鎳和鎳合金管焊接特點和方法是什么？

鎳和鎳合金管焊接特點和方法是什么？

答：

1 鎳及鎳合金焊接

常用的鎳基合金分為4 大系列：

（1）因康鎳Inconel（Ni-Gr-Fe 系）

（2）蒙乃爾Monel（Ni-Cu 系）

（3）因科洛依Incoloy（Fe-Ni-Gr 系）

（4）哈斯特洛依Hastlloy（Ni-Mo或Ni-Gr-Mo系）

2 可焊性分析

（1）鎳及鎳合金焊接最常出現的缺陷是熱裂紋，主要原因是鎳和鐵的二元共晶物中有較低熔點的金屬共晶物和非金屬共晶物。特別是硫、磷共晶物熔點比鎳鐵低很多（Ni-S 為645℃、Ni-P 為880℃），在焊縫結晶時低熔點共晶物的液態膜殘留在晶界區，同時鎳及鎳合金線脹系數大，焊接時易產生較大的應力，焊縫結晶時低熔點共晶物的液態膜在收縮應力作用下易產生開裂。

（2）鎳及鎳合金特別是純鎳、蒙乃爾等合金，固液相溫度間距小，流動性偏低，在快速冷卻結晶條件下，氣體來不及逸出極易在焊縫中產生氣孔。因此鎳及鎳合金焊接應采用小線能量、降低層間溫度、加快焊縫冷卻速度，焊前徹底清除焊絲、母材坡口處的油、污物，嚴格控制母材焊材中的硫、磷含量，才能防止裂紋、氣孔的產生。

3 焊接方法

鎳及鎳合金焊接一般采用手工鎢極氬弧焊、手工焊條電弧焊、熔化極惰性氣體保護焊等方法也可采用埋弧自動焊焊接方法。

4 焊材

4.1焊材選用原則

4.1.1 同種鐵鎳合金、鎳合金的焊接宜選用和母材合金系統相同的焊接材料，若無耐腐蝕性能要求，也可選用與母材合金系統不同的焊接材料，但應保證接頭具備設計要求的性能。

4.1.2 異種鐵鎳合金、鎳合金及其與鉻鎳奧氏體鋼組成的異種焊接接頭的焊接材料，選用應考慮下列因素:

（1）焊縫的強度（包括高溫持久強度）耐蝕性。

（2）線膨脹系數的差異，高溫下長時間工作后，可能產生的體積永久性改變。

（3）焊接裂紋、氣孔的敏感性。

4.2 常用鎳鐵合金、鎳合金焊材選用參考表2

4.3常用異種鎳合金焊材選用參考表3

4.4焊材的烘干

(1)焊條使用前應按焊條產品說明書、質量證明書或焊接工藝指導書中的要求進行烘干。

(2)烘干后的焊條應貯存在100℃的恒溫箱內，焊工領用應使用保溫筒，如領出時間超過4h，應重新烘烤，但重復烘烤次數不得超過兩次。

(3)推薦焊條烘干溫度。

4.5 對焊接材料的要求

(1)鎳及鎳合金管道焊接所用的焊接使用的焊條、焊絲、焊劑、保護氣、電極應有出廠合格證和質量證明書。

(2)如果對焊接質量證明書中特性數據有異議，或對其質量有疑問時，應按相應的技術標準進行必要的復驗。

(3)焊接材料的儲存、保管應符合JB/T3223-96《焊接材料質量管理規程》及相關標準的要求。

(4)鎢極氬弧焊宜采用鈰鎢極，并符合GB4191《惰性氣體保護電弧焊和等離子焊接切割用鈰鎢電極》的規定。

( 5 ) 焊接鎳及鎳合金使用的氬氣純度不應低于99.99%。

(6)焊接時用氬氣輸送管宜采用塑料軟管，不宜用橡膠軟管或其它吸濕性材料的軟管。

5 施焊環境

鎳及鎳合金焊接施工的環境條件應達到以下要求:

(1)環境溫度不低于0℃。

(2)手弧焊時風速不大于8m/s，氬弧焊時風速不大于2m/s。

(3)相對濕度不大于90%。

(4)非雨雪天氣。

(5)當環境條件不符合以上要求時，應采取有效防護措施后方可施焊。

6 施工準備

6.1 施工采用規范標準

《石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規程》SH/T3523《現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范》GB50236《鎳及鎳合金焊條》GB/T13814《鎳及鎳合金焊絲》GB/T15620

6.2 焊接工藝評定和焊工考試執行標準

焊接工藝評定和焊工考試執行《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》GB50236 或《石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規程》SH3523的規定。焊接工藝評定和焊工考試項目均能覆蓋焊接產品。

6.3 根據設計文件、相關標準和焊接工藝評定，并編制焊接工藝指導書.

