铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺
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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。
镍基合金内衬管焊接工艺镍基合金内衬管焊接工艺是一项关键的技术,用于制作高温、高压和腐蚀性环境下的管道系统。
它广泛应用于石油、化工、航空航天等领域,承担着重要的工程任务。
我们来了解一下镍基合金内衬管的特点。
镍基合金具有优异的耐腐蚀性能和高温强度,能够在恶劣环境下保持其材料性能。
而内衬管的作用是保护管道免受腐蚀和磨损,延长管道的使用寿命。
因此,镍基合金内衬管焊接工艺的质量直接关系到管道的可靠性和安全性。
在进行镍基合金内衬管焊接之前,首先需要进行材料的准备和管道表面的处理。
镍基合金材料应符合相关标准和规范,确保其质量和性能。
而管道表面的处理则包括清洁、除锈和除油等步骤,以保证焊接区域的清洁度和表面质量。
在焊接过程中,合适的焊接方法和参数选择是关键。
常用的焊接方法包括TIG焊、MIG焊和电弧焊等。
根据具体情况选择合适的焊接方法,确保焊接接头的质量。
同时,焊接参数的选择也十分重要,包括焊接电流、电压、焊接速度等。
这些参数的合理选择可以保证焊接接头的完整性和可靠性。
在焊接过程中,还需要注意焊接的操作技巧和环境条件。
焊接操作应由经验丰富的焊接工程师进行,确保焊接接头的质量。
同时,焊接环境应保持干燥、清洁和通风良好,避免对焊接质量的影响。
焊接完成后,对焊接接头进行非破坏性检测是必要的。
常用的检测方法包括超声波检测、射线检测和渗透检测等。
这些检测方法可以有效地发现焊接接头中的缺陷和裂纹,并及时采取措施进行修复或更换。
镍基合金内衬管焊接工艺是一项复杂而关键的技术。
合适的材料准备、管道表面处理、焊接方法和参数选择,以及焊接操作的技巧和环境条件,都对焊接接头的质量起着重要的影响。
通过严格控制每个环节,可以确保镍基合金内衬管焊接工艺的稳定性和可靠性,保证管道系统的安全运行。
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。
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。
镍基复合材料焊条电弧焊打底及填充盖面焊接工艺氩弧焊打底加手弧焊填充盖面的焊接工艺,经过各专业公司多年的理论指导和实践研发已经能够熟练掌握,合格率高,焊接设备简单,相对于现场的施工条件能够更好的接受和使用。
不过对于一些返修无法进行背面充气保护的位置,就增大了氩弧焊焊接工艺的难度和易出现缺陷的几率。
对此为了能够更好地适应现场焊接环境的多变性和不可确定性,提出使用焊条电弧焊打底的焊接工艺,并进行试验。
1.镍基材料分析镍基材料具有良好的高温和低温强度以及优良的耐腐蚀性能,多用于管道设备、石油化学设备、热力锅炉设备、电力行业等高温高压、腐蚀强度较大且需在持续高温或低温下运行的运输管道及设备中。
但由于镍基合金导热性差、线膨胀系数大、冷却速度较快、熔合性能不好、铁液流动性差,所以焊接过程中保护不当会产生熔池氧化等缺陷。
简析:据奥维云网(AVC)零售监测数据显示,线下消毒柜市场监测销量2.7万台,同比下降26.4%,其中立式同比下降24.4%,嵌入式同比下降27.1%,卧式同比下降26.4%。
由于复层与基层的材料不同,会因材料的导热性和热膨胀系数不同而出现材料稀释等现象,这些不利因素更增加了焊接难度,所以应当制定严谨的焊接操作工艺,并严格按照工艺进行焊接。
镍基材料的化学成分如表1所示,常温下力学性能如表2所示。
2.焊接材料的选择根据标准规范SH/T3523/SH/T3527进行焊接材料筛选,确定ENiCrMo-3为焊接填充材料。
