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钢与镍及镍合金焊接，常见问题解答

热裂纹

钢与镍及其合金的焊缝中，产生热裂纹的主要原因是，由于高镍焊缝具有树枝状组织，在粗大晶粒的边缘上，集中了一些低熔点共晶体，从而削弱了晶粒间的联系，降低了焊缝金属的抗裂能力。另外，焊缝金属的镍含量过高对焊缝金属产生热裂纹有重大的影响，在铁镍焊缝中，氧、硫、磷等杂质对焊缝热裂纹倾向也有很大的影响。

当采用无氧焊剂时，由于焊缝中氧、硫、磷等有害杂质质量的减少，特别是含氧量的下降，使裂纹量大为减小。因为熔池结晶时，氧和镍能形成Ni+NiO共晶体，共晶温度为1438℃，而且氧还能加强硫的有害作用。所以焊缝中含氧量较高时，热裂纹倾向较大。

Mn、Cr、Mo、Ti、Nb等合金元素，均能提高焊缝金属的抗裂性能。Mn、Cr、Mo、Ti、Nb均是变质剂，能细化焊缝组织，并能打乱其结晶方向。Al、Ti还是强烈的脱氧剂，能降低焊缝中氧的含量。Mn能与S形成难熔化合物MnS，从而减少硫的有害作用。

焊接接头的力学性能

铁镍焊接接头的力学性能与填充金属材料以及焊接参数有关。在焊接纯镍和低碳钢时，当焊缝中Ni当量低于30%，高纯度纯镍热轧板材，在焊缝快速冷却条件下，焊缝中会出现马氏体结构，使接头的塑性和韧性急剧下降。因此，为了使接头获取较好的塑性和韧性，纯镍热轧板材，铁镍焊缝中的Ni当量应大于30%。

镍合金

镍合金又称为镍基合金

镍合金是以镍为基加入其他元素组成的合金。1905年前后制出的含铜约30%的蒙乃尔(Monel)合金，是较早的镍合金。镍具有良好的力学、物理和化学性能，添加适宜的元素可提高它的性、耐蚀性、高温强度和改善某些物理性能，在化工、电子、、航空航天等部门有着广泛的用途。成为发展现代航空工业、工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。

镍基合金复合板的力学性能和腐蚀性能的检验

镍基合金复合板可以采用的标准有NB/T47002.2-2009和ASMESA265等。力学性能检验按标准所列项目及用户要求进行检测，高质量纯镍热轧板材，如拉伸试验、冲击试验、弯曲试验、剪切试验等。NB/T47002.2-2009规定剪切强度的不小于210MPa，ASME

SA265规定剪切强度不小于140MPa。实践表明，采用法生产的镍基合金复合板的剪切强度一般不小于300MPa，远大于标准要求值。拉伸、冲击等性能达到基材的要求，保证复合板在设备制作和运行过程中所需的强度和韧性，可逆纯镍热轧板材，保障设备安全运行。

对于复合后的镍基合金层的耐腐蚀性能检测，是复合板性能检测的一个重要指标。镍基合金常用的晶间腐蚀试验方法为ASTM

G28(A法和B法)，评定镍基合金的晶间腐蚀倾向。而复合板复合后的热处理，是保证复层镍基合金的耐腐蚀性能关键过程。