镍及镍合金焊接操作工艺规范.2011.11.28.f

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1、一.制定镍及镍合金焊接规范的目的：氯碱化工制碱成套设备的开发、制造是我公司确定的重要增长极，也是我公司发展壮大的战略部署。镍及镍合金焊接是氯碱化工制碱工艺流程主要耐蚀设备制作的关键工序之一，镍及镍合金焊接质量的好坏直接影响到该设备的使用寿命，因此它也是我公司成功进入制碱设备制造的核心技术之一。为严格把握镍及镍合金的焊接质量特制订本规范。二.镍材焊接的特点及注意事项：因为镍具有单相组织，焊接时存在焊接热裂纹倾向、焊缝气孔、焊接接头的晶间腐蚀倾向等等。1.镍在高温中易于生成高度致密的保护膜，在多层焊接的结合面易产生裂纹缺陷，

2、严重影响到材料焊接处的强度及耐蚀性，因此焊接时必须采用氩气保护焊。在焊接面上应采用专门的保护罩防止氩气的扩散，提高氩气保护层的浓度；镍材间焊接时焊缝背后面也应有氩气保护，防止镍金属在高温时的氧化。2.镍材的焊接最容易出现的缺陷为裂纹。产生裂纹的主要元素为氧(O)、硫(S)、铅(Pb)等，它们易与镍形成低熔点的共晶体分布于晶界上。在焊接时必须选用含氧、硫、铅低，且与母材耐蚀性相同的焊丝，同时注意坡口及中间焊缝表面的氧化层的清除工作。3.镍材的焊接最容易出现的焊缝缺陷还有气孔。焊丝、焊件表面上的水分、锈蚀、油污则是焊缝中形成

3、氢气孔的主要来源。因此镍的焊接必须注意焊缝表面的清洁以及焊丝、焊件的加热、保温和烘干。4.高温含硫气体能使镍材腐蚀和变脆。焊接或热处理前，应彻底清除工件上的油污、油漆及润滑剂等一切含硫或含铅的污染物。加热炉的气氛中应严格控制含硫量。加热用煤气或天然气的含硫量应小于0.57g/m3(重庆气矿对天然气脱硫规定为小于0.29g/m3),燃料油的含硫量应小于0.5%，不得用焦炭或煤加热。。5.焊接热循环的影响：在焊接的热作用下，焊缝和基本金属容易过热，造成晶粒粗大，使接头力学性能和耐腐蚀性能下降。6.焊接热裂纹的产生：镍基合金具

4、有高的焊接热裂敏感性，在弧坑易产生大口裂纹，焊缝可能产生宏观裂纹、微观裂纹或二者同时存在的裂纹。9晶间液膜是引发镍基合金单相奥氏体凝固裂纹的最主要的冶金因素。必须严格控制硫、硅元素的含量，防止硫、硅、磷、铅等有害元素的混入。7.减少焊接热裂纹的产生的方法：①提高锰的含量，能扩大有害元素(如磷等)的溶解度极限。因而提高焊接材料的锰含量和焊接材料的纯度，减少或抑制有害元素的过渡均是有益的。②正确选用与母材匹配的焊接材料是防止焊接热裂纹的重要措施。③采用合理的装配与焊接次序，选用较小的热输入量，及时填满弧坑等工艺措施对防止热裂

5、纹均是有效的。④单相奥氏体焊缝中如有相当数量的微细一次碳化物、硼化物等第二相质点，也可阻挡晶格缺陷的积聚，起到阻滞裂纹形成的作用。⑤镍基焊接材料中含有较高数量的铌(Nb)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)和锰(Mn)等，或同时加入多种元素，有利于防止热裂纹的形成。⑥焊前对焊接表面进行彻底的清洗，可清除和减少硫、铅等有害元素的影响。8.对气孔的敏感性：镍基合金特别是合金元素含量低的工业纯镍、蒙乃尔合金等的固液相温度间距小，流动性能偏低，在焊接快速冷却的凝固条件下，极易产生焊缝气孔。在焊前必须清除坡口及其近区的杂

6、质、各种涂料、油漆等，其目的之一就是防止焊缝气孔。在钨极氩弧焊接镍基合金时，可向氩气中特殊进入体积分数5%的氢气，增加保护气体的还原性，以消除或减少焊缝中的气孔。9.焊接区的腐蚀倾向：Ni-Mo系的哈斯特洛液A与B合金焊接接头在盐酸、硫酸介质中使用时，在焊缝附近出现刀状腐蚀；Ni-Mo合金通过敏化温度区(1200～1300℃和600～900℃)时，沿晶界有富钼相的析出，造成Mo贫化区，导致晶间腐蚀。10.镍基合金熔焊与钢相比有低熔透性的特点，一般不宜采用大的热输入来增加熔透性，以防脱氧元素过多烧损以及焊接熔池过分搅动而导

7、致的焊缝成形不良。为了保证接头的熔透，接头形式应注意选用较大的坡口角度和较小的钝边。11.受电化学腐蚀的影响，镍材存放必须与其它金属材料(包括碳钢、不锈钢、有色金属等)隔离，严禁混装和直接接触，以避免9金属离子间的相互渗透，保证镍材的纯度。在存放时应采用非金属材料(塑料、木板、纸板等)隔离，同时注意隔离垫片的防潮、防雨，通风等干燥措施。受此影响，镍转鼓在卷制过程中，不允许与碳钢轧辊直接接触(原因同上)，因此轧机的轧辊应覆盖橡胶隔离；亦可采用废旧橡胶输送带在轧辊表面包裹，用螺钉固定，碳钢板卷制时可卸除。12.镍材焊接时环境

8、温度必须高于15℃，当环境温度较低时，必须采用加温(严禁火焰加热)的方法提高温度，这是由于低碳镍材质中存在着一定量的铁索体，导致镍材在冷却时因相变而使氢的溶解度急剧下降，从而产生气孔。13.镍材焊接时环境必须保持干燥，以避免湿气冷凝导致焊缝气孔。重庆为潮湿地区，特别是起雾、阴雨天气空气湿度较大，镍焊接室必须采用热光源