根据选定的填充材料采购了三个厂家的焊条,分别为smc、山特维克、林肯,并对三种焊条的操作性能和焊缝成形做比较。
经试验对比,smc厂家焊条焊接过程中电弧稳定,脱渣性能好,产生飞溅少,焊条过热受损量小,能够满足焊接需要。
表1 镍基复合材料化学成分(质量分数)(%)化学成分 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu Fe Ti Al规范值≤0.05 ≤0.5 ≤1.00 ≤0.02 ≤0.005 19.5~23.5 38.0~46.0 2.5~3.5 1.5~3.0 ≥22.00.6~1.2 ≤0.2实测值 0.019 0.211 0.53 0.011 0.001 22.69 38.86 3.221.90 29.98 0.81 0.110表2 镍基复合材料常温下力学性能力学性能屈服极限/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率(%) 剪切硬度(HBW)规范值≥415 ≥457 ≥20 ≤250实测值 354 473 53.5 414 3.电源极性的筛选和对比(1)直流正接打底直流正接断弧焊接时,电弧偏吹现象严重,根部出现单边未熔合现象,焊缝正面出现较严重坠瘤,因此不能满足质量要求(见图1)。
常用金属焊接性之高温合金的钎焊高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。
这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类;在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。
镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。
固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相,通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力,产生点阵畸变,降低堆垛层错能,阻止位错运动,提高再结晶温度来强化固溶体。
沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。
这些元素除形成强化固溶体外,还与镍形成Ni3(Al、Ti)γ’或Ni3(NbAlTi)γ”金属间化合物相;同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。
TD-Ni和TD-NiCr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThO2颗粒,产生弥散强化效果的新型高温合金。
一:钎焊性高温合金均含有较多的铬,加热时表面形成稳定的Cr2O3,比较难以去除;此外镍基高温合金均含铝和钛,尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。
铝和钛对氧的亲和力比铬大得多,加热时极易氧化。
因此,如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。
镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物,尤其是在高的钎焊温度下,因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应,降低母材表面的熔化温度,促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀;并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材,造成晶间渗入。
