镍及镍合金的材料及焊接性

一、镍及镍合金的性能和用途

镍是在某些介质中耐蚀性非常好的金属材料。例如，镍抗碱类的腐蚀性仅次于银，镍对酸性和碱性的有机化合物的抗腐蚀性也非常强。但对亚硫酸、盐酸，特别是硝酸的抗腐蚀性能差。

在镍中加人一定量的Cr、Mn、Mo、Co、W、Cu、Al、Ti等元素成为镍基合金，它不仅具有良好的耐蚀性，且具有高的耐热性和高的电阻等性能。

镍具有高的熔点（1453℃），在高温和低温下均具有良好的塑性和加工性能，在再结晶温度(200-600℃)以上退火可消除加工硬化，提高塑性。

镍的化学活性低，氧化初期生成的氧化膜能防止进一步氧化和腐蚀，高温时具有良好的抗蚀性。

镍与其他金属元素形成合金后力学性能和抗腐蚀、抗氧化性能显著改善，但导热率和电导率下降。

这些镍及镍合金一部分用作耐热材料，但大部分作为耐蚀材料使用。另外还有一些仿国

外的，如尼莫尼克、英科镍尔及哈斯特洛依等类型的镍基合金，主要用于航空、发电及国防工业等方面。

镍及镍合金的物理性能和力学性能见表1-18,部分镍及镍合金见表1-19。

二、镍及镍合金的焊接性

①氧、氢和二氧化碳在液态中的溶解度相当大，但冷却时溶解度减小，所以在焊缝中易产生气孔。

②镍及镍合金易被硫和铅脆化，沿晶界开裂，产生裂纹。必须严格控制焊接材料的硫、铅含量。

③工业纯镍及镍铜合金易产生焊接气孔，一般是由于氧过多地溶入熔池，与氢化物形成水蒸气气孔。防止措施是增加焊丝或涂料中的脱氧剂，通常采用铝和钛作为脱氧剂。

④镍对磷、硫有很大的亲和力，结晶时形成低熔点共晶，使焊缝强度减弱并容易产生结晶裂纹。

⑤镍铬合金熔化焊时易形成难熔的氧化铬薄膜，阻碍焊缝成形并形成夹杂。

⑥以铝、钛为主要合金元素的沉淀硬化镍合金，若焊后的残余应力较大，在时效过程中或工作温度高于时效温度时，易产生“应变-时效”裂纹。

⑦有些耐热合金易产生热影响区显微裂纹。

⑧镍及其合金液体流动性差，熔深小，又不能采用大电流，为此坡口角度及根部圆弧半径均应大些。

⑨焊件表面上残余焊渣在高温(接近焊渣的熔点)条件下，会产生腐蚀作用。在含硫的还原性气氛中，残渣还会使硫向残渣富集，可能引起焊接接头的脆化。

⑩焊接镍及镍合金时，焊缝金属只有在复合合金化的条件下，才能获得优质的焊接接头。