由于镍及镍基合金熔焊与钢相比具有导热性差,粘性强,熔深较浅,焊缝较高,易形成道间和层间熔合不良,为保证熔透,应选用较大的坡口角度和较小的钝边。同时焊接时尽量采取摆动焊(摆动焊缝宽度不大于焊条直径的3 倍) ,摆动至2 边稍停顿使之熔合良好。
1. 3工艺参数的控制
镍及镍基合金焊接时应选用较小的焊接线能量并严格控制层间温度。由于镍及镍基合金导热性差,如果焊接电流过大,电弧电压过高,焊接速度较慢及层间温度过高都易使焊接接头过热,产生粗大的晶粒,在粗大的柱状晶粒边界上,集中了一些低熔点共晶体,他们的强度低,脆性大,在焊接应力的作用下很容易形成裂纹。这些低熔点共晶体主要有Ni - S 共晶、Ni - Pb 共晶、Ni - NiO 和Ni - P 共晶等。由此可见,焊缝中氧、硫、铅、磷等杂质对热裂纹倾向有很大的影响。另外产生粗大晶粒也会使焊接接头的机械性能和耐蚀性能下降。因此在保证熔合良好的情况下尽量选用较小的焊接电流,较低的电弧电压和较快的焊接速度, 氩弧焊时焊接电流必须衰减,衰减时间4~6 秒为好。同时应严格控制层间温度在150 ℃以下 (必要时100 ℃以下) ,避免焊接接头过热产生热裂纹。
1. 4镍及镍基合金焊缝表面成形的控制
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最好加垫板,氩弧焊时除加强对正面焊缝的气体保护外,氩弧焊背面必须加气体保护装置。
1. 5预热和焊后热处理
镍及镍基合金焊接一般情况下不需预热和热处理,只是在耐蚀堆焊时考虑适当的预热和热处理。
2 常见缺陷产生原因及防止措施
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。
2. 1焊缝气孔
1. 1. 1 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极大,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