对薄的工件来说是很不利的。
所以镍基高温合金一般都在保护气氛,尤其是在真空中钎焊。
母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。
对于含铝和钛低的合金,热态真空度不应低于10-2Pa;对于含铝钛较高的合金,表面氧化物的去除不仅与真空度有关,而且还与加热温度有关。
无论是固溶强化,还是沉淀强化的镍基高温合金,都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内,才能取得良好的高温性能。
铁镍合金1j85焊接工艺
铁镍合金1J85是一种具有良好磁特性和热稳定性的合金材料,
常用于制造磁场传感器、电感器和磁芯等。
在进行焊接时,需要特
别注意选择合适的焊接工艺,以确保焊接接头的质量和性能。
首先,对于铁镍合金1J85的焊接工艺,常见的方法包括电弧焊、TIG焊(氩弧焊)、等离子焊和激光焊等。
在选择焊接方法时,需
要考虑合金的热敏感性和磁性能,以及焊接接头的要求。
其次,在进行焊接前,需要对1J85合金进行预热处理,以减少
焊接时的热变形和晶粒粗化。
通常建议在300-500摄氏度的温度下
进行预热处理,时间视合金厚度而定。
在焊接过程中,需要选择合适的焊接材料。
对于1J85合金,常
用的焊接材料包括镍基焊丝和镍合金焊条,这些材料能够与1J85合
金良好地匹配,确保焊接接头的质量。
此外,在焊接过程中,需要控制焊接电流、电压和焊接速度,
以确保焊接接头的均匀性和密实性。
同时,还需要注意保护焊接区域,避免氧化和污染对焊接质量的影响。
最后,在焊接完成后,需要对焊接接头进行后处理,包括去除
焊渣、进行热处理和表面处理等,以提高焊接接头的性能和稳定性。
总的来说,铁镍合金1J85的焊接工艺需要综合考虑合金的特性、焊接方法、焊接材料和焊接参数等因素,以确保焊接接头的质量和
性能。
在实际操作中,建议在专业人员的指导下进行焊接,以确保
焊接质量和安全性。
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。
Incoloy 800H(T)铁镍基合金管焊接工艺焊接方法确定铁镍基合金一般可采用与奥氏体不锈钢相同的焊接方法进行焊接,常用的焊接方法包括钨极氩弧焊(TIG焊)、熔化极活性气体保护焊(MAG焊)、焊条电弧焊(SMAW)。
钨极氩弧焊几乎适合于任何一种铁镍基合金的焊接,焊接时采用直流正极性,较小的焊接热输入,弧长尽量短,为加强焊接区的保护效果,可在焊嘴后侧设辅助拖罩,并进行焊缝背面保护。
熔化极活性气体保护焊可用于固溶强化型铁镍基合金的焊接,但铸造合金焊接一般不采用。
焊条电弧焊主要用于固溶强化型铁镍基合金的焊接,焊条药皮类型为碱性,采用直流反极性,由于液体金属的流动性差,为防止未熔合和气孔等缺陷,焊接时焊条适当摆动。
经对比分析,Incoloy800H(T)合金管焊接采用钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊填充盖面方法。
焊接材料选择主要根据母材的合金类别、化学成分及工矿条件等选择焊接材料,需要考虑的因素包括:1.物理性能:包括热膨胀系数、热传导率等2.力学性能:包括抗拉强度、疲劳强度、蠕变强度等3.防腐性能:包括对电化学腐蚀及孔隙腐蚀等抵抗力4.冶金性能:包括协调性、可熔性、抗热裂纹能力等一般来说,焊接材料与母材的主要化学成分应尽量相近,以保证各项性能与母材相当。
施工中可选择高一档的焊接材料,即焊接Incoloy800H(T)铁镍基合金时,选择镍基合金焊接材料,其熔敷金属的化学成分和力学性能见表格。
焊接工艺应用及调整镍极易被硫和铅污染产生脆化,形成热裂纹。
