钢与镍及镍合金焊接，常见问题解答

　　制造化工和石油设备时，为了节省昂贵的镍，经常需要将钢与镍及合金焊接在一起。

　　焊接的主要问题

　　焊接时，焊缝中的主要成分是铁和镍，铁和镍能够互溶，不形成金属间化合物。在一般情况下，焊缝中的含镍量相对高，所以在焊接接头的熔合区，不会形成扩散层。焊接的主要问题是在焊缝中容易产生气孔和热裂纹。

　　气孔

　　钢与镍及其合金焊接时，可逆纯镍热轧板材，影响焊缝中形成气孔的主要因素是氧、镍及其他合金元素的含量。

　　①氧的影响。焊接时，液态金属中可能会溶解较多的氧，而氧在高温时与镍氧化，形成NiO，NiO能与液体金属中的氢和碳发生反应生成水蒸气和，在熔池凝固时如来不及逸出，泰州纯镍热轧板材，残留在焊缝中就形成气孔。在纯镍与Q235-A埋弧焊的铁镍焊缝中，在氮和氢含量变化不大的情况下，焊缝中含氧量越高，精密纯镍热轧板材，焊缝中气孔数量越多。

　　②镍的影响。在铁镍焊缝中，氧在铁镍中的溶解度不同，氧在液态镍中的溶解度大于液态铁中的溶解度，而氧在固态镍中的溶解度却比在固态铁中的小，因此，氧的溶解度在镍结晶时的突变，比在铁结晶时的突变更加明显。所以，焊缝中Ni为15%~30%时的气孔倾向小，而Ni含量大时，气孔倾向进一步提高到60%~90%，钢的溶入量必然下降，因此引起形成气孔的倾向变大。

　　③其他合金元素的影响。当铁镍焊缝中含有锰、铬、钼、铝、钛等合金元素或符合合金化时，能提高焊缝抗气孔能力，这是由于锰、钛和铝等都具有脱氧作用，而铬和钼则提高焊缝固态金属中的溶解度。所以镍与1Cr18Ni9Ti不锈钢焊缝的抗气孔能力比镍与Q235-A钢焊缝高。铝和钛还能把氮固定在稳定的化合物中，也能提高焊缝抗气孔能力。

　　镍基合金复合板的力学性能和腐蚀性能的检验

　　镍基合金复合板可以采用的标准有NB/T47002.2-2009和ASMESA265等。力学性能检验按标准所列项目及用户要求进行检测，如拉伸试验、冲击试验、弯曲试验、剪切试验等。NB/T47002.2-2009规定剪切强度的不小于210MPa，ASME

　　SA265规定剪切强度不小于140MPa。实践表明，采用法生产的镍基合金复合板的剪切强度一般不小于300MPa，远大于标准要求值。拉伸、冲击等性能达到基材的要求，保证复合板在设备制作和运行过程中所需的强度和韧性，保障设备安全运行。

　　对于复合后的镍基合金层的耐腐蚀性能检测，是复合板性能检测的一个重要指标。镍基合金常用的晶间腐蚀试验方法为ASTM

G28(A法和B法)，评定镍基合金的晶间腐蚀倾向。而复合板复合后的热处理，是保证复层镍基合金的耐腐蚀性能关键过程。

　　镍合金

　　镍合金又称为镍基合金

      镍合金是以镍为基加入其他元素组成的合金。1905年前后制出的含铜约30%的蒙乃尔(Monel)合金，纯镍热轧板材发货快不快，是较早的镍合金。镍具有良好的力学、物理和化学性能，添加适宜的元素可提高它的性、耐蚀性、高温强度和改善某些物理性能，在化工、电子、、航空航天等部门有着广泛的用途。成为发展现代航空工业、工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。

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