下载文档原格式
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。
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。
镍和镍合金相关知识介绍近年来，镍基耐蚀合金在压力容器制造中应用的越来越多，由于该合金具有独特的高温力学性能和耐蚀性能，因此在化学、石油、合金、航空航天、海洋开发和原子能等许多领域得到了广泛应用，可解决一般不锈钢和其他金属、非金属材料无法解决的工程腐蚀问题。
为了便利对镍和镍合金应用，现将有关材料方面资料做了整理供参考。
一、镍和镍合金的分类1.按化学成分分类我国习惯上将镍和钴含量之和大于或等于99%，且其中钴含量小于等于1.5%的镍材称为工业纯镍，将镍含量大于或等于50%的含量称为镍基合金，镍含量为30%～50%且镍含量与铁含量大于等于60%的合金称为铁镍基合金，它与不锈钢的区别是：不锈钢中铁含量应大于或等于50%，镍含量小于30%。
在ASME中，将镍及镍合金统称为高镍合金，包括纯镍、镍基合金和铁镍基合金（包括含镍量高的钴合金、铬合金），这其中铁镍基合金的定义与我国有差别，主要差别在铁镍基合金与铬镍不锈钢的划分，如常用的瑞典的2RK65、我国相应牌号03Cr20Ni25Mo5Cu、（904L）美国将其归为镍基合金，N08904而我国划为不锈钢。
2.按使用性能分我国镍合金，有耐蚀合金，其牌号用NS***表示（GB/T15007），有高温合金，牌号成分按GB/T14992，牌号表示GH***。
我国压力容器用镍合金只考虑耐蚀合金的牌号，耐蚀合金没有考虑纯镍和镍铜合金，而压力容器用镍和镍合金包括了纯镍和镍铜合金。
3.按合金元素的强化作用分镍基合金有固溶强化型和析出强化型（或沉淀硬化型）两类。
各国压力容器标准中基本都采用了固溶强化型的镍合金，很少采用析出强化型镍合金。
我国压力容器采用的板材和管材均采用的是固溶强化型镍基材料。
4.按镍及镍合金的主要合金体系分我国常分为：工业纯镍，镍铜合金，镍铬合金，镍钼合金，镍铬钼合金，镍铬钼铜合金。
美国按UNS牌号分类则分为：工业纯镍，镍铜合金，镍铬合金，镍铁铬合金，镍钼合金，镍钴合金等。
核电站核岛焊接工艺评定：蒸汽发生器管板镍基合金堆焊1 蒸汽发生器管板镍基合金堆焊工艺说明1.1核电站蒸汽发生器传热管早期采用超低碳奥氏体不锈钢,由于不锈钢对氯离子应力腐蚀性能差,事故不断出现,所以近年来已改用镍基Ni-Cr-Fe或铁基Fe-Cr-Ni合金替代,其中最常用的为Inconel 600和Inconel 690合金。
为了使管板堆焊层材料与传热管材料相匹配,以获得同种材料的焊接接头,所以管板堆焊层也相应改用Inconel 600或Inconel 690镍基合金焊接材料。
1.2由于管板总堆焊面积达7～9 m2,所以国内外普遍采用带极埋弧堆焊工艺,焊带宽60mm，厚0.5mm,焊接电流650～750A，每小时堆焊面积可达0.30～0.45m2。
带极堆焊熔深浅，稀释率只有10%～20%，焊道表面光滑平整，成形良好。
国外还采用热丝等离子弧堆焊方法进行管板大面积镍基合金堆焊，其优点是稀释率比带极埋弧焊还低，但目前只有个别试用。
1.3 蒸汽发生器管板为 Mn-Ni-Mo钢锻件，厚约500～600mm，化学成分与反应堆压力壳相同。
因此堆焊前需将管板预热，第一层堆焊后进行去氢处理。
通常预热温度控制在100～150℃，去氢处理则为300～350℃，保温2～4h。
1.4 镍基合金堆焊层较易产生热裂纹，其原因主要是一些低熔点元素与Ni 在品界上形成低熔点共晶物(如 Ni-S、Ni-Si、Ni-P、Ni-Pb等)所致。
所以镍基合金堆焊时,不但应严格控制母材和堆焊材料中的有害元素含量,加强焊前清理而且应采用低电弧电压和低焊接热输入量,以抑制晶体粗化,防止热裂纹产生。
