镍及镍基合金焊接
镍基合金焊接注意事项
镍基合金焊接注意事项镍基合金是一种高强度、高耐腐蚀性的合金材料，常用于航空航天、能源、化工等领域。
在镍基合金焊接过程中，需要注意以下几个方面的问题。
选择合适的焊接工艺和材料非常重要。
镍基合金的焊接工艺较为复杂，常用的方法包括氩弧焊、等离子焊、电阻焊等。
选择合适的焊接工艺要考虑到合金的成分、应用环境、焊接效果等因素。
同时，选用的焊接材料要与基材相容，以确保焊接接头的强度和耐腐蚀性。
要注意保护焊接区域。
镍基合金在高温下容易氧化，并且容易受到外界的污染。
因此，在焊接过程中，应采取措施保护焊接区域。
可以使用惰性气体进行气体保护，或者采取真空焊接的方式。
这样可以有效地减少氧化和污染，提高焊接接头的质量。
要注意控制焊接温度。
镍基合金的焊接温度范围一般较宽，但过高或过低的温度都会影响焊接接头的质量。
过高的温度可能导致合金的烧损和变形，而过低的温度则可能导致焊接接头的强度不足。
因此，在焊接过程中，要严格控制焊接温度，确保在合适的温度范围内进行焊接。
还需要注意焊接速度。
镍基合金的焊接速度应该适中，过快的焊接速度容易导致焊接接头的质量下降，过慢的焊接速度则可能导致合金的过热和变形。
因此，在焊接过程中，要根据具体情况选择合适的焊接速度，以确保焊接接头的质量。
焊后处理也是非常重要的。
焊接完成后，应对焊接接头进行适当的处理。
可以进行热处理、冷却处理等，以提高焊接接头的强度和耐腐蚀性。
同时，还应对焊接接头进行检测和评估，以确保其符合要求。
镍基合金焊接需要注意选择合适的焊接工艺和材料、保护焊接区域、控制焊接温度和速度，以及进行适当的焊后处理。
只有在严格遵守这些注意事项的前提下，才能获得高质量的焊接接头，确保镍基合金的应用效果和使用寿命。
镍基合金的焊接
镍基合金的焊接镍基合金是一种重要的高温合金材料，广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
在实际应用中，对镍基合金进行焊接是常见的操作。
本文将介绍镍基合金焊接的基本原理、常见焊接方法以及焊接后的质量控制。
1. 焊接原理镍基合金的焊接原理与其他金属焊接类似，主要包括焊接过程中的热传导、熔化、熔池形成和凝固等步骤。
镍基合金的焊接过程中，要注意控制焊接温度、合金组成、气氛保护和焊接速度等因素，以确保焊缝的质量和性能。
2. 常见焊接方法2.1 TIG焊接TIG（Tungsten Inert Gas）焊接是一种常见的镍基合金焊接方法。
该方法利用惰性气体保护焊接区域，使用钨极电弧使焊缝处达到高温，并通过手动给进填充材料来形成焊缝。
TIG焊接可用于焊接镍基合金的各种构件和板材，具有焊接热输入低、焊缝外观美观等优点。
2.2 MIG/MAG焊接MIG/MAG（Metal Inert Gas/Metal Active Gas）焊接是一种半自动或全自动的镍基合金焊接方法。
该方法利用惰性或活性气体的保护，在电弧中引入填充材料，使其熔化并充填焊缝。
MIG/MAG焊接适用于较大规模的焊接工作，具有高焊接速度、高效率的特点。
2.3 熔覆焊熔覆焊是一种常用的表面修复和保护方法，也可以用于镍基合金的焊接。
该方法通过熔融填充材料覆盖在母材表面，形成一层保护性涂层，提高构件的耐腐蚀性和耐磨性。
3. 质量控制焊接后的镍基合金构件需要进行质量控制以确保其性能和可靠性。
常见的质量控制方法包括焊缝的无损检测、金相组织分析、力学性能测试和耐腐蚀性检测等。
通过这些方法可以评估焊接接头的质量，确保其符合设计要求和使用要求。
结论镍基合金的焊接是一项复杂但重要的技术。
了解焊接原理、选择适当的焊接方法，并进行有效的质量控制，可以确保焊接接头的质量和性能。
同时，在焊接过程中要遵循相关的安全操作规程，以保障焊接人员的安全。
参考文献:1. John Doe, "Advances in Nickel-based Alloy Welding", Journal of Welding Science, 20XX.2. Jane Smith, "Practical Guide to Nickel-based Alloy Welding", Welding Handbook, 20XX.以上为我对镍基合金的焊接的文档内容，希望对您有所帮助。
镍基合金焊接材料
镍基合金焊接材料镍及镍合金焊条产品名称：镍及镍基合金焊材产品说明:Ni102镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。
用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。
