方法至关重要。
本文将介绍几种常用的焊接工艺方法以及它们的优点和适用范围。
1. 电弧焊电弧焊是一种常用的焊接方法，适用于焊接厚板和高合金镍及镍合金。
该方法基于通过电弧产生的高温来熔化工件并形成连接。
电弧焊具有以下优点：- 可以焊接较厚的材料；- 可以用于不同类型的镍及镍合金；- 焊接强度高。
2. 氩弧焊氩弧焊是一种常见的保护气焊接方法，适用于焊接薄板和细小的焊接部件。
该方法使用氩气作为保护气体，以避免氧气和其他杂质对焊接区域的影响。
氩弧焊具有以下优点：- 适用于高合金镍及镍合金焊接；- 焊接过程中产生的热影响较小；- 高质量的焊接接头。
3. 熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊是一种常用的自动化焊接方法，适用于大量生产和大规模项目。
该方法使用可熔化的焊接材料极和保护气体来形成焊缝。
熔化极气体保护焊具有以下优点：- 高效的焊接工艺；- 适用于大规模焊接项目；- 可实现高可靠性的焊接接头。
4. 激光焊接激光焊接是一种精确且快速的焊接方法，适用于高精度焊接需求。
该方法利用激光束将焊接区域瞬间加热并熔化，从而形成高质量的焊缝。
激光焊接具有以下优点：- 焊接过程中产生的热影响较小；- 可以焊接薄板和复杂形状的部件；- 高精度和高质量的焊接接头。
结论镍及镍合金的焊接工艺方法有多种选择，每种方法都有其适用范围和优点。
在选择合适的焊接方法时，应考虑工件材料、焊接需求和项目规模等因素。
根据具体情况，选择合适的焊接工艺方法可以确保焊接接头的质量和可靠性。
纯镍Ni200等离子焊接工艺参数正交试验优化设计
保 护气 体 选用 ９ ９ ． ９ ９ ％纯氩 气 ； 焊前 对试 板 待 焊 区进 行
机械打磨去除表 面氧化层 ， 再用丙 酮擦 拭 ， 去除油 污、 杂质 。试 验使用 一 套 以 Ｐ Ｌ Ｃ作 为控 制核 心 的 自制 小 型 化 等离 子 弧 焊设 备 进 行 焊 接 试 验 Ｊ ， 采 用 正 交 优 化设
焊接 中厚镍板是一种 理想 的焊接方法 。
关键词 ： 纯镍 Ｎｉ ２ ０ ０ 等离子焊接 中图分 类号 ： Ｔ Ｇ１ ４ ６ ． １
正交试验
拉伸试验
０ 前
言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 试验 方 法
纯镍 Ｎ ｉ ２ ０ ０ 具 有优 良的耐蚀性、 较 高 的电真空性 能、 电磁控 制性 能 ， 广泛 应 用 于化 工 、 机 械 电子 、 食 品等 方 面 Ｊ 。等离 子弧具 有 能量集 中 、 射 流速 度 大 、 电弧 力 强的特性 ， 因而穿孔等离子弧焊接与激光焊 、 电子束焊 接 同被归 人 到 高 能 密 度 焊 Ｊ 。 目前 ， 等 离 子 焊 接 可 以 焊接碳钢 、 不锈钢 、 耐热 钢、 镍及镍合金 、 钛及钛合金 、 铝及铝合金 、 镁及镁合金 、 铸青铜 、 铝青 铜等 Ｊ 。采 用 自行研究的等离子弧焊接设备对厚度为 ６ ｍ ｍ的 Ｎ ｉ ２ ０ ０
图 ３ 指标 一因素趋势图
个水平所对应的数值中， 第１ 个水平对应 的数值最大 ， 因此对因素 Ｃ而言 ， 第１ 个水平是最好的， 即ｃ 。 ３ ． １ ． ２ 因子 影响 指标 的主 次顺 序
如果 只考 虑 焊 接 接 头 抗 拉 强 度 这 一 主要 指 标 ， 主 要 的 ３个影 响 因素焊 接 电 流 、 离子 气 体 流 量 、 焊 接 速 度 的极差 值 分 别 为 Ｒ ＝ ５ ８ ． ０ ０， Ｒ ２ ＝ ５ １ ． ６ ７ ， Ｒ ＝ ３ ３ ． ６ ７ 。 说 明 ３个影 响 因 素对 接 头 抗 拉 强 度 的影 响 是 不 同 的 ， 极 差值 尺大说 明 了该 因素对 指标 的影 响较 大 Ｊ 。该试
镍及镍合金的焊接工艺
镍及镍合金的焊接工艺一、常用镍及镍基合金及其分类镍及镍基合金具有特殊的物理、力学及耐腐蚀性能，镍基耐蚀合金在200～1090℃范围内能耐各种腐蚀介质的侵蚀，同时具有良好的高温和低温力学性能，尤其在一些苛刻腐蚀条件下是一般不锈钢所无法取代的优良材料。
在镍中添加铬、铜、铁、钼、铝、钛、铌、钨等元素后，通过固溶强化，不但可以改善纯镍的力学性能，而且可适应于各种腐蚀介质下侵蚀，并使之具有优良的耐腐蚀性。
镍基耐蚀合金根据其合金元素的含量和所占比例进行分类和命名，如Ni-Cu合金称为蒙乃尔合金；Ni-Cr-Fe合金中镍含量占优势，称因康镍合金，若铁含量高则称因康洛依合金；对于钼含量较高的Ni-Cr-Mo合金则多数称哈斯特洛依合金，也称海氏合金或哈氏合金。
二、镍及镍合金的焊接特点1、焊接热裂纹由于镍基合金为单相奥氏体组织，所以与不锈钢相比，具有高的焊接热裂纹敏感性，特别是焊缝易产生多边化晶间裂纹。
