镍基合金N06600的焊接工艺
镍基合金NO6600的焊接工艺
摘要：本文根据镍基合金NO6600材料的特点，针对有害气体对镍基材料焊接时的影响、焊缝金属流动性差、焊接熔深浅等分析该材料的焊接性能，论述镍基合金N06600管道的焊接工艺。 关键词：镍基合金N06600；焊接性能分析；焊接工艺 一．概述 我单位承建的四川维尼纶厂30万吨/年醋酸乙烯项目整合甲醇装置中，氧气管道、天然气管道采用镍基合金N06600材料，管道的主要规格有：φ325×17.5、φ114×6.0、φ89×11.0、φ48×10等。针对镍基合金N06600材料焊接难度大，合格率偏低的现象，进行焊接性能分析、制定出焊接工艺并指导焊接作业。 二． 材料特性
镍基合金N06600材料是Inconel系列中的Ni-Cr-Fe固溶强化耐蚀合金，在化学、石油、湿法冶金、航天等许多领域广泛应用。其特点是熔点高、耐热、耐腐蚀、强度高，具有良好的抗氧化性能、力学性能和加工性能；象奥氏体不锈钢一样，镍基合金N06600材料显微组织也是奥氏体，固态没有相变，母材和焊缝金属的晶粒不能通过热处理细化。其化学成分见表1，力学性能见表2。 表1 NO6600材料的化学成分（质量分数） （％） C Mn S Si Ni Cr Cu Fe
≤0.15 ≤1.0 ≤0.015 ≤0.5 ≥72 14～17 ≤0.5 6～10 表2 NO600材料的力学性能 屈服强度/MPa 抗接强度/MPa 延伸率δ
355 695 32
三． 焊接性分析
镍基合金N06600材料焊接时，有害气体对焊缝金属性能有很大的的影响，焊件表面的污染物质对焊缝金属性能有很大的的影响，容易产生焊接热裂纹；限制热输入，熔池流动性差和熔深较浅等，给焊接带来不利因素。
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1．有害气体对镍基合金材料焊接时的影响 常温下，镍基合金材料是比较稳定的，随着温度升高，它的性能开始变化，其吸收氮、氢、氧的能力随之上升。镍基合金材料在500℃高温空气中出现轻度氧化，当温度达到750℃时，则剧列氧化。随着焊缝含氧量上升，焊缝的抗拉强度和硬度明显上升，而塑性明显下降，焊缝因氧的污染而变脆。同时由于镍的氧化物的熔点比镍本身的熔点高出了近45％，即当镍熔熔化（熔点1446℃）的时候，氧化镍（熔点2090℃）还远远没有达到其熔点。所以，在表面上没有完全清除的氧化镍，掺杂在熔池中就会形成夹渣。为防止焊接区域表面的氧化物和避免脆化元素溶入其中，焊接区域表面的清洁工作必须清理彻底。 氮在高温液态金属的溶解度随氧的分压增加而增大，氮对焊缝强度、硬度、塑性的影响比氧更为显著，就是说氮的污染脆化作用比氧更为严重，氮对焊缝的影响主要是对冲击韧度降低。 由于难以避免气体杂质污染所引起的焊接接头脆化，在进行镍基合金材料焊接时对其工艺提出了特殊的要求。采用钨极氩弧打底焊和手工电弧焊盖面是比较合理的焊接方法，但必须注意，通常的焊枪结构和工艺是不足以保证焊接接头质量的。因为一般焊枪结构所形成的气体保护层只能保护焊接熔池不受空气污染，对已凝固而处在高温状态的焊缝及其热影响区则无保护作用。处于这种状态的镍还有很强的吸收空气中氮和氧的能力，势必引起焊缝变脆，而使塑性严重下降。焊缝背面若不采取有效保护，也将产生类似结果，处于高温熔化的熔池和熔滴金属更易被气体杂质污染。因此，必须采取一系列的保护措施，来提镍基合金材料的焊接质量。 在进行手工钨极氩弧焊焊接时，滞后停气时间应稍长。在重新起弧前剪去焊丝末端，以免将残留在末端上的氧化物带入熔池。