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镍棒厂家常用镍合金的焊接方法

发布时间: 2019-12-05 21:24:11    浏览次数:

纯镍是银白色的金属,其光泽很强,在空气中也不易失去光泽。镍的晶体结构为面心立方,具有熔点高(1455℃)、抗氧化、耐腐蚀等特点,在高温和低温下均具有良好的力学性能和加工性能,是工业生产中各种苛刻腐蚀环境下采用的金属材料。目前,镍及镍合金多以镍板、镍棒、镍管、镍带、镍丝、镍箔加工产品形态提供使用。随着科学技术的不断进步。以及镍及镍合金所具有的较高的高温强度、蠕变强度和持久强度特点,尤其是其具有良好的高温耐蚀性,使得镍及镍合金在军工制造业、电真空器件和仪表、电信工业部门都有广泛的应用。本文对镍及镍合金的各种焊接方法加以分析,为实际应用提供参考。

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1、镍及镍合金可焊性分析

镍及镍合金具有较大的热裂纹敏感性,其主要原因是镍易与硫、磷等杂质形成低熔点共晶,如Ni—S共晶熔点为645℃,Ni—P共晶熔点为880 ac,向焊缝金属的晶界偏析而形成液态薄膜。在焊接拉应力的作用下导致热裂纹的产生。同时,由于镍及镍合金的线膨胀系数大的特点,在焊接局部加热和冷却条件下,易产生较大的焊接残余应力,进一步促进焊接热裂纹的产生。

镍及镍合金,特别是纯镍对氢气孔非常敏感。氢在液态金属中溶解度较大,随着温度的下降而显著降低。由于镍导热系数大。固液相温度区间小,液态金属粘度大,流动性差,焊缝易结晶凝固快,熔池液态金属中溶解的氢不易析出,熔池容易为氢所饱和而形成气孔。为此,在焊接时,应尽量采用高能量密度的焊接方法、小热输入和提高接头的冷却速度等措施,焊前应将焊丝、坡口及其两侧一定范围内的焊件表面彻底清理干净。严格控制焊缝金属中,有害杂质元素的含量.防止裂纹、气孔的产生。

2、镍及镍合金的焊接方法

目前,镍及镍合金的焊接一般采用钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、埋弧自动焊、等离子弧焊等焊接方法。用不同焊接方法焊接时,有其各自不同的特点。

2.1 钨极惰性气体保护焊

钨极惰性气体保护焊,简称"FIG焊,是在惰性气体的保护下,利用钨极与焊件问产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(也可以不加填充焊丝)形成焊缝的焊接方法。当焊接时,保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出,在电弧周围形成保护层隔绝空气,保护电极和焊接熔池以及l临近热影响区,以形成优质的焊接接头。

采用钨极氩弧焊焊接镍及镍合金是可靠而有效的,焊接薄板无需填充焊丝,当母材温度不低于15℃时焊前也无需预热;在焊接过程中钨电极是不熔化的,故易于保证恒定的电弧长度。不变的焊接电流,稳定的焊接过程,使焊缝很美观、平滑、均匀;在焊接时,保护焊接区的是惰性气体,不需加入任何焊剂即可获得纯净的焊缝金属。在用钨极氩弧焊焊接镍及镍合金时,应主要控制焊接热输入,高的热输入易使焊缝和基体金属过热,造成晶拉粗大,使焊接接头力学性能下降。但钨极载流能力有限,过大的焊接电流会引起钨极的熔化和蒸发,且其微粒可能进入熔池,造成对焊缝金属的污染。

2.2 熔化极氩弧焊

熔化极氩弧焊,是使用焊丝作为熔化电极,采用氩气或富氩混合气作为保护气体的电弧焊方法。采用明弧焊具有以下优点:

1)熔池可见度好,便于操作与控制;

2)焊丝连续自动送进,可省去或减少清查工序,生产率高;

3)保护气体以喷射状送出,适宜进行全位置焊接,特别适用于空间位置的机械化、自动化焊接。

4)电流密度大,电弧热量集中,焊后工件变形小。

在熔化极氩弧焊焊接镍基合金时。可采用喷射过渡、短路过渡、脉冲喷射过渡等熔滴过渡形式,不同的熔滴过渡形式有不同的形成条件及应用范围。

短路过渡,由于焊接变形和热影响区小,适合于焊接薄板,并且易于实现全位置焊接。

脉冲喷射过渡,可使焊缝金属及热影响区金属的过热都比较小,焊接接头具有良好的韧性,减小产生裂纹的倾向。此外,脉冲电弧还具有加强熔池搅拌的作用.可以改善熔池冶金性能,有利于消除气孔。由于镍及镍合金产生晶粒长大和热裂纹敏感性较大,采用脉冲喷射过渡形式可达到良好的焊接效果。

2.3 埋弧焊

埋弧焊,是电弧在焊剂层下燃烧以进行焊接的熔焊方法。采用埋弧焊具有以下优点:

2)焊接品质好。焊接参数可通过电弧自动调节系统保持稳定,因此焊缝成形好,化学成分稳定,力学性能比较好;

3)焊接成本低。其消耗掉的焊件金属和加工工时少,焊丝的填充量少,热量集中,热效率高,对于焊接中厚板、长焊缝的焊接具有明显的优越性。

用埋弧焊焊接镍基合金中厚板能获得很好的效果。但埋弧焊因其热输人大不适合焊接薄板,且当电流小于100A时,电弧不稳定。

2.4 等离子弧焊

等离子弧焊,是利用等离子弧作焊接热源的焊接方法。等离子弧焊是在钨极氩弧焊基础上发展起来的。等离子弧用的热源是将自由电弧压缩强化之后,而获得电离度比钨极氩弧焊更高的电弧等离子体,其电离程度更大。腿密度更集中。温度更高。其能量密度可达到10000—100000 W/cmz,温度可达18000—24000 K。等离子弧焊的焊接品质与焊接速 度、焊接电流、离子气流量、喷嘴结构、孔径、喷嘴高度等有关。

等离子弧焊,是目前国内应用最为广泛的高能柬流焊接,等离子弧焊在焊接镍及镍合金时更具优越性。与钨极氩弧焊相比,等离子弧焊的电弧能量更集中,熔透能力强。在同样熔深下,焊接速度比TIG焊高,可显著提高焊接生产效率。在焊接薄板时,薄板焊接变形小;在焊厚板时,焊接热影响区窄;电弧的稳定性好,微束等离子弧焊接的电流小至0.1A时 仍能稳定燃烧;钨极内缩在喷嘴内,可以避免钨极与工件接触,因此没有焊缝夹钨问题。

3、结束语

本文介绍了镍及镍合金的几种焊接方法,具体选择何种焊接方法,还要考虑以下几点因素:

1)待焊件的化学成分、组织、力学性能、焊件形状、大小、厚度及复杂度等;

2)经济条件、现场焊接材料和焊接设备的来源情况;

3)焊件焊后的品质要求:接头的韧性、强度、硬度及加工性等。

在实际工作中.应综合考虑各种因素,在保证焊接品质的前提下,选择最优的焊接方法。如大批量生产镍及镍合金薄板时。可优先考虑等离子弧焊,提高生产率;在焊接中厚板时,就应考虑埋弧焊,该焊接生产成本低且效率高。

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