镍及镍基合金焊缝应尽量凸起,自然成形,尽量不使焊缝拉平或凹下。由于镍及镍基合金焊缝金属表面张力大,流动性差,粘性大不易成形和易产生氧化等因素,自然成形的焊缝一般为凸状,如果焊缝是平坦或下凹状就会由于应力的作用产生裂纹。因此在单面焊双面成形时手弧焊背面好加垫板,氩弧焊时除加强对正面焊缝的气体保护外,氩弧焊背面加气体保护装置。
由于镍基具有单相组织,焊接时存在与奥氏体不锈钢相类似的问题,在焊接时比较容易出现焊缝气孔,焊接热裂纹,未熔合,变形量过大,咬边等缺陷。在实际生产中经常遇到且危害较大的是焊缝气孔和焊接热裂纹。
焊接热裂纹的产生原因
(1) 焊缝热脆性是由于硫、铅、磷或低熔点共晶体混入,它们形成晶间薄膜引起高温下的严重脆化,焊缝金属的热裂纹一般是由于低熔点夹杂物从表面沿晶间渗透而引起的。
(2) 焊接坡口及其两侧的污物清理不干净其油污中的硫常常引起镍基合金焊缝产生热裂纹。
(3) 焊缝表面凸凹不平引起应力集中而产生裂纹。
(4) 收弧时没有填满弧坑和电流衰减时间较短,收弧处熔敷金属量少出现弧坑其强度比较薄弱,在相变应力和拘束应力的作用下产生收弧处微裂纹。
(5) 焊接电流过大,焊接速度较慢,焊接线能量较大,层间温度过高使焊接接头过热产生粗大晶粒,在粗大晶粒边界上集中了一些低熔点共晶体他们的强度低脆性大,在焊接应力的作用下很容易形成热裂纹。
焊接热裂纹的防止措施
(1) 选用硫、磷含量较低的镍基合金焊材以防止熔敷金属中低熔点夹杂物的产生。
(2) 焊接坡口及其两侧的污物及氧化层清理干净,防止硫、铅、磷或低熔点杂质混入熔敷金属中。
(3) 焊缝表面应均匀平整。无局部凸凹不平存在,以防止由于局部应力集中而产生裂纹。镍基合金焊缝成形以均匀凸起的自然成形为好。
(4) 收弧时采取多次填弧坑的方法将弧坑均匀填满。氩弧焊收弧时电流衰减时间要长, 并电流衰减至小程度,使收弧处无任何凹陷存在。
(5) 选用的焊接电流、电弧电压和焊接速度适当,即在熔合良好的情况下尽量选用较小的焊接线能量和较低的层间温度,以防止焊缝及热影响区过热而产生热裂纹。
焊条电弧焊通常指手工电弧焊,在镍及其合金的焊接中,主要用来焊接纯镍和固溶强化镍基耐蚀合金,例如(镍合号):200、201、400、R-405、NS315、601、X、G、NS321、NS333、NS336、NS111、NS142、NS143等。而镍基高温合金很少用手工电弧焊进行焊接。在大多数情况下，应选用化学成分与母材类似的焊条，为了稳定电弧，保护熔池免受大气中O和N的污染，焊条药皮常添加Ti、Mn、Nb作脱氧剂，常见的镍及其合金的焊条有：Ni102、Ni112、Ni202、Ni207、Ni307、Ni307A、Ni307B、Ni317、Ni327、Ni337、Ni347、Ni357。
在很多工业加工行业中，都会重视金属材料的应用情况，现在镍基合金也成为了众多厂家都会选用的材料之一，工作人员在对镍基合金进行焊接处理的时候，要结合合金材料的特性来进行加工，同时还应该了解以上这些焊接技术要点。
镍基高温合金是在 Cr20Ni80合金（俗称镍铬丝，制作电热元件的材料）基础上发展起来的。为了满足高温热强性以及抗氧化、抗腐蚀等方面的要求，镍基高温合金中加入了大量的强化元素，主要强化机制包括固溶强化（Al、W 、Mo等）、析出沉淀强化（γ′相强化）。γ′相强化要求镍基高温合金具有较高水平的铝和钛。然而，高铝钛含量与镍基高温合金的焊接性是一对矛盾关系。
超级合金或合金是540℃ (1000℉)上述高温环境，其主要要求具有抗变形、高表面稳定性。这些抗氧化性能优良，抗蠕变性好。钴基、镍基和铁基合金是三个高温合金中的一个一部分。铁基超合金通常是使用不锈钢技术来锻造。镍基和钴基超合金可以按照其组成或使用进行工艺或锻造。超级合金一般可以锻造、轧制成片或制成不同的形态。将高度合金化的结合起来成铸件。
GH3030是镍铬基固溶强固溶变形高温合金，工作温度在800℃以下，合金具有优良的焊接性能，可用于弧焊、点焊、缝焊或焊接。 如果生产中溶液温度低，则由残余碳化物形成的旧晶体世界将被保留下来。 该合金具有良好的热强度和高塑性，以及抗冷、抗冷疲劳和抗氧化性，具有良好的冷压和焊接工艺。 固溶后合金为单相奥氏体，使用过程中组织稳定。 涡轮发动机燃烧室零件主要用于800℃以下和1100℃以下，要求抗氧化性但能承受较小载荷的高温零件。 合金已被用于制造航空发动机燃烧室、增强燃烧室和外壳等部件。 主要产品包括冷轧薄板、棒材、环材、线材和管材。
