无锡鑫辉创钢业有限公司

工业纯镍焊接技术交流

时间:2018-5-18阅读:689
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纯镍N6在焊接过程中容易出现气孔,气孔的存在会严重影响接头的性能,焊接材料以及焊接试件表面油污、水分等是纯镍N6焊接过程中气孔的主要来源。由于纯镍电阻大,热导率低,因此纯镍熔池的流动性也比较差,熔融态的镍中可以溶解一定量的O2,当熔池凝固时,来不及溢出的O便在熔池中有Ni形成NiO,同时熔池中也可以溶解H2,冷却过程中的H2与NiO反应,将Ni还原出来同时H和O结合形成水蒸汽气孔,一般气孔出现在熔合线附近。

过热致晶粒粗大:

镍基合金由于热导率较低,电阻率较高,因此在焊接过程中热输入较高的时候,接头的焊缝区和热影响区的金属容易过热,导致该区域的晶粒粗大,由于晶粒的粗大导致焊接接头的力学性能与耐蚀性能均无法保证。

纯镍熔点凝固时不发生相变,时常形成粗大的树枝状奥氏体结晶。低熔点杂质S、P、Pb等元素在晶界形成低熔点共晶体,导致产生热裂纹。纯镍固液相温度区间小,流动性差,液态时易溶解H2、O2、CO2等气体,在晶界这些气体来不及逸出会形成气孔。再者,由于电阻率大,热导率低,焊接过程中易过程,导致焊缝晶粒迅速长达,严重影响接头的机械性能和耐蚀性能。

纯镍为单相奥氏体组织,在液态凝固过程中不发生相变。但焊接过程中S、P、B、Pb、Si等杂质容易在焊缝金属中偏析,S和Ni元素形成低熔点共晶体,焊缝金属凝固过程中,低熔点共晶在晶界形成一层液态薄膜,并在焊接应力的作用下形成凝固热裂纹。

焊接过程中Si和氧形成复杂的硅酸盐,在晶界形成一层脆的硅酸盐薄膜,在焊缝凝固过程中或凝固后的高温区形成高温低塑性裂纹。因此S、Si是镍201焊缝金属中zui有害的元素。

防止热裂纹产生的措施:首先降低焊缝金属中S、Si等杂质的含量,严格清理焊前坡口区域和焊丝等,严格控制母材中杂质的含量。采用合理的焊材,采用小线能量焊接,焊前不预热,层间温度应尽量低。

焊接过程中熔池中的液态镍粘度较大,张力也较大,导致气体上浮逸出困难,因此出现气孔的机会较多。气孔分为H2O气孔、氢气孔、一氧化碳气孔,其中以H2O气孔为主。由于液态镍能溶解大量的氧,凝固时氧的溶解度大幅减小,使凝固过程中过剩的氧将镍氧化成氧化亚镍(NiO)。氧化亚镍和液态金属中的氢发生反应,镍被还原,而氢和氧结合成H2O,H2O;来不及逸出,又因熔合线处和收弧、引弧处冷却快,在该处出现气孔。

焊条或者焊丝中的钛、铝、锰等脱氧剂,能降低焊缝金属的含氧量,防止形成氧化亚镍。焊材中还会多加入一些合金元素,以补偿某些元素的烧损以及控制焊接气孔和热裂纹。焊前用丙酮清理焊件和焊材表面的氧化膜、油污、等也很关键。

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