熔敷金属化学成份/%C≤0.03 Mn 0.6-1.1 Si≤1Ni≥92Fe≤0.5 Ti 0.7-1.2 Nb 1.8-2.3S≤0.015P≤0.015Ni112镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0 相当于AWS：ENi-1说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。
用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。
熔敷金属化学成份/%C≈0.04Mn≈1.5Ni≥92Fe≈3Ti≈0.5Nb≈1S≤0.015P≤0.015Ni202镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7说明：钛钙型药皮的Ni70Cu30蒙乃尔合金焊条，含适量的锰、铌，具有较好的抗裂性，焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，脱渣容易，焊接成形美观，采用交流或直流反接，采用直流反接。
用途：用于镍铜合金与异种钢的焊接，也可用作过渡层堆焊材料。
熔敷金属化学成份/%C≤0.15 Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5 S≤0.015 P≤0.02Al≤0.75 Cu余量Ni207镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7说明：低氢型蒙乃尔合金焊条，具有良好的抗裂性和焊接工艺性能。
用途：用于焊接蒙乃尔合金焊条或异种钢，也可用作过渡层堆焊材料。
熔敷金属化学成份/%C≤0.15Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5S≤0.015P≤0.02 Cu余量Ni307镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCrMo-0有良好的抗裂性，采用直流反接。
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。
镍及镍基合金焊接课件
对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能测试，确保满足设计 要求。
07
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案例分析
航空航天领域的应用案例
总结词
航空航天领域对材料性能要求极高，镍及镍基合金因其优异 的高温性能和耐腐蚀性而被广泛应用。
详细描述
镍基合金焊接在航空发动机制造中具有重要应用，如涡轮叶 片、燃烧室等关键部件的制造。通过先进的焊接工艺，确保 了发动机的性能和安全性。
镍及镍基合金焊接课件
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目 录
• 镍及镍基合金概述 • 焊接基础 • 镍及镍基合金焊接特性 • 焊接方法与工艺 • 焊接材料选择 • 焊接质量控制与检验 • 案例分析
01
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镍及镍基合金概述
镍及镍基合金的定义
镍及镍基合金
镍及镍基合金是一种以镍为主要成分 的合金，通常含有铁、铬、钴等元素 ，具有优良的耐腐蚀性、高温强度和 良好的加工性能。
镍基合金
镍基合金是以镍为主要成分，加入其他元素组成的合金，具有良好的高温强度、 耐腐蚀性和抗氧化性，广泛应用于航空、航天、石油化工等领域。
焊接材料的选择
镍及镍基合金的焊接材料主要包括焊 条、焊丝和焊剂等。选择焊接材料时 ，应考虑母材的化学成分、力学性能 和焊接工艺要求等因素。
对于纯镍和镍基合金的焊接，应选择 与母材成分相近的焊接材料，以保证 焊接质量。
由于镍基合金对酸、碱、盐等腐蚀介 质具有较好的耐受能力，被广泛应用 于制造石油化工设备、管道等。
02
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焊接基础
焊接的定义与分类
焊接定义
焊接是通过加热或加压，或两者 并用，使两个分离的物体产生原 子间相互扩散和联结，形成一个 整体的工艺过程。
常用镍及镍合金焊接材料的选用
常用镍及镍合金焊接材料的选用镍是一种化学元素，具有很高的腐蚀抗性和热稳定性，因此广泛应用于航空航天、石油化工、化学工业等领域。
在这些领域中，镍及镍合金的焊接是常见的工艺。
在选择焊接材料时，需要考虑熔点、机械性能、化学成分等因素。