采用较大的气罩（如喷嘴直径选大一个的型号φ12）以便把熔池最大限度地屏蔽在保护气流之中，焊接过程中或者焊接结束后，始终把焊丝的热端留在熔池中。 2. 焊件表面的污染物质对镍基合金材料焊接时的影响 焊件表面的清洁性是成功地焊接镍基合金N06600材料的一个重要的要求，焊接表面的污染物主要是表面的氧化皮和引起脆化的元素；镍基合金表面氧化皮的熔点比母材高得很多，常常在焊缝金属中可能形成夹渣或细小的不连续氧化物，这类氧化物不连续特别细小，一般射线探伤或着色渗透也检查不出来。脆化元素一般有：S、P、Pb、Sn、Zn等，焊接时它们与Ni形成低熔点共晶，产生热裂纹。 3.焊接热裂纹 镍基耐蚀合金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纵向开裂，也有垂直于焊波。液化裂纹多出现在紧靠熔合线的热影响区中，有的还出现在
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多层焊的前焊缝中。高温失塑裂纹既可能发生在热影响区中，也可能发生在焊缝中。各种热裂纹有时是宏观裂纹，且有宏观裂纹时常常伴随有微观裂纹，但有时仅有微观裂纹。 4. 限制热输入 采用高热输入方法焊接镍基耐蚀合金可能产生不利影响。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的有害的冶金现象。这就可能引起热裂纹或降低耐蚀性。 在选择焊接方法和焊接工艺时还必须考虑母材的晶粒尺寸。由于粗大晶粒的晶界存在较多的碳化物和促进液化裂纹的金属间化合物，因而就增大了热裂纹倾向。 5．镍基合金N06600材料焊接时熔池流动性差 镍基合金焊缝金属不像钢焊缝金属那样容易润湿展开。即使增大焊接电流也不能改进焊缝金属的流动性，反而起着有害作用。焊接电流超过推荐范围不仅使熔池过热，增大热裂纹敏感性，晶粒粗大降低耐腐蚀性，而且使焊缝金属中的脱氧剂蒸发，出现气孔。焊条电弧焊时，过大的焊接电流也使焊条过热并引起药皮脱落，失去保护作用。 由于焊缝金属流动性差，不易流到焊缝两边。为获得良好焊缝成形，有时采用摆动工艺。但这种摆动是小摆动，摆动距离不超过焊焊丝或焊条直径的3倍。有时焊条电弧焊即使采用摆动工艺也发现有缺陷。缺陷主要有：咬边和未融合。为了消除这些缺陷，焊工在摆动到每一侧极限位置时，要稍停顿一下，以便足够的时间使熔化的焊缝金属与母材充分熔合，并且填满咬边部位。在焊条电弧焊时要采用的另一个重要的工艺措施就是焊接电弧应尽量的短。 6．镍基合金N06600材料焊接时熔深较浅 焊接过程中，镍基合金固有特性决定了其熔深较浅，单纯靠调整焊接参数不能解决
这个问题。根据反复试验克服熔深浅的方法是修改传统的坡口形式，坡口角度在55～65，焊缝间隙大约在2～3.5mm，钝边大约在0.5～1.0mm。
7．镍基材料焊缝不允许出现内凹 镍基材料焊接比碳钢和不锈钢对焊缝表面的要求更为严格，镍基材料焊接时，一定要焊成凸形焊道。镍基材料焊接出现开裂的大部分案例是由于凹形焊道的应力集中造成的。 8．镍基材料焊接时其他注意事项 镍基合金材料焊接过程中的层间温度不宜过高，一般要求在100℃以下；镍基合金材料焊接一般不需要预热和后热处理。 四． 镍基合金N06600管道的焊接工艺
1.焊接工艺和焊材选用
