鎳基合金管的焊接產生熱裂紋該怎么處理?應從冶煉控制、工藝優化和操作管理三方面綜合施策。
1、冶金控制(材料選擇和成分優化)
選用低雜質焊材:
優先選擇硫(S)、磷(P)、碳(C)等有害雜質含量極低的專用焊材(如低氫焊條/焊絲),避免晶界形成低熔共晶(如Ni-S共晶熔點為630℃)導致開裂。
添加抗裂元素:
在焊材中加入鉬(Mo)、鈮(Nb)、鈦(Ti)等元素,可細化晶粒、抑制雜質偏析,提升晶界高溫強度。
匹配母材成分:
確保焊接材料合金成分與母材一致,減少熱影響區應力集中。
2、焊接工藝優化
嚴格控制熱輸入:
采用小電流、低線能量焊接,限制熔池過熱(過大電流易導致合金元素燒損和氣孔)。建議多道焊,降低單道焊縫熱輸入量。
預熱與層溫控制:
普通鎳基合金:焊前預熱20–30℃除濕,避免氫脆風險。
鑄造鎳基合金:需100–250℃預熱以降低裂紋傾向。
層間溫度≤150℃,防止熱積累。
后熱處理:
焊后立即進行消應力熱處理(如退火),或錘擊焊縫釋放殘余應力。
3、焊前與焊中操作管理
徹底清理焊件:
使用丙酮/酒精清除油污,砂輪打磨去除氧化皮、銹蝕及標記痕跡。嚴格避免P、S、Sn、Zn等雜質混入熔池(關鍵防裂措施)。
坡口設計:
采用大坡口角度、小鈍邊、大間隙設計,減少未熔合風險。
氣體保護強化:
加強惰性氣體(如Ar)保護,降低氫擴散及氧化風險。
重點監控熔合線附近區域,此處易發生液化裂紋;使用直流反接電源確保電弧穩定。
熱裂紋常于焊后快速顯現,冷裂紋可能延遲產生,需分階段檢驗。