高温合金焊接中的气孔倾向分析

镍基高温合金焊接中的另一个主要问题是焊缝金属中易出现气孔。镍基高温合金的金相组织是奥氏体，从凝固结晶开始到室温（甚至一直到低温）都是奥氏体组织。镍基高温合金的焊接性与奥氏体不锈钢相似，而且比奥氏体不锈钢更差些。

焊接坡口处清理不彻底而残存油污、氧化物及涂料等是产生气孔的重要原因。保护气体流量不足或氩气纯度偏低也能引起焊缝中出现气孔，例如纯镍或不含Cr的镍基高温合金中含质量分数为0.1%～0.2%的N₂，就可能使焊缝中出现气孔。

工业纯镍和不含Cr的镍基高温合金焊接时，由于它们的液态金属粘度大，若被含有杂质的气体或空气混入电弧气氛中，溶入液态金属形成的气泡很难析出，就很容易在焊缝金属凝固过程中产生气孔。

图6-4所示为氮气（N₂）含量对焊缝中产生气孔倾向的影响。可以看到，Monel合金或工业纯镍中，N₂的质量分数在0.1%～0.2%时容易出现气孔。若N₂的质量分数在0.5%以上，就会产生大量的集中气孔。但是，含Cr的Inconel600合金焊接时，电弧气氛中N₂的质量分数即使达到10%也不会产生气孔。也就是说，含Cr的镍基高温合金焊接时，有较强的抵抗产生N₂气孔的能力。因此，在焊接工业纯镍和不含Cr的镍基高温合金时，要尽量避免空气的侵入。(www.xing528.com)

图6-4 氮气（N₂）含量对焊缝中气孔倾向的影响

为了避免空气侵入电弧气氛，要采用短弧焊和避风焊。在焊丝中加入能形成氮化物、氧化物、碳化物的合金元素，也可以避免焊缝中产生气孔。为此，加入强碳化物形成元素Ti是最有效的，加入Al、Mn、Si也有一定的效果。