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2022年安寧市焊工證培訓(xùn)-技能培訓(xùn):鎳及鎳合金的焊接

[日期:2022-05-27]   來源:云南技能考試網(wǎng)  作者:云南技能考試網(wǎng)   閱讀:819次

鎳及鎳合金的焊接

(一)常用鎳及鎳合金及其分類

鎳及鎳合金具有特殊的物理力學(xué)及耐腐蝕性能,鎳基耐蝕合金在200-1090℃范圍內(nèi)能耐各種腐蝕介質(zhì)的侵蝕,同時具有良好的高溫和低溫力學(xué)性能,尤其在一些苛刻腐蝕條件下是一般不銹鋼所無法取代的優(yōu)良材料。在鎳中添加鉻、銅、鐵、鉬、鋁、鈦、鈮、鎢等元素后,通過固溶強化,不但可以改善純鎳的力學(xué)性能,而且可適應(yīng)于各種腐蝕介質(zhì)下侵蝕,并使之具有優(yōu)良的耐腐蝕性。


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鎳基耐腐蝕合金根據(jù)其合金元素的含量和所占比例進行分類和命名,如Ni-Cu合金稱為蒙乃爾合金;Ni-Cu-Fe合金中鎳含量占優(yōu)勢,稱因康鎳合金,若鐵含量高則稱因康洛依合金;對于鉬含量較高的Ni-Cu-Mo合金則多數(shù)稱哈斯特洛依合金,也稱海氏合金或哈氏合金。

(二)鎳及鎳合金的焊接特點

1.焊接熱裂紋

由于鎳基合金為單相奧氏體組織,所欲與不銹鋼相比,具有高的焊接熱裂紋敏感性,特別是焊縫易產(chǎn)生多邊化晶間裂紋。這種裂紋為微裂紋,焊后對焊縫進行著色檢查時,短時間一般發(fā)現(xiàn)不了,但經(jīng)過一段時間后,才會顯露出來。

2.限制熱輸入

采用高熱輸入焊接鎳基耐蝕合金可能產(chǎn)生不利的影響。在熱影響區(qū)產(chǎn)生一定程度的退火和晶粒長大,高熱輸入可能產(chǎn)生過度的偏析、碳化物的沉淀或其他有害的冶金現(xiàn)象,易引起熱裂紋或降低耐蝕性。如果熱輸入過小,會加速焊縫的凝固結(jié)晶速度,更易形成多邊晶界,在一定應(yīng)力下有助于多邊化裂紋的產(chǎn)生。

3.耐蝕性能

對于大多數(shù)鎳及耐蝕合金,焊后對耐蝕性能并沒有多大影響。通常選擇填充材料的化學(xué)成分與母材接近。但有些鎳基合金焊接加熱后對靠近焊縫的熱影響區(qū)產(chǎn)生有害影響,如Ni-Mo合金通過焊后退火處理來恢復(fù)熱影響區(qū)的耐蝕性,而對于大多數(shù)鎳基合金不需要通過焊后熱處理來恢復(fù)耐蝕性。

4.工藝特性

1)鎳及鎳基合金液態(tài)焊縫金屬流動性差,不像鋼焊縫金屬那樣容易潤濕展開。由于需要控制接頭的焊縫金屬,鎳基耐蝕合金接頭形式與鋼不同,接頭的坡口角度更大,以便使用擺動工藝。

2)焊縫金屬熔深淺,同樣不能通過增大焊接電流來增加熔深,如果電流過大可能引起裂紋和氣孔,因此接頭鈍邊的厚度要薄一些。

3)鎳基耐蝕合金一般不需要焊前預(yù)熱,但當(dāng)母材溫度低于15℃時,應(yīng)對接頭兩側(cè)加熱到15-20℃。一般不推薦焊后處理。

(三)焊接方法的選用

鎳基鎳合金適用的焊接方法有:焊條電弧焊、鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、埋弧焊和等離子弧焊。

