鋼與鎳及鎳合金焊接，純鎳?yán)滠埌宀墓荆Ｒ妴栴}解答

制造化工和石油設(shè)備時(shí)，為了節(jié)省昂貴的鎳，經(jīng)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(shí)，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(duì)高，所以在焊接接頭的熔合區(qū)，不會(huì)形成擴(kuò)散層。焊接的主要問題是在焊縫中容易產(chǎn)生氣孔和熱裂紋。

氣孔

鋼與鎳及其合金焊接時(shí)，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(shí)，液態(tài)金屬中可能會(huì)溶解較多的氧，而氧在高溫時(shí)與鎳氧化，形成NiO，NiO能與液體金屬中的氫和碳發(fā)生反應(yīng)生成水蒸氣和，在熔池凝固時(shí)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，自動(dòng)化純鎳?yán)滠埌宀?，焊縫中氣孔數(shù)量越多。

②鎳的影響。在鐵鎳焊縫中，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(jié)晶時(shí)的突變，比在鐵結(jié)晶時(shí)的突變更加明顯。所以，焊縫中Ni為15%~30%時(shí)的氣孔傾向小，而Ni含量大時(shí)，氣孔傾向進(jìn)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(dāng)鐵鎳焊縫中含有錳、鉻、鉬、鋁、鈦等合金元素或符合合金化時(shí)，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。

鎳合金按用途可分為：

(1)鎳基精密合金：包括鎳基軟磁合金、鎳基精密電阻合金和鎳基電熱合金等。的軟磁合金是含鎳80%左右的坡莫合金，高新技術(shù)純鎳?yán)滠埌宀?，其磁?dǎo)率和起始磁導(dǎo)率高，矯頑力低，是電子工業(yè)中重要的鐵芯材料。鎳基精密電阻合金的主要合金元素是鉻、鋁、銅，這種合金具有較高的電阻率、較低的電阻率溫度系數(shù)和良好的耐蝕性，用于制作電阻器。鎳基電熱合金是含鉻20%的鎳合金，具有良好的、抗腐蝕性能，可在1000～1100℃溫度下長期使用。

(2)鎳基形狀記憶合金：含鈦的鎳合金。其回復(fù)溫度是70℃，形狀記憶效果好。少量改變鎳鈦成分比例，可使回復(fù)溫度在30～100℃范圍內(nèi)變化。多用于制造航天器上使用的自動(dòng)張開結(jié)構(gòu)件、宇航工業(yè)用的自激勵(lì)緊固件、生物醫(yī)學(xué)上使用的人造心臟馬達(dá)等。

鎳帶

純鎳具有良好的光澤、延展性、可焊性、導(dǎo)電性以及耐蝕性。鎳帶外觀銀白色，厚度：(0.01mm—6.0mm)，寬度：(1.0 mm—165000mm)鎳帶其熔點(diǎn)高，在陰極工作溫度范圍內(nèi)，太倉純鎳?yán)滠埌宀?，?huì)蒸發(fā);有足夠的熱蒸發(fā)，并有好的機(jī)械加工性能和成形性;對(duì)陰極的發(fā)射性有好的影響，并有適宜的電阻系數(shù)，輻射系數(shù)好，熱傳導(dǎo)系數(shù)大，因此，鎳帶多用于耐蝕構(gòu)件。精密儀器結(jié)構(gòu)和的重要零件。

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