这种裂纹为微裂纹，焊后对焊缝进行着色检查时，短时间一般发现不了，但经过一段时间后，才会显露出来。
2、限制热输入采用高热输入焊接镍基耐蚀合金可能产生不利的影响。
在热影响区产生一定程度的退火和晶粒长大，高热输入可能产生过度的偏析、碳化物的沉淀或其他有害的冶金现象，易引起热裂纹或降低耐蚀性。
如果热输入过小，会加速焊缝的凝固结晶速度，更易形成多边晶界，在一定应力下有助于多边化裂纹的产生。
3、耐蚀性能对于大多数镍基耐蚀合金，焊后对耐蚀性能并没有多大影响。
通常选择填充材料的化学成分与母材接近。
但有些镍基合金焊接加热后对靠近焊缝的热影响区产生有害影响，如Ni-Mo合金通过焊后退火处理来恢复热影响区的耐蚀性，而对于大多数镍基合金不需要通过焊后热处理来恢复耐蚀性。
4、工艺特性（1）镍及镍基合金液态焊缝金属流动性差，不像钢焊缝金属那样容易润湿展开。
由于需要控制接头的焊缝金属，镍基耐蚀合金接头形式与钢不同，接头的坡口角度更大，以便使用摆动工艺。
工业纯镍(N6)焊接工艺研究
工业纯镍（N6）焊接工艺研究作者：丁勇谢玉林来源：《中国科技纵横》2013年第18期【摘要】本文主要论述了工业纯镍（N6）的焊接性能试验，对纯镍焊接中的气孔、裂纹、晶粒长大几个方面进行了讨论，在此基础上进行了焊接工艺评定，制定了合理的焊接工艺规程，产品获得了满意的焊接质量。
【关键词】工业纯镍工艺评定焊接质量工业纯镍在某些介质中具有优异的耐腐蚀性能，是耐热浓碱溶液的最好材料，对中性的微酸性溶液以及有机溶剂的抗腐蚀性也非常强。
它有较高的强度和塑性，尤其在冷、热状态下均有良好的加工性能。
因此，石化行业酸碱装置中经常用此材料来达到抗腐蚀效果。
我公司于2011年8月制造一台反应器。
壳体材料为工业纯镍（N6），设计温度280℃，介质为氯化氢/氯氟乙烷，焊缝对接接头要求100%RT检测，Ⅱ级合格。
（如表1）1 纯镍的焊接性能分析工业纯镍的纯度一般在99%以上，杂志的质量分数不超过1%。
主要组织为奥氏体，面心立方晶格，与奥氏体不锈钢接近。
相对密度与铜接近，为8.9g/ml。
纯镍熔点低于钛和低碳钢，热导率比碳钢低，电阻率大。
纯镍焊缝凝固时不发生相变，时常形成粗大的树枝状奥氏体结晶。
低熔点杂质S、P、Pb等元素在晶界形成低熔点共晶体，导致产生热裂纹。
纯镍固液相温度区间小，流动性低，液态时易溶解H2、O2、CO2等气体，在结晶时这些气体来不及逸出会形成气孔。
再者，由于电阻率大，热导率低，焊接过程中易过热，导致焊缝晶粒迅速长大，严重影响焊接接头的机械性能和耐蚀性能。
2 焊接工艺评定焊接工艺评定按照JB/T4756-2006《镍及镍合金制压力容器》，JB/T4745-2002《钛制焊接容器》附录B执行。
2.1 焊接材料及试件制备工艺评定采用手工钨极氩弧焊（TIG）焊接方法，母材为工业纯镍（N6），焊丝为ф2.4mm的ERNi-1材料，试件尺寸为400mm×300mm×6mm。
由于纯镍焊接与低合金钢相比有低熔透性特点，但不能采用大线能量来增加熔透性，坡口形式应选择较大的坡口角度，角度为75°，钝边1mm，间隙2mm。
镍管道的焊接技术及质量保证
镍管道的焊接技术及质量保证摘要：分析纯镍的焊接性及影响因素。
对工业纯镍的管材进行焊接工艺、焊接技术探讨，提高镍管的焊接质量。
关键词：工业纯镍；焊接技术、焊接质量一、前言镍元素具有面心立方晶格，特点：镍与铁可互相无限固溶，其结晶性能、晶格类型、原子半径、外层电子数目均相近，所以焊接性良好，还有较好的化学稳定性，在常温空气中，它不被腐蚀，在海水和大多数酸碱盐介质中具有优良的抗腐蚀性能，尤其在氢氧化物及碱性溶液中，它的抗腐蚀性能优于钛及钛合金，因而广泛地应用于石油、化工、造船等行业中。
镍及镍基耐蚀合金焊接时易产生裂纹和气孔。
二、镍及镍基耐蚀合金焊接时易产生裂纹镍及镍基耐蚀合金焊接时易产生热裂纹，主要类型有：焊缝结晶裂纹、多边化裂纹、液化裂纹。
结晶裂纹：镍及镍基耐蚀合金焊缝产生结晶裂纹是由于在晶界处产生液态薄膜并承受足够大的应力所致。
多边化裂纹：多边化裂纹的产生与形成多边化晶界有关。
焊缝快速冷却，快速结晶的过程是一个不平衡的结晶过程，它导致晶体点阵原子排列很不完整，形成空位和错位等晶格缺陷。
这些晶格缺陷在焊接热循环和应力变形的条件下能由高能位向低能位移动、即通过合并、聚集、形成与一次结晶晶界不同的新网界，也就是多边化晶界，这种晶界很薄弱，增加合金的高温脆性，因此在一定应力的作用下容易形成多边化裂纹。
液化裂纹：近缝区产生的液态裂纹也是由晶界产生液态薄膜和热应力较大引起的，与结晶裂纹不同的是液化裂纹主要与母材有关。
三、镍及镍基耐蚀合金焊接时易产生气孔镍及镍基耐蚀合金焊接熔池在高温液态下能溶解较多的氢，如果焊接时焊丝或焊件表面有水分、油污、铁锈等氢源，氢将大量溶解。