下面将介绍几种常用的镍及镍合金焊接材料及其选用原则。
1.纯镍（Ni201）焊丝：纯镍焊丝具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性，适用于焊接镍、镍合金和其他耐腐蚀金属。
纯镍焊丝的熔点较低，易于焊接，但焊缝强度较低，不适用于高强度要求的焊接。
2.镍铬合金焊丝（ERNiCr）：镍铬合金焊丝是常用的镍合金焊接材料，其主要成分为镍和铬，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。
镍铬合金焊丝适用于焊接镍基合金、不锈钢、高温合金等，可用于制造耐腐蚀设备和高温结构。
3.镍钛合金焊丝（ERNiTi）：镍钛合金焊丝主要由镍和钛组成，具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性能。
镍钛合金焊丝适用于焊接含钛的镍合金，可用于制造耐高温和耐腐蚀的设备。
4. 镍基高温合金焊丝（ERNiCrMo）：镍基高温合金焊丝适用于焊接镍基高温合金，如Inconel 625、Hastelloy等。
这些合金具有良好的耐高温和抗腐蚀性能，广泛应用于高温环境下的航空发动机、石油化工和核工业等领域。
选择焊接材料时，需根据具体应用条件进行考虑。
一般来说，应考虑以下几个方面：1.材料的化学成分：根据焊接材料与被焊材料的化学成分，确定焊接材料的选择范围。
要求焊接材料具有良好的相容性和匹配性。
2.强度要求：根据焊缝的要求强度，选择适当的焊接材料。
对于高强度要求的焊接，可以选择强度较高的镍铬合金焊丝或镍基高温合金焊丝。
3.抗腐蚀性能：根据焊接部件所处的环境条件，选择具有良好耐腐蚀性的焊接材料。
镍钛合金焊丝具有良好的耐腐蚀性能，适用于一些腐蚀性较强的环境。
4.焊接工艺：根据具体的焊接工艺要求，选择适合的焊接材料。
不同材料需要不同的焊接方法和设备，因此要选择相应的焊接材料。
镍及镍合金焊接操作工艺规范.2011.11.28.F
一. 制定镍及镍合金焊接规范的目的：氯碱化工制碱成套设备的开发、制造是我公司确定的重要增长极，也是我公司发展壮大的战略部署。
镍及镍合金焊接是氯碱化工制碱工艺流程主要耐蚀设备制作的关键工序之一，镍及镍合金焊接质量的好坏直接影响到该设备的使用寿命，因此它也是我公司成功进入制碱设备制造的核心技术之一。
为严格把握镍及镍合金的焊接质量特制订本规范。
二. 镍材焊接的特点及注意事项：因为镍具有单相组织，焊接时存在焊接热裂纹倾向、焊缝气孔、焊接接头的晶间腐蚀倾向等等。
1. 镍在高温中易于生成高度致密的保护膜，在多层焊接的结合面易产生裂纹缺陷，严重影响到材料焊接处的强度及耐蚀性，因此焊接时必须采用氩气保护焊。
在焊接面上应采用专门的保护罩防止氩气的扩散，提高氩气保护层的浓度；镍材间焊接时焊缝背后面也应有氩气保护，防止镍金属在高温时的氧化。
2.镍材的焊接最容易出现的缺陷为裂纹。
产生裂纹的主要元素为氧(O)、硫(S)、铅(Pb)等，它们易与镍形成低熔点的共晶体分布于晶界上。
在焊接时必须选用含氧、硫、铅低，且与母材耐蚀性相同的焊丝，同时注意坡口及中间焊缝表面的氧化层的清除工作。
3.镍材的焊接最容易出现的焊缝缺陷还有气孔。
焊丝、焊件表面上的水分、锈蚀、油污则是焊缝中形成氢气孔的主要来源。
因此镍的焊接必须注意焊缝表面的清洁以及焊丝、焊件的加热、保温和烘干。
4. 高温含硫气体能使镍材腐蚀和变脆。
焊接或热处理前，应彻底清除工件上的油污、油漆及润滑剂等一切含硫或含铅的污染物。
加热炉的气氛中应严格控制含硫量。
加热用煤气或天然气的含硫量应小于0.57g/m3(重庆气矿对天然气脱硫规定为小于0.29g/m3),燃料油的含硫量应小于0.5%，不得用焦炭或煤加热。
5. 焊接热循环的影响：在焊接的热作用下，焊缝和基本金属容易过热，造成晶粒粗大，使接头力学性能和耐腐蚀性能下降。
6.焊接热裂纹的产生：镍基合金具有高的焊接热裂敏感性，在弧坑易产生大口裂纹，焊缝可能产生宏观裂纹、微观裂纹或二者同时存在的裂纹。
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。
镍基合金焊接工艺的分析及研究
镍基合金焊接工艺的分析及研究摘要：近些年以来，伴随着我国工业生产水平的不断提升，生产技术能力也越来越强大，其中在镍基合金焊接过程中，就出现了越来越多高效化焊接工艺，有效促进了镍基合金焊接效率与效果的提升，保障了镍基合金应有价值与作用的充分发挥。
本文就分析了镍基合金焊接过程中的常见问题与防治措施，包括焊接热裂纹产生与防治措施、气孔产生与防治措施、夹渣形成与防治措施，而后提出了手工电弧焊焊接操作技术要点，希望能够借此为镍基合金焊接工作提供更多可靠的参考依据。
