鎳及鎳合金焊接常見(jiàn)的問(wèn)題

鎳是一種基本金屬，是面心立方，從熔點(diǎn)到室溫冷卻時(shí)不產(chǎn)生相變，這點(diǎn)類(lèi)似于不銹鋼。鎳及其合金無(wú)法因淬火而硬化，所以冷卻速度并不非常重要，并且假如環(huán)境溫度高于5℃則很少需要進(jìn)行預熱。

鎳及其合金應用范圍非常廣泛，從高溫氧化和耐蠕變性到腐蝕性腐蝕性環(huán)境以及低溫低溫應用。鎳可用純金屬的形式使用，但是更多的是和其他元素結合以產(chǎn)生合金族，即固溶強化合金和沉淀硬化合金。

所有傳統的焊接工藝均可以用來(lái)焊接鎳及其合金，并且可以使用匹配的焊接材料。如上所述，鎳及其合金在許多方面與奧氏體不銹鋼相似，焊接工藝也是類(lèi)似。不過(guò)因為鎳的熱膨脹系數小于不銹鋼，所以其變形和變形控制措施與碳鋼相似。

鎳合金*嚴重的開(kāi)裂問(wèn)題是在焊縫金屬中或靠近熱影響區熔合線(xiàn)處的熱裂紋，后者更為頻繁。這個(gè)問(wèn)題的主要因素是硫，但磷、鉛、鉍與硼也會(huì )影響。焊接金屬和熱影響區開(kāi)裂通常是由于清潔不足而留下的油脂，油污等污染的結果，引起問(wèn)題的母體或焊接填充金屬中過(guò)量的硫是罕見(jiàn)事件。在焊接之前，需要加工或強力的不銹鋼絲刷，然后用合適的溶劑進(jìn)行徹底的脫脂，在約8小時(shí)內進(jìn)行焊接，以降低污染風(fēng)險。任何熱處理必須使用無(wú)硫燃料或使用電爐進(jìn)行。已經(jīng)投入使用且需要焊接修理的部件可能需要在脫脂之前進(jìn)行研磨或機械加工，以去除已經(jīng)嵌入焊縫修復區域內或附近的任何污染物。請記住，如果在脫脂操作之后或在焊接過(guò)程中進(jìn)行機械刷絲，則來(lái)自氣動(dòng)工具的壓縮空氣同時(shí)含有濕氣和油，因此清潔過(guò)的表面可能會(huì )被重新污染。

鎳合金的另一個(gè)特點(diǎn)是滲透量少于碳鋼或不銹鋼。增加焊接電流不會(huì )增加穿透力。這意味著(zhù)單面全熔透焊縫的根面厚度應小于不銹鋼。建議零間隙TIG對接焊縫的根面厚度不應大于1.5mm。可拆卸的背襯條對于控制根珠形狀非常有用。這些可以由銅，不銹鋼或鎳合金制成。應避免使用碳鋼或低合金鋼背襯條。

盡管鎳及其合金的可焊性通常良好，但其成分，冶金結構及其熱處理和/或使用歷史都會(huì )影響其對焊接的響應。鍛造細粒組件比鑄件具有更好的可焊性，因為它們通常具有顯著(zhù)的偏析量。粗晶粒可能導致熱影響區的微裂紋，因此*好避免高熱輸入。所有合金在退火或固溶處理條件下焊接效果*好，這特別適用于沉淀硬化合金如鉻鎳鐵合金718。

在鎳合金中孔隙率也可能成為一個(gè)問(wèn)題，主要原因是氮。只有0.025%的氮氣會(huì )在凝固的焊縫金屬中形成孔隙。相當輕的氣流能夠破壞氣體屏蔽，并且會(huì )造成大氣污染，導致氣孔。必須小心確保焊接區域得到充分保護，這在現場(chǎng)焊接應用中尤其重要。使用氣體保護過(guò)程，氣體純度和氣體保護罩的效率必須盡可能好。應定期檢查氣體軟管是否有損壞和泄漏，并采用TIG工藝，盡可能使用陶瓷罩，并與氣體透鏡一起使用。當放置TIG根部通道時(shí)，根部的氣體凈化是必不可少的。

已經(jīng)發(fā)現添加到氬氣保護氣中的少量氫（高達10%）可以減少上述問(wèn)題。當MMA焊接時(shí)，起始和完成孔隙率是一個(gè)問(wèn)題。焊接開(kāi)始時(shí)應在回弧位置焊接回來(lái)，重新熔化由于在焊接開(kāi)始時(shí)由于**氣體屏蔽而形成的任何孔隙。在焊接端也需要注意，弧長(cháng)減小，行程速度略微增加，以減小焊接池尺寸。

當氧氣與熔池中的碳結合形成一氧化碳時(shí)，在某些情況下，氧氣也是造成孔隙的原因。消耗品制造商通常通過(guò)確保充足的脫氧劑（主要是錳，鋁和鈦）存在于填充金屬中來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題。

經(jīng)常遇到的鎳合金的一個(gè)特征是在熔池的表面上形成粘性和粘性浮渣。這通常難以消除，并可能導致夾雜物。使用鋼絲刷往往不足以去除這一層，隨后還需要磨削焊接表面。

除了這種表面膜之外，熔池也是低速的，不像碳鋼或不銹鋼那樣自由流動(dòng)。除非焊工操縱焊接池以避免這種缺陷，否則這可能會(huì )導致一個(gè)塊狀的，非常凸起的焊縫和較差的焊趾混合。盡管可以使用桁條，但是稍微編織以幫助焊接金屬潤濕制劑的側壁是有益的。另外，焊縫準備必須足夠寬，以使焊工能夠控制和指導焊池，對于V型對接焊縫，建議使用70-80°的夾角。

所有準備夾角為30-40°都是可以接受的，盡管加工成本比V型制品貴，但整體上可能會(huì )更便宜，因為所需填充焊絲的數量可以根據材料厚度而降低。在TIG焊接中向保護氣體（氬氣中高達10%H）添加氫氣也被發(fā)現有利于降低焊接表面張力。