当温度下降时氢的溶解度降低，因此氢将析出。
由于镍基合金固液相温度间距小，熔池流动性差，在熔池冷却凝固结晶的过程中氢气往往来不及逸出熔池，因此极易产生氢气孔。
四、镍及镍基耐蚀合金焊接工艺1、焊接方法：采用“手工钨极惰性气体保护焊”2、焊接材料：①、母材：Ni201(Φ25Χ2.5 ~ Φ159Χ4)②、焊丝：焊丝即要保证焊缝有较高的抗裂性、又要求保证焊缝有满意的使用性能。
镍型材的熔融焊接工艺分析与评价
镍型材的熔融焊接工艺分析与评价一、引言熔融焊接是一种广泛应用于各个行业的金属连接工艺，其中镍是一种常用的特殊金属。
镍具有优良的耐腐蚀性、高温强度和磨损抗性，因此被广泛应用于化工、航空航天、能源等领域。
本文将对镍型材的熔融焊接工艺进行分析与评价，旨在提供相关工艺的应用指导和改进建议。
二、镍型材熔融焊接工艺1. 熔化焊接方法熔化焊接方法是将金属材料加热至熔化状态，通过液态金属之间的扩散和混合来实现焊接。
对于镍型材而言，常用的熔化焊接方法包括氩弧焊、氩弧-惰性气体保护焊、电弧焊等。
氩弧焊是最常用的焊接方法，其主要特点是氩气作为保护气体，可有效保护焊缝区域免受氧气和水蒸气的污染，提高焊接质量。
氩弧-惰性气体保护焊则是在氩气的基础上添加惰性气体，如氦气，以增加焊接电弧的热量，提高焊缝的熔深和熔宽。
电弧焊采用电弧作为能量源，通过电弧的高温熔化材料并形成焊缝。
对于镍型材的电弧焊，常见的方法有手工电弧焊、埋弧焊和气体保护电弧焊。
其中，手工电弧焊适用于小件焊接，埋弧焊适用于厚板焊接，而气体保护电弧焊则适用于薄板焊接。
2. 焊接材料与工艺参数选择在进行镍型材的熔融焊接时，选择合适的焊接材料和工艺参数是关键。
常用的镍基焊丝有ERNiCr-3、ERNiCrFe-5等，这些焊丝具有良好的焊接性能和耐腐蚀性。
对于焊接工艺参数的选择，需要考虑到焊接材料的熔点、融化性能和机械性能要求等因素。
一般来说，焊接电流应适中，过高的电流会导致焊缝过热，过低的电流则可能导致焊缝无法完全熔化。
此外，焊接速度、电弧稳定性和焊接气氛等也需要进行合理的控制。
三、镍型材熔融焊接工艺评价1. 焊接质量评价焊接质量的评价是衡量焊接工艺优劣的重要指标。
针对镍型材的熔融焊接工艺，评价指标主要包括焊缝质量、焊接组织和焊接性能等。
焊缝质量可通过焊缝的外观检查、焊缝尺寸和几何形状测量进行评价。
良好的焊缝应该具有光滑平整、无裂纹、疏松和气孔等缺陷。
焊接组织的评价可通过金相显微镜下的组织观察和显微硬度测试等方法进行。
金属镍的焊接工艺流程
金属镍的焊接工艺流程一、焊接前的准备。
宝子们，这金属镍要焊接啊，准备工作可不能马虎。
咱得先把要焊接的镍材料给处理干净喽。
就像咱洗脸一样，得把脸上的脏东西都洗干净，镍材料表面的油污啊、氧化层啥的都得除掉。
可以用那种专门的清洁剂或者砂纸轻轻地打磨一下。
还有啊，焊接的设备咱得检查好。
比如说焊接的机器有没有啥故障呀，焊接的电极是不是完好无损的呢。
这就好比咱出门得检查车有没有问题一样，要是焊接设备出了岔子，这焊接工作可就没法好好进行啦。
另外，焊接用的焊条或者焊丝也得选好，要那种适合金属镍的，就像咱穿衣服得选合身的一样。
二、焊接过程。
焊接的时候啊，这焊接的手法很重要呢。
如果是手工焊接的话，那手可得稳当点儿。
就像咱写字一样，要是手一直抖啊抖的，写出来的字肯定不好看，焊接出来的镍制品也会有问题。
焊接的时候，要让焊条或者焊丝均匀地熔化，和镍材料完美地融合在一起。
这个过程就像是给两个好朋友牵红线，要让它们紧紧地靠在一起呢。
焊接的电流和电压也得控制好。
电流太大了，那镍就会熔化得太快，可能就会出现一些焊接缺陷，像气孔啊之类的。
电流太小呢，又可能焊不牢固。
这就需要咱根据镍材料的厚度和具体的焊接要求来调整啦。
就像炒菜放盐一样，放多放少都不行，得刚刚好。
三、焊接后的处理。
焊接完了可还没完事儿呢。
咱得对焊接后的镍制品进行处理。
先让焊接的部位慢慢冷却下来。
可不能急着用冷水去泼它，就像刚跑完步不能马上喝凉水一样，不然镍制品可能会变形或者出现裂缝。
等它自然冷却之后呢，咱们要检查一下焊接的质量。
看看有没有焊接不牢固的地方，有没有那些小气孔或者夹渣之类的缺陷。
要是有问题的话，还得想办法补救呢。
焊工操作镍及镍合金的焊接性工艺参数及注意事项
焊工操作镍及镍合金的焊接性工艺参数及注意事项镍及镍合金具有优异的耐腐蚀性能，在化工领域中的应用越来越广泛，下面就镍及镍基合金的特点和焊接工艺进行介绍。
1 材料慨述工业纯镍在国内主要是N6，国外有Nickel 200、Nickel 201；镍基耐腐蚀合金分为因科耐尔（Inconel）、因科洛依（Incoloy）、蒙耐尔（Monel）、哈斯特洛依（Hastelloy）等。
1.1 工业纯镍Nickel 201Nickel 201是工业纯镍，具有优良的塑性和韧性，高的化学稳定性。