因此,除严格控制焊接材料的硫、铅等杂质含量外,焊前必须认真清理母材表面的氧化物及油污、灰尘等杂物,坡口及其周围50mm范围内的表面用有机溶剂清洗,待溶剂挥发后进行组对焊接。
定位焊工艺与正式焊接工艺相同,焊缝背面充氩保护,定位焊缝作为正式焊缝的组成部分予以保留。
焊缝两侧各100mm范围内度白垩粉,焊接完毕即使清理焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物、防飞溅涂料等。
底层焊道进行渗透检查,发现线性缺陷打磨消除后方可继续施焊。
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺一、焊接性对于固熔强化的高温合金,主要问题是焊缝结晶裂纹和过热区的晶粒长大,焊接接头的“等强度”等。
对于沉淀强化的高温合金,除了焊缝的结晶裂纹外,还有液化裂纹和再热裂纹;焊接接头的“等强度”问题也很突出,焊缝和热影响区的强度、塑性往往达不到母材金属的水平。
1、焊缝的热裂纹铁镍基合金都具有较大的焊接热裂纹倾向,特别是沉淀强化的合金,溶解度有限的元素Ni和Fe,易在晶界处形成低熔点物质,如Ni—Si,Fe—Nb,Ni—B等;同时对某些杂质非常敏感,如:S、P、Pb、Bi、Sn、Ca等;这些高温合金易形成方向性强的单项奥氏体柱状晶,促使杂质偏析;这些高温合金的线膨胀系数很大,易形成较大的焊接应力。
实践证明,沉淀强化的合金比固熔强化合金具有更大的热裂倾向。
影响焊缝产生热裂纹的因素有:①合金系统特性的影响。
凝固温度区间越大,且固相线低的合金,结晶裂纹倾向越大。
如:N—155(30Cr17Ni15Co12Mo3Nb),而S—590(40Cr20Ni20Co20Mo4W4Nb4)裂纹倾向就较小。
②焊缝中合金元素的影响。
采用不同的焊材,焊缝的热裂倾向有很大的差别。
如铁基合金Cr15Ni40W5Mo2Al2Ti3在TIG焊时,选用与母材合金同质的焊丝,即焊缝含有γ/形成元素,结果焊缝产生结晶裂纹;而选用固熔强化型HGH113,Ni—Cr—Mo系焊丝,含有较多的Mo,Mo在高Ni合金中具有很高的溶解度,不会形成易熔物质,故也不会引起热裂纹。
含Mo量越高,焊缝的热裂倾向越小;同时Mo还能提高固熔体的扩散激活能,而阻止形成正亚晶界裂纹(多元化裂纹)。
B、Si、Mn含量降低,Ni、Ti成分增加,裂纹减少。
③变质剂的影响。
用变质剂细化焊缝一次结晶组织,能明显减少热裂倾向。
④杂质元素的影响。
有害杂质元素,S、P、B等,常常是焊缝产生热裂纹的原因。
⑤焊接工艺的影响。
焊接接头具有较大的拘束应力,促使焊缝热裂倾向大。
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。
镍基高温合金加工工艺镍基高温合金是一种广泛应用于航空航天、石油化工、核工业和火箭发动机等高温领域的材料,具有良好的高温强度、抗氧化和抗燃气腐蚀性能。
然而,镍基高温合金的加工难度较大,因为其硬度高、热塑性差。
因此,选择合适的加工工艺对保证镍基高温合金的质量和性能具有重要意义。
本文将介绍镍基高温合金的加工工艺。
一、切削加工镍基高温合金的切削加工难度较大,因为其硬度高,导致切削力大、切削温度高、刀具磨损严重。
为保证切削加工质量,应选择合适的刀具和加工参数。
1. 刀具选择:应选择硬度较高的刀具,如高速钢、硬质合金刀具等。
此外,还可以通过涂层、强化、改性等手段提高刀具的硬度和耐磨性。
2. 加工参数:适当的进给速度和切削速度可降低切削力、减小切削温度、延长刀具寿命。
加工参数的选择需根据具体材料性能和加工条件进行调整。
二、焊接加工镍基高温合金的焊接加工难度较大,因为其热裂纹敏感性较高。
为保证焊接质量,应采取以下措施:1. 选择合适的焊接方法:镍基高温合金可采用惰性气体保护下的TIG或MIG焊接。
