钢与镍及镍合金焊接常见问题解答.docx

焊接的主要问题焊接时，焊缝中的主要成分是铁和镍，铁和镍能够无限互溶，不形成金属间化合物。在一般情况下，焊缝中的含镍量相对高，所以在焊接接头的熔合区，不会形成扩散层。焊接的主要问题是在焊缝中容易产生气孔和热裂纹。1.气孔钢与镍及其合金焊接时，影响焊缝中形成气孔的主要因素是氧、镍及其他合金元素的含量。氧的影响。焊接时，液态金属中可能会溶解较多的氧，而氧在高温时与镍氧化，形成 NiO，NiO 能与液体金属中的氢和碳发生反应生成水蒸气和一氧化碳，在熔池凝固时如来不及逸出，残留在焊缝中就形成气孔。在纯镍与 Q235-A 埋弧焊的铁镍焊缝中，在氮和氢含量变化不大的情况下，焊缝中含氧量越高，焊缝中气孔数量越多。镍的影响。在铁镍焊缝中，氧在铁镍中的溶解度不同，氧在液态镍中的溶解度大于液态铁中的溶解度，而氧在固态镍中的溶解度却比在固态铁中的小，因此，氧的溶解度在镍结晶时的突变，比在铁结晶时的突变更加明显。所以，焊缝中 Ni 为 15%30%时的气孔倾向小，而 Ni 含量大时，气孔倾向进一步提高到 60%90%，钢的溶入量必然下降，因此引起形成气孔的倾向变大。其他合金元素的影响。当铁镍焊缝中含有锰、铬、钼、铝、钛等合金元素或符合合金化时，能提高焊缝抗气孔能力，这是由于锰、钛和铝等都具有脱氧作用，而铬和钼则提高焊缝固态金属中的溶解度。所以镍与1Cr18Ni9Ti 不锈钢焊缝的抗气孔能力比镍与 Q235-A 钢焊缝高。铝和钛还能把氮固定在稳定的化合物中，也能提高焊缝抗气孔能力。2.热裂纹钢与镍及其合金的焊缝中，产生热裂纹的主要原因是，由于高镍焊缝具有树枝状组织，在粗大晶粒的边缘上，集中了一些低熔点共晶体，从而削弱了晶粒间的联系，降低了焊缝金属的抗裂能力。另外，焊缝金属的镍含量过高对焊缝金属产生热裂纹有重大的影响，在铁镍焊缝中，氧、硫、磷等杂质对焊缝热裂纹倾向也有很大的影响。当采用无氧焊剂时，由于焊缝中氧、硫、磷等有害杂质质量的减少，特别是含氧量的下降，使裂纹量大为减小。因为熔池结晶时，氧和镍能形成Ni+NiO 共晶体，共晶温度为 1438，而且氧还能加强硫的有害作用。所以焊缝中含氧量较高时，热裂纹倾向较大。Mn、Cr、Mo、Ti、Nb 等合金元素，均能提高焊缝金属的抗裂性能。Mn、Cr、Mo、Ti、Nb 均是变质剂，能细化焊缝组织，并能打乱其结晶方向。Al、Ti 还是强烈的脱氧剂，能降低焊缝中氧的含量。Mn 能与 S 形成难熔化合物 MnS，从而减少硫的有害作用。焊接接头的力学性能铁镍焊接接头的力学性能与填充金属材料以及焊接参数有关。在焊接纯镍和低碳钢时，当焊缝中 Ni 当量低于 30%，在焊缝快速冷却条件下，焊缝中会出现马氏体结构，使接头的塑性和韧性急剧下降。因此，为了使接头获取较好的塑性和韧性，铁镍焊缝中的 Ni 当量应大于 30%。