13888147524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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附：如復(fù)審操作證需提供操作證原件復(fù)印件1份
