鎳銅鋁熱焊接機與冷焊接機區(qū)別
摘要：鎳-銅鋁合金B(yǎng)165 UNS N04400是少有的幾種可以耐氟、氫氟酸、氟化氫或它們的衍生物的金屬。它在燒堿中也很耐蝕，在海水環(huán)境中有和銅基合金相似的耐空泡腐蝕性能，在硫酸、鹽酸等環(huán)境中，尤其是沒有空氣中的情況下，效果更好具有優(yōu)異的耐腐蝕性和強的抗氧化性，在各種化學(xué)裝置中有廣泛的應(yīng)，但鎳-銅合金的焊接性能較差，易出現(xiàn)熱裂紋、氣孔，未熔合等缺陷。本文對鎳-銅合金的材料性能、焊接工藝、缺陷及焊接過程中控制和管理做了詳細(xì)的總結(jié)。
關(guān)鍵詞：鎳-銅合金焊接；熱裂紋；氣孔；未熔合；工藝
1.前言
鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400是化學(xué)、石油化工、有色金屬冶煉、航天及核工業(yè)等領(lǐng)域中各種苛刻耐腐蝕環(huán)境中比較理想的金屬材料。該材質(zhì)是神華寧煤硫回收裝置的焊接中我公司首次遇到。該材質(zhì)的管子及管件全部由國外供貨，其管內(nèi)介質(zhì)為氧氣，焊接要求極其嚴(yán)格。
2理化性能分析
鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400是一種單相固溶體Ni-Cu合金，是在鎳元素的基礎(chǔ)上加入銅元素，它在很多介質(zhì)環(huán)境下有良好的耐蝕性能，從輕微的氧化性介質(zhì)環(huán)境到中性環(huán)境，到適宜的還原性環(huán)境，都有良好的耐蝕性能，雖然對氯離子應(yīng)力腐蝕開裂具有很好的抵抗力，但是在有汞或潮濕暴露的氟化氫氣體的環(huán)境中會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，此時要注意對材料進行消應(yīng)力熱處理。其化學(xué)成分及機械性能見表1及表2
3焊接性能分析
和低碳鋼，不銹鋼相比，鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400的焊接有奧氏體不銹鋼焊接發(fā)生的類似問題，如焊接熱裂紋，焊縫氣孔等。在鎳及鎳基金屬當(dāng)中，特別是鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400和純鎳一樣，在焊接過程中易出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。
3.1 焊接熱裂紋
鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400鎳和鐵的二元共晶物中有較多的低熔點金屬共晶物和非金屬共晶物。特別是硫、磷共晶熔點比鎳鐵低的多（Ni-S為645℃、Ni-P為880℃），在焊縫結(jié)晶時低熔點的共晶物的液態(tài)薄膜殘留在晶界區(qū)，同時鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400的線膨脹系數(shù)大，焊接時易出現(xiàn)較大的應(yīng)力，焊縫結(jié)晶時低熔點共晶物的液態(tài)薄膜在收縮應(yīng)力的作用下容易發(fā)生開裂形成熱裂紋。
3.2焊接氣孔
鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400的固液相溫度間距小，流動性偏低，在焊接快速冷卻凝固結(jié)晶過程中，氣體來不及逸出易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。和低碳鋼，低合金鋼相比，氧化性氣體對焊縫的形成氣孔的幾率較大，但還原性較大時對氫氣孔也有一定的敏感性。特別是在橫焊和仰焊位置，氣體更不容易從焊縫中逸出，因此固定口的焊接中出現(xiàn)的幾率更大。鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400對清潔度的要求很高，如果在焊接過程中坡口和焊絲中的油污、鐵銹、油漆等沒有清理干凈，不僅會產(chǎn)生焊接熱裂紋，也會出現(xiàn)大量的氣孔。氣體純度不夠或流量不合適也是產(chǎn)生氣孔的主要原因。
3.3 未焊透
由于鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400 熔池的流動性差，在焊接過程熔滴不能及時過渡到所需要的位置。特備是在氬弧焊打底收弧時，根部出現(xiàn)一個很深的弧坑影響透視，此時一定要適當(dāng)較小背面氬氣的流量，同時適當(dāng)增加焊接點電流，以便熔滴順利過渡到所需要的位置，但電流不能過大，電流過大可能使焊縫出現(xiàn)熱裂紋。
