鎳基合金管的裂紋出現的原因不同,具體怎么處理應該結合裂紋類型、產生階級以及工藝環節采取針對性措施。
鎳基合金管的裂紋常見的分為三種類型:
一種是焊接缺陷,焊接過程中雜質殘留(如S、P、Zn等)易形成低熔點共晶,導致凝固裂紋;收弧時應力集中易引發收弧裂紋。一種是熱處理不當,退火溫度控制偏差(如過高或快速冷卻)可能引發晶界液化裂紋;固溶處理冷卻速率不足導致碳化物析出,增加晶間腐蝕風險。還有一種是增材制造/熔覆工藝缺陷,激光熔覆中熱應力集中易誘發液化裂紋或延性傾角裂紋;凝固收縮應力超過材料強度時形成熱裂紋。
在知道原因后,采取相應的處理方法。
1.已產生裂紋的修復
?熔焊修復技術?:采用鎢極氬弧焊(GTAW)進行補焊,優先選擇直流正接以減少熱輸入;使用高純度氬氣保護,必要時添加He或H?混合氣體提升熔池流動性。
?裂紋區域預處理?:徹底清理裂紋周邊區域,使用丙酮或專用清洗劑去除油污及氧化物;機械打磨去除裂紋末端尖銳區域,降低應力集中。
2.工藝參數優化
焊接工藝調整:采用分層焊接,錯開起弧/收弧位置,每層焊接角度控制在380°-390°以減少殘余應力;控制層間溫度≤50℃,避免熱積累引發二次裂紋。
熱處理改進:退火處理優先選擇1065℃以下高溫入爐+快速升溫工藝,抑制晶界裂紋擴展;固溶處理后增加穩定化退火(如850-900℃保溫),促進碳與Ti/Nb結合形成穩定碳化物。
3.材料改性策略
合金成分優化?:添加1 wt.% Zr形成連續Ni??Zr?枝晶間液膜,通過液態回填緩解熱應力,可完全消除激光熔覆裂紋。
微觀結構調控?:通過時效處理優化析出相分布,減少晶界脆性相聚集。
最后對于鎳基合金管的裂紋,可通過焊前處理(蒸汽脫脂和白綢布擦拭)、工藝設計優化(增材制造時采用計算機模擬預測熱應力分布)和設備升級(真空爐或感應加熱爐進行熱處理)進行預防!