(四)焊接材料

鎳及鎳合金焊材的選用原則是應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定的限值,當(dāng)需要時,其耐蝕性能不應(yīng)低于母材的相應(yīng)要求,或力學(xué)性能和耐蝕性能滿足設(shè)計文件規(guī)定的技術(shù)條件。焊條或焊絲熔敷金屬化學(xué)成分應(yīng)與母材相近。為了控制焊接氣孔和熱裂紋,在焊接材料中一般加入合金元素如鈦、錳和鈮。

1.焊接鎳及鎳合金時焊條的選用

鎳及鎳合金焊條主要用于焊接工業(yè)純鎳及高鎳合金,也可用于異種金屬的焊接及堆焊。鎳及鎳合金焊接時焊條的選用,主要是根據(jù)母材的合金類別來選用相應(yīng)合金成分的焊條?梢哉{(diào)整化學(xué)成分以滿足焊接性能的要求,如通過添加合金控制氣孔,增加抗熱裂紋的能力或改善力學(xué)性能;當(dāng)抗裂性要求高時宜選用含有較高鉬、鎢的鎳鉻鉬焊條,如ENi6002。鎳及鎳合金焊條執(zhí)行GB/T13814—2008《鎳及鎳合金焊條》,焊條的具體選用見第二章第二節(jié)。

2.鎳基耐蝕合金埋弧焊焊劑及焊絲的選用

可以使用埋弧焊焊接某些固溶鎳基耐蝕合金,不推薦使用埋弧焊焊接厚板鎳-鉬合金,因為焊接高的熱輸入和低的冷卻速度使焊縫延性降低,并且由于焊劑反應(yīng)引起成分的變化,使耐蝕性能降低。

鎳基耐蝕合金焊接時,有類似奧氏體不銹鋼焊接時所發(fā)生的問題,如熱裂紋、氣孔和接頭晶間腐蝕等,焊接材料的選用應(yīng)嚴(yán)格控制硅、硫和磷的含量。

(1)焊劑的選用 焊接碳鋼和不銹鋼用埋弧焊劑,一般不宜用于焊接鎳基耐蝕合金,鎳基耐蝕合金埋弧焊用焊劑還要往焊縫中添加重要的合金元素。因此,焊劑與焊絲的共同作用應(yīng)與母材相匹配。

(2)焊絲的選用 選用焊絲應(yīng)與母材成分相匹配,焊絲成分大多與母材相當(dāng),為補償某些重要合金元素的燒損以及控制焊接氣孔和熱裂紋,通過焊劑還要添加部分合金。

鎳及鎳合金焊絲執(zhí)行 GB/T15620—2008《鎳及鎳合金焊絲》,焊絲的具體選用見第二章第二節(jié)。

3.鎳基耐蝕合金氣體保護焊焊接材料的選用

(1)TG焊焊接材料的選用 TIG焊已廣泛應(yīng)用于鎳基耐蝕合金的焊接及異種鎳基合金和鎳基合金對Cu-Ni、銅或鋼的焊接。特別適用于薄件、小截面工件和焊后不允許有殘留熔渣的結(jié)構(gòu)件的焊接。焊接時一般采用直流反接、高頻引弧、電流衰減收弧等技術(shù)。

保護氣體一般選用氬氣、氦氣或氬氣和氦氣混合氣體。單道焊時可采用Ar+H25%,有助于消除純鎳焊縫中的氣孔。當(dāng)不加填充焊絲焊接薄件時,用氦氣進行保護比氬氣具有導(dǎo)熱大、向熔池輸入熱量多、焊速快的優(yōu)點;但當(dāng)使用電流小于60A時,宜用氬氣進行保護,此時若用氦氣則電弧穩(wěn)定性較差。氬和氦的純度應(yīng)不小于99.95%。