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管道施工中焊接是非常重要的工序，直接影响管道的安装质量，为提高焊接质量，保证管道内的清洁度，焊接时采用钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面的焊接工艺。焊丝选用ERNiCr-3，焊条选用ENiCrFe-1。焊条烘烤200～250℃，并在施焊过程中使用保温筒保持焊条干燥。采用钨极氩弧焊打底焊时，焊缝背面应采取氩气保护措施。焊接过程中，焊丝的加热熔化端应始终置于保护气中。表3为镍基合金N06600管道焊接材料的选择，表4为管道对接焊缝焊接工艺参数；表5为镍基焊材化学成分，表6为镍基焊材的力学性能。 表3 管道焊接材料选择 焊 接 材 料 焊 接 方 法 牌 号 规 格 手工氩弧焊 焊丝：ERNiCr-3 φ2.4mm 手工电弧焊 焊条：ENiCrFe-1 φ3.2mm 表4 管道对接焊缝焊接工艺参数 填充材料 焊接电流 焊缝 层次 焊接方法 牌号 直径 极性 电流（A） 电弧电压（V） 焊接速度（cm/min） 线能量（J/cm）
打底层 GTAW ERNiCr-3 φ2.4 正接 90～120 10～13 4～7 7714～23400
中间层 SMAW ENiCrFe-1 φ3.2 反接 80～110 18～22 9～3 6646～16133 表5 镍基焊材化学成分 焊丝（条）牌号 C Si P S Mn Cr Ti Cu Ni Fe
ERNiCr-3 0.04 0.07 0.003 0.001 2.90 19.8 0.30 0.01 72.7 1.5
ENiCrFe-1 0.045 0.44 0.005 0.003 2.56 16.35 / 0.01 69.43 8.14 表6 镍基焊材力学性能 焊丝（条）牌号 屈服强度/MPa 抗接强度/MPa 延伸率δ
ERNiCr-3 358 593 38％
ENiCrFe-1 262 420 44％ 2.坡口形式的选择 管道坡口应选用大角度和小钝边的形式，采用等离子加工或机械加工方法加工，管道切口表面应平整，无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物及铁屑等，切口断面倾斜偏差不应大于管子外径的1%，且不超过3mm。必须用磨光机磨去影响焊接质量
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的表面层，并将凹凸不平出打磨平整。焊前将坡口内外壁50mm范围内用不锈钢丝刷、砂轮片清洗干净，去除污物毛刺等，并用丙酮清洗坡口表面，层间彻底清理熔渣、粉尘。坡口加工完毕，要检查坡口表面质量，坡口形式如图1所示。
c=2～3.5mm,p=0.5～1mm,α=55ο～65ο，δ=6.0～17.5mm 3.焊件的组对 焊件组对前，应用手工或机械方法清理，管材内、外表面的坡口两侧20mm范围内不得有油污、毛刺、锈斑、氧化皮等有害物质。焊缝组对时，应使内壁平齐，其错边量不得超过壁厚的10%。 4.定位焊 定位焊要求与正式焊接工艺相同，定位焊长度一般为10～15mm，高度为3mm，且不超过管壁的2/3，焊肉不应有裂纹等缺陷，在施焊第一层前用磨光机将定位焊焊肉两侧磨成缓坡型，便于接头。 5．手工钨极氩弧焊打底焊 （1）采用直流正接方法，选用Φ2.4mm的钨极，钨极伸出长度3～5mm，焊缝不预热，层间温度≤100℃，喷嘴直径12mm。焊接前应先用氩气将管子内的空气置换干净后再进行焊接。采用高频引弧，焊枪在焊接时要尽量垂直于焊件，这样能更好的控制熔池的大小，而且可使喷嘴氩气均匀的保护熔池不被氧化。镍基材料导热性、铁水流动性不好，容易热量集中。