镍基合金焊接工艺?
如何制作
镍与镍基耐蚀合金是化工、石油、有色金属冶炼、航天航空、核能等工业领域中,耐高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境的比较理想的金属结构材料。在镍中加入Cr、Mo、Cu、W等耐蚀金属元素,可获得耐蚀性优异的镍基耐蚀合金
固溶强化镍基耐蚀合金很适合用埋弧焊接,特别是厚板,与其他焊接方法相比,焊接稀释率较高,达30%~50%,每道焊缝较高,达3~5mm,电弧燃烧稳定,焊缝表面光滑且无弧光刺眼。和低碳钢、不锈钢相比,镍基耐蚀合金的焊接有奥氏体不锈钢焊接发生的相类似的问题,如有焊接热裂纹倾向、焊缝气孔、焊接接头的晶间腐蚀倾向等
镍基合金焊接工艺除了要参考ASME及相关标准外,还需要控制焊接层间温度,焊接热输入量,热切割下料时,还需要打磨硬化层,(切记打磨时,不能使用砂轮,要使用电磨头,或机械加工打磨坡口两面,主要防止二次污染)。还需要注意焊后热处理,热处理时的温度一定要越过母材敏化区,冷却方式,水急冷
铝合金焊接方法
铝合金的气焊
氧-乙炔气焊的热效率低,焊接热输入不集中,焊接铝及铝合金时需采用熔剂,焊后又需清除残渣,接头质量及性能也不高。因为气焊设备简单,无需电源,操作方便灵活,常用于焊接对质量要求不高的铝合金构件,如厚度较薄的薄板及小零件,以及补焊铝合金构件和铝铸件。
(1)气焊的接头形式
气焊铝合金时,不宜采用搭接接头和T形接头,这种接头难以清理流入缝隙中的残留熔剂和焊渣,应尽可能采用对接接头。为保证焊件焊接时既焊透又不塌陷和烧穿,可以采用带槽的垫板,垫板一般用不锈钢或纯铜等制成,带垫板焊接可获得良好的反面成形,提高焊接生产率。
(2)气焊熔剂的选用
铝合金气焊时,为了使焊接过程顺利进行,保证焊缝质量,气焊时需要加熔剂来去除铝表面的氧化膜及其他杂质。
气焊熔剂(又称气剂)是气焊时的助熔剂,主要作用是去除气焊过程中生成在铝表面的氧化膜,改善母材的润湿性能,促使获得致密的焊缝组织等。气焊铝合金必须采用熔剂,一般是在焊前熔剂直接撒在被焊工件坡口上,或者沾在焊丝上加入熔池内。
铝合金熔剂是钾、钠、钙、锂等元素的氯人盐,是粉碎后过筛并按一定比例配制的粉状化合物。例如铝冰晶石(Na3AlF6)在1000℃进可以熔解氧化铝,又如氯化钾等可使难熔的氧化铝转变为易熔的氯化铝。这种熔剂的熔点低,流动性好,还能改善熔化金属的流动性,使焊缝成形良好。
(3)焊嘴和火焰的选择
铝合金有强烈的氧化性和吸气性。气焊时,为使铝不被氧化,应采用中性焰或微弱碳化焰(乙炔既过剩的碳化焰),使铝熔池置于还原性气氛的保护下而不被氧化。严禁采用氧化焰,因为用氧化性较强的氧化焰会使铝强烈氧化,阻碍焊接过程进行;而乙炔过多,游离的氢可能溶入熔池,会促使缝产生气孔,使焊缝疏松。
(4)定位焊缝
为防止焊件在焊接中产生尺寸和相对位置的变化,焊件焊前需要点固焊。由于铝的线膨胀系数大、导热速度快、气焊加热面积大,因此,定位焊缝较钢件应密一些。
定位焊用的填充焊丝与产品焊接时相同,定位焊接前应在焊缝间隙内涂一层气剂。定位焊的火焰功率比气焊时稍大。
(5)气焊操作
焊接钢铁材料时,可以从钢材的颜色变化判断加热的温度。但焊铝时,却没有这个方便条件。因为铝合金从室温加热到熔化的过程中没有颜色的明显变化,给操作者带来控制焊接温度困难。但可根据以下现象掌握施焊时机:
1)当被加热的工件表面由光亮白色变成暗淡的银白色,表面氧化膜起皱,加热处金属有波动现象时,表明即将达到熔化温度,可以施焊;
2)用蘸有熔剂的焊丝端头及被加热处,焊丝与母材能熔合时,即达到熔化温度,可以施焊;
3)母材边棱有倒下现象时,母材达到熔化温度,可以施焊。