7 焊接工藝

7.1 焊縫清理

(1)焊縫清理坡口、鈍邊及焊道兩側30mm范圍。

(2)焊縫處氧化膜用銼刀、砂輪清理。

(3)焊縫處污物、油脂、漆應用丙酮、堿液或專用合成劑清理。

7.2 焊接注意事項

7.2.1 焊接時在保證焊透和熔合良好的前提下，在工藝參數范圍內盡量采用小的焊接線能量、短電弧、不擺動或小擺動的操作方法。

7.2.2 當焊件較厚需多層焊應符合下列規定:

（1）除打底焊外其余焊層宜采用多道焊。

（2）層內溫度應小于100℃。

（3）每一層每一道焊完后均應徹底清除焊道面的熔渣，并消除各種表面缺陷。

（4）各層各道的焊接接頭要錯開。

7.2.3 采用實芯焊絲或不填絲的鎢極氬弧焊時，焊縫背面應充氬，實行內保護，內保護措施可采用管子整體或局部充氬兩種方法，并應符合下列要求:

（1）管內充氬氣開始時流量可適當加大，確認管內空氣完全排除后方可施焊。

（2）焊接時充氬氣流量可逐步降低，以避免充氬氣壓力較高而造成焊縫背面在成形時出現內或根部未焊透現象。

7.2.4 鎢極氬弧焊時，焊絲的加熱端應始終在氬氣保護之下。為加強保護效果可在焊嘴后側家一輔助輸送保護氣拖罩。

7.2.5 焊件表面嚴禁電弧擦傷，并嚴禁在焊件表面引弧、收弧。

7.2.6 與焊件連接的焊接電源地線不得直接接觸工件，應采用與焊件同材質的材料過渡連接，以避免鐵污染。

7.2.7 焊接中應確保引弧與收弧的質量，收弧的弧坑應填滿。

7.2.8 焊接管徑較小且熱裂傾向較大材質的焊縫時，宜采取焊縫兩側裝冷卻銅塊，或用冷水、乙醇檫拭焊縫兩側等措施，以減少焊縫的高溫停留時間，加快焊縫冷卻速度。

7.2.9 焊接完畢必須及時將焊縫表面的熔渣及周圍的飛濺物，防飛濺材料清理干凈。

7.2.10 焊接施工中避免污染，應采用不銹鋼錘、不銹鋼絲刷、專用砂輪片。

7.3 焊接工藝參數

不同系列的鎳及鎳合金焊接工藝參數稍有不同

7.3.1 推薦手工電弧焊焊接工藝參數（見表6）

鎳基焊條的焊材選用

n4純鎳/ni201鎳棒/n6鎳帶/ni200鎳板/nickel200/nickel201/2.4068/2.4066/n02201

n02200/n4(ni201) / n6(ni200)? /鎳棒 鎳板 鎳帶

一：牌號n4純鎳鎳板純鎳

二：化學成分：

Ni%=99.5%-99.6% ??C%=0.10%Max

純鎳牌號

純鎳的耐腐蝕性能

特別能耐堿的腐蝕,不論在高溫或熔融的堿中都比較穩定，所以主要用于制堿工業。在常溫下,鎳在海水和鹽類溶液及有機介質（如脂肪酸、酚、醇等）中極為穩定。不耐無機酸腐蝕，在醋酸和蟻酸中也不穩定。

三：應用范圍應用領域：

用途：充電電池組中的連接片、極耳、引出片、截流片、鎳氫電池，鋰電池，極耳，電動工具，組合電池、聚合物電池、動力電池、電子產業、手提電腦、手機、無繩電動工具、電動自行車。電動助力車、傳呼機、MP3、數碼相機及錄像機、鎳鎘、鎳氫、鎳電池、組合電池及儀器儀表，電訊、電真空、特種燈泡等。

四：概況：

純鎳在許多酸性和堿性的環境中都表現出良好的耐蝕性，多被應用在還原性介質中。

鎳的特點是耐堿性介質的腐蝕，如苛性鉀，苛性鈉等，此被廣泛應用于離子膜燒堿工藝。與大多數合金相比，鎳在干燥的氟中的耐蝕性良好。鎳還成功應用于常溫到540℃的干燥氯氣和氯化氫中。也可應用在靜止的氫氟酸溶液。具有優秀的力學性能和優良的耐腐蝕性，較高的熱和電導率，低氣體含量和

