使用机器人实现镍焊接自动化

镍钴合金：

镍基和钴基合金是两种耐热焊接材料，由于用途相似，它们通常归为一类。从耐热性到耐蚀性，镍钴基合金又称超级合金，是耐热等级中最重要的。

耐热合金是为承受高温服役中普遍存在的严酷条件而开发的金属，而其他更常见的材料则无法承受。

即使不焊接耐热材料，也需要哪些特性？

• 在短时间（热拉伸强度）和长时间（抗蠕变）下均具有抗氧化和抗结垢、足够的机械性能和高温耐受性。
• 随时间的稳定性。影响这些材料的恶劣使用条件可能会引起结构和性能的变化，并进一步形成裂纹。
• 延展性和抗高温晶间腐蚀 (IGA) 的能力也很重要。焊接耐热合金不应降低这些性能。

铁基合金

耐热应用不被视为钢，因为它们的行为与其他类型的材料相似。它们的成分复杂，包括重要比例的镍和铬，还添加了其他元素以提供特殊性能。

镍基或钴基合金

其他耐热材料包括基体金属为镍或钴的合金，而其成分通过添加其他不同元素进行改性以达到特殊目的。

将上述贱金属与各种元素进行合金化会产生不同类别的材料。那些仅从其成分中获得其性能并且不易通过热处理改善的材料被指定为通过固溶体硬化。这种类型的耐热材料的焊接很容易进行。这种类型的典型铁基称为 N-155（或 Multimet）。典型的镍基有 Inconel 600 和 Hastelloy X。典型的钴基有 L-605（或 HS-25）和 S-816。

其他类别，称为可通过固溶和沉淀（或时效）过程硬化，由于在加热和冷却时发生的细微反应会改变其微观结构，因此对热处理有反应。这种类型的典型铁基是 A-286 和 Incoloy 901。典型的镍基是 Waspaloy。

另一类材料具有与上述材料相同的大量特性，被称为耐腐蚀合金，旨在抵抗腐蚀性化学物质的侵蚀，无论是否受到叠加热的影响。

当被视为基本金属时，镍和钴具有一系列有趣的特性，由于它们的耐热性使其可用于高温应用，特别是燃气轮机、熔炉配件、热化学处理系统以及耐腐蚀应用。

焊接耐热合金

作为一般规则，焊接耐热材料应在其最具延展性的条件下进行，通常指定为退火或固溶处理条件。
镍是一种延展性金属元素，用于合金钢和不锈钢等它改变了所涉及合金的性能。作为贱金属，它因其卓越的耐热性和耐腐蚀性而被使用。特别是，当根据需要进行合金化和处理时，它可以在铸造或锻造形式下提高对热应力的抵抗力。

选择镍基材料是因为它们具有耐腐蚀性和高温性能，并经过充分的热处理。尽管包含在规范中，但它们大多以商业名称为人所知。通过固溶体硬化的合金很容易在退火条件下焊接。锻造形式的沉淀硬化合金在固溶处理条件下焊接，然后根据需要进行热处理。在可焊接的锻造合金名称中，我们可以在下面列出一些：Hastelloy B、C、C276、N、X、Inconel 600、601、625、Rene 41。

钴也是一种韧性金属。它被用作多种特殊用途材料的主要合金元素。作为贱金属，与其他元素合金化，其主要性能是在高温下具有抗氧化和抗氧化的能力，但在高温下强度有限。

钴基材料的成分略有不同，具体取决于它们是铸造形式还是锻造形式。一些铸造合金的名称如下：HS 21、X 40（Stellite 31）、G 34、Mar M 509 和 FSX 414。

常见的锻造合金包括：S 816、L605 (HS 25)、HS 188、Mar M 918 和 G 32 B。所有这些都含有大约 20% 的铬和一些碳化物形成元素，如铌、钽、锆、钒。铸造合金的含碳量为0.25-1.0%，锻造合金的含碳量为0.05-0.4%。

焊接

所有主要的焊接工艺都适用，可能不包括不推荐的氧乙炔方法，因为使用助焊剂会引入其他技术不会出现的并发症。

摩擦焊 可用于焊接耐热材料。对于那些通过固溶和沉淀硬化获得性能的材料，必须意识到焊接热对接头附近性能的影响。如果强度降低的结果不令人反感，则没有其他限制性考虑因素。

电阻焊 , 点焊和缝焊都广泛用于焊接耐热合金。特别是许多耐热金属板件，如燃烧器衬里、火焰稳定器和现代燃气涡轮发动机和其他热加工机械零件的许多其他元件，在生产或维修过程中采用点焊和缝焊，这与更多电流所做的非常相似不锈钢。

需要注意的是，在许多情况下，电弧焊耐热合金会产生裂纹，特别是那些通过固溶和析出热处理硬化的合金，在焊接过程中或热处理过程中：因此应特别注意通过开发来避免裂纹合适的程序。可以使用所有的电弧焊工艺，但根据材料的厚度，某些工艺比其他工艺更适合。

钨极气体保护焊 耐热合金最适合薄截面。最好的做法是让固定元件的固定装置配备一个带有小孔的备用铜条，这些小孔紧靠在一个凹槽中，细细的氩气流通过该凹槽。

用于焊接耐热合金的填充金属成分应与母材相容，并具有这样的延展性，以便在考虑填充与母材的稀释比时提供最大的裂纹自由度。

在焊接耐热沉淀硬化合金之前，应通过适当的工艺退火热处理消除所有成型或弯曲应力，可能在真空或可控气氛炉中进行，以防止氧化。必要时，应在焊接后立即进行再固溶和析出（时效）处理。保护金属电弧焊有时用于固溶强化耐热合金，但不用于固溶和沉淀硬化合金。

控制缺陷

在此类焊接耐热合金中可能出现的缺陷中，通过在焊接前进行适当的清洁和去除表面污染物来控制孔隙率。在焊接耐热合金之前清洁工件和填充金属至关重要。不允许在焊缝或母材中出现任何类型的裂纹。接头设计应避免应力集中和多轴应力。产生较大残余收缩应力的高热输入也是产生裂纹的原因。

耐热合金的高能焊接具有不同程度的可焊性，这取决于零件在焊接过程中受到的约束程度。即使是通常表现出极低可焊性的镍铸造合金，也可以通过电子束焊接用于要求不高的应用。

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