崇明周边高温镍基合金焊接原理

由于镍基具有单相组织,焊接时存在与奥氏体不锈钢相类似的问题,在焊接时比较容易出现焊缝气孔,焊接热裂纹,未熔合,变形量过大,咬边等缺陷。在实际生产中经常遇到且危害较大的是焊缝气孔和焊接热裂纹。

焊缝气孔的产生原因

(1) 氧气、氢气、二氧化碳气体在熔化的液态镍基合金中溶解度,而在固态溶解度大大减小,镍基合金焊接过程中从高温变冷时,气体在熔敷金属的溶解度也随之下降,游离出来的气体在流动性较差的液态镍中不能在镍基合金焊缝凝固前完全逸出而形成气孔。

(2) 焊接坡口及其两侧的油污、水分、灰尘及氧化层清理不干净。

(3) 焊接电流及电弧电压较低,焊接速度过快焊接热能量低。

(4) 焊枪气体保护喷嘴直径较小,保护气体流量过低,气体保护效果不良。

(5) 焊条烘干不良, 烘干温度计保温时间不够。

对于厚度小于2.4mm的镍合金板对接不需开坡口；厚度大于2.4mm时，对接需采用V、U或形坡口。应防止产生未熔合、裂纹和气孔。角接和搭接接头不能用于高应力的工作条件下，特别不宜用于高温下或有温度循环的工况。采用角接接头时根部应焊透；搭接接头则需采用两面焊缝。为了防止镍及镍合金焊接裂纹,应采用小电流快速焊,如果焊接电流过大,会导致电流不稳和飞溅增大,甚至焊条过热或药皮脱落.

镍及其合金焊接时尽量采用平焊位置,焊接过程中应始终保持短弧。当焊接位置是立焊和仰焊时应采用较细的焊条电弧应更短,以便很好地控制熔化的焊缝金属.液态镍合金的流动性较差,为防止未熔合气孔等缺陷,一般要求焊接过程中适当摆动焊条,摆动幅度不能大于焊条直径的两倍。在焊接应变时效敏感的镍合金应焊前预行退火处理。焊接时层间温度应控制在小于100℃,允许采用强制冷却.必要时可采用引弧板和引出板,断弧时要稍微降低电弧高度,并增加焊接速度以减小熔池尺寸.连接焊缝在引弧时应采用反向引弧技术,以利于调整焊缝处的成形,控制气孔产生。

镍基高温合金是在 Cr20Ni80合金（俗称镍铬丝，制作电热元件的材料）基础上发展起来的。为了满足高温热强性以及抗氧化、抗腐蚀等方面的要求，镍基高温合金中加入了大量的强化元素，主要强化机制包括固溶强化（Al、W 、Mo等）、析出沉淀强化（γ′相强化）。γ′相强化要求镍基高温合金具有较高水平的铝和钛。然而，高铝钛含量与镍基高温合金的焊接性是一对矛盾关系。

由于工艺方面的原因，铸造成型的高温合金叶片不可避免地会有缩孔、 疏松、裂纹、夹渣、气孔等缺陷， 合格率较低。 而且，即使合格的叶片，在长期恶劣工况条件下也极容易产生裂纹或者腐蚀坑等表面损伤。因此， 研究高温合金叶片的补焊与修复技术，提高叶片的成品率， 延长叶片的使用寿命， 降低其制造成本， 具有的经济效益。