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各种常用材料的焊接的焊接材料选择原则
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　　摘要：蒙乃尔合金是一种机械性能和加工性能好，耐腐蚀性强的Ni-Cu合金，在焊接加工时容易产生热裂纹和气孔等缺陷。通过对这些缺陷的分析，找出了缺陷产生的原因，经过焊接工艺试验，制定出合理的焊接工艺参数，解决了焊接中的裂纹和气孔问题。
　　关键词：蒙乃尔合金；焊接工艺；热裂纹；气孔
　　我公司现为某厂生产的2台蒙乃尔合金换热压力容器，其筒体直径为&P1300*12，主体材质为上下管箱为Monel400，中间筒体316L和Q345R。316L和Q345R是我厂经常接触的材料，对其焊接性比较了解。但是蒙乃尔是Ni-Cu组成的合金，该合金具有优良的耐腐蚀性能和良好的机械性能和加工性能。适用于食盐、氨水、苛性碱和碳酸盐溶液，以及酒精、染料溶液等腐蚀性介质的设备和管道。由于Monel400是我公司第一次接触，首先要对其焊接性作出分析，并作出焊接工艺评定。
　　1.Monel400的基本性能和焊接工艺特点
　　（1）蒙乃尔属于镍铜系列合金.其化学成分和机械性能见表1：
　　由上表可见：Monel400的强度，冲击韧性较高，延伸性较好，可用在耐腐蚀要求较高的场合。
　　（2）焊接工艺特点& Monel400在液态下的流动性及浸润性很差，焊接接头容易产生热裂纹，气孔和不良的表面成形。为了保证现场焊接的质量，对产生焊接缺陷的原因进行分析如下：
　　a.热裂纹的形成机理
　　蒙乃尔合金产生热裂纹的原因有冶金因素和工艺因素，其中冶金因素起主导作用。
　　蒙尔合金焊接时，由于S，Si等杂物在焊缝金属中偏析S和Ni可形成Ni-NiS低熔点共晶，在焊缝金属凝固过程中，这种低溶点共晶在晶界形成一层液态薄膜，在焊接应力的作用下形成所谓晶间裂纹。
　　Si在焊接过程中和氧等形成复杂的硅酸盐，在晶界形成一层脆的硅酸盐薄膜，在焊缝金属凝固后的高温区形成高温低塑性裂纹；另一方面，由于蒙乃尔合金导热性差，焊接热量不易散出，容易形成过热造成晶粒粗大，使晶间夹层增厚，减弱了晶间结合力，还能使焊缝金属的液固相存在时间加长，促进了热裂纹的形成。
　　b.气孔的形成
　　气孔的产生蒙乃尔合金的焊接气孔有2O气孔H2气孔和CO气孔。其中以H2O气孔为主。这是因为H2O气孔只有在大量氢气进入熔池时才有条件产生。如电焊条未经充分烘干或被焊工件的坡口及其附近的油类和污垢没有很好地清除，使大量氢进入焊接熔池。当熔池凝固时氢来不及逸出而形成气孔。在一般情况下，由于镍在液态和固态时氢直接引起的气孔比碳钢焊接时要少。
　　CO气孔是由于空气中的氧进入熔池后和金属中的碳化合形成CO。在熔池冷却时来不及逸出而形成气孔。但是在镍及其合金用的焊接材料中含碳量都较低。如Monel合金用的焊接材料E-NiCu含碳量为小于0.15％，因而生成CO气孔的机会也很少。
　　2.焊接工艺试验评定
　　根据上述蒙乃尔合金的焊接特点，我们制定了相应的焊接工艺试验评定。
　　2.1焊接规范及坡口形式，采用的板厚为12mm的Monel400材料，坡口角度为70&，手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充并盖面。焊接时按照小电流，多道快速焊，保持层间温度低的焊接方法，具体焊接规范如表2，焊接接头性能表3：
　　3.针对蒙乃尔合金的焊接缺陷热裂纹和气孔，为了防止产生热裂纹采取下列措施
　　（1）选用小电流，短弧和尽可能快的焊接速度；
　　（2）运条时焊条不作横向摆动或只作摆幅不超过焊条直径两倍的横向摆动，多层焊接时要严格控制层间温度，一般层间温度应控制在100℃以下，焊完一道后，要待工件冷至用手可摸后，再焊下一道，允许用水或风强制冷却，必要时可将工件放在水中或边焊边用水或风冷却；
　　（3）为防止弧坑裂纹，断弧时要进行弧坑处理，终断弧时要将弧坑填满或把弧坑引出。
　　4.焊接时为防止产生气孔，应采取如下措施：
　　（1）采用碱性低氢型焊条，以减小焊缝金属中氢和氧的含量，这样不但对消除气孔有利，对焊接接头的抗裂性能和机械性能都有利；
　　（2）充分清除焊口及其附近的油污，焊条使用前要充分烘干，烘干温度在350℃，保温2小时；
　　（3）焊接电流采用直流反接；
　　（4）严禁采用药皮剥落的焊条进行焊接，焊接起弧和收弧处要处理干净，必要时采用引弧板和收弧板。
　　结语：
　　通过工艺试验结果，可以看出在焊接过程中选择合理的工艺参数，采取有效措施预防热裂纹，气孔等缺陷的产生，便可以得到合格的焊接接头，取得良好的经济效益。采取合适的工装措施，保证Monel合金的成型，从而为我公司开辟出一片新的领域。
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