所以，焊接时采用小电流、摆幅不要过大，两边应稍作停顿，确保两边溶好。 （2）焊接时钨极端部离焊接件距离2mm左右，焊丝要顺着坡口沿着管子的切点送到熔池的前端，利用熔池的高温将焊丝融化，两边稍作停顿，焊丝均匀的、连续送进熔池向前施焊。 （3）在填丝过程中，焊丝不能与钨极接触或直接深入电弧的弧柱区，否则造成焊缝夹钨和破坏电弧稳定；焊丝端部应置于保护气氛中，重新焊接前焊丝端部应剪去。管子对接固定焊缝全位置焊接时，为防止仰焊内部焊缝内凹，打底层采用仰焊位置内填丝，立、平焊部位外填丝方法进行施焊。 （4）收尾处打磨成斜坡形，焊至斜坡时，暂停给丝，先用电弧把斜坡出预热并融化成熔孔，迅速加焊丝使焊缝封闭。收弧时要填满弧坑，气体延时保护，避免焊缝在高温
镍片焊接方法
- 1 - 镍片焊接方法
镍片焊接方法
一、镍片焊接原理
镍片焊接是一种近乎完全无源焊接技术，它利用一定的电流密度在金属和金属表面的一层薄膜厚度的原子间的晶格位点形成的热量，使金属之间在室温下形成融接。
镍片的焊接方法是电解焊接法的一种，只使用电解而不涂敷任何焊接剂。镍片焊接时把镍片放在焊接尖头上，用电流连续流过，产生的热量融合焊接件，从而建立起来的焊接点清晰，易焊性好。
二、镍片的焊接步骤
1、首先，准备好镍片焊接工作台，并将镍片放置在焊接尖头上，将导电丝放置在镍片的两端，使导电丝与镍片相互连接。
2、接着，将一头导线接上电源，另一头接上电流控制器，对电流进行调节，并设置相应的电流值。
3、然后，调节好电流值后，在电源的输出开关上，打开开关，开始镍片焊接过程。
4、最后，在电流控制合理的情况下进行焊接，焊接完后，断开电源，拔出导电丝，检查焊接质量。
三、镍片的焊接要点
1、电流控制要有适度松紧，太大或者太小都会影响焊接质量，如果电流值太小，焊接尖头可能会脱落，而电流值太大则会损坏镍片。 - 2 - 2、此外，焊接时间不宜过长，太长的焊接时间会导致焊接质量变差，影响焊接效果。
3、独立作业时，应注意电气安全，调节电流时要安装熔断器，并确保熔断器具有足够的储能装置，以防止由于电流突变而发生过流造成的火灾和爆炸。
4、除此之外，还要注意镍片的质量和清洁，镍片的表面不能有任何夹杂物，以保证焊接质量。
常用焊缝符号表示方法
镍及镍基合金家族庞大，成员繁多。今天，就常见镍及镍基合金，“特钢100秒”帮您梳理下主要牌号及这些材料的应用方向。
市场上常见的镍基合金产品形式多种多样，有中板、薄板、带材、管材、接头、锻件以及配套焊丝焊条。部分产品的ASTM规范列于表。 镍基合金一般按照其主要合金成分进行分类，下面简要介绍广泛用于化工设备的镍基合金：
纯镍(201 UNS N02201)
对各类还原性酸和盐有非常好的耐蚀性，但不适用于强氧化性的介质如硝酸。
纯镍最重要的特性是其无可比拟的耐苛性碱,甚至是熔融态苛性碱腐蚀的能力。
虽然纯镍在干燥卤素介质中耐蚀性很突出，但在水露点以下其耐蚀性不足。
对于温度不超过600℉的应用，也可选用合金201的兄弟牌号—高碳含量的镍200(UNS N02200)。
镍-铜合金400 UNS N04400
与镍一样，镍-铜合金400的耐蚀性在还原性介质条件下表现最好，而充气和氧化性化学物质对其耐蚀性不利。合金400具有非常好的耐氢卤酸和卤化物腐蚀的性能，特别是能耐氢氟酸和含氟或氟化氢的高温气体。据“特钢100秒”了解，于1905年被研发出来，作为已经有103年历史的合金，蒙乃尔400可谓所有镍合金的“鼻祖”。这种合金广泛用于处理硫酸溶液、海水和盐水。对于要求高强度的用途，如阀和泵部件，常常采用合金K-500(NO5500)，它是合金400的一种沉淀硬化型衍生牌号。
