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。
焊接热裂纹的防止措施
(1) 选用硫、磷含量较低的镍基合金焊材以防止熔敷金属中低熔点夹杂物的产生。
(2) 焊接坡口及其两侧的污物及氧化层清理干净,防止硫、铅、磷或低熔点杂质混入熔敷金属中。
(3) 焊缝表面应均匀平整。无局部凸凹不平存在,以防止由于局部应力集中而产生裂纹。镍基合金焊缝成形以均匀凸起的自然成形为好。
(4) 收弧时采取多次填弧坑的方法将弧坑均匀填满。氩弧焊收弧时电流衰减时间要长, 并电流衰减至小程度,使收弧处无任何凹陷存在。
(5) 选用的焊接电流、电弧电压和焊接速度适当,即在熔合良好的情况下尽量选用较小的焊接线能量和较低的层间温度,以防止焊缝及热影响区过热而产生热裂纹。
Ni基合金对热裂敏感性高的原因是合金在凝固.时,由低熔点共晶物或低熔点化合物形成的液态膜残留在晶界区,在收缩力的作用下而产生开裂。特别是S,P等元素的低熔点共晶物的熔点与Ni及Fe相比低很多,更是增大了产生热裂的可能性。所以在焊接时为了防止热裂应采取以下措施:①焊接时应采用较小的热输入,对于686合金来说,焊接热输人应不大于8kJ/cm,具体在工艺上要采用小的焊接电流,或在较大焊接电流时采用快的焊接速度,且焊接时不要摆动,以减小电弧热输人;②降低道间温度,加快焊缝的冷却速度。一般道间温度应控制在100℃以下,高的道间温度会导致焊缝及热影响区的过热和奥氏体晶粒的长大,从而影响焊缝的耐腐蚀性能及焊缝的塑性和韧性;③尽可能降低焊缝和焊材中S,P杂质的含量;④焊前清除坡口和焊丝上的油脂和附着污物。
在使用镍基合金的时候可以起到良好的防腐蚀作用,在将合金应用于一千度的高温环境中金属也不会受到高温的影响,依然可以保持良好的状态。另外在使用合金材料的时候如果环境中有很多腐蚀性物质,那么材料也不会受到这些物质的影响,合金材料的稳定性非常好,所以使用这种合金材料可以有效解决很多技术难题。目前这种合金材料的种类也非常多,镍基耐热合金和镍基记忆合金等都属于产品的范畴之内,人们在选用合金材料的时候也更加便捷。