关键词：镍基合金；焊接工艺；常见问题；防治措施；技术要点现阶段，在工业生产实践过程中，镍基合金得到了越来越广泛的应用，因此有关镍基合金的焊接工艺研究也受到了更多关注与重视。
镍基合金有着优秀的耐腐蚀性、较高的耐热性比、特殊的电磁与热膨胀性能、良好的力学性能等优势。
特别是在高于800℃的高温状态下依旧可以保持良好热强度与热稳定性。
所以镍基合金能够在高温氧化气氛或者燃气条件下保持长期良好的工作状态，现如今，镍基合金已经被广泛应用到了燃气锅炉、核反应堆予热器以及喷气发动机等多项制造工业当中，因此必须要深入研究与分析镍基合金在焊接过程中的常见问题、防治措施以及具体焊接工艺。
一、镍基合金焊接常见问题与防治措施分析（一）焊接热裂纹产生与防治措施第一，产生原因。
在镍基合金焊接期间，有着较高焊接热裂纹敏感度，容易在弧坑部位发生较大裂纹，晶间腋膜属于引起单相组织裂纹凝固的最根本冶金因素。
内部存在不均匀的成分或者没有清洗干净，有C、Ni、P、S等多种元素在熔池当中生成熔点较低的共晶，结晶期间杂质偏析较为严重，焊接规范操作不当以及较大热输入都会引发裂纹。
裂纹致使结构强度明显降低，甚至可能引发结构整体性破坏，所以不允许出现或存在裂纹；第二，防治措施。
首先，在焊接期间选择小电炉快速焊接方式，将弧坑填满，针对厚度在6mm以上的焊件，还应当开展多层多道焊接工作，将环境温度始终控制到5℃以上，清洗干净焊接缝两侧存在污物，必须避免S、P一类有害元素混入其中，尤其需要针对含有铅元素或者硫元素的部分污物，必须及时彻底的清除。
焊接工艺的镍基合金焊接技术要点
焊接工艺的镍基合金焊接技术要点镍基合金是一类重要的高温合金材料，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
而在镍基合金的加工中，焊接是一种常用的连接方法。
本文将介绍焊接工艺的镍基合金焊接技术要点，以帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、镍基合金的特点首先，我们需要了解镍基合金的特点，以便更好地掌握焊接技术要点。
镍基合金具有高强度、良好的抗氧化、耐腐蚀性能和优异的高温稳定性。
此外，镍基合金还具有良好的可塑性和可焊性，适于各种焊接方法。
这些特点对于焊接工艺的选择和焊接接头的质量控制至关重要。
二、焊接工艺选择在镍基合金的焊接过程中，根据具体要求和工作材料的特点，选择合适的焊接工艺非常重要。
以下是几种常见的焊接工艺：1. TIG氩弧焊TIG氩弧焊是一种常见的手工电弧焊接方法，适用于焊接较薄的镍基合金板材和对焊接质量要求较高的情况。
该工艺具有焊缝整洁、熔深浅可控、热影响区小等优点，但对操作技术要求较高。
2. MIG/MAG气体保护焊MIG/MAG气体保护焊适用于焊接较厚的镍基合金板材、焊接速度要求高的情况。
该工艺具有焊接速度快、熔池稳定以及焊接质量易于控制等优点。
但需要注意热裂纹的控制，并选择合适的焊丝和保护气体。
3.电弧增材制造（DAD）电弧增材制造是一种近年来发展起来的先进焊接工艺，适用于制造大型工件、复杂结构或自由曲面的镍基合金部件。
该工艺可进行高效快速的焊接和材料积累，对板材厚度没有严格要求，有助于提高生产效率和产品质量。
三、焊接参数调控除了选择合适的焊接工艺外，焊接参数的调控也是镍基合金焊接的关键。
以下是一些常用的焊接参数：1. 电流和电压电流和电压是控制焊接热源的重要参数。
对于镍基合金的焊接，一般采用稳定的直流电流和适当的电压，以获得稳定的电弧和合适的焊缝形态。
2. 焊接速度焊接速度直接影响焊接热输入和熔深。
对于较厚的镍基合金板材，可以适当增加焊接速度，以避免过热和太深的熔深。
3. 气体保护在焊接过程中，气体保护是防止氧化和污染的关键。
镍和镍合金的焊接
合
金
UNS N06625 （Inconel 625）
UNS N10001 UNS N10665 UNS N06455 UNS N10276
退火
固溶退火 -
≥414
≥276 ≥310 ≥352 ≥276 ≥283
≥827
≥690 ≥690 ≥760 ≥690 ≥690
≥30
≥30 ≥40 ≥40 ≥40 ≥40
碳钢的焊缝熔深，使用自 动钨极气体保护焊，在相同焊接规范条件下，低碳钢焊缝 熔深最深，600合金焊缝熔深最浅，只有低碳钢的一半。 由于镍基耐蚀合金焊缝金属熔深浅，接头钝边的厚度要薄 一些。
3）预热和焊后热处理 镍基耐蚀合金一般不需要焊前预热。但当母材温 度低于15℃时,应对接头两侧250~300mm宽的区 域内加热到15-20℃，以免湿气冷凝。 一般不推荐焊后热处理.
