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钢与镍及镍合金焊接，常见问题解答

制造化工和石油设备时，为了节省昂贵的镍，经常需要将钢与镍及合金焊接在一起。

焊接的主要问题

焊接时，焊缝中的主要成分是铁和镍，铁和镍能够互溶，不形成金属间化合物。在一般情况下，焊缝中的含镍量相对高，高水平纯镍热轧板材，所以在焊接接头的熔合区，精密纯镍热轧板材，不会形成扩散层。焊接的主要问题是在焊缝中容易产生气孔和热裂纹。

气孔

钢与镍及其合金焊接时，影响焊缝中形成气孔的主要因素是氧、镍及其他合金元素的含量。

①氧的影响。焊接时，液态金属中可能会溶解较多的氧，而氧在高温时与镍氧化，形成NiO，NiO能与液体金属中的氢和碳发生反应生成水蒸气和，在熔池凝固时如来不及逸出，残留在焊缝中就形成气孔。在纯镍与Q235-A埋弧焊的铁镍焊缝中，在氮和氢含量变化不大的情况下，焊缝中含氧量越高，焊缝中气孔数量越多。

②镍的影响。在铁镍焊缝中，氧在铁镍中的溶解度不同，氧在液态镍中的溶解度大于液态铁中的溶解度，而氧在固态镍中的溶解度却比在固态铁中的小，因此，氧的溶解度在镍结晶时的突变，比在铁结晶时的突变更加明显。所以，焊缝中Ni为15%~30%时的气孔倾向小，而Ni含量大时，气孔倾向进一步提高到60%~90%，钢的溶入量必然下降，因此引起形成气孔的倾向变大。

③其他合金元素的影响。当铁镍焊缝中含有锰、铬、钼、铝、钛等合金元素或符合合金化时，能提高焊缝抗气孔能力，这是由于锰、钛和铝等都具有脱氧作用，而铬和钼则提高焊缝固态金属中的溶解度。所以镍与1Cr18Ni9Ti不锈钢焊缝的抗气孔能力比镍与Q235-A钢焊缝高。铝和钛还能把氮固定在稳定的化合物中，也能提高焊缝抗气孔能力。

镍带熔点高、耐蚀、机械性能好，在热冷状态下都有较好的压力加工性，易除气，适用于无线电、电光源、机械制造、化学工业，是真空电子器件中重要的结构材料;优点：导电性能强、电阻值小、焊接牢固、散热性能好、耐腐蚀不生锈，是制造动力电池的材料。镍带表面应光滑、清洁，不应有风层，金湖纯镍热轧板材，裂纹、气泡、起刺、压折和夹杂;允许有轻微的局部的不使带材厚度超出其允许偏差的划伤、斑点、凹坑、压入物和辊印等缺陷，轻微的氧化色、发暗和轻微的局部的油迹不作报废依据;带材两边应切齐，纯镍热轧板材多少钱，刺、裂边和卷边。带材应平直，但允许有轻微的波浪;带材的侧边弯曲度每米不大于3毫米。

镍带公差规格书

物理特性：

密度在700F时:8.90 g/cm3; 0.322 ib./cu.in

线膨胀系数(英寸/英寸/0C):20-100℃　0.000014　20-200℃　0.000014

线膨胀系数(英寸/英寸/0C): 20-500℃　0.000015　20-700℃　0.000016

杨氏弹性模量，E，PSI×10-6 30.1

导电率:22.6% IACS

电阻率在200C时::7.63　ohms/cir.mil./ft.:45.9

热导率:cal./cm.2sec.0C/cm.at700C:0.206　BTU/ft.2/hr./0F/ft.at 1580C:49.9

电阻温度系数:200-1000C/0C 0.0058　200-5000C/0C 0.0074　200-8000C/0C 0.0060

原子序数　28　　　　　原子量　58.1

原子半径(A) 1.25　　　晶体结构f.c.c

晶体常数(A) 3.52　　　熔点 1.4530C;2.6470F　　　沸点2.7300C;4.9500F

熔解潜热73.8cal./g　　比热在200C-BTU/ib./0F时 0.105

极间电位0.25volts　　声速 16.300ft./sec.;4.973m/sec.

泊松比　0.31　　　　热中子截面(靶)吸收:4.6　　　散射:17.5

磁性：

居里温度3530C; 6650F　初导磁率130

导磁率124　　　　　饱和感应(B) 6050

剩余磁感应(B) 3250　 　抗磁性(H) 3.0