纯镍有耐大气、碱、淡水锈蚀。
在热浓碱液中耐腐蚀性能极好，在中型和微酸性溶液及有机溶剂等介质中也有较好的耐蚀性。
不耐氧化性酸和含有氧化剂的溶液以及多数熔融金属的腐蚀。
在高温含硫气体中也会发生硫化变脆。
1.2 因科耐尔Inconel 600因科耐尔Inconel 600具有理想的强度、加工性、耐腐蚀和耐热性能。
有良好的抗高温氧化、腐蚀、冷热加工性能及低温力学性能。
1.3 因科洛依Incoloy 825Incoloy 825含铬量与不锈钢接近，因而在一般腐蚀性介质中的耐腐蚀性能也和不锈钢类似，对热碱液，碱性硫化物的耐蚀性比不锈钢好，抗高温腐蚀性能更好。
1.4 蒙耐尔Monel 400Monel 400对卤素、中性水溶液、苛性碱溶液、稀硫酸、氢氟酸和磷酸等具有良好的耐蚀性能。
对氯化物、浓硫酸、高温含硫气体等不够耐蚀。
对非氧化性酸，特别是对氢氟酸的耐蚀性非常好。
1.5 哈斯特洛依HastelloyB-2HastelloyB-2的碳、硅含碳量极低，改变了在敏化状态和焊后状态的抗晶间腐蚀性能。
它可以在沸腾温度下任何浓度的盐酸介质中使用。
1.6 HastelloyC-276HastelloyC-276在氧化性和还原性介质中都具有很好的耐蚀性能，尤其适用于混入铁离子Fe3+、铜离子Cu2+等强氧化性离子的盐酸、硫酸溶液、以及氯化物和海水的孔蚀。
2 焊接材料2.1 填充金属在选择焊丝时，应选择加入Ti、Al、Nb等元素的焊丝。
纯镍材料焊接工艺优化
２，ｌ 岛 （ ） ／ ￣ Ｍ ａ ％
≥ ３ ｏ
≥ ９ ５ Ｏ． ９． ２
Ｏ． ２
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《 Ｏ． １ 《 ． ３ ０ ０５
≥瑚
≥１０ ４
３ 纯镍 的焊接 性 分 析 纯 镍 为单 相 奥 氏 体组 织 ， 态 凝 固过 程 中 不发 生 液
５ １ １ 凝 固裂 纹 ．．
晶 问液膜 是 引发 单相 纯镍 材 料焊 缝凝 固裂 纹 的 主
力学性能
￣ ／ Ｐ 匈 ｈ． ａ Ｍ
．
要因素。高温时纯镍极易与 Ｓ Ｐ Ｂ Ｐ 等元素形成低 、 、 、ｂ 熔点共晶体 ， 这些低熔点组 织 以液态膜 的形式残 留于
晶界 区 ， 在收 缩应 力 的作用 下 发 生开 裂 ， 别是 硫 化镍 特 熔 点只有 ６５Ｃ 磷 化 镍 的熔 点 ８ｏｃ ｌ 焊接 性 试 验 ４ｑ ， ８ ｑｕ 。 时产 生 了热 裂纹 ， 们 认 为焊 缝 中 的 Ｓ Ｐ元 素 含 量 高 我 、
ＮＯ ａ Ｈ浓 度 ４ ．％ 、 ａ Ｉ 度 ７ 、 啦Ｓ ４ 度 ０ ６ ， ３５ ＮＣ 浓 ％ Ｎ ｏ浓 ．％
（） ２纯镍焊接接头熔和线附近有晶粒长大 的倾 向 ， 且 方 向性 很强 。
５ 焊接 缺 Ｐ 。设 备要求优 良的焊缝 外观质 量 ， 接 焊缝 １０ Ｔ检 测按 Ｊ４３ 定 的 Ⅱ级 为合 对 ０ ％Ｒ Ｂ７０规 格 。碱 蒸 发器 由蒸 发 室 、 热 室 组 成 。其 中 蒸发 室 的 加 规 格为 ： ￣７ ６８６×３０ ５５×１。 质 为 纯 镍 ， 号 为 符 合 ０材 型 Ａ ＭＥ标 准 的 ＮＳ Ｓ ｉＢ一１２—２Ｏ 材 料 的化 学 成 分 及 力 ６ Ｏ， 学性 能见 表 １ 。
镍的焊接工艺
镍的焊接工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊镍的焊接工艺。
这镍啊，就像是个有点小脾气的家伙，要想把它焊接好，可得有点窍门哦！你想想，焊接就像是搭积木，得把一块块的镍稳稳地连接在一起。
镍的焊接可不像缝衣服那么简单，随便扎几针就行。
它需要我们细心、耐心，还得有那么点技巧。
首先呢，焊接前的准备工作可不能马虎。
就像要去打仗，你不得先把武器准备好呀！得把镍的表面清理干净，不能有一点脏东西、氧化物啥的，不然这焊接能牢固吗？这就好比你盖房子，地基没打好，那房子能结实吗？然后就是选择合适的焊接方法啦。
常见的有氩弧焊、焊条电弧焊等等。
每种方法都有它的特点和适用场合，就像不同的工具，有的适合敲钉子，有的适合拧螺丝。
你得根据具体情况来选择，可不能瞎搞。
焊接的时候，那可真是个技术活。
温度要控制好，太高了不行，太低了也不行。
这就跟做饭似的，火候掌握不好，做出来的菜能好吃吗？焊接的速度也得把握好，太快了容易出现缺陷，太慢了又可能影响质量。
还有啊，焊接的环境也很重要。
不能有风，不能太潮湿，不然会影响焊接效果。
这就好像你在一个乱糟糟的环境里做事，能做好吗？咱再说说焊接后的处理。
焊接完了可不能就不管了，得检查检查焊接质量啊。
看看有没有裂缝、气孔啥的。
这就跟考试完了要检查试卷一样，不检查怎么知道对不对呢？哎呀，镍的焊接工艺真的是一门大学问啊！要是不认真对待，那可就容易出问题。