4焊接工藝
4.1焊接方法的選用
鎳-銅合金的一般可采用手工鎢極氬弧焊、手工焊條電弧焊、熔化極惰性氣體保護焊等手法，也可采用埋弧自動焊的焊接方法。但為確保此次管道的焊接質(zhì)量，我們采用全手工鎢極氬弧焊的焊接方法。由于鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400的焊接金屬流動性能較差，操作時要求焊工手法熟練，弧長盡可能短，將熔滴及時準(zhǔn)確的送到所需要的位置上，焊接時要控制線能量，避免焊縫區(qū)過熱，不要通過加大線能量來增加焊縫的焊透。
4.2焊接材料的選擇
焊接材料的選用應(yīng)根據(jù)焊接的化學(xué)成份、力學(xué)性能、使用條件和施焊條件綜合考慮。同種材料焊接易選用和母材合金系相同的焊接材料,若沒有耐腐蝕性能要求也可選用與母材合金系不同的焊接材料,但要保證焊接接頭具備設(shè)計要求的性能。與奧氏體不銹鋼（316L）的焊接應(yīng)根據(jù)焊縫強度、耐腐蝕性、線膨脹系數(shù)、高溫性能、焊接裂紋和氣孔的敏感性來考慮。
同種鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400 的焊接，焊絲選用ERNiCu-7；鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400和TP316L的焊接，焊絲也選用ERNiCu-7 焊絲的化學(xué)成份及熔敷金屬的機械性能見表3和表4，需用選用氬氣作為焊槍及管內(nèi)的保護氣體，為避免氣體對焊縫性能的不利影響，應(yīng)確保氬氣不低于99.99﹪。
4.3焊前準(zhǔn)備
4.3.1 焊接坡口的制備
熔化焊時，由于鎳-銅合金有低熔透性的特點，且焊接過程中又不能通過加大焊接線能量來增加焊縫的焊透性，所以要選用大坡口角度和小鈍邊的接頭形式，如圖1
坡口角度α=80±5°、鈍邊p=0.5～1.5mm、組對間隙с=1.8～2.1mm；
4.3.3 焊件的清理
清潔成功是焊接鎳銅合金的主要條件之一，鉛、硫、磷和某些低熔點的元素能增加焊接的熱裂紋傾向及焊接氣孔的產(chǎn)生。因此焊件組對前，應(yīng)對坡口兩側(cè)各50 mm范圍內(nèi)進行清理。油污可用蒸汽脫脂，對不溶于脫脂劑的漆和其他雜物，可用氯甲烷、堿等清洗劑清洗，標(biāo)記墨水可用甲醇清除，被壓入焊件表面的雜物可用磨削、噴丸或10％鹽酸溶液清洗。并用水沖凈，干燥后方能焊接。在清理過程中，可運用不銹鋼刷，以避免鐵污染。不僅如此，在焊接前還應(yīng)當(dāng)把所用的焊絲用沙紙打磨，使其露出金屬光澤。
4.4焊接工藝參數(shù)
電弧特性:手工鎢極氬弧焊-直流正接；鎢極材料：鈰鎢極；鎢極直徑：Φ2.5mm；噴嘴直徑：Φ14mm；層間溫度≤100。C，根據(jù)焊接工藝指導(dǎo)書及焊接工藝評定實驗結(jié)果，制訂實際焊接工藝參數(shù)如表5
4.4焊接操作
4.4.1施工現(xiàn)場GTAW≥2m/s、溫度低于0℃、雨雪天及相對濕度大于90%，沒有防風(fēng)措施禁止施焊。
4.4.2對于小直徑的管子，焊接中宜采取在焊縫兩側(cè)加裝冷卻銅塊或用濕布擦拭焊縫兩側(cè)等措施，減少焊縫的高溫停留時間，增加焊縫的冷卻速度。
4.4.3 點位焊和打底焊采用的手工烏極氬弧焊必須管內(nèi)充氬保護，氬氣純度必須≥99.99﹪。
4.4.4定位焊
(1)定位焊點數(shù)不能小于三點,每處長度約10mm。
(2) 為避免應(yīng)力集中，定位焊時要采用對稱點焊，盡量減少固定焊口且要避免強制組對。
(3)定位焊縫必須焊透，如果定位焊縫上出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷，必須將此段打磨掉，重新焊接此段定位焊縫，不允許用重熔的方法修補。
4.4.5打底焊
(1) 送絲 焊絲在氬弧保護區(qū)內(nèi)往復(fù)繼續(xù)的送進熔池。因為鎳-銅合金的熔滴流動性差，送絲必須速度稍快，動作敏捷，準(zhǔn)確的把熔滴送到所需要的位置。在整個施焊過程中，焊絲受熱的端部不能離開熔池氬氣保護區(qū)內(nèi)，以免氧化，影響焊接質(zhì)量。
(2) 收弧 必須用焊槍對熔池進行延時氣體保護約20秒。
4.4.6填充及蓋面
(1)焊接工程要保持清潔，做好層間的清理工作
(2)做好層間溫度的控制，每層焊完后，可采用測溫筆測量焊道溫度，待層間溫度小于100℃時，進行下一層的焊接。在沒有后測溫的情況下，可以用手測溫，以焊道不燙手為止。
(3)在用氬弧焊第一遍填充時，必須管內(nèi)繼續(xù)充氬保護，充氬遍數(shù)不小于2遍。
(4)施焊操作過程中，盡量采用小的線能量、短弧焊、低的層間溫度、多層多道焊的操作方法。
