高温镍基合金焊接技术要求

焊接热裂纹的产生原因

(1) 焊缝热脆性是由于硫、铅、磷或低熔点共晶体混入,它们形成晶间薄膜引起高温下的严重脆化,焊缝金属的热裂纹一般是由于低熔点夹杂物从表面沿晶间渗透而引起的。

(2) 焊接坡口及其两侧的污物清理不干净其油污中的硫常常引起镍基合金焊缝产生热裂纹。

(3) 焊缝表面凸凹不平引起应力集中而产生裂纹。

(4) 收弧时没有填满弧坑和电流衰减时间较短,收弧处熔敷金属量少出现弧坑其强度比较薄弱,在相变应力和拘束应力的作用下产生收弧处微裂纹。

(5) 焊接电流过大,焊接速度较慢,焊接线能量较大,层间温度过高使焊接接头过热产生粗大晶粒,在粗大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热裂纹。

焊条电弧焊通常指手工电弧焊,在镍及其合金的焊接中,主要用来焊接纯镍和固溶强化镍基耐蚀合金,例如(镍合号):200、201、400、R-405、NS315、601、X、G、NS321、NS333、NS336、NS111、NS142、NS143等。而镍基高温合金很少用手工电弧焊进行焊接。在大多数情况下，应选用化学成分与母材类似的焊条，为了稳定电弧，保护熔池免受大气中O和N的污染，焊条药皮常添加Ti、Mn、Nb作脱氧剂，常见的镍及其合金的焊条有：Ni102、Ni112、Ni202、Ni207、Ni307、Ni307A、Ni307B、Ni317、Ni327、Ni337、Ni347、Ni357。

对于厚度小于2.4mm的镍合金板对接不需开坡口；厚度大于2.4mm时，对接需采用V、U或形坡口。应防止产生未熔合、裂纹和气孔。角接和搭接接头不能用于高应力的工作条件下，特别不宜用于高温下或有温度循环的工况。采用角接接头时根部应焊透；搭接接头则需采用两面焊缝。为了防止镍及镍合金焊接裂纹,应采用小电流快速焊,如果焊接电流过大,会导致电流不稳和飞溅增大,甚至焊条过热或药皮脱落.

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。

GH3030是镍铬基固溶强固溶变形高温合金，工作温度在800℃以下，合金具有优良的焊接性能，可用于弧焊、点焊、缝焊或焊接。 如果生产中溶液温度低，则由残余碳化物形成的旧晶体世界将被保留下来。 该合金具有良好的热强度和高塑性，以及抗冷、抗冷疲劳和抗氧化性，具有良好的冷压和焊接工艺。 固溶后合金为单相奥氏体，使用过程中组织稳定。 涡轮发动机燃烧室零件主要用于800℃以下和1100℃以下，要求抗氧化性但能承受较小载荷的高温零件。 合金已被用于制造航空发动机燃烧室、增强燃烧室和外壳等部件。 主要产品包括冷轧薄板、棒材、环材、线材和管材。