| 镍及镍合金材料 |

　　近50年来，应用技术的权威统计数字显示：镍合金焊材、工艺及其应用，正以每年6%的平均增长率进入全球众多的工业领域！因此，当前焊接界流行着这样一种说法：镍合金焊材及工艺是继碳钢和不锈钢之后又一个焊接技术高地。这是由于冶金技术飞速发展，加快了各类更纯净元素的出现和应用，同时镍基材料的品种和品质的更是不断更新，使镍合金焊接完全突破了传统上“低热量输入”的禁区；在国外采用Mig或Tig工艺的焊接机械手，可以7-9公斤/小时的熔敷率，以超过1米/分的速度完成各种复杂的焊接任务。镍及镍合金焊材广泛应用于如离岸钻井平台，陆基或船基燃汽轮机，各种航天、航空发动机的高温燃烧室、核电、热电厂的相关设备、汽车的新型排气系统、军用武器装备以及石油精炼及各种化工设备等。
　　TFA公司主要的镍基产品及其应用TFA61高镍焊丝（ERNi-1） 用于焊接200 ,201 镍合金和镀镍钢板的焊接；钢与镍之间的焊接；钢的表面堆焊
　　*TFA60高镍焊丝（ERNiCu-7）用于焊接镍-铜 合金自身的焊接，以及 镍-铜 合金与钢的焊接；用埋弧焊方法对钢的表面进行堆焊
　　*TFA625高镍焊丝（ERNiCrMo-3） 用于 INCOLOY825 、 INCO25-6Mo 以及 MONEL400 合金的焊接；镍基合金与不锈钢异种材料间的焊接；表面堆焊
　　*TFA276高镍焊丝（ERNiCrMo-4）用于 INCO C-276 及其它 Ni-Cr-Mo 耐腐蚀合金的焊接；表面堆焊合金钢的焊接、钢的表面堆焊
　　*TFA22高镍焊丝（ENiCrMo-10）用于 INCONEL622 及其它 Ni-Cr-Mo 耐腐蚀合金的焊接；表面堆焊合金钢、双相钢、超高强度双相钢、超高强度奥氏体不锈钢的焊接；钢的表面堆焊。
　　以下简单介绍镍合金焊材在众多工业领域中的应用：
　　1. 石油、天然气和海洋石油业方面的应用
　　随着全世界能源、以及合成石油产品方面需求的不断扩大，因此对原油的需求也日益增加。但是原油本身含有众多的污染物质，勘探原油的设备需要在十分恶劣和污染的环境下长年累月的工作，并且不可能经常性地进行维护及更换。以酸性原油为例，在高温高压下它们经常含有硫化氟、硫、二氧化碳和亚氯化盐等。目前的对策是使用更多的耐腐蚀合金（通常是镍-铬-钼合金）来制作相关设备。但由于这些材料的价格都相当昂贵，我们可以采用堆焊来降低成本。例如可以利用铁基材料（如AISI4340）强度大的特点来制作结构件，再用镍-铬-钼合金制作的堆焊层来提高抗腐蚀能力。可以供该领域客户选用的此类焊材有：
　　*ERNiCrMo-3 (TFA625高镍焊丝)
　　*ERNiCrMo-4 (TFA276高镍焊丝),
　　*ERNiCrMo-10 (TFA22高镍焊丝)
　　用TFA625高镍焊丝堆焊，可以防止H2S所造成的应力腐蚀开裂。所谓的”内腔堆焊”（Bore Clad，或简称BC）是指对阀门，接口件或任何与原油接触部件的内表面进行堆焊工艺。内腔堆焊的焊丝都是经过特别设计的；它们有很好的抗张强度，同时在拉丝时本公司采用特殊工艺来改进从送丝机构到引弧点之间的送丝效果，以保证这种焊丝在任何一种焊接工艺中都可以达到稳定高效的焊接结果。

　　图1 用镍基材料TFA625高镍焊丝对深海潜水泵球阀的内表面进行堆焊以防止腐蚀
以上介绍的用镍合金堆焊层防止腐蚀的做法在石化以及传统化工领域中已有日益广泛的应用。

　　2. 火力发电厂的烟气脱硫系统（即FGD系统）
随着我国经济的高速发展，及对环境保护的日益重视，国家电力部门已对各火电厂污染性烟气排放制订了越来越严格的环保标准。而烟气中主要污染源是SO2，要除去SO2通常要通过一个称为烟气脱硫的系统（Flue Gas Desulfurizer，简称FGD系统）。

　　图2 FGD系统冲洗装置内景（加拿大安大略水电站）
　　 在FGD系统中由于不断使用石灰水冲洗会产生的腐蚀效应以外，此外整个系统在长期使用期间会产生许多附着在金属表面的沉积物。并因此产生小孔和缝隙腐蚀的，所以我们必须为FGD系统选择一种和基材(base metal)之间存在一种“超级亲和关系”并具有良好防腐性能的焊材。这里有二个基本理由；①第一个理由：由于整个焊接区域的微观结构，十分类似于铸件，是一种分枝状晶体。它的化学微观偏析和它的分枝状晶体结构是成比例的，同时它的微观偏析以又和该区域内的小孔和缝隙腐蚀密切有关，因此我们在为FGD系统选择焊材时必需包含抗腐蚀性能好的元素，如铬、钼、钨等。②第二个理由：我们用合金和钢基复合板制造容器时，使用具有“超级亲和作用”的焊材就更为重要，这是因为复合板材钢基材料一定会稀释（dilute）焊层中抗腐蚀作用强的元素。适合的焊接材料为TFA276高镍焊丝来焊接带C-276 堆焊层的钢板。同时在制作这类FGD系统时通常会采用高效率焊接工艺并要求进行全位置焊接，这样做的结果使焊接后稀释的情形很小（稀释率—dilution很小）防腐效果很好。
　　这里介绍的防腐蚀机制在一些大型的垃圾焚烧系统中同样适用。
　　 3. 其他应用
　　镍合金材料的又一个重要应用领域是耐高温；如为了适应在航空，航天器发动机内极高温及抗蠕变的要求，本公司专门全球各大航空发动机制造商设计了像INCONEL? FM 617, INCONEL? FM 718, NC-80/20 FM, NiMONiC FM 263, 及NiMONiC FM PK 63等镍铁铬，镍铬铁或镍铬钴钼材料。
　　SMC公司所产生的各种焊材还广泛地在陆基、船基燃气轮机，各种高温发动机，高温高压化工容器以及一些高精度武备系统中。