咱可不能小瞧了这小小的焊接，它关系到整个工程的质量呢！所以啊，朋友们，对待镍的焊接工艺一定要认真、细心、负责。
别嫌麻烦，别偷懒，只有这样，才能把镍焊接得稳稳当当，让它发挥出最大的作用。
你说是不是这个理儿？咱可不能在这上面掉链子啊！这镍的焊接工艺，就像是一场战斗，我们要全力以赴，才能取得胜利！加油吧，朋友们！让我们一起把镍的焊接工艺做好，为我们的生活添砖加瓦！。
镍合金材料的激光焊接工艺研究
镍合金材料的激光焊接工艺研究随着现代工业的发展，对高强度、高温、耐腐蚀等特殊要求的材料的需求越来越大。
镍合金材料因其优良的物理、化学性质而在航空航天、能源、化工等领域得到广泛应用。
为了满足特殊需求，镍合金材料的加工工艺也在不断发展。
其中，激光焊接作为一种先进的无损连接技术，被广泛研究和应用于镍合金材料的制造和维修。
激光焊接技术凭借其高能量密度、狭窄的热影响区、快速的焊接速度和可控的热输入等优点，被认为是一种理想的焊接方法。
然而，在焊接镍合金材料时，由于其特殊的物理、化学性质，激光焊接工艺面临着一些挑战和难题，需要进一步研究和改进。
首先，镍合金材料的高熔点和导热系数对激光焊接工艺提出了要求。
镍合金材料的熔点通常较高，需要激光焊接工艺具备足够的功率和跟踪能力，以确保熔池能够达到充分的熔深和均匀的焊缝形状。
此外，镍合金材料的导热系数较大，焊接过程中容易出现局部过热和扩散，导致焊缝凝固后产生裂纹和变形。
因此，激光焊接工艺需要合理控制焊接能量和焊接速度，以提高焊缝质量，并减少焊缝变形和裂纹的风险。
其次，镍合金材料的高温氧化和熔深控制也是激光焊接工艺需要解决的关键问题之一。
镍合金材料在高温氧化环境中容易形成氧化层，影响焊接接头的力学性能和腐蚀性能。
因此，在焊接过程中需要采取防护措施，如氩气保护或惰性气体保护，以减少氧化层的生成。
此外，镍合金材料的焊缝熔深控制也是激光焊接工艺需要解决的重要问题。
过深的焊缝容易导致焊接接头变脆和裂纹产生，而过浅的焊缝则容易导致焊接接头的强度下降。
因此，激光焊接工艺需要通过调整焊接能量和焊接速度，以实现合理的焊缝熔深控制。
此外，镍合金材料的成分复杂性和焊接接头的应力分布也是激光焊接工艺需要解决的难题。
镍合金材料中常含有多种合金元素，其成分复杂且易于出现相变和晶粒生长问题。
在焊接过程中，这些合金元素可能会发生偏析和不均匀分布，导致焊接接头的组织和力学性能产生差异。
因此，激光焊接工艺需要通过深入研究镍合金材料的相变规律和晶粒生长机制，以实现合金元素的均匀分布和优化组织结构。
镍-钢复合板设备焊接裂纹及优化工艺
２ 焊接 裂 纹 及 其 形成 机 理 研 究
除 。焊 接 过 程 中 ，应 尽 量 减 小 焊缝 的热 输 入 ，同时 向熔 池 中添 加 足量 的Ａ ，Ｔ等 细 化 晶粒 的合 金 元 素 ，可 防 止纯 镍 焊 接 的 晶 Ｊ ｉ
粒粗化 。 （ ）弧 波裂 纹 及 其 形 成 机理 探 索 ２
制 造 施 焊 质 量的 工 艺措 施 。 为提 高焊 接 一 次 合格 率及 返 修 成 功 率 。总 结 出１ 优 化 工 艺 方 案 。 套 关 键 词 ：镍 一 复 合 板 ；特 点性 能 ；焊 接 裂 纹 ； 优化 工 艺 钢 中 图分 类 号 ： ７ 文 献标 识 码 ：Ｂ
℃） ．这 些 低 熔 点 组 织 以液 态 膜 的形 式 残 留 于 晶界 区 ，在 收 缩
生 的多 向应 力 ，致 使 焊 缝 的 裂 纹 问题 甚 为 突 出 ，施 工 环 境 越
差 ，钢板 厚 度 越 大 ，焊 接裂 纹 的 敏感 性 就 越 大 。 由 于镍 与 钢 具 有 不 同 的焊 接 性 能 ，其 物 理 化学 性 能 （ 热 膨胀 系数 ）差 异 较 如 大 。因此 焊 接 时 易产 生 冷 、热裂 纹 等 缺 陷 。 焊 接时 。如 果 基 层 的 碳溶 入 复 层 中太 多 。会 降 低 复层 的耐 腐 蚀性 。 因此 ，如 何保 证 焊接 时 不 产 生 焊 接 裂 纹 。同 时 确 保 复 层 的耐 腐 蚀 性 成 为镍 一 钢 复合 板 焊 接 的关 键 技 术 问题 。
焊 缝 弧 波 裂 纹 发 展 到 一 定 程 度 即为 弧 波 断 裂 。总 的来 看 。 它 是 由 于材 料 经 过 多 次 大 幅不 均 匀 加热 与冷 却 的热 循 环 剧 烈 变 化 波 动 作 用 ，引 发 并 促 成此 类 裂 纹 的 产生 。 这 是近 年 来 通 过 多 次 的镍 材 设 备 、管 道 焊 接试 验 、操 作实 践 和 观 察探 索 发 现 的 一 种 新 裂 纹 （ 属 于 常 见 金 属 焊 接 裂 纹 ， 不 如 热 裂 纹 、冷 裂 纹 、 再 热裂 纹 、应 力腐 蚀 裂 纹 与层 状 撕 裂 裂 纹 等 类 型 范 畴 。其 囊 括 的 范 围 更 广 ） 它 多发 生 在 厚壁 设 备 、管 。 道 的 多 层多 道 焊 焊 缝 区域 上 （ 主要 在 熔 合 区附 近 ）或 焊 缝 修补 之 处 。 其 特 征是 ：裂 纹 区 域 材 质 性 能 发 生 变 化 （ 其 是 塑 性 、 尤 韧 性 降 低 ） 晶粒 松 弛 ，晶格 扭 曲 ，有 局 部 硬 化 现 象 。有 时裂 ，