2. 焊接参数选择:合适的预热温度和焊接参数可降低热裂纹的产生。
预热温度一般为150-200℃,焊接参数需根据具体材料和焊接方法进行调整。
三、精密加工镍基高温合金的精密加工难度较大,因为其热塑性差,容易产生残余应力和晶间腐蚀。
为保证精密加工质量,应采用先进的数控机床和加工工艺。
1. 先进的数控机床:可实现高精度、高速度、高效率的加工。
2. 加工工艺:如电火花加工和磨削加工等,可保证加工精度和表面质量。
四、热处理工艺镍基高温合金的热处理工艺主要包括时效处理和固溶处理。
1. 时效处理:在760-815℃下保温数小时,然后进行冷却处理。
时效处理可提高材料的强度和硬度,增强其抗蠕变性能。
2. 固溶处理:在980-1020℃下保温1-4小时。
固溶处理可消除材料中的残留应力和晶间腐蚀,提高材料的塑性和韧性。
总之,镍基高温合金的加工工艺包括切削加工、焊接加工、精密加工和热处理工艺等。
镍基高温合金异形筒体零件的焊接工艺研究作者:杨海钢李塞川来源:《中国新技术新产品》2012年第20期摘要:镍基高温合金异形筒体零件由拉深成形的上、下半部通过氩弧焊(TIG)焊接方法连接成整体。
本文从镍基合金的焊接性能和零件焊接参数选择出发,分析了异形筒体零件TIG 焊产生焊接缺陷和焊接变形的原因,并讨论了减少焊接缺陷和控制焊接变形的相关措施。
关键词:镍基高温合金;氩弧焊接;焊接变形;焊接缺陷中图分类号:TE973.3 文献标识码:A镍基高温合金异形筒体零件,是重型燃机燃烧室部分的一个单件(过渡段),用于燃机燃烧室后部高温燃气整流,将燃烧室火焰筒出口的圆形截面燃气流过渡为透平导叶前的扇形截面燃气流。
通过异形筒体零件截面形状的渐变,将燃气流截面积收敛到一定程度而达到涡轮进口要求的轴向流速,实现推动涡轮转动的目的。
零件在900℃~1100℃的高温条件下工作,要求零件的型面截面积收敛速度适当,由圆形到扇形过渡平滑,并能够改善出口流场均匀性。
但是从加工角度讲,异形筒体零件是一个复杂的空间异形结构,无法实现整体成形,需要通过拉深成形上、下半部,再由纵向焊缝连成整体。
不同型别的异形筒体零件,空间曲面的变化差异较大,如图1给出两个型别的异形筒体零件结构示意图。
由图1可以看出,在高温环境中零件要改变流道气流方向,各部位受力是不均匀的,频繁的热冲击易产生较大内应力和应力集中,在经过一段时间后就难以保证零件的刚度和热强度要求,而焊缝质量是影响零件使用寿命的关键部位。
本文通过确定异形筒体的TIG焊接工艺参数,分析了零件焊接缺陷和焊接变形的产生原因,讨论了提高零件焊接质量和控制焊接变形的措施,为其他异形筒体零件的焊接提供了参考和依据。
1 镍基高温合金异形筒体零件的焊接方法分析镍基高温合金异形筒体零件连接着燃烧室火焰筒的出气口和涡轮的进气口,筒体空间构造复杂,焊缝亦是如此,图2给出了镍基高温合金异形筒体零件的UG数模示意图。
高温合金的钎焊1 高温合金可分为以下几类1.1铁基高温合金如GH132,它属于时效硬化奥氏体合金,可制造 700℃以下工作的工件。
1.2铁镍基高温合金如 K14,用于 900℃以下燃气涡轮导向叶片或工作叶片。
1.3 镍基高温合金,绝大部分高温合金均属于镍基合金,它们用来制造火焰筒,燃烧室和加力燃烧室,涡轮工作叶片和导向叶片等。
1.4钴基合金在我国应用较少。
1.5用于钎焊结构的一些高温合金的成分、牌号和热处理规范列于表1。
表1 高温合金成分、牌号和热处理规范2 钎焊特点2.1高温合金含有较多的铬,表面的 Cr2O3比较难以去除。
钎焊高温合金时,很少采用钎剂,因为钎剂中的硼酸和硼砂同母材作用后产生硼向母材渗入的现象,造成各种缺陷。
所以高温合金绝大多数都用气体保护钎焊和真空钎焊。
同时对保护气体的纯度要求很高。