焊絲的選用一般來說應(yīng)與母材對應(yīng)。焊絲的成分一般略高于母材,以補充焊接過程中合金元素的燒損,并利于控制焊縫中氣孔和裂紋的產(chǎn)生。鎢極則宜選用鈰鎢極。

(2)MIG焊焊接材料的選用 鎳基耐蝕合金可采用MIG焊。用來焊接固溶強化鎳基耐蝕合金,很少用來焊接沉淀硬化耐蝕合金,一般采用氬氣或氬氣和氦氣混合氣體進行保護。由于熔滴過渡形式不同,形成最佳保護的氣體也不同。噴射或顆粒狀過渡形式時,宜采用純氬進行保護;短路過渡時宜用 Ar+He(50∶50)混合氣體保護;脈沖電弧過渡時宜用Ar+He(15%~20%)進行保護,可獲得最佳保護效果。

焊絲的選用基本上與TIG焊相同,即焊絲成分與被焊母材的成分相匹配。焊絲直徑的選用主要取決于熔滴過渡形式和母材厚度,對于噴射過渡宜選用φ0.8~φ1.6mm的焊絲,短路過渡一般選用φ1.2mm或更細的焊絲。

(五)焊接工藝措施

(1)坡口和清理。

1、鎳及鎳合金焊接坡口與鋼相比,其特點是坡口角度大,根部間隙大,且鈍邊高度小?刹捎脵C加工和等離子弧切割加工坡口,但不能使用氧乙炔切割。

2、單面焊接頭,可采取背面放置成形襯墊、背面通保護氣體等措施,保證背面焊透和防止氧化。

3、在任何形式的加熱之前,對焊絲、坡口、襯墊、坡口兩側(cè)母材表面及與接頭接觸的刷子、鑿子等工具進行清理。要求表面無異物。

(2)施焊

1、清理合格的鎳及鎳合金工件及焊絲應(yīng)在專用潔凈環(huán)境內(nèi)施焊。

2、焊條電弧焊應(yīng)選擇最佳焊接電流范圍,嚴(yán)格控制焊接參數(shù),保持盡量短的電弧長度。

3、鎢極氣體保護焊時,在焊縫金屬中填充金屬量應(yīng)占一半以上,熔化極氣體保護焊推薦選用直流恒壓電源。埋弧焊應(yīng)注意防止焊縫金屬耐腐蝕性能和塑性降低,不推薦使用理弧焊焊接厚板鎳鉬合金。

4、焊前一般不要求預(yù)熱,但應(yīng)去除濕氣,在焊接區(qū)周圍加熱到16℃左右。施焊時限制熱輸人,如采用窄焊道、焊后急冷等,急冷使用的冷卻水應(yīng)清潔,控制道間溫度不大子150℃。

5、氣體保護焊時注意焊縫背面及高溫區(qū)的保護,液態(tài)焊縫金屬流動性差,不容易潤濕展開,應(yīng)采取各種工藝措施使液態(tài)焊縫金屬布滿坡口,確保熔合和焊透。

6、焊接區(qū)錘擊應(yīng)采用不銹鋼錘。

7、鎳及鎳合金一般不要求焊后熱處理,當(dāng)需要時按設(shè)計文件或相關(guān)技術(shù)文件的要求進行。部分因康鎳合金當(dāng)焊縫設(shè)計溫度高于538℃時,應(yīng)進行穩(wěn)定化處理。



焊工是一種技術(shù)型工種,從事焊工必須持上崗證工作,焊工操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗,全國通用。(焊工上崗證以應(yīng)急管理部(原安監(jiān)局)頒發(fā)的特種作業(yè)證書為準(zhǔn))

考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。

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1、身份證復(fù)印件1份

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3、初中及以上文化程度畢業(yè)證復(fù)印件1份

4、個人健康承諾書1份(學(xué)校提供,本人簽字)

附:如復(fù)審操作證需提供操作證原件復(fù)印件1份


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