镍-铬-铁合金600 UNS N06600
在镍基体中加入铬扩大了合金600在氧化性环境中的适用性。合金600尽管对无机酸的耐蚀性属于中等，但它对有机酸的耐蚀性却非常好，因此广泛用于脂肪酸的加工。合金600也广泛用于氢氧化物和碱性化学品的生产和储运。对于兼有耐热和耐蚀要求的高温应用，合金600也是一种极好的材料。该合金在高温卤素环境下出色的使用性能使它成为有机氯化反应工艺的理想选材。合金600还表现出优异的抗氧化、抗渗碳和抗渗氮等抗高温退化性能。
钯合金与镍合金的真空钎焊工艺
钯合金与镍合金的真空钎焊工艺
真空钎焊是一种高效、高质量的焊接方法，广泛应用于钯合金和镍合金的焊接工艺中。钯合金作为一种优质稀有金属，具有良好的耐腐蚀性和高温性能，广泛应用于航空航天、电子、化工等领域。镍合金具有良好的耐热、耐腐蚀性能，在航空制造、石油化工等行业中得到广泛应用。下面将详细介绍钯合金和镍合金的真空钎焊工艺。
首先，进行钯合金的真空钎焊时，应选用合适的钎焊材料和钎焊工艺参数。钎焊材料常用的有钯基和银基钎料，钎料的选择应根据钯合金的成分和要求来确定。钎焊工艺参数包括钎焊温度、保温时间和提供真空度等。通常采用预热、加热、保温和冷却四个工艺阶段来完成钎焊。在预热阶段，要将钯合金和钎焊材料均匀加热至一定温度，以提高钎焊接头的质量。
其次，进行镍合金的真空钎焊时，需要考虑镍合金的成分和特性。选择合适的钎焊材料和工艺参数是关键。常用的钎焊材料有镍基和钴基钎料，根据不同的要求选择相应的钎料。钎焊工艺参数也包括钎焊温度、保温时间和提供真空度等。与钯合金相似，钎焊过程中的预热、加热、保温和冷却四个工艺阶段也是必不可少的。
钯合金和镍合金的真空钎焊工艺中，保持适当的真空度非常重要。真空度的要求在不同的应用领域和钎焊材料上可能有所不同，但通常要保持在高度真空或超高真空的范围内。创建和保持适当的真空环境可以有效减少氧化、碳化等不良反应，提高钎焊接头的性能和质量。 此外，在钯合金和镍合金的真空钎焊过程中，需要注意排除气体和杂质的影响。通过在真空室中提供适当的气体流动或真空泵抽取等方法，可以有效去除气体和杂质，降低焊接接头的出现裂纹和缺陷的风险。
总而言之，钯合金和镍合金的真空钎焊工艺对于优质焊接接头的制备至关重要。合理选择钎焊材料和工艺参数、保持适当的真空度、排除气体和杂质的影响，将有助于提高钎焊接头的质量和性能。因此，深入研究和应用钯合金和镍合金的真空钎焊工艺，对于相关领域的发展和进步具有重要的指导意义。
镍钛合金的焊接工艺
镍钛合金的焊接工艺
简介
镍钛合金是一种具有良好力学性能和抗腐蚀性能的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和医疗器械等领域。焊接是连接镍钛合金的常用方法之一。本文将介绍镍钛合金的常见焊接工艺。
常见焊接工艺
1. TIG焊接：TIG焊接（氩弧焊接）是一种常见的焊接工艺，适用于焊接薄板和小尺寸构件。该工艺需要使用氩气作为保护气体，在焊接过程中形成一个稳定的惰性气体氛围，保护焊接区域免受氧气和其他杂质的污染。TIG焊接可以提供高质量的焊缝，但需要熟练的操作技巧。
2. MIG/MAG焊接：MIG/MAG焊接（金属惰性气体/活性气体保护焊接）是一种快速、高效的焊接工艺，适用于焊接大尺寸构件和高速生产线。该工艺使用惰性气体（如氩气）或活性气体（如混合气体）作为保护气体，并通过自动供丝器将焊丝送入焊接区域。MIG/MAG焊接速度快，但焊接质量可能稍低于TIG焊接。
