镍及镍合金焊接性能研究
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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INCONEL 625的焊接引言:在石油化工建设工程中,常会遇到镍基合金这种材料,因这种材料具有耐活泼性气体、耐苛性介质、耐还原性酸介质腐蚀的良好性能,又具有强度高、塑性好、可冷热变形和可加工成型及可焊接的特点,广泛应用于石油化工中。
例如:在安徽铜陵六国化工合成氨装置气化工段中,就有这种材料,它的具体名称为INCONEL 625,用于输送氧气介质。
关键词:镍基合金焊接热裂纹1 镍基合金INCONEL 625的化学成分及对焊接性能的影响为了研究INCONEL 625的焊接,我们有必要对这种材料的化学成分进行了解。
镍基合金INCONEL 625的化学成分见表1:在Ni中添加Al、Cr、Fe、Mo、Ti能引起较强的固溶强化,Mo可改善镍基合金的高温强度,Nb 则可以稳定组织,细化晶粒,改善材料性能,Cr在Ni中的固溶范围约为35%~40%,而Mo在Ni中的固溶范围大约为20%。
Cr、Mo等合金材料的添加不但增加其耐蚀性,而且对材料的焊接性能没有不利影响。
添加Ti、Mn、Nb则可提高材料的抗热裂纹和减少气孔。
Si在钢中是脱氧剂和抗氧化剂。
而C的含量很小,因Ti和Nb的存在一般不会产生晶间腐蚀。
镍基合金的焊接性对S则较为敏感,S不溶于Ni,在焊接凝固时可形成低熔点的共晶体,易产生热裂纹。
P在镍基合金中也会增加裂纹的敏感性。
2 镍基合金INCONEL 625的焊接特点2.1 焊接热裂纹镍基合金INCONEL 625在焊接时具有较高的热裂纹敏感性。
热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹。
结晶裂纹最容易发生在焊道弧坑,形成火口裂纹。
结晶裂纹多半沿焊缝中心线纵向开裂。
液化裂纹则易出现在紧靠融合线的热影响区中,有的还出现在多层焊的前层焊缝中。
高温失塑裂纹既可能出现在热影响区中,也可能发生在焊缝中。
各种热裂纹有时是宏观裂纹,或宏观裂纹伴随微观裂纹,也有时仅仅是微观裂纹。
热裂纹发生在高温状态,常温下不再扩展。
各种材料的焊接性能焊接是一种将两个或更多的材料连接在一起的工艺。
焊接性能是指材料在焊接过程中的抗热裂纹、焊接接头的强度、抗脆性、耐腐蚀性等方面的表现。
各种材料的焊接性能有相应的特点。
金属材料是最常见的焊接材料之一、常见的金属材料包括钢铁、铝合金、铜合金、镍合金等。
这些材料具有良好的可焊性,通过适当的焊接工艺和焊接材料的选择,可以得到较高的焊接接头强度。
其中,钢铁是最常见的焊接材料,焊接性能较好,可用多种焊接方法进行焊接,例如电弧焊、气体保护焊等。
铝合金和铜合金由于具有良好的导电性和导热性,在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用,这些材料的焊接性能对接头质量和工件整体性能影响较大。
镍合金具有优异的耐腐蚀性和高温强度,广泛用于航空发动机、核反应堆等领域,其焊接性能对材料的使用寿命和安全性有重要影响。
非金属材料如陶瓷、塑料、纤维等也有一定的焊接性能。
陶瓷一般以粘结剂形式焊接,焊接强度较低,常用于压电陶瓷和绝缘陶瓷制品的焊接。
塑料材料的焊接主要采用热焊和超声波焊接等方法,焊接强度较高,广泛应用于塑料管道、汽车内饰等领域。
纤维材料的焊接主要是指碳纤维、玻璃纤维等复合材料的焊接,一般采用粘合剂或热焊接的方法,焊接性能一般较好。
无机非金属材料如玻璃、石墨等的焊接性能较差。
玻璃的焊接需要采用特殊的焊接工艺,焊接接头强度低,且易发生热裂纹。
石墨材料是具有良好导电和导热性能的材料,但其本身结构特殊,焊接性能较差。
总体而言,各种材料的焊接性能受材料本身性质、焊接工艺和焊接材料等因素的影响。
