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，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，精密N6纯镍宽料，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。

　　镍合金的发展

　　Inco和Haynes公司利用这些商标的度和美誉度，共计推出了MONEL、INCONEL、INCOLOY和HASTELLOY系列的大约50种耐腐蚀和耐热合金。

　　德国的克虏伯VDM公司是一个后来比较出名的镍基合金和生产者，其商标是Nicrofer，Nimofer和Nicorros。

　　这三家世界的公司还在继续开发化学工业感兴趣的新型镍合金和改进型合金。本文提到的它们的合金列于表A。

　　所有早期的合金早已失去保护，现在世界许多其它生产厂都可以生产这些合金，或是其自己的商品名，启东N6纯镍宽料，或是符合标准或技术规范的通用合金名称。如同药品一样，关于通用名产品和权产品之间的等效问题还存有争论。

　　常用的标准规范如ASTM和DIN可能比合金开发生产厂家自定的标准限制性要求更少，厂商企业内部标准对合金化学成分和冶金参数控制得更严一些，目标在于确保较高的材料性能。

　　镍带市场专项深度调研报告

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