楊旭,袁鳳飛

　　貴州航天烏江機電設(shè)備有限責(zé)任公司 貴州遵義 563000

　　摘要：近些年以來，伴隨著我國工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提升，生產(chǎn)技術(shù)能力也越來越強大，其中在鎳基合金焊接過程中，就出現(xiàn)了越來越多高效化焊接工藝，有效促進了鎳基合金焊接效率與效果的提升，保障了鎳基合金應(yīng)有價值與作用的充分發(fā)揮。本文就分析了鎳基合金焊接過程中的常見問題與防治措施，包括焊接熱裂紋產(chǎn)生與防治措施、氣孔產(chǎn)生與防治措施、夾渣形成與防治措施，而后提出了手工電弧焊焊接操作技術(shù)要點，希望能夠借此為鎳基合金焊接工作提供更多可靠的參考依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：鎳基合金;焊接工藝;常見問題;防治措施;技術(shù)要點

　　現(xiàn)階段，在工業(yè)生產(chǎn)實踐過程中，鎳基合金得到了越來越廣泛的應(yīng)用，因此有關(guān)鎳基合金的焊接工藝研究也受到了更多關(guān)注與重視。鎳基合金有著優(yōu)秀的耐腐蝕性、較高的耐熱性比、特殊的電磁與熱膨脹性能、良好的力學(xué)性能等優(yōu)勢。特別是在高于800℃的高溫狀態(tài)下依舊可以保持良好熱強度與熱穩(wěn)定性。所以鎳基合金能夠在高溫氧化氣氛或者燃?xì)鈼l件下保持長期良好的工作狀態(tài)，現(xiàn)如今，鎳基合金已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了燃?xì)忮仩t、核反應(yīng)堆予熱器以及噴氣發(fā)動機等多項制造工業(yè)當(dāng)中，因此必須要深入研究與分析鎳基合金在焊接過程中的常見問題、防治措施以及具體焊接工藝。

　　一、鎳基合金焊接常見問題與防治措施分析

　　(一)焊接熱裂紋產(chǎn)生與防治措施

　　第一，產(chǎn)生原因。在鎳基合金焊接期間，有著較高焊接熱裂紋敏感度，容易在弧坑部位發(fā)生較大裂紋，晶間腋膜屬于引起單相組織裂紋凝固的最根本冶金因素。內(nèi)部存在不均勻的成分或者沒有清洗干凈，有C、Ni、P、S等多種元素在熔池當(dāng)中生成熔點較低的共晶，結(jié)晶期間雜質(zhì)偏析較為嚴(yán)重，焊接規(guī)范操作不當(dāng)以及較大熱輸入都會引發(fā)裂紋。裂紋致使結(jié)構(gòu)強度明顯降低，甚至可能引發(fā)結(jié)構(gòu)整體性破壞，所以不允許出現(xiàn)或存在裂紋;第二，防治措施。首先，在焊接期間選擇小電爐快速焊接方式，將弧坑填滿，針對厚度在6mm以上的焊件，還應(yīng)當(dāng)開展多層多道焊接工作，將環(huán)境溫度始終控制到5℃以上，清洗干凈焊接縫兩側(cè)存在污物，必須避免S、P一類有害元素混入其中，尤其需要針對含有鉛元素或者硫元素的部分污物，必須及時徹底的清除。其次，提升錳元素含量可以擴大部分有害元素溶解度，所以提升焊接材料當(dāng)中的錳元素含量以及材料本身純度，對于減少或者抑制焊接條和焊劑當(dāng)中的有害物質(zhì)是十分有效的[1]。

　　(二)氣孔產(chǎn)生與防治措施

　　第一，產(chǎn)生原因。鎳基合金固液相溫度間距較小，流動性不足，當(dāng)焊接快速冷卻凝固時，十分容易發(fā)生焊縫氣孔。影響氣孔形成的主要因素就是氧、鎳和其他合金元素的具體含量，液態(tài)金屬當(dāng)中可能溶解較多氧氣，而氧氣處于高溫環(huán)境下和鎳十分容易出現(xiàn)氧化反應(yīng)，從而讓液體金屬當(dāng)中的氫氣與碳元素發(fā)生反應(yīng)，生成水與CO，當(dāng)熔池凝固時，如果沒有及時逸出，就會殘留到焊縫當(dāng)中生成氣孔;第二，防治措施。首先，鎳基合金的工作區(qū)域應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離碳鋼工作區(qū)域，降低焊材水分含量，采取正確焊接規(guī)范;其次，保護好氣體流量，優(yōu)選適宜噴嘴、保護氣體純度、焊件距離、輸氣帶等，使用擋風(fēng)布將附近施工現(xiàn)場圍住，避免外部因素干擾出現(xiàn)雜質(zhì)污物，這些都可以防治焊接氣孔。

