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鋼與鎳及鎳合金焊接，常見問題解答

制造化工和石油設備時，為了節(jié)省昂貴的鎳，經常需要將鋼與鎳及合金焊接在一起。

焊接的主要問題

焊接時，焊縫中的主要成分是鐵和鎳，鐵和鎳能夠互溶，不形成金屬間化合物。在一般情況下，焊縫中的含鎳量相對高，所以在焊接接頭的熔合區(qū)，不會形成擴散層。焊接的主要問題是在焊縫中容易產生氣孔和熱裂紋。

氣孔

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

①氧的影響。焊接時，液態(tài)金屬中可能會溶解較多的氧，而氧在高溫時與鎳氧化，形成NiO，NiO能與液體金屬中的氫和碳發(fā)生反應生成水蒸氣和，在熔池凝固時如來不及逸出，殘留在焊縫中就形成氣孔。在純鎳與Q235-A埋弧焊的鐵鎳焊縫中，在氮和氫含量變化不大的情況下，焊縫中含氧量越高，焊縫中氣孔數量越多。

②鎳的影響。在鐵鎳焊縫中，純鎳板，氧在鐵鎳中的溶解度不同，氧在液態(tài)鎳中的溶解度大于液態(tài)鐵中的溶解度，而氧在固態(tài)鎳中的溶解度卻比在固態(tài)鐵中的小，因此，氧的溶解度在鎳結晶時的突變，比在鐵結晶時的突變更加明顯。所以，焊縫中Ni為15%~30%時的氣孔傾向小，純鎳板公司，而Ni含量大時，氣孔傾向進一步提高到60%~90%，鋼的溶入量必然下降，因此引起形成氣孔的傾向變大。

③其他合金元素的影響。當鐵鎳焊縫中含有錳、鉻、鉬、鋁、鈦等合金元素或符合合金化時，能提高焊縫抗氣孔能力，這是由于錳、鈦和鋁等都具有脫氧作用，而鉻和鉬則提高焊縫固態(tài)金屬中的溶解度。所以鎳與1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊縫的抗氣孔能力比鎳與Q235-A鋼焊縫高。鋁和鈦還能把氮固定在穩(wěn)定的化合物中，也能提高焊縫抗氣孔能力。

鎳合金

鎳合金又稱為鎳基合金

      鎳合金是以鎳為基加入其他元素組成的合金。1905年前后制出的含銅約30%的蒙乃爾(Monel)合金，是較早的鎳合金。鎳具有良好的力學、物理和化學性能，添加適宜的元素可提高它的性、耐蝕性、高溫強度和改善某些物理性能，在化工、電子、、航空航天等部門有著廣泛的用途。成為發(fā)展現(xiàn)代航空工業(yè)、工業(yè)和建立人類高水平物質文化生活的現(xiàn)代化體系不可缺少的金屬。

鎳基合金的種類及應用

按照合金的主要性能，可以把鎳基合金分為鎳基耐熱合金、鎳基耐蝕合金、鎳基耐磨合金等;按照成分進行分類，可以分為Ni-Cr-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr-Mo-Cu合金、Ni-Cu合金、Ni-Cr合金等。以下幾種為常見鎳基合金的牌號。

HastelloyC-276(UNSN10276，簡稱C-276合金)，一種Ni-Cr-Mo-W合金，具有優(yōu)異的耐點腐蝕和應力腐蝕開裂性能，特別是在含氯離子的煙氣脫硫環(huán)境中的耐蝕性能。廣泛用于煙氣脫硫工程、治污工程、化工設備等領域。

Inconel

625(UNSN06625，簡稱625合金)，一種Ni-Cr-Mo合金，用于苛刻性腐蝕環(huán)境，純鎳板生產廠家，尤其是存在縫隙腐蝕、點腐蝕及高溫氧化環(huán)境中。廣泛用于航天工程、化工設備、石油開發(fā)、治污工程等領域。

Incoloy

825(UNSN08825，簡稱825合金)，一種Ni-Fe-Cr-Mo合金，具有優(yōu)異的耐硫酸和磷酸腐蝕性能，很好的耐點腐蝕、應力腐蝕開裂和晶間腐蝕性能。廣泛用于化工設備、石油工程、治污工程等領域。

Inconel

600(UNSN06600，簡稱600合金)，一種Ni-Cr-Fe合金，具有很好的耐應力腐蝕開裂，耐堿腐蝕等性能。廣泛用于石油化工、核工業(yè)等領域。

Monel

400(UNSN04400)，一種Ni-Cu合金，在海水、稀、稀硫酸等腐蝕環(huán)境中具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。廣泛應用于海洋工程、制鹽設備、化工設備等領域。