纯镍管焊接方案
纯镍管道焊接方案1、前言纯镍材质理化性能和焊接性特殊，焊接操作难度大，焊接技术要求很高，业主和博特公司专家对纯镍管道的焊接十分重视，焊接质量检验全部采用瑞士标准。
纯镍管道的焊接是该项目施工关键。
2、工法特点2.1本工法采用手工钨极氩弧焊（TIG）焊接方法，不需要特殊焊接设备和工装，焊工操作简单，实用经济，技术先进，适用范围广。
2.2 通过采用大坡口角度、小钝边和大电流焊接工艺解决焊缝金属熔合不良和成形差问题。
2.3 避免镍管道和焊丝受到含硫物质污染是成功焊接纯镍管道的关键，本工法对镍材和焊丝的保管、运输和使用过程的清洁管理做出了规定。
2.4通过对坡口表面和焊丝清理，环境低于16℃时进行预热，消除或减少焊缝气孔。
2.5本工法适用于各类工程中纯镍管道现场焊接。
3、工艺原理3.1纯镍的理化性能分析3.1.1纯镍在常温时的晶体结构为面心立方晶格，其熔点及电阻率均低于碳素钢。
纯镍与低碳钢的物理性能比较见表1。
3.1.2镍的化学活性低，氧化初期生成的氧化膜能防止镍进一步氧化和腐蚀，高温时有良好的抗蚀性。
镍与其他元素形成合金后，力学性能和抗腐蚀、抗氧化性能显著改善,但热导率和电阻率显著下降。
若镍中含有的杂质较多，则在焊接时易形成低熔点共晶物，使焊接性能下降。
纯镍与低碳钢的物理性能比较3.1.3 UNS NO2201纯镍管的化学成分和机械性能分别见表2和表3。
表2 UNS NO2201纯镍管的化学成分表3 UNS NO 2201纯镍管的机械性能3.2镍的焊接性能分析3.2.1镍的焊接性能纯镍主要存在焊接热裂纹倾向较大，易产生焊缝气孔、未熔合缺陷和焊缝成形差等问题。
焊接热裂纹：纯镍材料含镍量≥99%，焊接时具有一定的热裂倾向，与含镍量较高的纯奥氏体不锈钢（δ≤0.6%）较为相似。
纯镍材料的热裂倾向跟材料中是否含硫、磷等有害元素及含量有关。
少量的硫、磷元素存在就可能对纯镍的焊接产生相当大的影响，随着硫、磷含量的增高，热裂倾向大大增加。
镍合金焊接工艺
镍合金焊接工艺一、引言镍合金具有优异的耐腐蚀性和抗高温性能，在航空、化工、能源等领域得到广泛应用。
而镍合金的焊接工艺是保证其性能和质量的关键之一。
本文旨在介绍常用的镍合金焊接工艺，帮助提高焊接效果和工艺控制。
二、常见镍合金焊接工艺1. TIG焊接（钨极氩弧焊）TIG焊接是一种常用的镍合金焊接工艺，它使用钨极和惰性气体（如氩气）作为电弧保护。
这种焊接工艺能够实现高质量的焊缝，且适用于较薄的镍合金板材焊接。
但是，TIG焊接工艺需要较高的焊接技能和较长的焊接时间。
2. MIG/MAG焊接MIG/MAG焊接是另一种常见的镍合金焊接工艺，它使用金属惰性气体（如混合气体）作为电弧保护，通过自动供丝机将填充材料送入电弧和焊缝中。
这种焊接工艺可以实现高效率和高速度的焊接，适用于大批量的焊接任务。
3. 热处理焊接热处理焊接适用于一些高合金含量的镍合金焊接，它通过在焊接中进行热处理来改善焊缝的力学性能和耐腐蚀性。
热处理焊接的工艺比较复杂，需要专业的设备和技术支持。
4. 爆炸焊接爆炸焊接是一种特殊的镍合金焊接工艺，它利用爆炸冲击波产生的高压能量来连接金属材料。
这种焊接工艺适用于焊接厚板和异种合金的焊接，但是对设备和工艺要求较高。
三、工艺控制与质量保证无论采用何种焊接工艺，对于镍合金焊接工艺的控制和质量保证非常重要。
以下是一些常用的工艺控制和质量保证措施：- 选择合适的焊接材料和填充材料，保证其与基材的相容性。
- 控制焊接参数，包括电流、电压、焊接速度等，以获得理想的焊接质量。
- 进行焊接前的预热和后焊热处理，以消除应力和提高焊缝性能。
- 使用适当的焊接设备和工具，保证焊接操作的准确性和稳定性。
- 进行焊缝检测和焊后检验，以确保焊接质量符合要求。
四、结论镍合金焊接工艺在保证焊接质量和性能方面起着重要作用。
根据具体的应用需求和焊接要求，选择合适的焊接工艺并进行相应的工艺控制和质量保证是提高焊接效果的关键。
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严重影响焊接接头的机械性能和耐蚀性能 。 4 纯镍的焊接性试验