气焊薄板可采用左焊法,焊丝位于焊接火焰之前,这种焊法因火焰指向未焊的冷金属,热量散失一部分,有利于防止熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法,此法焊丝在焊炬后面,火焰指向焊缝,热量损失小,熔深大,加热效率高。
气焊厚度小于3㎜的薄件时,焊炬倾角为20~40°;气焊厚件时,焊炬倾角为40~80°,焊丝与焊炬夹角为80~100°。铝合金气焊应尽量将接头一次焊成,不堆敷第二层,因为堆敷第二层时会造成焊缝夹渣等。
合金焊条的焊接方法
合金焊条的使用方法可以参考WEWELDING600合金钢焊条焊接。
WEWELDING600特种合金钢焊条的特性
WEWELDING 600合金钢焊条(简称威欧丁600焊条)是一种低热输出,适合全方位焊接的特种镍铬合金钢焊条,通用性极广,高强度一般母材强度设计,具有优良的焊接工艺性能,电弧稳定,焊缝均匀美观,在有油、水及铁锈的条件下也能焊接效果优异,可以焊接不同的钢。
WEWELDING600特种合金钢焊条的应用
适用于焊接工具和模具、高速工具钢、热作工具钢、锰钢、铸钢、T-1钢、耐震钢、钒-钼钢、弹簧钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、未知钢、以及各种不同类型钢材之间的焊接等。如用于高压阀门、断裂螺栓的清除、轴的改造等等,效果非常理想。
WEWELDING600特种合金钢焊条的技术参数
抗拉强度:125,000 psi (862MPa)
屈服强度: 90,000 psi (620MPa)
延伸率:35%
焊后硬度:HRC23 (工作硬化后达到HRC47)
电源选择:交直流两用,直流时直流反接
WEWELDING600特种合金钢焊条的工艺参数
直径(毫米) φ2.4 φ3.2 φ4.0
电流(安培) 40-80 65-120 90-150
WEWELDING600特种合金钢焊条的适用工艺
1、WEWELDING 600合金钢焊条(简称威欧丁600焊条)具有非常有利的热胀冷缩率,可使裂缝和扭曲尽量小。
2、在焊接对裂纹敏感的表面硬化金属时,作低层焊缝是理想的选择。
3、斜切厚重零件,形成一个90度的V形凹槽。
4、焊接高碳钢前须预热200℃;焊接弹簧钢时要控制焊接温度,以防弹簧软化。
5、维持短的电弧长度,并使用窄焊道以防止过热。
6、在除去熔渣之前,先让焊接部位冷却。
铝合金怎么焊接最好
铝合金的焊接方法很多,各种方法有其不同的应用场合。除了传统的熔焊、电阻焊、气焊方法外,其他一些焊接方法(如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等)也可以容易地将铝合金焊接在一起。
铝合金常用焊接方法的特点及适用范围见表1。应根据铝及铝合金的牌号、焊件厚度、产品结构以及对焊接性的要求等选择。
表1 铝合金常用焊接方法的特点及适用范围
焊接方法
特点
适用范围
气焊
热功率低,焊件变形大,生产率低,易产生夹渣、裂纹等缺陷
用于非重要场合的薄板对接焊及补焊等
手工电弧焊
接头质量差
用于铸铝件补焊及一般修理
钨极氩弧焊
焊缝金属致密,接头强度高、塑性好,可获得优质接头
应用广泛,可焊接板厚1~20㎜
钨极脉冲氩弧焊
焊接过程稳定,热输入精确可调,焊件变形量小,接头质量高
用于薄板、全位置焊接、装配焊接及对热敏感性强的锻铝、硬铝等高强度铝合金
熔化极氩弧焊
电弧功率大,焊接速度快
用于厚件的焊接,可焊厚度为50㎜以下
熔化极脉冲氩弧焊
焊接变形小,抗气孔和抗裂性好,工艺参数调节广泛
用于薄板或全位置焊,常用于厚度2~12㎜的工件
等离子弧焊
热量集中,焊接速度快,焊接变形和应力小,工艺较复杂
用于对接焊要求比氩弧焊更高的场合
真空电子束焊
熔深大热影响区小,焊接变形量小接头力学性能好
