鋼與鎳及(ji)鎳合金焊接，常見問題解答

制造(zao)化工和石(shi)油設備(bei)時(shi)，為了節省(sheng)昂貴的鎳，經常需要將鋼與鎳及合金焊接在一起。

焊接的主要問題

焊(han)(han)接(jie)(jie)時，焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)主(zhu)(zhu)要成(cheng)分是鐵和鎳，鐵和鎳能夠互溶，不形(xing)成(cheng)金屬間化合(he)物(wu)。在(zai)一般情況下，連云(yun)港純鎳熱(re)軋板(ban)材(cai)，焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)含(han)鎳量相(xiang)對(dui)高(gao)，所以在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)熔合(he)區，不會(hui)形(xing)成(cheng)擴散層。焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)主(zhu)(zhu)要問題是在(zai)焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)容易產生氣(qi)孔(kong)和熱(re)裂(lie)紋。

氣孔

鋼與鎳及其合金焊接時，影響焊縫(feng)中形成氣孔(kong)的主要因素是氧、鎳及其他合金元素的含量。

①氧的(de)影響。焊(han)接時(shi)，液態金屬中(zhong)(zhong)可能(neng)會溶解較多的(de)氧，而氧在(zai)(zai)高溫時(shi)與鎳氧化，形成(cheng)NiO，NiO能(neng)與液體金屬中(zhong)(zhong)的(de)氫(qing)和碳(tan)發(fa)生反應生成(cheng)水蒸氣(qi)(qi)和，在(zai)(zai)熔池凝固(gu)時(shi)如來不及逸(yi)出，殘留在(zai)(zai)焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)就形成(cheng)氣(qi)(qi)孔。在(zai)(zai)純(chun)鎳與Q235-A埋弧焊(han)的(de)鐵鎳焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)，在(zai)(zai)氮和氫(qing)含(han)量(liang)(liang)變化不大的(de)情(qing)況下，焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)含(han)氧量(liang)(liang)越(yue)高，焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)氣(qi)(qi)孔數量(liang)(liang)越(yue)多。

②鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)影(ying)響。在(zai)(zai)(zai)鐵鎳(nie)(nie)焊縫中(zhong)，氧(yang)在(zai)(zai)(zai)鐵鎳(nie)(nie)中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解度不同，氧(yang)在(zai)(zai)(zai)液(ye)(ye)態鎳(nie)(nie)中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解度大于液(ye)(ye)態鐵中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解度，而(er)氧(yang)在(zai)(zai)(zai)固態鎳(nie)(nie)中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解度卻比在(zai)(zai)(zai)固態鐵中(zhong)的(de)(de)(de)小(xiao)，因此，氧(yang)的(de)(de)(de)溶(rong)解度在(zai)(zai)(zai)鎳(nie)(nie)結(jie)晶時的(de)(de)(de)突變，比在(zai)(zai)(zai)鐵結(jie)晶時的(de)(de)(de)突變更加明顯(xian)。所以，焊縫中(zhong)Ni為15%~30%時的(de)(de)(de)氣(qi)孔傾向(xiang)(xiang)小(xiao)，而(er)Ni含量大時，氣(qi)孔傾向(xiang)(xiang)進一步提(ti)高到60%~90%，鋼的(de)(de)(de)溶(rong)入量必然下(xia)降，因此引起(qi)形成氣(qi)孔的(de)(de)(de)傾向(xiang)(xiang)變大。

③其他(ta)合(he)金(jin)元素的影響。當鐵鎳(nie)焊(han)縫中含有錳、鉻(ge)、鉬、鋁、鈦(tai)等(deng)合(he)金(jin)元素或符合(he)合(he)金(jin)化時，能(neng)提高(gao)焊(han)縫抗氣孔能(neng)力(li)，這是由于錳、鈦(tai)和鋁等(deng)都具有脫氧作用，而鉻(ge)和鉬則提高(gao)焊(han)縫固(gu)態金(jin)屬(shu)中的溶解度。所以鎳(nie)與(yu)1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼焊(han)縫的抗氣孔能(neng)力(li)比鎳(nie)與(yu)Q235-A鋼焊(han)縫高(gao)。鋁和鈦(tai)還(huan)能(neng)把(ba)氮固(gu)定在穩(wen)定的化合(he)物中，純鎳(nie)熱軋板材價格，也能(neng)提高(gao)焊(han)縫抗氣孔能(neng)力(li)。