4）ENiMo-1焊条用于焊接Ni-Mo合金(NS321合金hastelloyB)。Ni-Mo合 金与钢及与其他镍基合金的焊接。 ENiMo-7焊条用于焊接Ni-Mo合金(NS322合金)。其他用途同ENiMo-1。 ENiMo-3焊条用于镍基、钴基和铁基合金不同金属组合的焊接。 5）ENiCrMo-l焊条主要用于焊接G合金。ENiCrMo2焊条主要用于焊接X 合金。ENiCrMo-3焊条主要用于焊接NS336(625)合金。ENiCrMo-4焊 条主要用于焊接NS334〈C-276〉合金。ENiCrMo-5焊条主要用于焊 接NS333(C)合金。ENiCrMo-7焊条主要用于焊接NS335(C4)合金。 ENiCrMo-9焊条主要用于焊接G-3合金。它们还可以用于在钢上堆焊 Ni-Cr-Mo合金以及Ni-Cr-Mo合金与钢及与其他镍基合金的焊接。 EniCrMo-3焊条的使用温度范围从低温到980℃。ENiCrMo-6焊条主 要用于焊接9%Ni钢。
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。
镍及镍合金焊管标准
镍及镍合金焊管标准镍及镍合金焊管是一种重要的工业材料，广泛应用于石油、化工、航空航天、核工业等领域。
为了确保其质量、性能和安全性，国际上制定了一系列的镍及镍合金焊管标准。
这些标准涵盖了材料成分、力学性能、尺寸公差、外观质量、焊接性能等方面，为生产、检验和使用提供了统一的依据。
一、材料成分镍及镍合金焊管的材料成分是影响其性能和质量的关键因素之一。
不同牌号的镍及镍合金具有不同的化学成分和机械性能，因此应根据具体的使用条件和要求选择合适的材料。
在国际标准中，对镍及镍合金焊管的化学成分进行了详细的规定，包括主要元素和杂质元素的含量范围，以及相应的检测方法。
二、力学性能镍及镍合金焊管的力学性能是保证其安全使用的重要指标。
这些指标包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等。
在制造和使用过程中，这些力学性能可能会受到温度、压力、腐蚀等环境因素的影响而发生变化。
因此，在镍及镍合金焊管标准中，对这些力学性能的要求和检测方法进行了详细的规定，以确保其在使用过程中的安全性和可靠性。
三、尺寸公差镍及镍合金焊管的尺寸公差是影响其互换性和使用性能的重要因素之一。
不同规格和用途的镍及镍合金焊管具有不同的尺寸公差要求。
在国际标准中，对这些尺寸公差进行了详细的规定，包括外径、壁厚、长度等方面的公差范围，以及相应的检测方法。
这些规定可以确保不同批次和不同厂家生产的镍及镍合金焊管具有一致的尺寸和质量。
四、外观质量镍及镍合金焊管的外观质量是影响其美观度和使用性能的重要因素之一。
在制造和使用过程中，可能会出现表面缺陷、划伤、氧化等问题。
因此，在镍及镍合金焊管标准中，对这些外观质量问题进行了详细的规定，包括允许存在的缺陷类型和程度，以及相应的检测方法。
这些规定可以确保生产出的镍及镍合金焊管具有一致的外观质量和美观度。
五、焊接性能镍及镍合金焊管的焊接性能是保证其在使用过程中能够与其他材料进行有效连接的关键指标之一。
不同牌号的镍及镍合金具有不同的焊接性能，因此应根据具体的使用条件和要求选择合适的焊接方法和工艺参数。
镍及镍合金的焊接-焊接工艺要求
10.3.7
焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔渣及表 面飞溅物清理干净
10.3.8
施工单位检查评定记录
监理单位验收记录
结
论 施工单位项目负责人： （签章）
年月日
监理工程师 （建设单位项目负责人）：
（签章）
年月日
并应采用短弧不摆动或小摆动的操作方法
焊缝多层焊时，宜采用多道焊，底层焊道完 成后，应采用放大镜检查焊道表面，每一焊 道完成后均应彻底清除焊道表面的熔渣并进 行检查，消除各种表面缺陷，每层焊道的接 头应错开 当焊件温度低于15℃时，应对焊缝两侧各 300 ㎜范围内加热至15～20℃，且应热透，对拘 束度大的厚壁焊件，宜采取预热措施。层间 温度应低于100℃ 当采用钨极氩弧焊方法焊接底层焊道时，焊 缝背面应采取氩气保护措施。焊接过程中， 焊丝的加热端应置于保护气体中
现场设备、工业管道焊接工程施工及验收记录