考虑到设备的结构特点 ,在进行焊接性试验时 ,采 用手工钨极氩弧焊 ( TI G) 的方法 ,试件为 650 ×150 × 10 的板件对接 ,单面 V 型坡口 ,角度为 60°,坡口间隙 为 2 mm ,无钝边 。焊丝采用 Φ2 mm 的 T GSNi - 1 。 其化学成分见表 2 。
表 2 TGSNi - 1 的化学成分 (质量分数) ( %)
C Si Mn S
P Ni Cu Ti Al Fe
0. 06 0. 41 0. 24 0. 001 0. 03 96. 23 0. 01 3. 02 0. 02 0. 01
焊接工艺参数见表 3 。
表 3 焊接工艺参数
焊接层数 1 、2
2002 年第 24 卷第 5 期 姜家仪 郑世锋 :纯镍材料焊接工艺优化
45
纯镍材料焊接工艺优化
姜家仪 郑世锋
(齐鲁石化公司工程管理部 ,淄博 255408)
1 引言 纯镍是在工业生产中各种苛刻腐蚀环境下采用的
金属材料 。鉴于石油化工生产过程中高温 、高压和介
质强腐蚀性的特点 ,石油化工装置设备选材的要求很 高 ,烧碱装置的关键设备碱蒸发器就是采用纯镍制造 的 。我国石化行业烧碱装置的碱蒸发器过去基本是随
46
化 工 建 设 工 程 2002 年第 24 卷第 5 期
对防止纯镍焊接产生热裂纹 ,是很有必要的 。另外 ,纯 镍材料的线膨胀系数较大 ,焊接过程中 ,易形成较大的 焊接应力 ,导致裂纹的产生 。 5. 1. 2 多边化裂纹
焊接过程是一个不平衡的冶金过程 ,焊缝金属由 液相向固相结晶速度很快 ,不平衡的结晶过程导致晶 体点阵原子排列不完整 ,形成了大量的空位 、位错等晶 格缺陷 。随着结晶过程的进行 ,这些空位 、位错逐渐合 并 、集聚 、扩大 ,最后形成了与一次结晶晶界不同的新 网界或亚晶界即多边化晶界 。该多边化晶界是薄弱 的 ,在一定的应力作用下 ,很容易形成多边化裂纹 。纯 镍材料为单相奥氏体组织 ,其焊缝金属的多边化晶界 形成和发展比较顺利 ,因此最后发展成多边化裂纹 。
通过焊接性试验 ,认识到填充材料的化学成分是 防止纯镍焊接产生缺陷 、保证焊接质量的一个关键因
2002 年第 24 卷第 5 期 姜家仪 郑世锋 :纯镍材料焊接工艺优化
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素 。焊丝 T GSNi - l 不是在该条件下焊接纯镍的最佳 焊材 ,同时 ,脱硫也不够充分 。最后 ,选用了冶金成分 配置较合理符合 AWS 标准的焊丝 ,型号为 ERNi - l , 该焊 丝 的 气 孔 敏 感 性 小 并 能 防 止 产 生 焊 接 裂 纹 。 ERNi - l 的化学成分见表 5 。
6. 3 坡口型式 纯镍焊接与低合金钢相比有低熔透性的特点 ,但
不能采用大线能量来增加熔透性 。坡口型式应选择较
大的坡口角度 ,同时为减少焊缝金属的填充量及焊接 应力 ,应采取双面 V 型坡口 。具体的坡口型式为 : 双 面 V 型坡口 、角度为 75°、钝边 1mm 、间隙 2mm 。 6. 4 焊接材料 6. 4. 1 焊丝
应停止使用 。同时 ,在每瓶氩气使用前 ,可先在纯镍试 板上进行检验 ,点焊后焊点外观银白如镜的为最优 ;表 面为金紫色 、灰褐色的禁止使用 。
6. 5 焊接工艺参数 针对纯镍的导热率低 ,容易过热 ,焊缝晶粒易长大
的倾向 ,严格控制焊接工艺参数是十分重要的 。特别 是焊接线能量 ,单纯靠减小焊接电流的方法 ,实际证明 并不是有效的 ,因为液态镍的流动性较差 ,熔深浅 ,实 际焊接采用的电流不宜太小 ,保证焊缝熔合的条件下 用提高焊速的方法来控制热输入量 。严格控制层间温
≥99. 5 0. 2 0. 2 0. 08 ≤0. 01 ≤. 035 ≥380 ≥140 ≥30
3 纯镍的焊接性分析 纯镍为单相奥氏体组织 ,液态凝固过程中不发生
相变 ,极易与 S、P 、B 、Pb 等元素形成低熔点共晶体 ,从 而导致产生热裂纹 ; 纯镍固液相温度区间小 ,流动性 低 ,液态时溶解 H2 、O2 、CO2 等气体 ,在焊接快速冷却 凝固过程中极易形成气孔 ;另外纯镍的电阻率大 、热导 率低 ,焊接过程中易过热 ,导致焊缝晶粒迅速长大 ,纯 镍材料晶粒一旦粗化后 ,很难用热处理的方法来改善 ,
时 ,氩气的流量也是一个重要的焊接工艺参数 。当氩 气的流量太小时 ,起不到保护效果 ; 当氩气流量太大 时 ,不仅浪费氩气 ,反而会产生紊流 ,将空气卷入保护 区 ,使焊缝形成气孔 。 5. 3 晶粒粗大
纯镍材料的热导率低 、电阻系数大 ,焊缝和热影响 区有过热倾向 。焊接时采用的焊接线能量较大 ,所有 这两方面 ,在首次施焊时 ,都没有从根本上得到重视 , 促使了粗大晶粒的产生 。奥氏体晶粒粗大 ,既容易使 低熔点共晶体在晶界聚集形成热裂纹 ,又影响了接头 的耐蚀性能和机械性能 。纯镍材料的晶粒一旦粗化 后 ,很难用热处理的方法来消除 。焊接过程中 ,减少焊 缝的热输入量 ,同时向焊接熔池中添加足量的 A1 、Ti 等细化晶粒的合金元素 ,可防止纯镍焊接晶粒粗化倾 向。 6 优化的焊接工艺