3. 电阻焊接：电阻焊接是一种将镍钛合金通过电流加热并施加压力连接的焊接工艺。该工艺适用于焊接大尺寸构件和需要高强度连接的应用。在电阻焊接中，通过在焊接接头上施加高压，使接触面产生局部高温，从而实现焊接。电阻焊接速度快，但需要注意控制温度和压力，以确保焊接质量。
焊接参数控制
无论采用哪种焊接工艺，控制焊接参数对焊接质量至关重要。以下是一些常见的焊接参数需要注意的事项：
- 电流：根据焊接材料和板厚选择适当的焊接电流，过高或过低都可能导致焊接缺陷。
- 电压：适当的焊接电压可以确保焊接过程稳定，过高的电压可能导致焊丝飞溅，过低的电压可能导致焊缝质量不佳。
- 送丝速度：根据焊接材料和焊接工艺，选择适当的焊丝送丝速度，以实现稳定的焊接。
结论
镍钛合金的焊接工艺包括TIG焊接、MIG/MAG焊接和电阻焊接，每种焊接工艺都有其适用的应用场景。在进行焊接时，需要注意控制焊接参数，以确保焊接质量达到要求。
镍及镍合金焊接操作工艺规范.2011.11.28.F
1 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。晶间液膜是引发 2 镍基合金单相奥氏体凝固裂纹的最主要的冶金因素。必须严格控制硫、硅元素的含量，防止硫、硅、磷、铅等有害元素的混入。
镍钢复合板焊接工法
N6/Q235A镍/钢复合板焊接工法
（YJGF113—2004）
中国化学工程第六建设公司
简 逖 王广继
前 言
2004年3月，我公司承接了山东淄博齐鲁20万吨/年离子膜烧碱装置的施工任务。该装置由成都八院设计院设计，采用日本旭化成电解专利技术。其电解工序中碱液中间罐(位号为：V－2200，规格：φ6600×10000，容积：322ｍ3，重约40000kg，底、壁、顶板厚度分别为δ＝3＋12、3＋10、3＋8，常压锥顶罐)其材质为镍/钢复合板（N6/Q235A）。作为一种新型的复合材料，镍/钢复合板（N6/Q235A）具有成本低，耐腐蚀性强等特点，在石油、化工方面有着广阔的应用前景。
由于镍与钢具有不同的焊接特性和不同的物理化学性能，镍/钢复合板在焊接过程中易产生热裂纹及气孔。只有解决了镍/钢复合板的焊接缺陷，该材料才能得到全面的推广与应用。
在齐鲁20万吨/年离子膜烧碱装置V-2200碱液中间槽的焊接制作中，公司经过技术攻关，成功开发出镍/钢复合板焊接技术，解决了镍/钢复合板的焊接难关。经过化工施工技术鉴定委员会鉴定认定：技术先进，属全国同行业先进水平；工艺合理，设备简单，操作方便；焊缝质量优良，提高了工效。本工法被授予公司2004年度工法一等奖，2003－2004年度全国化工施工工法（部级），2003－2004年度土木建筑国家级工法。 一、镍及镍/钢复合板的物理化学性能及焊接特性
镍是在某些介质中耐蚀性非常好的金属材料，例如：镍抗碱类的腐蚀性非常强，对酸性和碱性的有机化合物的抗腐蚀性也非常强，但对亚硫酸、盐酸特别是硝酸的抗腐蚀性能较差。
镍具有高的熔点（1455℃）、一定的强度和高的塑性、良好的加工性能和焊接性能。
镍/钢复合板（N6/Q235A），其基层为Q235A，复层为六号镍（N6），纯度99.5%，其化学成分见表1：
表1 镍/钢复合板（N6/Q235A）化学成分表
解析镍基合金690预堆边堆焊和安全端环缝焊接工艺周华
解析镍基合金690预堆边堆焊和安全端环缝焊接工艺 周华
发布时间：2021-09-27T06:35:50.950Z 来源：《中国科技人才》2021年第19期 作者： 周华