　　(三)夾渣形成與防治措施

　　第一，形成原因。由于鎳基合金有著較大密度，熔融金屬當(dāng)中具有較高含鎳量，流動性與滲透力不足，焊條熔焊過程中受到電阻熱影響，連續(xù)焊接之后半截焊條藥皮都會處于紅熱或者半熔化狀態(tài)下，導(dǎo)致其失去原有的電弧吹力與保護功能，熔合不夠均勻，熔融金屬被直接堆積到焊縫當(dāng)中進而出現(xiàn)夾渣;第二，防治措施[2]。選擇合理焊接規(guī)范，在焊接期間應(yīng)用斷弧焊接方式，遇到多層多道焊時，將層間焊渣及時清理干凈，將熔融金屬運送至坡口適宜位置，這些措施都能夠避免夾渣形成。

　　二、手工電弧焊焊接操作技術(shù)要點分析

　　第一，因為鎳基合金有著較高電阻率，焊接過程中會產(chǎn)生較大電阻熱，藥皮容易發(fā)生開裂或發(fā)紅的情況，因此相同直徑的焊條相較于低碳鋼焊條往往需要降低20%左右的焊接電流，否則在焊接時因為藥皮快速開裂發(fā)紅就會失去應(yīng)有的保護作用，進而導(dǎo)致焊接缺陷的出現(xiàn);第二，在焊接過程中，焊條應(yīng)當(dāng)做小范圍橫向擺動，選擇小電流快速焊接方式，一次焊接形成的焊縫一般不能過寬，多層焊接時，層間應(yīng)當(dāng)將熔渣徹底清除，層間溫度需要控制在60℃以下，嚴(yán)禁隨意在焊件上引弧，避免對焊件表面造成不必要的損傷，影響其耐腐蝕性能。從仰焊部位開始焊接至下45°時采取連弧焊方式，從下45°到上45°之間選擇斷弧焊方式，從上45°到接頭部位選擇連弧焊方式。斷弧焊應(yīng)當(dāng)確保引弧與斷弧干凈，確保溶滴和母材之間能夠良好的熔合。鎳基合金在焊接過程中的熔池一般有著較大粘度、較慢凝結(jié)性以與導(dǎo)熱性，斷弧頻率應(yīng)當(dāng)結(jié)合熔池溫度變化來確定。連弧焊過程中，焊條采取Z字型勻速擺動方式，讓坡口兩側(cè)熔合，在焊條處于坡口一側(cè)將坡口邊緣部位熔合之后，需要稍作前行，讓熔池能夠前移，這樣反復(fù)運作后便可形成連弧;第三，因為鎳基合金在焊接過程中熔池缺少良好的流動性，為避免發(fā)生未熔合、夾渣或者氣孔等問題，在焊接期間需要適當(dāng)擺動焊條，將融化金屬完全運送到坡口適合位置處，同時保持好角度。在垂直點進行仰焊時，焊條角度需要前傾80°左右，將電弧壓低，擺動焊條，讓溶滴可以順利抵達焊接部位，如果溶滴沒有到位，則會出現(xiàn)成形質(zhì)量差等缺陷。在垂直點焊接至下45°時，焊條角度將變成后傾80°，一直到上45°時，將焊條角度重新變回垂直。焊接接頭過程中需要主要采取反向引弧方式，這樣更有助于焊接接頭部位的焊縫平滑，同時對氣孔的出現(xiàn)加以抑制[3]。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，深入分析與研究鎳基合金焊接工藝，能夠大大提升焊接水平，減少不必要的資源浪費，提高鎳基合金效益。

　　參考文獻：

　　[1]伍道亮,張輝,陳學(xué)雷,師金鳳.鎳基合金復(fù)合厚壁管的FCAW焊接工藝研究[J].金屬加工(熱加工),2023(01):38-41.

　　[2]岳考捷,賈晨,王云嵩,牛方勇,馬廣義,吳東江.鎳基合金薄板激光焊接研究進展[J].光電工程,2022,49(12):26-44.

　　[3]王瑋,閆棟,劉向前,蔣鵬,付文,李彥默.鎳基高溫合金的擴散焊接研究進展[J].材料開發(fā)與應(yīng)用,2022,37(05):77-85.

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