鎳帶制造傳統工藝

金屬(shu)鎳(nie)帶的制(zhi)造方法，更(geng)具體地說，涉及一(yi)種(zhong)直接用電 解鎳(nie)板制(zhi)造鎳(nie)帶的方法。

背承技術

金屬(shu)鎳(nie)薄板(即鎳(nie)帶(dai))作為原材料廣泛運(yun)用電(dian)(dian)子產品(pin)制(zhi)造行(xing)業，如在手(shou) 機(ji)電(dian)(dian)池(chi)、電(dian)(dian)子線路板、燈泡等電(dian)(dian)子產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)生產制(zhi)造中，需(xu)大量運(yun)用鎳(nie)帶(dai)。鎳(nie)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)、純(chun)度(du)和延展(zhan)(zhan)性等物理(li)參(can)數(shu)，是影響以其(qi)為原料的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子產品(pin)質量的(de)(de)(de)(de)(de) 關鍵因素(su)。隨著電(dian)(dian)子產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)小型化和化的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)趨勢，對(dui)鎳(nie)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)、純(chun)度(du)和延展(zhan)(zhan)性等物理(li)參(can)數(shu)提出了越來越高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)要求，要求更薄的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)、更高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de) 純(chun)度(du)和更好的(de)(de)(de)(de)(de)延展(zhan)(zhan)性、導(dao)電(dian)(dian)性、更低的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻值。

作為原材料的(de)電(dian)解鎳(nie)(nie)板因(yin)含氫、硫成份高，脆性大、韌性小，不(bu)能軋(ya)制。 目前，金屬鎳(nie)(nie)帶是采用傳(chuan)統的(de)工(gong)藝(yi)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)生產的(de)，生產金屬鎳(nie)(nie)帶的(de)傳(chuan)統方(fang)法(fa)是：先將電(dian)解鎳(nie)(nie)板經分切(qie)、真空熔(rong)煉澆鑄成鎳(nie)(nie)錠，經過刨面 后加(jia)熱、進(jin)行(xing)熱軋(ya)，對(dui)熱軋(ya)后的(de)半成品(pin)進(jin)行(xing)酸(suan)洗(xi)，然(ran)后在進(jin)行(xing)多次冷軋(ya)、壓(ya)延、退火(huo)(huo)和酸(suan)洗(xi)，達到規定厚度(du)后，進(jin)行(xing)分條，純(chun)鎳(nie)(nie)熱軋(ya)板材哪里(li)有(you)，然(ran)后對(dui)成品(pin)進(jin)行(xing)退火(huo)(huo)，后 進(jin)行(xing)包裝完(wan)成。

鎳合金

這里(li)介紹的(de)鍛(duan)軋(ya)鎳基合金(jin)(定義為含(han)鎳45%以上的(de)合金(jin))包(bao)括了(le)化工廠常用的(de)各類鍛(duan)軋(ya)耐蝕合金(jin)。

合金的性能

鎳合金(jin)(jin)比(bi)不銹(xiu)鋼(gang)昂貴。但是，根據初始(shi)成本(ben)而(er)不是根據壽(shou)命周(zhou)期成本(ben)進(jin)行(xing)經(jing)濟性的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)較可能會誤導人們。例如(ru)，Ni-Cr-Mo合金(jin)(jin)價格大(da)約是18Cr-8Ni不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)5倍，是超級奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)2倍。但由于(yu)鎳合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性能，初始(shi)成本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)增加常常能夠(gou)通過設備(bei)壽(shou)命的(de)(de)(de)(de)(de)延長(chang)，純(chun)鎳熱軋(ya)板材(cai)多(duo)少錢，維修費(fei)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)降低和的(de)(de)(de)(de)(de)停機所帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)期費(fei)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)節省而(er)獲得補償。

鎳(nie)合金(jin)的(de)物理性能與300系(xi)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)物理性能十分相似(si)。鎳(nie)基合金(jin)與碳(tan)鋼(gang)的(de)熱(re)膨脹(zhang)(zhang)率大致相等，而明顯低于(yu)300系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)熱(re)膨脹(zhang)(zhang)率。

雖然純鎳的導熱(re)(re)率高于碳鋼(gang)，但是，大多數鎳合金的導熱(re)(re)率明顯比較低，在某(mou)些情況下甚至低于奧氏體不銹鋼(gang)的導熱(re)(re)率。