鎳合金N06600與高合金鋼14Cr1MoR焊接用的焊條焊絲型號

N06600鎳基高溫合金材料，N06600合金的焊接采用AWS A5.14焊絲ERNiCr-3或

AWS A5.11焊條ENiCrFe-3

N06600特性及應用領域概述（勃西曼特鋼摘錄）：

該合金是鎳-鉻-鐵基固溶強化合金，具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能、優良的冷熱加工和焊接性能，在700℃以下具有滿意的熱強性和高的塑性。合金可以通過冷加工得到強化，也可以用電阻焊、溶焊或釬焊連接，適宜制作在1100℃以下承受低載荷的抗氧化零件。

N06600相近牌號：

GH600 (中國) 、 NC15FE(法國)、W.Nr.2.4816、 NiCr15Fe(德國) 、 NA14(英國) 、NS312、UNSN06600、NCF600、Inconel600

N06600金相組織結構：

該合金在1120℃處理2h，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃經1500℃長期時效后，組織中仍然是Cr7C3和TiN，說明該合金的組織是穩定的。

N06600工藝性能與要求：

1、該合金具有良好的熱加工性能，鋼錠鍛造加熱溫度1110℃～1140℃。

2、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。

3、合金具有良好的焊接性能，可原電弧焊、氬弧焊、電阻焊和釬焊等各種方法連接，大型或復雜的焊接結構件在溶焊后應在870℃退火1h，以消除焊接應力。?

4、合金須在熱處理之后進行機加工，由于材料的加工硬化，因此宜采用比加工低合金標準奧氏體不銹鋼低的切削速度和重進刀進行加工，才能車入已冷作硬化的表層下面。

N06600應用：

1、侵蝕氣氛中的熱電偶套管

2、氯乙烯單體生產：抗氯氣、氯化氫、氧化和碳化腐蝕

3、鈾氧化轉換為六氟化物：抗氟化氫腐蝕

4、腐蝕性堿金屬的生產和使用領域，特別是使用硫化物的環境

5、用氯氣法制二氧化鈦

6、有機或無機氯化物和氟化物的生產：抗氯氣和氟氣腐蝕

7、核反應堆

8、熱處理爐中曲頸瓶 及部件，尤其是在碳化和氮化氣氛中

9、石油化工生產中的催化再生器在700℃以上的應用中推薦使用合金600以獲得較長的使用壽命。

N06600主要規格：

N06600無縫管、N06600鋼板、N06600圓鋼、N06600鍛件、N06600法蘭、N06600圓環、N06600焊管、N06600鋼帶、N06600直條、N06600絲材及配套焊材、N06600圓餅、N06600扁鋼、N06600六角棒、N06600大小頭、N06600彎頭、N06600三通、N06600加工件、N06600螺栓螺母、N06600緊固件。

鎳及焊條牌號

ERNi-1純鎳焊絲

鎳200焊絲、鎳201焊絲鎳合金和鍍鎳鋼板的焊接；鋼與鎳之間的焊接；鋼的表面堆焊

鎳基合金焊條ENiCrFe-3ENiCrMo-10ENiCrCoMo-1ENiCrMo-7

特點及用途：堿性藥皮合金焊條,用于焊接鎳基合金、高溫和抗蠕變鋼、耐熱鋼和低溫鋼、異種鋼焊接等。適用工作溫度范圍為-196℃至+650℃的壓力容器制造，+1200℃內抗氧化起皮（無硫條件）；該焊條及熔敷金屬具有很高的質量標準

ERNiCr-3

特點及用途：氬弧焊絲（GTAW）和氣保焊絲（GMAW）。用于焊接鎳基合金，高溫和抗蠕變鋼、耐熱鋼和低溫鋼、異種鋼焊接，低合金鋼修復等。工作溫度大于+300℃的鐵素體奧氏體鋼聯接以及不需焊后熱處理的焊接應用。適用工作溫度范圍為-196℃至+550℃的壓力容器制造，+1200℃內抗氧化起皮（無硫條件）。抗脆變，抗熱開裂，異種鋼焊接時，高溫熱處理時的碳擴散低。抗熱沖擊，耐蝕全奧氏體組織，介于碳鋼和奧氏體CrNi(Mo)鋼間和較低的熱膨脹系數。

ENiCrMo-3特點及用途：堿性藥皮焊條、用于焊接6%Mo超級奧氏體不銹鋼，如S31254、N09826、 N08367和625合金。焊條及熔敷金屬滿足高的焊接質量和抗腐蝕性能要求。極佳的抗應力腐蝕開裂和抗點蝕能力。點蝕指數52。抗熱開裂。由于熔敷金屬在650-850℃之間的脆變特性，應避免此工作溫度范圍。