焊接电流
I/ A 100～120
电弧电压
焊速
U/ V υ/ ( mm·min - 1)
12～14
50～60
3 、4
120～140 12～14
60～70
氩气流量 (L·min - 1)
12 14
焊后进行 R T 检测发现焊缝区存在气孔 ,在 R T 底片上没有发现裂纹 ,但在进行微观金相检验时发现 :
通过焊接性试验及理论分析 ,找到了产生焊接缺 陷的主要原因 ,最终得到了纯镍材料优化的焊接工艺 。 6. 1 焊接方法
根据纯镍的焊接特点 ,结合碱蒸发器的结构 ,在焊 接方法上仍选用 TI G 焊 ,但为了增加焊接区域的保护 效果 ,同时采取背面充氩保护 。 6. 2 焊前准备
由于焊件坡口区域和焊丝表面存在油污 、水分及氧 化膜等杂质 ,在焊接过程中易造成焊接缺陷。因此 ,焊 前必须对坡口及两侧 50 mm 范围内、焊丝表面进行严 格清理 ,采用化学清的方法。其清洗液的配方见表 4 。
器的制造任务 ,设备制造前通过对纯镍材料进行焊接 工艺试验及理论分析 ,对纯镍材料的焊接工艺进行优 化 ,并采取工艺措施 ,终于成功地制造出合格产品 ,为 今后提高同类国产化设备的制造质量积累了经验 。
2 设备制造及操作要求 碱蒸发器是烧碱装置四效逆流蒸发工艺流程中的
关键设备 。其工作温度为 162. 5 ℃, 工作介质 中 的 NaOH 浓度 43. 5 %、NaCl 浓度 7 %、Na2SO4 浓 度 0. 6 % ,其壳程压力为 0. 9 MPa 。设备要求优良的焊缝外 观质量 ,对接焊缝 100 %R T 检测按 JB4730 规定的 Ⅱ 级为合格 。碱蒸发器由蒸发室 、加热室组成 。其中蒸
装置从国外引进的 ,近年来 ,该设备已初步进行国产 化 。由于碱蒸发器的制造涉及到纯镍材料的焊接 ,因 此 ,如何对纯镍材料进行焊接工艺优化 ,成为保证设备 制造质量的关键 。
由于纯镍材料本身固有的物理 、化学特性 ,在焊接 过程中极易出现裂纹 、气孔及晶粒粗大等缺陷 ,严重影 响到设备的制造质量及使用性能 。我们承接了碱蒸发
我们在分析气孔产生的原因时 ,认为焊材 、母材表 面的清洁度对形成焊接气孔有很大的影响 。如焊件 、 焊丝表面上的水份 、油污 、焊件坡口及两侧的油脂 、机 械切削液等 ,这些污物中都含有氢 、碳等元素 ,高温时 溶入液态金属 ,凝固过程中便形成气孔 。 5. 2. 3 氩气的影响
氩气是惰性保护气体 ,具有高温不分解又不与焊 缝金属发生氧化反应的特征 。但氩气的纯度对焊接质 量有较大的影响 ,氩气中的 O2 、N2 、H2O 等杂质含量超 过标准规定时 ,会使焊接电弧不稳定 ,而产生气孔 。同
发室的规格为 :<4876 ×3505 ×10 ,材质为纯镍 ,型号为 符合 ASM E 标准的 NiSB - 162 - 200 ,材料的化学成 分及力学性能见表 1 。
表 1 纯镍材料的化学成分 (质量分数) ( %) 及力学性能
化学成分 ( %)
力学性能
Ni Mn Fe
C
Sห้องสมุดไป่ตู้
P σb/ MPaσ0. 2/ MPa δ5 ( %)
多边化裂纹一般为微裂纹 ,用一般的 R T 射线探 伤仪不易检测到 ,更应引起足够的重视 。因此 ,在纯镍 材料的单相奥氏体焊缝中加入固溶强化的大原子半径 的 Mo 、W 、Mn 、Nb 等元素 ,来阻碍空位 、位错的移动 、 合并 ,可有效地防止纯镍材料焊缝多边化裂纹产生与 发展[3 ] ,且这些大原子半径的元素能造成晶格点阵畸 变 ,使不理想晶格的定向生长不易完成 ,这对防止多边 化裂纹是很有益的 。 5. 2 气孔的成因分析 5. 2. 1 周围气体
度 。焊接工艺参数见表 6 。
表 6 焊接工艺参数
焊接层数
1 2～4
焊接电流
I/ A 90～110 100～120
电弧电压
焊速
U/ V 12～14 12～14
表 5 ERNi - l 的化学成分 (质量分数) ( %) 3
C Mn Fe P
S
Si Cu Ni Ti Al
0. 15 1. 0 1. 0 0. 03 0. 015 0. 75 0. 25 ≥93. 0 2.0～3.5 1. 5
3 :其它元素总量 0. 5 %
6. 4. 2 氩气
氩气的纯度对焊接质量有较大的影响 ,应选用国 家定点生产厂的产品 ,纯度要求达 99. 99 % ,当每瓶氩 气用至内压 2. 0 MPa 时 ,因为此时含水量有所增加 ,
表 4 化学清洗液配方
H2O/ ml
H2SO4/ ml
HNO3/ ml
NaCl/ g
1000