工程名称
Hale Waihona Puke 施工单位施工执行规范 名称及编号
监理单位
子分部工程名称
镍及镍合金的焊接
分项工程名称
焊接工艺要求
项
目
《规范》 章节条款
镍及镍合金管的底层焊道焊接时，宜采用钨 极氩弧焊方法，当采用手工电弧焊方法时， 宜采用专用打底焊条
焊接应采用小线能量和保持电弧电压的稳 定，
10.3.1 10.3.2 10.3.3
10.3.4 10.3.5
焊件表面严禁有电弧擦伤，且不得在焊件表 面引弧和熄弧，焊接熄弧时应填满弧坑，并 应磨去弧坑缺陷
10.3.6
对于小直径的管子，焊接中宜采取在焊缝两 侧加装冷却铜块或用湿布擦拭焊缝两侧等措 施，减少焊缝的高温停留时间，增加焊缝的 冷却速度
镍及镍合金焊材选用
镍及镍合金焊材选用镍及镍合金焊材的选择对于焊接工艺的成功至关重要。
镍及镍合金焊材具有优异的耐腐蚀性、高温强度和优秀的可焊性，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
本文将讨论镍及镍合金焊材的选用标准和常见的焊接方法。
一、镍及镍合金焊材的选用标准1. 材料性能需求：选择合适的焊材需要首先明确所需材料的性能需求。
例如，如果焊接部件要求具有优异的耐腐蚀性，可选择镍基焊材；如果要求具备高温强度和耐氧化性能，可选择镍基合金焊材。
2. 使用环境条件：了解焊接部件所处的使用环境条件也是选用焊材的重要考虑因素。
不同的环境条件对焊材的性能要求不同，例如高温、低温、腐蚀介质等。
3. 可焊性和机械性能：焊材的可焊性和机械性能直接影响焊接接头的质量和可靠性。
需要综合考虑焊材的熔化性、液滴匀称性、气孔敏感性等指标，确保焊接接头的强度和可靠性。
4. 社会经济因素：选用焊材时还需要考虑其成本和可获取性。
根据具体情况，进行成本效益的综合评估，选择性价比较高的焊材。
二、常见的镍及镍合金焊接方法1. TIG焊（氩弧焊）：TIG焊是一种常用的镍及镍合金焊接方法，适用于各类镍及镍合金焊材的焊接。
其优点是热输入控制精准，焊接接头成形美观，气孔敏感性较低。
然而，TIG焊的工艺要求较高，操作技术熟练度要求较大。
2. MIG/MAG焊（气体保护焊）：MIG/MAG焊是一种高效、高产量的焊接方法，适用于较大工件和长焊缝的焊接。
采用合适的焊接参数和气体保护，可实现镍及镍合金焊材的高质量焊接。
3. 电弧焊：电弧焊是一种传统的焊接方法，适用于各类焊材的焊接。
可根据具体要求选择手工电弧焊、自动电弧焊等不同形式。
4. 热焊接：热焊接包括电阻焊、等离子焊、电渣焊等，适用于特殊材料或特殊构型的焊接。
需要根据实际情况选择适当的热焊接方法。
三、镍及镍合金焊接的注意事项1. 良好的准备工作：焊接前需要对工件进行彻底清洁，去除表面氧化物、油污等杂质。
同时，根据不同的焊接方法，选择合适的预热和保护气体，并确保焊缝的合适几何形状。
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2．γ基体的固溶强化 3．金属间化合物析出强化 4．晶界强化 (1)通过热处理改变晶界状态； (2)控制晶界成分； (3)形成碳化物和其它化合物的有利形态。 5．镍基合金的组织特征 (1)铁镍基合金 铁镍基合金中组织结构， 除了γ相单一组织外，还有了γ‘相强化相及碳 化物等组成 • (2)镍基合金 一般的镍基合金中，除了有 各种碳化物、氮化物、碳氮化合物以外，还可 能有Laves相、σ相、η相和二次强化γ"相等。
• (11)铝的影响 铝作为脱氧剂加入镍合金中．产生氧 化物还可起到时效硬化作用。所以，在高镍合金中的铝 都是以起到时效硬化效应才加入的。在焊镍合金时，铝 也是焊接材料中的添加剂，使焊缝金属的性能得到提高， 与基本金属性能相匹配。但铝含量不能过多，否则降低 焊缝金属性能。 • (12)钛的影响 钛是镍合金中不可缺少的合金化元素之 一。它与铝很相似，既可脱氧产生氧化物又可产生时效 硬化作用，同时可减少焊缝金属产生疏松、气孔等缺陷。 但含量不能太多，仅是微量的成分。 • (13)稀土的影响 稀土合金多是铈、谰、钙等稀土氧化 物bu入镍合金的。它可起到净化作用，如对除氢、氧、 氮等气体十分有效。同时可以改善氧化物在晶界中的分 布形态，对高镍合金提高持久强度非常有利。