为了获得良好的焊接性能,需根据具体材料的特点选择合适的焊接方法和焊接材料,并严格控制焊接工艺参数,以确保焊接接头的质量和性能。
ENiCrFe-3、ENiCrMo-3镍基合金异种钢焊缝力学性能研究◎谢新苗1刘雁2杨易坤1(作者单位:1.一重集团大连核电石化有限公司;2.利勃海尔机械(大连)有限公司)一、引言石油化工压力容器制造的过程中,经常遇到异种钢焊接结构,由于异种钢焊接时存在焊缝合金成分与基材成分的差异,受基材厚度、焊缝结构、焊接参数等因素影响,母材熔化区域和熔敷金属的互相稀释作用将发生变化,造成焊接接头部位的成分、组织和性能严重不均匀,影响焊接接头质量。
而且在异种钢焊接过程中,不同材质的钢材膨胀系数及导热性能均存在一定的差异,使得焊接接头出现残余应力,影响接头性能。
为解决以上问题,由于镍基合金可消除脱碳层及其良好的塑形,现经常将镍基合金应用到异种钢焊接工艺中,可以有效的避免焊缝金属稀释以及化学成分改变所带来的影响,对接头部位的稳定性及焊接质量均可带来明显的提升。
ENiCrFe3、ENiCrMo3是常用于异种钢对接的镍基合金焊材类别,如某压力容器的低合金钢筒节与不锈钢接管焊接接头(见图1),该接头基材金属有15CrMoR、S32168、S30403,焊接接头成分将更加复杂,因此该接头采用了先堆焊ENiCrFe3合金隔离层,之后继续用ENiCrFe3焊接坡口的接头型式。
ENiCrFe3、ENiCrMo3镍基合金均为固溶强化镍基合金,虽然固溶在焊态下的力学性能常常是足够的,但有时为了消除残余应力、降低氢含量或均匀显微组织,镍基合金焊缝会经历焊后热处理[3]。
为确认和对比ENiCrFe3、ENiCrMo3镍基合金的焊接性能及焊后热处理对焊缝性能的影响,现通过两组焊接试验以期获得镍基全焊缝金属在焊态及模拟焊后热处理态的拉伸性能、冲击性能数据。
图1压力容器异种钢焊接接头型式示例二、焊接试验1.试板准备及焊接。
镍基合金的液相流动性较差,在焊接过程中容易出现小气孔和微小的热裂纹,影响焊接质量。
因此需要选择高质量的镍基合金材料,在焊接期间需控制热输入,选择合适的焊接速度,且堆焊隔离层后进行无损检测,无损检测合格后进行接头焊接。
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。
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。
Ni-Cr-Fe系镍基合金的焊接特点分析摘要:本文简要介绍了镍基合金的特点、分类和其在AP1000核电中的应用。
以SB168 UNS N06690镍基合金为代表,分析了Ni-Cr-Fe合金的焊接性,从焊接工艺特点和焊接接头性能方面分析了其焊接特点,针对焊接难点,总结了各难点的解决措施。
并结合SB168 UNS N06690的焊接性和工艺试验,总结了几点关于今后现场施工中应注意的建议。
关键词:Ni-Cr-Fe系镍基合金;焊接性;焊接难点;解决措施0.前言随着科技的进步,不锈钢的应用越来越广泛,但在某些特殊的领域,一般不锈钢已经无法满足其特殊要求,故一些特种不锈钢便随之而出,镍基合金就是这种特殊钢种之一。
镍基合金在海洋领域、环保领域、能源领域、石油化工领域及食品领域应用都非常广泛,这些领域中,普通不锈钢304是无法胜任的,在这些特殊的领域中,特种不锈钢是不可缺少的,也是不可被替代的。
1.概述镍基合金是指在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。
按照性能要求,镍基合金可分为镍基耐蚀合金,镍基耐热合金,镍基耐磨合金,镍基精密合金,镍基形状记忆合金。
按照化学组成,镍基合金可分为哈氏(Hasteolly)合金,蒙乃尔(Monel)合金,英科耐尔(Inconel)合金,因瓦(Invar)合金,纳什(NAS)合金等。