用于焊接尺寸较小的焊件
激光焊
焊接变形小,生产率高
用于需进行精密焊接的焊件
(1)气焊
氧-乙炔气焊火焰的热功率低,热量较分散,因此焊件变形大、生产率低。用气焊焊接较厚的铝焊件时需预热,焊后的焊缝金属不但晶粒粗大、组织疏松,而且容易产生氧化铝夹杂、气孔及裂缝等缺陷。这种方法只用于厚度范围在0.5~10㎜的不重要铝结构件和铸件的焊补上。
(2)钨极氩弧焊
这种方法是在氩气保护下施焊,热量比较集中,电弧燃烧稳定,焊缝金属致密,焊接接头的强度和塑性高,在工业中获得起来越广泛的应用。钨极氩弧焊用于铝合金是一种较完善的焊接方法,但钨极氩弧焊设备较复杂,不宜在室外露天条件下操作。
(3)熔化极氩弧焊
自动、半自动熔化极氩弧焊的电弧功率大,热量集中,热量影响区小,生产效率比手工钨极氩弧焊可提高2~3倍。可以焊接厚度在50㎜以下的纯铝及铝合金板。例如,焊接厚度30㎜的铝板不必预热,只焊接正、反两层就可获得表面光滑、质量优良的焊缝。半自动熔化极氩弧焊适用于定位焊缝、断续的短焊缝及结构形状不规则的焊件,用半自动氩弧焊焊炬可方便灵活地进行焊接,但半自动焊的焊丝直径较细,焊缝的气孔敏感性较大。
(4)脉冲氩弧焊
1)钨极脉冲氩弧焊
用这种方法可明显改善小电流焊接过程的稳定性,便于通过调节各种工艺参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小,特别适用于薄板、全位置焊接等场合以及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。
2)熔化极脉冲氩弧焊
可采用的平均焊接电流小,参数调节范围大,焊件的变形及热影响区小,生产率高,抗气孔及抗裂性好,适用于厚度在2~10㎜铝合金薄板的全位置焊接。
(5)电阻点焊、缝焊
可用来焊接厚度在4㎜以下的铝合金薄板。对于质量要求较高的产品可采用直流冲击波点焊、缝焊机焊接。焊接时需要用较复杂的设备,焊接电流大、生产率较高,特别适用于大批量生产的零、部件。
(6)搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊是一种可用于各种合金板焊接的固态连接技术。与传统熔焊方法相比,搅拌摩擦焊无飞溅、无烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头无气孔、裂纹。与普通摩擦相比,它不受轴类零件的限制,可焊接直焊缝。这种焊接方法还有一系列其它优点,如接头的力学性能好、节能、无污染、焊前准备要求低等。由于铝及铝合金熔点低,更适于采用搅拌摩擦焊。
铝用焊接材料
(1)焊丝
采用气焊、钨极氩弧焊等焊接铝合金时,需要加填充焊丝。铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。为了得到良好的焊接接头,应从焊接构件使用要求考虑,选择适合于母材的焊丝作为填充材料。
选择焊丝首先要考虑焊缝成分要求,还要考虑产品的力学性能、耐蚀性能,结构的刚性、颜色及抗裂性等。选择熔化温度低于母材的填充金属,可大大减小热影响区的晶间裂纹倾向。对于非热处理合金的焊接接头强度,按1000系、4000系、5000系的次序增大。
含镁3%以上的5000系的焊丝,应避免在使用温度65℃以上的结构中采用,因为这些合金对应力腐蚀裂纹很敏感,在上述温度和腐蚀环境中会发生应力腐蚀龟裂。用合金含量高于母材的焊丝作为填充金属,通常可防止焊缝金属的裂纹倾向。
目前,铝合金常用的焊丝大多是与基体金属成分相近的标准牌号焊丝。在缺乏标准牌号焊丝时,可从基体金属上切下狭条代用。较为通用的焊丝是HS311,这种焊丝的液态金属流动性好,凝固时的收缩率小,具体优良的抗裂性能。为了细化缝晶粒、提高焊缝的抗裂性及力学性能,通常在丝中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作为变质剂。