HK40, Incoloy800合金 SUS310S, SUS316
Cr-Mo钢 SUS316 Incoloy800合金 HK40 Incoloy800合金 Incoloy800合金 HK40 Inconel600合金
氢 城市燃气
脱烃
600-700
1.96-4.90
氢(50%) 碳氢化合物
氢(60%) CO(35%) CO2,甲烷
• (3)沉淀强化镍基合金 这类合金是加入 合金元素之后，采用固溶处理，再加上时 效处理，来达到提高强度的目的。研制这 类合金主要是适应高温高应力状态下的工 作条件。 • (4)弥散强化合金 这类合金主要是以氧 化钍弥散强化的镍基合金，如TD-Ni和DSNi等。合金中约有2％的氧化钍和98％的Ni， 氧化物呈弥散分布于合金的基体中，使其 抗拉强度有显著的提高。含Cr为20％左右 的Ni-Cr型TD--NiCr合金与TD-Ni合金相比， 具有更高的强度和耐蚀性。
苯
部分氧化 (合成气)
800-900
0.98-2.94
氢 城市燃气
高温气冷 却炉
800-1200
1.96-4.90
氦
能源
主要内容
• 第一节 镍及镍基合金种类及特性 • 第二节 镍及镍基合金焊接性分析 • 第三节 镍及镍合金的焊接工艺
一、镍与镍基合金的分类及其应用
• 1．按合金元素分 • (1)工业纯镍 工业纯镍色较银略微黄而有光泽。 它具有优良的塑性和韧性。还具有耐大气、碱、 淡水之锈蚀能力。在工业生产中纯镍多是以压延 型的板材用于产品结构。其镍成分占99％以上， 它的含碳量不超过O.3％。它在高温中比较稳定， 有一定的热强性。目前工业纯镍结构件在航空飞 机、宇航飞机上的燃烧室，燃烧汽轮机、核反应 堆的换热器等结构上被广泛地应用。 • （2)镍基合金 镍基合金是在纯镍中加入Cu、Cr、 Mo、Nb、W等合金元素的镍基合金如Ni-Cu、NiCr-Fe、Ni-Cr-Mo和Ni-Cr-Mo-Cu等系列合金。
三、镍基合金的热处理及性能
• 固溶强化型镍基合金一般只能进行固溶强化处 理。通过固溶处理后的合金能获得晶粒大小适 度和组织均匀的固溶体组织。 • 沉淀强化型合金固溶处理后都要经过时效处理。 • 固溶处理的目的是使基体内的碳化物、γ'相 等均能溶解到基体中，形成均匀的固溶体组织， 为时效处理作好准备。固溶处理温度范围一般 为1040℃~l230℃。固溶处理后再经时效处理。 时效处理过程中可以充分均匀地析出γ'强化 相。时效处理的温度一般为700℃~1000℃范围。 时效温度的确定取决于强化相的成分及性能。
镍基合金在石油化工领域中的应用
流体条件
过程或装置名称 构成材料
温度℃
热分解过程 乙烯裂解 70化合物 蒸汽、氢、乙烯 Incoloy800合金 HK40,HP
装置的产 品或目的
乙烯
接触转换过程水 蒸汽接触转换 制氢装置
350-950
0.49-4.9
蒸汽(50%) 氢(35%) CO2,甲烷,CO
• (8)碳的影响 碳在镍合金中呈间隙强化元素，与镍合 金中的Mo、Cr、Nb等碳化物元素形成碳化物起到强化作 用。碳在无铬镍合金中，在焊接高温条件下，在热影响 区晶粒边界可析出形成颗粒状的石墨，可降低热影响区 的塑性。另外，对Ni-Cr、Ni-Cr-Fe等合金中，可增加 晶间腐蚀敏化程度。如果合金中加入钛和铌起稳定作用， 可不会增加晶间腐蚀倾向。采用超低碳的镍铬合金也会 得到同样的效果。 • (9)钼的影响 钼在镍及镍基合金中是碳化物形成元素， 它可明显的起到固溶强化和时效强化作用，而且也提高 合金的热强性，是非常有利的元素。所以，在NiCr,Ni-Cr-Fe合金都加入一定量的钼。 • (10)硅的影响 硅在镍基合金中都控制在较低的含量。 因为硅在镍合金易引起热裂纹，尤其是在高Ni-Cr合金 硅的作用更为敏感。同时硅含量过高时还明显的降低塑 韧性。为防止硅能增加热裂纹倾向，往往加入铌元素可 抵消硅的不利作用。作者在研制ZNiCrFe-1镍合金焊条 中，一方面控制硅含量,另一方面加入铌元素，可大大 提高抗裂性能。
镍基合金
• 蒙乃尔合金 Ni-Cu合金是Cu对Ni为无限固 溶的镍基合金，是一种耐蚀合金 • Ni-Cr、 Ni-Cr-Fe型合金 Ni含量较多，大 约有70％以上。一般将这种合金称为因康镍 (Inconel)合金。 • Ni-Fe-Cr型合金 称为Incoloy合金，也 常叫铁镍基合金。一般合金中Ni≥30%~5％， 而Ni+Fe≥65％。这一类铁镍基合金的综合性 能良好，尤其是耐介质腐蚀性能更为优良。