2.2对于一些含铝、钛量高的高温合金来说,如GH33、GH37、GH132、K3、K14、K17等,它们的表面除了形成Cr2O3外,还有A123和TiO2等氧化物,这二种氧化物无论是在氢气或氩气保护下钎焊均不能去除,必须采取一些其它措施。
含铝、钛高的合金最适宜于真空钎焊,此时,可得到光洁的表面,确保钎料很好铺展。
2.3 高温合金都在淬火状态下使用,有的还要经过时效处理,以保证获得最佳性能。
因此对这些合金的钎焊温度应选择尽量与它们的淬火温度一致。
钎焊温度过高,会影响其性能,例如,与 GH33成分相接近的Incone1702合金,经1220℃钎焊和正常热处理后的性能示于图1。
由于钎焊温度比正常淬火温度高得多,钎焊后虽经热处理,但在各种温度下合金的强度要比未经钎焊的低得多。
图1 Incone1702合金机械性能与温度的关系1—正常热处理 2—1220℃钎焊+正常热处理2.4 而对于GH37、K3等固溶处理温度较高(1200℃左右)的合金来说,经1200℃钎焊加热后,对合金性能没有影响。
2.5 对时效硬化合金来说,钎焊后还应按照规定的规范进行时效处理。
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺
一、焊接性
对于固熔强化的高温合金,主要问题是焊缝结晶裂纹和过热区的晶粒长大,焊接接头的“等强度”等。
对于沉淀强化的高温合金,除了焊缝的结晶裂纹外,还有液化裂纹和再热裂纹;焊接接头的“等强度”问题也很突出,焊缝和热影响区的强度、塑性往往达不到母材金属的水平。
1、焊缝的热裂纹
铁镍基合金都具有较大的焊接热裂纹倾向,特别是沉淀强化的合金,溶解度有限的元素Ni和Fe,易在晶界处形成低熔点物质,如Ni—Si,Fe—Nb,Ni—B等;同时对某些杂质非常敏感,如:S、P、Pb、Bi、Sn、Ca等;这些高温合金易形成方向性强的单项奥氏体柱状晶,促使杂质偏析;这些高温合金的线膨胀系数很大,易形成较大的焊接应力。
实践证明,沉淀强化的合金比固熔强化合金具有更大的热裂倾向。
影响焊缝产生热裂纹的因素有:
①合金系统特性的影响。
凝固温度区间越大,且固相线低的合金,结晶裂纹倾向越大。
如:N—155(30Cr17Ni15Co12Mo3Nb),而S—590(40Cr20Ni20Co20Mo4W4Nb4)裂纹倾向就较小。
②焊缝中合金元素的影响。
采用不同的焊材,焊缝的热裂倾向有很大的差别。
如铁基合金Cr15Ni40W5Mo2Al2Ti3在TIG焊时,选用与母材合金同质的焊丝,即焊缝含有γ/形成元素,结果焊缝产生结晶裂纹;而选用固熔强化型HGH113,Ni—Cr—Mo系焊丝,含有较多的Mo,Mo在高Ni合金中具有很高的溶解度,不会形成易熔物质,故也不会引起热裂纹。
含Mo量越高,焊缝的热裂倾向越小;同时Mo还能提高固熔体的扩散激活能,而阻止形成正亚晶界裂纹(多元化裂纹)。
B、Si、Mn含量降低,Ni、Ti成分增加,裂纹减少。
③变质剂的影响。
用变质剂细化焊缝一次结晶组织,能明显减少热裂倾向。
④杂质元素的影响。
有害杂质元素,S、P、B等,常常是焊缝产生热裂纹的原因。
⑤焊接工艺的影响。
焊接接头具有较大的拘束应力,促使焊缝热裂倾向大。
采用脉冲氩弧焊或适当减少焊缝电流,以减少熔池的过热,对于提高焊缝的抗热裂性是有益的。
2、热影响区的液化裂纹
低熔点共晶物形成的晶间液膜引起液化裂纹。
A—286的晶界处有Ti、Si、Ni、Mo等元素的偏析,形成低熔点共晶物。
液膜还可以在碳化物相(MC或M6C)的周围形成,如Inconel718,铸造镍基合金B—1900和Inconel713C。
高温合金的晶粒粗细,对裂纹的产生也有很大的影响。
焊接时常常在粗晶部位产生液化裂纹。
因此,在焊接工艺上,应尽可能采用小焊接线能量,来避免热影响区晶粒的粗化。
对焊接热影响区液化裂纹的控制,关键在于合金本身的材质,去除合金中的杂质,则有利于防止液化裂纹。
