鎳基合金Inconel600與不銹鋼板1Cr18Ni9Ti的焊接加工工藝

二者的焊接關鍵有三層面的特性：

最先是氣孔傾向,鎳基合金與不銹鋼板焊接時,氧的融入量是危害焊縫中產生氣孔的關鍵要素，氧在液體鎳中的溶解性超過在液體鐵中的溶解性但氧在固體鎳中的溶解性卻低于鐵,因而氧的溶解性在結晶時的突然變化比在鐵中更顯著,鎳基合金產生氣孔的傾向要超過不銹鋼板,鎳基合金在熔融情況能融入較多的氧,在高溫時便于產生NiO,NiO與形狀記憶合金中的氫和碳反映轉化成H2O和CO,在溶池凝結時這種汽體趕不及逸出就產生氣孔,H2O氣孔時Inconel6600鋁合金在焊接中容易出現的氣孔,當焊縫周邊地區的油漬未消除整潔時也會造成氫氣孔。

次之是裂痕,因為Inconel600鎳基合金與1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼板在化學性質上的差別,易造成很大的焊接地應力,提升了造成結晶裂痕的傾向。鎳基合金焊縫金屬材料呈網狀結構單邊鐵素體機構,在粗壯的晶體頁面上聚集了比FeS溶點更低的(Ni,Fe)S參雜物,結晶時產生液體塑料薄膜,消弱了晶體間的聯絡,減少了焊縫金屬材料的粘聚性能,焊縫金屬材料中Ni含水量越高,結晶紋傾向越大,若焊接熱鍵入過大,易產生專一性很強的柱型品,使殘渣的縮松更比較嚴重,更會擴大結晶裂痕傾向，收弧不那時候也非常容易造成弧坑裂痕。受焊接熱力循環的危害,熱危害區超溫區有造成汽化裂痕的傾向。

其次是參雜和未焊透,Inconel600鎳基合金與1Cr18i9Ti奧氏鋼焊接時,Ni的溶點只能1446℃,而空氣氧化產生的NiO的溶點達到2090℃,故焊縫中非常容易造成NiO參雜。除此之外,鎳基合金的液體流通性差,潤滑性不太好,非常容易造成未熔透狀況,務必選用很大的焊縫視角、較小的鈍邊,才可以抑止這類未焊透狀況的產生。

最終是過熱,Inconel600鎳基合金的傳熱性較弱,僅為碳素鋼的1/3.在鎳基合金與不銹鋼板焊縫結晶時,鎳基合金熱危害區品粒有長大了的傾向,焊縫金屬材料及熱危害區超溫區因易超溫進而品粒粗壯,導致焊接連接頭物理性能和耐蝕性減少。

在焊接加工工藝層面要留意以下內容:

①焊接原材料Inconel600基合金與1Cr18Ni9Ti低合金鋼的焊接選用E316-16(A202)焊絲,為Cr18Ni12Mo2不銹鋼焊條。

②焊接前清除得用不銹鋼加工的專用工具(如扁鏟、鋼絲輪等)在焊接前將施焊位置及周邊50mm地區內的漆料、標記、切削油和油漬消除整潔,再用甲苯洗凈,并馬上開展焊接,假如超出4h焊接應再次清除若焊接位置的油漬無法清除時,應先用開水清洗,隨后在混和酸(H2O:H2SO4:HNO3=1000mL:1500mL:2250mL)和30gNaCl構成的混和酸洗液中侵泡5~10min,再經過開水侵蝕、10%氫氧化鈉以及開水中清理后干躁。焊接自然環境應維持干躁和沒有風進入,空氣濕度<80%,工作溫度在16℃之上。

③焊接主要參數Inconel600與1Cr18Ni9Ti低合金鋼焊接電弧焊接的加工工藝主要參數見圖1。

對鎳基合金與不銹鋼板校核精準定位焊應用直徑2.5m焊絲,精準定位焊的焊接電流量超過宣布焊接的焊接電流量10%上下,點焊長短20~30mm。焊接全過程時要保證焊接電流量在操縱范圍之內。選用直流電反旋光性短弧焊接時,虛梁溫度應操縱在120℃下列,窄焊縫、不晃動和小熱鍵入。每焊接完一層后要徹底消除爐渣及焊縫表的金屬氧化物,并且用10倍高倍放大鏡查驗,確定無缺點后再再次焊接。收弧時要將弧坑鋪滿,焊后迅速制冷。焊縫金屬材料以銀色為宜情況。