镍基合金的可焊性–指南
镍基合金分为两大类:固溶强化镍基合金和沉淀硬化镍基合金。固溶强化型镍基合金包括MONEL系列的镍铜合金或商业纯镍,例如Nickel Alloy 200。沉淀硬化的镍基合金包括INCONEL 725。
焊接工艺
两种类型的镍合金均可使用常见工艺进行熔融焊接,例如钨极惰性气体保护(TIG,也称为气体钨极电弧焊或GTAW)或金属惰性气体(MIG也称为气体金属电弧焊或GMAW)焊接。有时也使用手工金属电弧焊(MMA,也称为屏蔽金属电弧焊(SMAW))焊接,偶尔也使用埋弧焊(SAW),但仅适用于固溶强化型镍基合金。如果可能的话,TIG焊接通常首选用于沉淀硬化的镍基合金。
为了获得最佳结果,所用的保护气体通常为氩气或氦气,或两者的混合物,用于焊接镍合金。氩气-氢气混合物也可用于纯镍。
固溶强化型镍基合金通常在退火状态下焊接。鉴于受热影响的区域(受热区或HAZ)在焊接过程中不会变硬,因此通常无需在焊接后进行热处理。沉淀硬化型镍合金通常在固溶处理的条件下进行焊接-如果对它们进行加工的方式会引入高残余应力,则应在焊接前对其进行退火。沉淀硬化型的镍合金更容易发生焊后热处理裂纹。
为了保持镍基合金的耐腐蚀性,通常不需要焊后热处理,无论是热处理还是化学处理。但是,可能需要进行热处理以沉淀硬化或消除应力,以避免在使用中产生应力腐蚀裂纹。
填充材料
进行焊接时,通常选择的填充材料与被焊接的金属相匹配。这些填料通常包含少量其他元素,以帮助最大程度地减少开裂的机会。通常,这些元素单独地或作为混合物包括钛,铝或铌。
例如,如果您要焊接商业纯镍200,则匹配的填充金属就是添加了3%钛的镍200的匹配。INCONEL 625合金以其出色的可加工性而闻名,它具有一种填充金属,该金属也用于熔覆和异种合金焊缝中。
潜在的陷阱
焊接镍合金时有一些注意事项。重要的是,首先必须在焊接之前彻底清洁表面。材料必须没有任何异物,例如车间污垢,标记墨水或油脂。
焊接过程中可能遇到的常见问题包括孔隙,这可能是由于表面氧化物或表面污染所致。遵循上述清洁过程应消除一些风险,因为选择合适的填充材料也是如此。含铬镍合金中不太可能出现孔隙。
要注意的另一个问题是镍基合金在焊接时,焊接金属凝固裂纹,这可能是由于使用的焊接速度或工艺不佳所致。