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
CATALOGUE
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
CATALOGUE
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
CATALOGUE
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
CATALOGUE
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• • • • • • • •
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。