上海青浦高温镍基合金焊接原理

镍及镍基合金焊缝应尽量凸起,自然成形,尽量不使焊缝拉平或凹下。由于镍及镍基合金焊缝金属表面张力大,流动性差,粘性大不易成形和易产生氧化等因素,自然成形的焊缝一般为凸状,如果焊缝是平坦或下凹状就会由于应力的作用产生裂纹。因此在单面焊双面成形时手弧焊背面好加垫板,氩弧焊时除加强对正面焊缝的气体保护外,氩弧焊背面加气体保护装置。

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。

焊缝气孔的防止措施

(1) 采用含有脱氧元素或形成氧化物(如铝和钛,它们与氧和氮有较强的亲和力并形成稳定的化合物) 的焊条或焊丝可减少气孔。

(2) 焊接坡口及其两侧用砂轮或不锈钢丝刷将氧化层清除干净,并用丙酮和无水乙醇去除其表面油污、水分、灰尘等有害物质。

(3) 选用适宜的焊接电流、电弧电压和焊接速度即焊接线能量进行施焊,使有害气体在熔敷金属凝固前充分逸出。

(4) 选用直径较大的焊枪气体保护喷嘴使其对熔敷金属有足够的气体保护面积,并选用适当的气体保护流量,使其具有良好的气体保护效果, 防止空气中的氢、氧、氮等有害气体侵入熔池金属中。

(5) 严格按规定的烘干温度和保温时间对所使用的焊条进行烘干,使用时将焊条放置在保温筒中。

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。