选用铝合金焊丝应注意的问题如下:
1)焊接接头的裂纹敏感性
影响裂纹敏感性的直接因素是母材与焊丝的匹配。选用熔化温度低于母材的焊缝金属,可以减小焊缝金属和热影响区的裂纹敏感性。例如,焊接硅含量0.6%的6061合金时,选用同一合金作焊缝,裂纹敏感性很大,
但用硅含量5%的ER4043焊丝,由于其熔化温度比6061合金低,在冷却过程中有较高的塑性,所以抗裂性能良好。此外,焊缝金属避免镁与铜的组合,因为Al-Mg-Cu有很高的裂纹敏感性。
2)焊接接头的力学性能
工业纯铝的强度最低,4000系列铝合金居中,5000系列铝合金强度最高。铝硅焊丝虽然有较高的抗裂性能,但含硅焊丝的塑性较差,所以对焊后需要塑性变形加工的接头来说,应避免选用含硅焊丝。
3)焊接接头的使用性能
填充金属的选择除取决于母材成分外,还与接头的几何形状、运行中的抗腐蚀性要求以及对焊接件的外观要求有关。例如,为了使容器具有良好的抗腐蚀能力或防止所储存产品对其的污染,储存过氧化氢的焊接容器要求高纯度的铝合金。在这种情况下,填充金属的纯度至少要相当于母材。
(2)焊条
铝合金焊条型号、规格与用途见表2。铝合金焊条的化学成分和力学性能见表3。
硬质合金焊接工艺
硬质合金刀片焊接工艺主要是钎焊我把硬质合金工具钢钎焊 技术 发给你。
硬质合金工具钢钎焊 技术
1、钎焊性
工具钢通常包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢,而硬质合金是碳化物(如 WC、TiC 等)与粘结金属 (如 Co 等)经粉末烧结而成的。工具钢和硬质合金的钎焊技术主要用于刀具、模具、量具和采掘工具的制造 上。 工具钢钎焊中的主要问题,是它的组织和性能易受钎焊过程的影响。如果钎焊工艺不当,极易产生高 温退火、氧化及脱碳等问题。例如高速钢 W18Cr4V 的淬火温度1260—1280℃,为避免上述问题的发生, 确保切削时具有最大的硬度和耐磨性,要求钎焊温度必须与淬火温度相适应。
硬质合金的钎焊性是较差的。这是因为硬质合金的含碳量较高,未经清理的表面往往含有较多的游离 碳,从而妨碍钎料的润湿。此外,硬质合金在钎焊的温度下容易氧化形成氧化膜,也会影响钎料的润湿。 因此,钎焊前的表面清理对改善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的,必要时还可采取表面镀铜或镀镍 等措施。
硬质合金钎焊中的另一个问题是接头易产生裂纹。这是因为它的线膨胀系数仅为低碳钢的一半,当硬 质合金与这类钢的基体钎焊时,会在接头中产生很大的热应力,从而导致接头的开裂。因此,硬质合金与 不同材料钎焊时,应设法采取防裂措施。
2、钎焊材料
(1)钎料钎焊工具钢和硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料。纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿 性,但需在氢的还原性气氛中钎焊才能得到最佳效果。同时,由于钎焊温度高,接头中的应力较大,导致 裂纹倾向增大。采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为 150MPa,接头塑性也较高,但不适用于高温工作。