ENiCrMo-4：鎳基堿性藥皮焊條。用于相近Ni基鋼材的焊接，如N10276、2.4819，亦可用于此類Ni基鋼與低合金鋼及不銹鋼的對焊接優異的抗氯及氯化物介質的侵蝕能力。亦可抗強氧化鐵、氯化銅。

ENiCrMo-6鎳基合金焊條型號NiCr14Mo7,耐磨腐蝕,耐高溫,耐磨耗,用于雙相鋼,不銹鋼及鑄鋼表面的堆焊

ENiCrMo-10

ENiCrMo-10 INCONEL622及其它Ni-Cr-Mo耐腐蝕合金的焊接；表面堆焊合金鋼、又相鋼、超高強度雙相鋼、超高強度奧氏體不銹鋼的焊接；鋼的表面堆焊。

ECuNi用于含30%Ni以下的類似合金基金屬的對接焊和堆焊，亦可用于有鈀合金和其他不同特性鋼材的焊接。得益于其優異的抗海水性能，該焊條特別適用于海上焊接應用及海水脫鹽，造船及化工等。除立向下焊接以外，全位置的焊接能力

ENiCrCoMo-1堿性NiCrCoMo藥皮焊條。用于相近鎳基合金、耐熱奧氏體鋼和鑄鋼聯接焊接和堆焊，如617合金、N06007合金及2.4663合金等。1100℃溫度內抗氧化起皮，1000℃溫度內優異的抗高熱氧化，碳化環境性能。

EQNiCrMo-3是什么焊材？

焊條ENiCrMo-3是焊接inconel625的，Inconel625鎳基高溫合金材料

Inconel625特性及應用領域概述（勃西曼特鋼摘錄）：

該合金是以鉬鈮為主要強化元素的固溶強化型鎳基變形高溫合金，具有優良的耐腐蝕和高氧化性能，從低溫到980℃均具有良好的拉伸性能和疲勞性能，并且耐鹽霧氣氛下的應力腐蝕。因此，可廣泛用于制造航空發動機零部件、宇航結構部件和化工設備。

Inconel625相近牌號：

NS336、 GH3625、 GH625(中國)、 NC22DNb(法國)、W.Nr.2.4856(德國) 、0Cr20Ni65Mo10Nb4、N06625

Inconel625 金相組織結構：

該合金在固溶狀態的組織為奧氏體基體和少量的TiN、NbC、和M6C相,經650~900℃長期時效后，所析出的相為'、、M23C6和M6C。

Inconel625?熱處理制度：

a棒材、鍛件，（1090~1200）℃*（1.5~2）h/WQ

b絲材，（1090~1200）℃≥空冷速率，其中d≤3mm，保溫（9~15）min, d3 mm~5 mm,保溫（15~20）min;

c熱軋板材，（950~1030）℃/AC，HB≤305HV

d焊接件，應力退火：（1080~1100）℃≥空冷速率，其中d≤3mm，保溫（9~15）min, d3 mm~5 mm,保溫（15~20）min;

e管材，（960~1030）℃/AC或WQ

Inconel625工藝性能與要求：

1、該合金具有良好的冷、熱成形性能，鋼錠鍛造加熱溫度1120℃。

2、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。

3、合金的焊接性能良好，可在保護氣氛下用鎢極或本合金作添料進行氬弧焊接，也可用釬焊連接及電阻縫焊。

焊接建議采用AWS A5.14焊絲ERNiCrMo-3或AWS A5.11焊條ENiCrMo-3

4、表面處理工藝：除去合金表面氧化皮時先堿洗，再在硝酸、氫氟酸-水溶液中酸洗。

5、合金冷加工時當加工量大于15%時，熱加工后要進行退火處理。

Inconel625應用領域：

含氯化物的有機化學流程工藝的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場合；

用于制造紙漿和造紙工業的蒸煮器和漂白池；

煙氣脫硫系統中的吸收塔、再加熱器、煙氣進口擋板、風扇（潮濕）、攪拌器、導流板以及煙道等；

用于制造應用于酸性氣體環境的設備和部件；

乙酸和乙酐反應發生器；

硫酸冷凝器等。

Inconel625焊接：

Inconel625合金的焊接建議采用AWS A5.14焊絲ERNiCrMo-3或AWS A5.11焊條ENiCrMo-3

Inconel625主要規格：

Inconel625無縫管、Inconel625鋼板、Inconel625圓鋼、Inconel625鍛件、Inconel625法蘭、Inconel625圓環、Inconel625焊管、Inconel625鋼帶、Inconel625直條、Inconel625絲材及配套焊材、Inconel625圓餅、Inconel625扁鋼、Inconel625六角棒、Inconel625大小頭、Inconel625彎頭、Inconel625三通、Inconel625加工件、Inconel625螺栓螺母、Inconel625緊固件

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