3、再热裂纹
γ/形成元素Al、Ti的含量越高,再热裂纹倾向越大。
对于γ/强化合金消除应力退火,加热必须是快速而且均匀,加热曲线要避开等温时效的温度、时间曲线的影响区。
对于固熔态或退火态的母材合金进行焊接时,有利于减少再热裂纹的产生。
焊接工艺上应尽可能选用小焊接线能量,小焊道的多层焊,合理设计接头,以降低焊接结构的拘束度。
杂质对高温合金再热裂纹的影响
1—加热曲线对于A、B均不裂;2—加热曲线对A裂,B不裂
4、焊接接头的“等强度”问题
高温合金焊后,在过热区有显著的晶粒粗化现象,接头性能不均匀,对高温塑性、疲劳强度、蠕变极限、持久强度、硬度等都有较大影响。
为了获得比较理想的焊接接头,应尽量减少接头的过热和组织不均匀性,故焊接时应尽可能选用能量集中的焊接方法和小的焊接线能量。
焊补次数增加,大大降低焊接接头的性能,促使再热裂纹的产生。
所以,一般规定同一部位补焊不允许超过三次。
重要焊缝甚至禁止补焊。
三、高温合金的焊接工艺
1、TIG焊接
TIG焊是高温合金比较好的焊接方法,尤其是铁基合金,特别适应用于12.5mm以下薄板。
为防止产生裂纹,焊接时采用小焊接线能量,窄焊道,电弧长度尽可能短,一般为1~1.5mm为宜。
采用小直径钍钨极,端部磨成30~60°的尖角,以保持电弧稳定,易于控制熔透和窄焊道。
Ar气保护。
特别是焊接含有Al、Ti等元素的合金时,要特别加强保护。
焊材可用奥氏体耐热不锈钢或镍基合金。
采用直流正接电源。
焊接时焊矩与母材保持垂直。
2、手工电弧焊
铁基合金中手工电弧焊使用较少,特别是沉淀强化型合金几乎不用。
焊条通常选用与母材合金成分相近,或选用高镍焊条。
Incoloy800使用温度在900℃以上,推荐用ENiCrFe—2焊条;使用温度在540℃以上,推荐用ENiCrFe—3焊条。
采用小焊接线能量,小电流、快焊速、不横向摆动、窄焊道焊接;焊接开始或结尾都应装引弧板或熄弧板,防止裂纹的产生;采用直流反接电源。
对于镍基合金,手工电弧焊一般只适用于板厚1.6mm以上,固熔强化型合金,不能用于沉淀强化型合金的焊接。
3、等离子弧焊接
熔深大,可大于7~8mm(Incoloy800),效率高;TIG熔深2~3mm。
4、MIG焊接的热输入量较大,易出现热裂纹,只用于T>12.5mm或高效率场合。
自动埋弧焊同上。
电子束焊接热量集中,但易出现一些特有的缺陷,如气孔、冷隔等,裂纹敏感性也较大。
三、高温合金的焊接工艺要点
1、加强保护
高温合金中有很多合金元素对氧具有很大的亲和力,若保护不好易被烧损,特别是铁基合金。
2、加强焊接区的清理
高温合金的表面常存在有难熔氧化膜,NiO的熔点为2090℃,如焊前未清理干净,易在焊缝中形成夹杂物。
另外,工件表面的污物未清理,也会带来一些有害杂质:如Pb、P、S等,影响焊接接头性能。
所以,对坡口边缘或多道焊的每道焊缝表面,都应彻底清理干净。
3、设计合理的坡口
铁基和镍基合金的液体金属流动性较差,焊接时易产生未熔合缺陷。
熔深一般只有低碳钢的50%左右,奥氏体钢的60%左右。
为达到一定的熔深和熔合良好,其坡口角度要适当增大,钝边减小。
钢和镍基合金坡口设计的比较
4、要求高精度的装配。
5、减少焊接接头的过热。
焊缝的布置尽量避免交叉和分布过密,减少补焊次数,采用小焊接线能量和小截面焊道,选用脉冲焊,分段焊等工艺。
6、选用好的焊接材料。
通常采用Mo和W含量较高的Ni—Cr—Mo(W)系合金焊丝,抗裂性高。
即使焊接沉淀强化型合金,也宁可牺牲一些强度,不希望采用Al、Ti含量较高,会形成γ/相的焊丝,而选用Ni—Cr—Mo(W)系合金焊丝。
为了确保焊接接头的高温强度,以采用同质焊丝或力求焊缝与母材的合金成分相近为好。
对保护气体、焊条、焊剂等,要求纯度高,具有最小的氧化性,以保证最大的合金过渡系数。