铜锌钎料是钎焊工具钢和硬质合金最常用的钎料。为提高钎料的润湿性和接头的强度,在钎料中常添 加 Mn、Ni、Fe 等合金元素。例如 B-Cu58ZnMn 中就加w(Mn)4%,使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在 室温达到 300~320MPa:在 320° 时仍能维持 220—240MPa。在 B—Cu58ZnMn 的基础上加入少量的 C C o,可使钎焊接头的抗剪强度达到 350MPa,并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度,显著提高了刀具和凿岩 工具的使用寿命。
银铜钎料的熔点较低,钎焊接头产生的热应力较小,有利于降低硬质合金钎焊时的开裂倾向。为改善 钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度,钎料中还常添加 Mn、Ni 等合金元素。例如 Ag50CuZnCd Ni 钎料对硬质合金的润湿性极好,钎焊接头具有良好的综合性能。
除上述 3 种类型的钎料外,对于工作在 500° 以上且接头强度要求较高的硬质合金,可以选用 Mn 基 C 和 Ni 基钎料,如 B-Mn50NiCuCrCo 和 B-Ni75CrSiB 等。对于高速钢的钎焊,应选择钎焊温度与淬火温度 相匹配的专用钎料,如表 3 所示。这种钎料分为两类,一类为锰铁型钎料,主要由锰铁及硼砂组成,所钎 焊的接头抗剪强度一般为 100MPa 左右,但接头易出现裂纹:另一类为含 Ni、Fe、Mn 和 Si 的特殊铜合金, 用它钎焊的接头不易产生裂纹,其抗剪强度能提高到 300MPa。
(2)钎剂和保护气体钎剂的选择应与所焊的母材和所选的钎料相配合。工具钢和硬质合金钎焊时,所用 的钎剂主要以硼砂和硼酸为主,并加入一些氟化物(KF、NaF、CaF2 等)。铜锌钎料配用 FB301、FB302 和 FBl05 钎剂,银铜钎料配用 FBl01~FBl04 钎剂。采用专用钎料钎焊高速钢时,主要配用硼砂钎剂。
为了防止工具钢在钎焊加热过程中的氧化和免除钎焊后的清理,可以采用气体保护钎焊。保护气体可 以惰性气体,也可以是还原性气体要求气体的露点应低于-40 C°。 硬质合金可在氢气保护下进行钎焊,所需 C 氢气的露点应低于-59 C°。
3、钎焊技术
工具钢在钎焊前必须进行清理,机械加工的表面不必太光滑,以便于钎料和钎剂的润湿和铺展。硬质 合金的表面在钎焊前应经喷砂处理,或用碳化硅或金刚石砂轮打磨,清除表面过多的碳,以便于钎焊时被 钎料所润湿。含碳化钛的硬质合金比较难润湿,通过在其表面上涂敷氧化铜或氧化镍膏状物,并在还原性 气氛中烘烤使铜或镍过渡到表面上去,从而增强钎料的润湿性。
碳素工具钢的钎焊最好在淬火工序前进行或者同时进行。如果在淬火工序前进行钎焊,所用钎料的固 相线温度应高于淬火温度范围,以使焊件在重新加热到淬火温度时仍然具有足够高的强度而不致失效。当 钎焊和淬火合并进行时,选用固相线温度接近淬火温度的钎料。
合金工具钢的成分范围很宽,应根据具体钢种确定适宜的钎料、热处理工序以及将钎焊和热处理工序 合并的技术,从而获得良好的接头性能。
高速钢的淬火温度一般高于银铜和铜锌钎料的熔化温度,因此需在钎焊前进行淬火,并在二次回火期 间或之后进行钎焊。如果必须在钎焊后进行淬火,只能选用前述的专用钎料进行钎焊。钎焊高速钢刀具时 采用焦炭炉比较合适,当钎料熔化后,取出刀具并立即加压,挤出多余的钎料,再进行油淬,然后550 ~570℃回火。
硬质合金刀片与钢制刀杆钎焊时,宜采取加大钎缝间隙和在钎缝中施加塑性补偿垫片的方法,并在焊 后进行缓冷,以减小钎焊应力,防止裂纹产牛,延长硬质合金刀具组件的使用寿命。
钎焊后,焊件上的钎剂残渣先用热水冲洗或用一般的除渣混合液清洗,随后用合适的酸洗液酸洗,以 清除基体刀杆上的氧化膜。但注意不要使用硝酸溶液,以防腐蚀钎缝金属