1.5 国内外常用的镍基焊带类别为 AWS EQNiCr-3即Inconel 600,但后来发现,在Inconel 600焊缝金属中存在一种称为晶间应力腐蚀裂纹(Inter granular Stress Corrosion Cracking)所以又推出一种含铬量为30%的 AWS EQNiCr-7即 Inconel 52焊材,专门用于焊接 Inconel 690镍基合金。
aws a5.11金属电弧焊用镍和镍合金焊条标准《AWS A5.11金属电弧焊用镍和镍合金焊条标准》深度解析1. 引言AWS A5.11标准作为金属电弧焊工艺中的重要参考依据，对于金属材料的选择和使用具有重要意义。
在本文中，将对AWS A5.11标准中关于镍和镍合金焊条的内容进行深入解析，旨在全面了解该标准对于金属电弧焊工艺的指导作用，以及对于焊接质量、安全性的保障作用。
2. 核心内容2.1 镍和镍合金焊条的分类及特性根据AWS A5.11标准，镍和镍合金焊条根据其化学成分和焊接特性，被细分为不同的等级。
这些等级的选择对于不同焊接材料和焊接工艺具有重要的指导作用。
本文将深入介绍不同等级的镍和镍合金焊条的特性及应用范围。
2.2 焊接工艺参数的选择AWS A5.11标准明确了在使用镍和镍合金焊条进行金属电弧焊时，应该考虑的焊接工艺参数，包括电流、电压、焊接速度等。
这些参数的选择对于保障焊接质量、避免焊接缺陷具有至关重要的作用。
本文将对这些参数的选择原则进行详细解读，并给出实际的应用案例。
2.3 焊接质量和安全性的保障在金属电弧焊工艺中，焊接质量和安全性是至关重要的。
AWS A5.11标准对于焊接质量和安全性保障提出了严格的要求和指导。
本文将结合实际案例，分析AWS A5.11标准对于焊接质量和安全性的要求，以及如何在实际生产中落实这些要求。
3. 总结与展望通过对AWS A5.11标准中关于镍和镍合金焊条的深度解析，我们可以更加全面、深入地了解金属电弧焊工艺中镍和镍合金焊条的选择和使用。
也可以更加清晰地认识到AWS A5.11标准对于焊接质量和安全性的重要保障作用。
展望未来，随着焊接工艺的不断发展和完善，我们有理由相信AWS A5.11标准将在金属电弧焊工艺中发挥更加重要的作用。
4. 个人观点作为本文的撰写者，我对于AWS A5.11标准在金属电弧焊工艺中的指导作用深信不疑。
在实际工作中，我也意识到了对于标准的严格遵守和落实对于焊接质量和安全性的重要性。
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。
（2）焊缝金属熔深浅，同样不能通过增大焊接电流来增加熔深，如果电流过大可能引起裂纹和气孔，因此接头钝边的厚度要薄一些。
（3）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，应对接头两侧加热到15～20℃。
一般不推荐焊后热处理。
三、焊接方法的选用
镍及镍合金适用的焊接方法有：焊条电弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊。
四、焊接材料
镍及镍合金焊材的选用原则是应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值，当需要时，其耐蚀性能不应低于母材的相应
要求，或力学性能和耐蚀性能满足设计文件规定的技术条件。
焊条或焊丝熔敷金属化学成分应与母材相近。
为了控制焊接气孔和热裂纹，在焊接材料中一般加入合金元素如钛、锰和铌。
1、焊接镍及镍合金时焊条的选用
镍及镍合金焊条主要用于焊接工业纯镍及高镍合金，也可用于异种金属的焊接及堆焊。
镍及镍合金焊接时焊条的选用，主要是根据母材的合金类别来选用相应合金成分的焊条。
可以调整化学成分以满足焊接性能的要求，如通过添加合金控制气孔，增加抗热裂纹的能力或改善力学性能；当抗裂性要求高时宜选用含有较高钼、钨的镍铬钼焊条，如ENi6002。
镍及镍合金焊条执行GB／T13814—2008《镍及镍合金焊条》。