其中哈氏(Hasteolly)合金,蒙乃尔(Monel)合金,部分英科耐尔(Inconel)合金为耐蚀合金,以其独特的物理、力学和耐蚀性能在化学、石油、冶金和核电等领域得到了广泛应用;特别是其耐蚀性,可以解决一般不锈钢和其他金属材料无法客服的腐蚀问题,在200~1090℃,镍基耐蚀合金对各种腐蚀介质,都有很好的耐蚀性。
在核电站蒸发器管板耐蚀层堆焊,堆芯支撑块[1]等关键部位得到了广泛的应用。
2.Ni-Cr-Fe系镍基合金在AP1000核电中的应用AP1000核电反应堆堆内构件安装工作主要包括上部堆内构件、下部堆内构件(包括辐照监督管)、压紧弹簧、控制棒导向筒组件、热电偶柱组件等。
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。
镍及镍合金焊接性能研究
摘要:目前国内对于镍及镍合金的焊接性能还没有系统的研究,各施工单位在施工过程中也方法不一,文章将系统阐述镍及镍合金的焊接特点,工艺方法,焊接难点以及焊材的选择及应用。
关键词:镍;镍合金;焊接性能
1、镍及镍合金的焊接特点
1.1一般要求
镍合金的焊接工艺与不锈钢相似,其热膨胀系数与碳钢接近,故焊接时的变形有相同趋势。
所有焊缝应有微凸的外形,要避免平焊缝和凹形焊缝,因为凹形焊缝会导致焊缝中心部位开裂。
焊接镍合金通常不需要预热,但如果母材温度低于2℃,则应将金属加热到比环境温度高10℃,以免水汽凝结造成气孔。
焊接接头的性能通常与母材相同,大多数固溶镍合金可在液态下工作。
沉淀硬化合金焊后应热处理以获得最佳性能。
在大气环境下工作的镍合金构件最好进行消除应力处理,否则会引起应力腐蚀开裂。
在大多数腐蚀介质中焊缝金属的抗腐蚀能力类似与母材,在某些强烈腐蚀的环境中可能需要高匹配或非匹配的焊缝金属。
1.2表面准备
清洁是成功焊接镍及镍合金的最重要因素。
在高温下,由于硫、磷、铅和某些其他低熔点杂质的作用,镍和镍合金会有很大的脆化敏感性,而这种杂质元素往往存在于常规生产过程中的材料中,如油、脂、漆、涂料、记号笔印、润滑剂等,所以在任何焊接操作前,必须将金属彻底弄干净。
对于常温接头拉说,接头没边约50mm的清洁区就足够了,在高温下形成的氧化物必须清除,而在常温下形成的氧化膜则关系不大,因为氧化镍的熔点在2090℃,大大高于镍的熔点(约1440℃)。
这样,在焊接时,母材熔化,而氧化物则处于固体状态,会形成未融合缺陷。
1.3坡口
厚度在2.4mm以下可不开坡口,大于此厚度要开坡口否则如有未焊透,会导
致缝隙产生,加快腐蚀,而且亦会提高局部应力集中,形成裂纹。
如果不能进行
双面焊,则用GTAW焊接根部焊道是最佳选择如管子对接。
1.4异种材料焊接
异种材料焊接通常需要考虑复杂的冶金因素,焊缝熔敷金属的成分不但收焊
条或填充金属的控制,而且亦受两侧母材稀释量的控制,稀释量随焊接方法、操
作技术和接头设计的改变而变化,所有这些都影响到连接方法和焊接材料的选择。
某些焊接材料特别适用于异种材料的焊接。
镍-铬焊丝和焊条,如INCO-WELDA、INCO-WELDB焊条,INCONEL112和IN-CONEL182焊条,INCONEL625和
INCO-WELD686CPT焊丝均为异种钢焊接的常用品种,它们能够适用母材的不同稀
释率而不产生裂纹。
2、不同焊接方法的工艺特点
目前使用较多的是手工电弧焊和钨极气体保护焊。
2.1手工电弧焊
手工电弧焊(SMAW)一般用于厚度大于等于1.6mm的镍合金材料。
大多数情
况下,焊条熔敷金属的成分与母材相似。
每一焊条直径有一最佳的电流范围,过
大的电流会导致气孔和弯曲不合格,因为合金元素和脱氧剂在它们熔入前会造成
氧化。
镍和镍合金寒风金属流动性不如钢好,所以焊接时最好少许摆动,但其幅
度不要大于三倍焊条的直径,不管是否采用摆动,焊缝的外形应稍凸。
焊缝十分脆,每焊一道后,焊下一道前应把焊渣彻底清除,并且用不锈钢刷子刷干净。
推
荐对所有焊缝都去除焊渣。
特别对焊缝有耐蚀要求时,更要清除干净。
2.2钨极气体保护焊