[导读] 镍基合金690是现阶段核电工程中应用较为广泛的焊接材料，传热管、核电设备等的焊接工艺中都能见到这种材质的身影，同时，镍基合金690在安全端等异种金属焊接中也有着出色的表现。
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摘要：镍基合金690是现阶段核电工程中应用较为广泛的焊接材料，传热管、核电设备等的焊接工艺中都能见到这种材质的身影，同时，镍基合金690在安全端等异种金属焊接中也有着出色的表现。本文针对其在预堆边堆焊及安全端环缝焊接工艺中出现的裂纹问题进行了
深入探讨，希望通过自变量因素的控制改善这一情况，为镍基合金690焊接工艺质量的提升奠定理论基础。
关键词：镍基合金690；预堆边堆焊；安全端环缝焊接
前言：
近年来镍基合金690因其自身耐应力、抗腐蚀等特点，受到了国内外核电站的一致欢迎，但同时其焊接性较差的弊端也让许多技术人员颇受困扰。DDC裂纹就是这一问题的典型代表，它是在高温状态下产生的一种微小沿晶裂纹，容易被常规检测手段所忽略，但核电工程特
殊的工作环境又对材料塑性、韧性、耐腐蚀性提出了较高要求，DDC裂纹一旦发生扩展，将造成较为严重的后果。
1试验材料及方法
试验材料准备分为两个部分，一是母材的选取：由于镍基合金690材料多用于管材焊接，本次选用了外径为1030mm×125mm的锻件，材质型号为SA-508 Gr3 Cl2，长度为300mm。安全端则采用SA-336 Gr F316 LN，规格同样为1030mm×125mm，长度300mm。二是焊接材料的
准备：镍基合金690，直径1.0mm。为达到镍基合金690焊接工艺及参数控制要求，试验方法采用自动TIG焊接方式。
2影响焊接质量的因素
近年来，随着我国工业领域科技水平的持续提升与生产条件的不断优化，以镍基合金690为代表的新型焊接材料越来越多地被应用到施工实践中，预堆边堆焊、安全端环缝焊接等相关焊接工艺也实现了积极的研发改革与技术创新。但结合业内相关研究成果与工作经验来
镍材焊接注意事项
一、焊前清理
镍焊接污染源：硫、磷和低熔点金属，如铅、锌和锡，而对脆化敏感。带有这些金属的铅锤、烙铁及砂轮或砂带，常常是污染源。这
些有害的元素常常存在于油、油漆、标记粉笔及车间灰尘中。 应彻底清除被焊表面上的氧化物，因为这些氧化物妨碍母材与焊
缝金属的润湿与熔合。氧化物的存在也可以引起表面下的夹杂及焊缝
金属成型不良。可以用打磨、机加工或酸浸，清除氧化膜。应使用奥氏体不锈钢制成的钢丝刷进行清理。但是，这种钢丝刷清除不掉焊缝
上粘着力强的表面氧化物。必须用氧化铝或碳化硅砂轮或硬质合金刮刀打磨来清除这些氧化物。任何清理工具，包括钢丝刷和硬质刮刀，
都应该上清洁的并且没有可能向母材过渡的其它金属。
渗碳的危害：使用氧乙炔焊接方法能很容易从烟雾中溶入碳，并且这将降低这些材料的抗腐蚀性能和高温性能。
焊接镍及合金不要求预热。但是，被焊区应约处于或高于16℃，以避免潮气冷凝，因为这会产生焊缝金属气孔。层间温度应低，这有
助于使总的线能量降到最低。对
Inconel600执行标准GB T2054
Inconel600
乾福//金属//材料//供应//洽谈//①⑦⑦//④⑨⑦//⑦②②//⑧⑥
镍基耐蚀合金是一类综合性能优良的耐蚀材料，可用于一般不锈钢和其他金属、非金属材料难以
应用的有严重工程腐蚀问题的场合，值得大力发展与扩大其应用。镍合金按强化特征分固溶强化、
时效强化两种，Inconel600合金属于固溶强化型，是一种