2、镍基耐蚀合金埋弧焊焊剂及焊丝的选用
可以使用埋弧焊焊接某些固溶镍基耐蚀合金，不推荐使用埋弧焊焊接厚板镍-钼合金，因为焊接高的热输入和低的冷却速度使焊缝延性降低，并且由于焊剂反应引起成分的变化，使耐蚀性能降低。
镍基耐蚀合金焊接时，有类似奥氏体不锈钢焊接时所发生的问题，如热裂纹、气孔和接头晶间腐蚀等，焊接材料的选用应严格控制硅、硫和磷的含量。
（1）焊剂的选用
焊接碳钢和不锈钢用埋弧焊剂，一般不宜用于焊接镍基耐蚀合金，镍基耐蚀合金埋弧焊用焊剂还要往焊缝中添加重要的合金元素。
因此，焊剂与焊丝的共同作用应与母材相匹配。
（2）焊丝的选用
选用焊丝应与母材成分相匹配，焊丝成分大多与母材相当，为补偿某些重要合金元素的烧损以及控制焊接气孔和热裂纹，通过焊剂还要添加部分合金。
镍及镍合金焊丝执行GB／T15620—2008《镍及镍合金焊丝》。
3、镍基耐蚀合金气体保护焊焊接材料的选用
（1）TIG焊焊接材料的选用
TIG焊已广泛应用于镍基耐蚀合金的焊接及异种镍基合金和镍基合金对Cu-Ni、铜或钢的焊接。
特别适用于薄件、小截面工件和焊后不允许有残留熔渣的结构件的焊接。
焊接时一般采用直流反接、高频引弧、电流衰减收弧等技术。
保护气体一般选用氩气、氦气或氩气和氦气混合气体。
单道焊时可采用Ar＋H25％，有助于消除纯镍焊缝中的气孔。
当不加填充焊丝焊接薄件时，用氦气进行保护比氩气具有导热大、向熔池输入热量多、焊速快的优点；但当使用电流小于60A时，宜用氩气进行保护，此时若用氦气则电弧稳定性较差。
氩和氦的纯度应不小于99.95％。
焊丝的选用一般来说应与母材对应。
焊丝的成分一般略高于母材，以补充焊接过程中合金元素的烧损，并利于控制焊缝中气孔和裂纹的产生。
钨极则宜选用铈钨极。
（2）MIG焊焊接材料的选用
镍基耐蚀合金可采用MIG焊。
用来焊接固溶强化镍基耐蚀合金，很少用来焊接沉淀硬化耐蚀合金，一般采用氩气或氩气和氦气混合气
体进行保护。
由于熔滴过渡形式不同，形成最佳保护的气体也不同。
喷射或颗粒状过渡形式时，宜采用纯氩进行保护；短路过渡时宜用Ar＋He（50∶50）混合气体保护；脉冲电弧过渡时宜用Ar＋He（15％～20％）进行保护，可获得最佳保护效果。
焊丝的选用基本上与TIG焊相同，即焊丝成分与被焊母材的成分相匹配。
焊丝直径的选用主要取决于熔滴过渡形式和母材厚度，对于喷射过渡宜选用Φ0.8～Φ1.6mm的焊丝，短路过渡一般选用Φ1.2mm 或更细的焊丝。
五、焊接工艺措施
1、坡口和清理
（1）镍及镍合金焊接坡口与钢相比，其特点是坡口角度大，根部间隙大，且钝边高度小。
可采用机加工和等离子弧切割加工坡口，但不能使用氧乙炔切割。
（2）单面焊接头，可采取背面放置成形衬垫、背面通保护气体等措施，保证背面焊透和防止氧化。
（3）在任何形式的加热之前，对焊丝、坡口、衬垫、坡口两侧母材表面及与接头接触的刷子、凿子等工具进行清理，要求表面无异物。
2.施焊
（1）清理合格的镍及镍合金工件及焊丝应在专用洁净环境内施焊。
（2）焊条电弧焊应选择最佳焊接电流范围，严格控制焊接参数，
保持尽量短的电弧长度。
（3）钨极气体保护焊时，在焊缝金属中填充金属量应占一半以上，熔化极气体保护焊推荐选用直流恒压电源。
埋弧焊应注意防止焊缝金属耐腐蚀性能和塑性降低，不推荐使用埋弧焊焊接厚板镍钼合金。
（4）焊前一般不要求预热，但应去除湿气，在焊接区周围加热到16℃左右。
施焊时限制热输入，如采用窄焊道、焊后急冷等，急冷使用的冷却水应清洁，控制道间温度不大于150℃。
（5）气体保护焊时注意焊缝背面及高温区的保护，液态焊缝金属流动性差，不容易润湿展开，应采取各种工艺措施使液态焊缝金属布满坡口，确保熔合和焊透。
（6）焊接区锤击应采用不锈钢锤。
（7）镍及镍合金一般不要求焊后热处理，当需要时按设计文件或相关技术文件的要求进行。
部分因康镍合金当焊缝设计温度高于538℃时，应进行稳定化处理。