钨极气体保护焊(GTAW)广泛用于镍合金焊接,特别在连接搏件和不希望残
留焊渣时更宜使用。
GTAW也是沉淀硬化合金的首选焊接方法。
GTAW采用直流正
接。
推荐气体为氩气、氦气或两者混合气体。
对单道焊可在氩中加入少量的氢
(≤5%)。
在GTAW时,通常要求对根部进行保护,如采用惰性气体保护衬垫等。
3、镍及镍合金焊接难点
镍及镍合金的焊接难点主要反映在两个方面,既防止焊接热裂纹和气孔。
3.1焊接热裂纹
镍合金焊缝金属对焊接热裂纹有较高的敏感性。
由于镍合金系单项奥氏体组织,寒风中的一些杂质元素和低熔点物质容易在晶界偏析和集聚,在熔池的凝固
过程中造成开裂。
这些低熔点的物质主要是Ni-S和Ni-Si等的化合物与镍形成
的共晶体,其熔点大多在1000℃以下。
所以为了减少焊接热裂纹产生的概率,应
该尽量控制焊缝中硫、磷以及硅、铅等元素的含量,选用纯度高的优质焊材,在
焊接工艺上应尽量可能采用小的焊接工艺参数,保持焊接坡口的高度清洁,采用
合理的焊接顺序以及减少焊接应力等。
由于镍基合金焊缝金属对焊接热裂纹(微
裂纹)有较强的敏感性,而这种裂纹通过无损检测又很难发现,故在焊材标准中
规定在试样的弯曲面允许有一定量的开裂来加以控制。
3.2气孔
镍基合金焊缝金属对气孔也比较敏感,这是由于镍合金的固液相温度间距比
较小,而且液态金属的流动性也比较差,倘若加上焊缝金属的冷却速度比较快。
熔池中的气体来不及逸出,就可能被凝固在焊缝中,造成气孔。
而且氧气、二氧
化碳和氢气等气体在液态镍中的溶解度比较大,冷却时溶解度明显减少,也是造
成气孔的一个原因。
此外,如果在焊接坡口中还带有涂料、漆、油脂等赃物,则
其分解更容易进入熔池而产生气孔。
所以在焊接镍及镍合金前一定要将坡口清理
干净,气体保护焊时,在有条件的情况下,可以在气体中适当加入一些氢气,以
提高保护气体的还原性,减少气孔产生,如在焊接材料中适当加入铝和钛,也有
利于减少焊缝中的气体。
4、镍基合金焊材的应用
4.1在核电工业的应用
核能发电的关键装备是核反应堆压力容器和蒸汽发生器。
其中蒸汽发生器的上千根镍基合金换热管要与厚度约为500mm、直径约为4500mm带有镍基合金堆焊层的大型管板焊接。
由于这些焊缝常年在纯水的环境下工作,所以如何选用合适的焊材经过了一条漫长的道路。
20世纪50年代到80年代,一般采用INCONEL600及600T合金材料和INCONEL82填充金属以及INCONEL182焊条来制作蒸汽发生器,但是在70年代后期发现,上述焊缝中出现了晶间应力腐蚀裂纹(IGSCC),因此转而研究其他镍基焊材。
20世纪90年代末期,美国海军研究十组在适用30%Cr焊丝时又发现了异种不寻常的开裂。
这是一种在焊后产生的冷裂纹(DDP),在这种开裂裂口处经常出现微小的再结晶晶粒。
最近SMC公司推出了异种根本解决IGSCC和DDP开裂的新材料---INCONEL52M焊丝和INCONEL152M焊条。
这是一种含30%Cr以及B和Zr 的焊接材料,除了具有防止IGSCC和DDP开裂的功能外,还具有更强的防止根部开裂能力。
4.2在火电工业中的应用
为了抑制低氮氧化合物的形成(NO2),通常采用一种特种燃烧器使煤得不到充分燃烧。
但这会带来一个副作用,既由于煤的不完全燃烧而产生H2S,而
H2S会对锅炉内壁产生严重腐蚀,其腐蚀率每年可达1.5-2.3mm,为此电厂需要经常停机对锅炉进行维修。
6年来,SMC公司使用ERNiCrMo-10焊材(既INCONEL622填充金属)在降低上述腐蚀危害方面发挥了卓越的作用。
传统的做法是将这些焊材用TIG焊接方法以及低的熔敷率堆焊在锅炉的水冷壁上。
由于堆焊工作量大,后来则采用全自动带专门控制程序的TIG焊工艺。
参考文献
[1]余燕,吴祖乾.焊接材料选用手册,上海,上海科学技术文献出版社.2005.
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