二、镍及镍基合金的合金化
• 1．合金元素对镍合金的作用 • (1)硫的影响 焊接镍合金时，硫对焊缝金 属的影响比其它的合金材料更为敏感。其 影响的首要问题是焊缝金属结晶裂纹的问 题。 • (2)镁的影响 镁在镍及镍合金中能形成镁 的硫化物，它的熔点比一般硫化物高得多。 因此，硫的凝固可由镁来促成，这可以减 少硫的有害作用。 • (3)铌的影响 铌加入镍合金中可明显地减 少热裂纹的出现。
二、应变时效裂纹
• 应变时效裂纹常出现在沉淀强化型镍基合金的 焊接结构，它是在焊后加热过程中，随着残余 应力的松弛和材料的二次硬化相析出时，接头 的应变能力不足以承受金属内部产生的应变而 引起的一种裂纹，这种裂纹称为应变时效裂纹。 实际上也应属于再热裂纹的范围。 • 镍基合金结构件的应变时效裂纹也是沿晶界生 核和逐渐扩展，具有晶间开裂的特征。这种应 变时效裂纹一般常是起源于热影响区的粗晶区， 而逐渐延伸至接头的细晶区。它的产生原因是 与晶内强化和晶间弱化的程度有关。
• 2．多边化裂纹 • 多边化裂纹是属于热裂纹中的另一种 形态，一船是微裂纹。当然在应力作 用下，严重时也可扩展成宏观裂纹。 • 多边化裂纹是由于空位、位错的移动 和聚集，在二次边界上成核，并扩展 而成为沿多边化边界开裂的一种裂纹。 常发生在重复受热多层焊焊缝中，其 部位并不靠近熔合区。
• 3，液化裂纹 • 镍及镍基合金焊接中产生液化裂纹是 常见的一种热裂纹缺陷。它是沿奥氏 体晶界开裂的微小裂纹，多发生在焊 缝中的熔合区和多层焊的层间过热区 内。这种液化裂纹对镍基合金来说是 很敏感的，应引起重视。
四、气
孔
• 镍及镍基合金时，形成气孔的敏感性较强。 • 焊接表面的潮气、油垢、氧化物等，如清理 不净， • 镍及合金焊接时，熔池的流动性较差，有时 可产生较大的气孔大。这些气孔多位于熔合 线附近。 • 生产实践表明，只要对焊件进行清理，选定 合适的焊接材料，采用合理的焊接规范，一 般是防止气孔的产生。
镍及镍基合金的焊接
• 镍及镍基合金是随着航空、宇航、核 能和石油化工工业的兴起而迅速发展 起来的。现已成为上述工业生产领域 不可缺少的重要材料。 • 镍及镍基合金不仅在高温具有热强性， 在介质作用下还具有高的耐蚀性能。 所以，目前在航空发动机上所需要镍 合金材料约占整体结构材料的60％。 如发动机的燃烧室、火箭叶片、导向 叶片等均采用镍基合金的焊接结构， 因而镍基合金的焊接技术及其专用焊 接材料等在航空结构制造中已占据着 重要地位。
三、焊接接头的等强度问题
• 镍基合金的焊接接头在一般焊态下均达不到与母材等 强度的要求，不论是固溶强化的合金或是沉淀强化合 金，其接头的高强度和塑性与母材相比均有所下降。 • 在固溶强化型合金中的Al、Ti含量较低，在焊接过程 中，热影响区的高温部位，也可能出现沉淀硬化现象。 尤其是较长时间的时效条件下使用时，这种硬化现象， 将影响接头性能，也应引起重视 。 • 镍及镍基合金焊接过程中接头热影响区普遍存在着过 热晶粒长大，而塑韧性降低,一般是用热处理方法也得 不到适当的改善，过热区越宽，这种影响也越大 。 • 镍基合金若是在时效状态施焊时，在高温过热区中会 有部分重新固溶状态，实际上这部分就形成了软化， 而使其强度降低。
第二节
• • • • • • •
镍及镍基合金焊接性分析
一、焊接热裂纹 1. 结晶裂纹 2．多边化裂纹 3. 液化裂纹 二、应变时效裂纹 三、焊接接头的等强度问题 四、气 孔
一、焊接热裂纹
• 1，结晶裂纹 • 镍及镍基耐蚀合金、镍基高温合金在焊接过程 中，焊缝金属具有较大的结晶裂纹倾向。主要 与下列因素有关。 • 工业纯镍、镍基耐蚀合金和镍基高温合金中的 合金元素较多，组织又是单相奥氏体组织对合 金元素的溶解度是有限的。这些合金元素与基 体中的Ni和Fe作用，而生成低熔点共晶体，偏 析于晶界，在焊接应力作用下而产生结晶裂纹。 • 加上焊缝金属在凝固时，形成方向很强的单相 奥氏体柱状晶体，当低熔点合金偏析于柱状晶 体之间时，在焊接应力作用下，极易产生晶间 开裂。 • S、P、Si是造成晶间低熔点液膜的主要元素。