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，可逆纯镍冷轧板材，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，高强度纯镍冷轧板材，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，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，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。

　　锂电池PACK中镍带开槽的作用

　　镍带是电池串并联的重要物料，在成型镍带开模时，总会在镍带点焊的位置开槽，一般是1*7mm的一字小条形，或是两个1*7mm的十字交叉槽。这样开槽的作用是什么呢?

　　锂电池PACK中镍带开槽的作用

　　目前的点焊机，大多数还都是电阻点焊。镍带开槽这样做的好处，

　　一是人为地增加镍带上两个点焊点之间的内阻。点焊机的瞬间电流通过点焊针往下，镍带开槽导致镍带上方两个点焊针之间的内阻增加，瞬间电流会顺着镍带直接往下走，在镍带与电芯之间发生，这样熔点就会发生在镍带与电芯中间，使得两者的结合连接更好。没有开槽的镍带，点焊机的瞬间电流会在镍带上方发生，熔点也出现在镍带的上方，这样镍带与电芯的结合并不是很好。点焊后的拉力测试和牢固性来说，开槽的镍带会更好。

　　二是为了限位，人工点焊的生产工艺，能让操作员工肉眼识别到点焊的位置，以免点焊错位。自动点焊机的工艺，制作自动点焊夹具时，开槽也能起到限位的作用。

　　钢与镍及镍合金焊接，常见问题解答

　　热裂纹

　　钢与镍及其合金的焊缝中，产生热裂纹的主要原因是，由于高镍焊缝具有树枝状组织，在粗大晶粒的边缘上，集中了一些低熔点共晶体，从而削弱了晶粒间的联系，降低了焊缝金属的抗裂能力。另外，焊缝金属的镍含量过高对焊缝金属产生热裂纹有重大的影响，在铁镍焊缝中，氧、硫、磷等杂质对焊缝热裂纹倾向也有很大的影响。

　　当采用无氧焊剂时，由于焊缝中氧、硫、磷等有害杂质质量的减少，特别是含氧量的下降，使裂纹量大为减小。因为熔池结晶时，氧和镍能形成Ni+NiO共晶体，共晶温度为1438℃，而且氧还能加强硫的有害作用。所以焊缝中含氧量较高时，热裂纹倾向较大。

　　Mn、Cr、Mo、Ti、Nb等合金元素，均能提高焊缝金属的抗裂性能。Mn、Cr、Mo、Ti、Nb均是变质剂，能细化焊缝组织，兴化纯镍冷轧板材，并能打乱其结晶方向。Al、Ti还是强烈的脱氧剂，能降低焊缝中氧的含量。Mn能与S形成难熔化合物MnS，从而减少硫的有害作用。

　　焊接接头的力学性能

　　铁镍焊接接头的力学性能与填充金属材料以及焊接参数有关。在焊接纯镍和低碳钢时，当焊缝中Ni当量低于30%，在焊缝快速冷却条件下，焊缝中会出现马氏体结构，高温纯镍冷轧板材，使接头的塑性和韧性急剧下降。因此，为了使接头获取较好的塑性和韧性，铁镍焊缝中的Ni当量应大于30%。

可逆纯镍冷轧板材-选无锡腾达海川-兴化纯镍冷轧板材由无锡腾达海川新材料有限公司提供。无锡腾达海川新材料有限公司坚持“以人为本”的企业理念，拥有一支高素质的员工队伍，力求提供更好的产品和服务回馈社会，并欢迎广大新老客户光临惠顾，真诚合作、共创美好未来。无锡腾达海川——您可信赖的朋友，公司地址：无锡市新区锡梅路177号，联系人：龚总。