(5)焊件表面嚴(yán)禁有電弧擦傷，且不得在焊件表面引弧和熄弧，焊接熄弧時應(yīng)填滿弧坑，并應(yīng)磨去弧坑缺陷。
4.4.7焊后檢查 焊接完畢后，應(yīng)及時將焊縫表面的熔渣及表面飛濺物清理干凈。焊縫要成行良好，焊縫余高控制在0.6-2.0mm之間。外觀檢查合格后，對焊口進行100％RT檢測。
5 焊接過程控制
鎳-銅合金的焊接必須嚴(yán)格控制焊接過程，為滿足焊接要求，提高焊接質(zhì)量，特制訂以下控制措施：
（1） 焊工在施焊前，要進行專門的培訓(xùn)和考試，考試合格且進行技術(shù)交底后，方能進行施焊。
（2） 每個焊口組對后,要經(jīng)檢查員和監(jiān)理確認(rèn)后方可進行焊接。
（3） 焊接過程中焊工要作好焊接施工記錄，層間溫度要控制在100。C以內(nèi)。
（4） 焊接完成后，焊工要及時清除熔渣、飛濺、弧坑裂紋及防飛濺涂料，并對焊縫外觀質(zhì)量進行自檢，質(zhì)檢人員根據(jù)自檢記錄進行檢查，檢查合格后應(yīng)在單線圖上進行焊口標(biāo)識。
（4） 焊縫無損檢測后如不合格，由檢測部門發(fā)出“焊縫返工通知單”并指出準(zhǔn)確的缺陷位置，由焊接聯(lián)絡(luò)員通知焊工進行返工，并按規(guī)范要求做好返工記錄。
（4） 對經(jīng)過一次返工仍不合格的焊縫，再進行返工時，由質(zhì)保工程師組織專業(yè)人員討論、分析原因，選派合格焊工施焊，并做好返工記錄。
（4） 同一部位的焊縫返修次數(shù)不應(yīng)超過兩次。若超次返修應(yīng)分析原因、制定措施，并應(yīng)得到焊接工程師的許可，方可進行返修。
6 結(jié)論
通過以上分析可知：鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400焊接性較差，必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝措施，才能保證獲得最佳性能的接頭，在焊接中尤其須注意以下幾個方面。
焊接環(huán)境的影響。我們的焊接施工多是在惡劣的環(huán)境條件下，不合理的焊接位置，風(fēng)、雨、雪，灰塵等都會對焊接質(zhì)量造成不利影響。因此施工管理一定要做到周到細(xì)致。
焊前必須把坡口清理清理干凈。鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400的焊接對管道清潔度較高，不能保證清潔度，就不能保證焊接質(zhì)量。
焊接過程中必須嚴(yán)格控制焊接線能量和層間溫度。焊接時易采用小電流、低電壓、快焊速、多層多道焊的焊接方法。
管道的焊接必須使有經(jīng)驗的焊工擔(dān)任。由于鎳-銅合金B(yǎng)165 UNS N04400可焊性較差，焊工不宜掌握，本工程有求焊口100﹪RT檢測，要求焊工嚴(yán)格工藝要求，焊接工程師，焊接檢查員隨時檢查指導(dǎo)焊接工作。
VC160AL-脈沖精密冷焊機功能
1.脈沖精密點焊
2.連續(xù)脈沖焊
3.連續(xù)焊 VC160AL-脈沖精密冷焊機本產(chǎn)品應(yīng)用范圍
本焊機焊補的精度已達(dá)到激光焊機的精度，但焊補的靈活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過激光焊機，更由于可根據(jù)不同的修補量選擇不同的粗細(xì)的 焊絲，焊補的速度得到極大的提高，在價位上具有更大的優(yōu)勢，具有極高的性價比。
1. 模具業(yè)：各類塑膠模、壓鑄模、沖壓模等。結(jié)合強度好，焊點牢固。
2. 機械業(yè)：各種機械零部件，如軸、液壓桿、活塞桿、輥軸、油缸等。
3. 鑄造業(yè)：各種鑄造件（鑄鋼、鑄鐵、鑄銅、鑄鋁、不銹鋼等）的砂眼、氣孔、加工超差等。
4. 五金業(yè)：高檔櫥柜廚房設(shè)備、不銹鋼臺面、水槽不銹鋼制品、不銹鋼廣告字、廣告架、門窗、燈箱、機殼、電箱、玫瑰金板、鏡面板、彩色不銹鋼板、雙相不銹鋼、不銹鋼花紋鋼板、200系列不銹鋼、不銹鋼精工廣告字、300系列不銹鋼等，均可完美焊接。
1、與普通氬弧焊機的比較
由于普通氬弧焊機焊補的沖擊大，輸入的能量大，因此焊后工件容易變形、咬邊。而本焊機成功克服了這一難點，使精密的焊補 變?yōu)楝F(xiàn)實。
2、與冷焊機的比較
現(xiàn)今市場的冷焊機(如電阻焊、貼片機等)普遍存在焊補速度慢、焊后結(jié)合度低、焊材對應(yīng)少等缺點，不能滿足廠家的需求。而 本焊機焊補速度快、焊后結(jié)合度高、焊材對應(yīng)全，不同的材質(zhì)選用不同的焊材。
3、 與激光焊機的比較
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