镍－铬－铁耐蚀合金，具有良好的耐高温腐蚀性（耐酸碱）和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接工艺性能。高镍含量使该合金耐很多有机和无机化学腐蚀，同时使该合金从根本上对氯离子应力腐蚀开裂
免疫；铬具有耐硫化物和高温氧化条件或腐蚀性溶液的能力。
Inconel600中厚板材广泛应用于化学工业、航天、电子、核电等领域，是一类用量较大的优质耐蚀合金。我国现行标准GB/T2054对N06600化学成分及力学性能的要求与美标ASTM B168相似，只是对杂质元素含量的规定略有不同。是对H、O、N三种有害气体元素含量进行严格控制，通过采用合理的锻造、轧制、热处理工艺，生产出化学成分、表面质量、力学性能、 腐蚀性能均能满足要求的Inconel
600镍基合金中厚板材。
Inconel600材料成分
名称 Inconel600（UNS N06600/NS312）
化学成分 % Ni Cr Fe C Mn Si Cu p S Chemical
Composition
Wt.% 小 72 14 6
大 17 10 0.15 1 0.5 0.5 0.015 0.015
Inconel600物理性能:
物理性能physical
Constants 密度Density.g/cm³ 8.4g/cm³
熔点Melting
Range 1320-1425℃
Inconel600在常温下合金机械性能的:
在常温下合金的机械性能的小值 典型机械性能 抗拉强度Rm N/mm2 屈服强度RP0.2N/mm2 延伸率A5 % 布氏硬度HB
镍及镍合金的焊接
（一）镍及镍合金的焊接
1、一般规定
<1>本章适用于镍及镍合金现场设备和管道的焊接施工。
<2>本章适用于焊条电弧焊、钨极惰性气体保护电弧焊、熔化极惰性气体保护电弧焊和埋弧焊方法。
2、焊前准备
<1>镍及镍合金焊接材料的选用应符合下列规定：
<1.1>焊缝金属的力学性能不应低于相应母材退火状态或固溶状态的标准规定的下限值，焊接工艺性能应良好，焊缝的使用性能应符合国家现行有关标准和设计文件的规定。
<1.2>同种镍材的焊接，应选用和母材合金系列相同的焊接材料；
<1.3>异种镍材及镍材与奥氏体钢之间的焊接，应按耐蚀性能较好的母材以及线膨胀系数与母材相近的原则选择焊接材料。
<1.4>惰性气体保护电弧焊时，保护气体应选用氩气、氦气或氩和氦的混合气。
<2>坡口加工应符合下列规定：焊件切割及坡口加工宜采用机械方法，当采用等离子切割时，应清理其加工表面。
<3>坡口加工应符合下列规定：焊件切割及坡口加工宜采用机械方法，当采用等离子切割时，应清理其加工表面。
<4>焊件组对和施焊前，应对坡口两侧各20mm范围内进行清理。油污可用蒸汽脱脂，对不溶于脱脂剂的油漆和其他杂物，可用氯甲烷、碱等清洗剂清洗，标记墨水可用甲醇清除，被压入焊件表面的杂物可用磨削、喷丸或10％盐酸溶液清洗。并用水冲净，干燥后方能焊接。
<5>管道对接焊件组对时，内壁错边量不应大于0.5mm。
<6>定位焊缝应符合下列规定：
<6.1>定位焊应采用经评定合格的焊接工艺，并应由合格焊工施焊。
<6.2>采用钨极惰性气体保护电弧焊进行定位焊时，焊缝背面应进行充氩气或其他气体保护；
<6.3>管道对接定位焊缝的长度宜为10mm～15mm，厚度应不超过壁厚的2/3。
<6.4>定位焊缝应焊透及熔合良好，并应无气孔、夹渣等缺陷；
<6.5>定位焊缝应平滑过渡到母材，并应将焊缝两端磨削成斜坡。
<6.6>定位焊缝应均匀分布。正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间