《兵器制造异种材料焊接工艺》课件——实操.pptxVIP

钢与镍的焊接接头冶金过程分析01填充材料的选择02焊接方法的选择03焊接工艺制定04目录/Contents

钢与镍的焊接接头冶金过程分析

钢与镍的焊接接头冶金过程分析纯镍镍/镍合金的分类：镍合金N2、N4、N6、N8镍基高温合金、镍基耐蚀合金

钢与镍的焊接接头冶金过程分析纯镍特点镍/镍合金的分类：镍合金特点耐腐蚀、塑韧性较好、易于冷加工、不耐高温、热强性差。高温下具有较高的力学性能、抗氧化、耐腐蚀。镍基高温合金镍基耐蚀合金耐高温温度区间较宽（200~1100℃）、耐腐蚀、具备良好的高温和低温力学性能。

钢与镍的焊接接头冶金过程分析钢与镍/镍合金焊接特点在钢与镍的实际焊接生产中，镍及镍合金多以工业纯镍、镍基高温合金、镍基耐蚀合金为对象，而钢则是以低碳钢、奥氏体不锈钢为对象，进行组合搭配焊接。钢与镍进行焊接时，需考虑二者添加元素不同引起物理性差异，导致熔焊焊接性复杂，引起焊接问题。

钢与镍的焊接接头冶金过程分析钢与镍及镍合金组合的熔焊焊接性镍基高温合金固溶强化型W、Mo、Nb在镍铬固溶体溶液中发生置换，使得溶剂金属镍的晶格畸变，增加晶粒滑移阻力；同时W、Mo、Nb熔点较高，增强了其高温力学性能，故该合金与不锈钢焊接时，焊接性较好。

钢与镍的焊接接头冶金过程分析钢与镍及镍合金组合的熔焊焊接性镍基高温合金时效强化型基于W、Mo、Nb的基础上添加Al、Ti，析出金属间化合物和碳化物（第二相），通过第二相提高合金强度，焊接性差。

钢与镍及镍合金组合的熔焊焊接性Fe、Ni物理性能差异：熔点碳钢（1500℃）、镍（1453℃）热导率碳钢（77.5/(W/(mK))）、镍（59.43/(W/(mK))）线膨胀系数碳钢（11.76×10-6/K）、镍（13.3×10-6/K）钢与镍的焊接接头冶金过程分析

钢与镍及镍合金组合的熔焊焊接性铁与镍的主要焊接缺陷：热裂纹合金元素影响：S、P、Al、Ti等提高焊接裂纹敏感性。焊前合金状态：冷轧、平整或时效处理提高焊接裂纹敏感性。焊前表面处理：油、漆、纤维等会污染焊缝和热影响区，提高焊接裂纹敏感性。焊后热处理：利用固溶或中温消除应力。钢与镍的焊接接头冶金过程分析

钢与镍焊接填充材料的选择

钢与镍焊接填充材料的选择钢与镍焊接如何选用填充材料？主要是取决于两种材料的熔焊特点，以此为基础进行填充材料的选择，可降低、甚至是必免焊接缺陷出现的概率。

钢与镍焊接填充材料的选择钢/镍焊接填充材料选择原则：钢/镍熔焊特点Fe与Ni物理、化学成分相近，有可以无限固溶，但是合金元素添加后，其物理性能发生改变，焊接性复杂。

钢与镍焊接填充材料的选择钢/镍焊接填充材料选择原则：材料选择原则选用焊接性能较差的一方。例如：不锈钢和镍基高温合金焊接采用的填充材料：HGH3030、G12Cr18Ni9、HGH3044。钢侧：Fe与S形成低熔点共晶物。镍侧：Al、Ti，析出金属间化合物和碳化物。

钢与镍的焊接方法

钢/镍焊接方法选择原则钢与镍的焊接方法两种材料的熔焊特点，以此为基础进行焊接方法的选择，目的也是为了降低、甚至是必免焊接缺陷出现的概率。

钢/镍焊接方法选择原则钢与镍的焊接方法（1）钢/镍熔焊特点：（2）焊接方法选择原则：不锈钢/镍基高温合金焊接时，由于镍基高温合金热强性高、塑性差、熔透性差，相同焊接条件下高温合金熔池液态金属流动性差，大电流时，容易出现接头过热。TIG、MIG等。

TIG焊接MIG焊接（冷金属过渡）TIG焊接钢与镍/镍合金焊接的特点热输入低可抑制晶粒粗大、接头过热；熔池保护效果良好，避免焊缝产生气孔、以及镍合金中的关键元素烧损。钢与镍的焊接方法

TIG焊接MIG焊接（冷金属过渡）MIG（冷金属过渡）焊接钢与镍/镍合金焊接的特点热输入相对较小；熔池保护效果好，同样可以避免焊缝产生气孔，及关键合金元素烧损。钢与镍的焊接方法

钢与镍的焊接工艺制定

钢与镍的焊接工艺制定TIG焊接镍基高温合金/不锈钢接头形式（对接）0.8~3.0mm0~1.5mm3.0~6.0mm0.8~2.0mm

钢与镍的焊接工艺制定钢/镍及镍合金操作技术焊前工件表面清理，利用酒精或者丙酮对工件表面的油、污、漆等理清。一般采用短弧、小幅度摆动，摆动回程时略停顿。一般不采用焊后热处理，特殊情况下未防止发生晶间腐蚀，可以采用热处理。对于耐蚀合金，采用低热输入时，需要开U形坡口。

TIG焊接镍基高温合金/不锈钢TIG焊接参数钢与镍的焊接工艺制定材料厚度/mm焊丝焊前状态接头形式焊接参数牌号直径/mm电弧电压焊接电流氩气流量钨极直径GH2132+不锈钢1.5+1.5H12Cr18Ni91.6990℃空冷对接11~1255~656~81.6GH2132+12Cr18Ni91.2+1.2HGH3044或HGH31131.58~1065~8