Никель и его сплавы (содержащие свыше 55% Ni) благодаря высокой коррозионной стойкости, жаропрочности и жаростойкости являются важнейшими конструкционными материалами, исполь­зуемыми в химической и нефтяной промышленности, энергетике, электро­нике и других отраслях промышленности. Технический никель (Н-0, Н-1ц, Н-1, Н-2, Н-3 и Н-4) используют как

конструкционный материал и для изго­товления сплавов на никелевой основе (медно-никелевые, никель-хромовые, ни — кель-молибденовые и др.).

Никель н его сплавы можно сва­ривать дуговой, газовой, электронно­лучевой, диффузионной сваркой в зави­симости от конкретных условий работы сварной конструкции.

Основные трудности при сварке нике­ля и его сплавов — высокая склонность к образованию пор и кристаллизацион­ных трещин, связанная с резким изме­нением растворимости кислорода, азота и водорода при переходе металла из твердого в жидкое состояние с после­дующим образованием продуктов, не­растворимых в металле и способствую­щих в процессе кристаллизации образо­ванию пор в металле шва. Азот, попадая в сварочную ванну, частично обра­зует нестойкие нитриды типа NieN и частично — газовую фазу, также способствующую образованию пор. По­этому технология сварки должна обес­печивать надежную защиту зоны сварки от атмосферного воздуха, хорошее рас­
кисление сварочной ванны и дегазацию сварочной ванны. Эффективная мера предотвращения пористости — сварка короткой дугой (до 1,5 мм), при которой резко уменьшается подсос газов из атмосферы.

Высокая склонность металла к обра­зованию кристаллизационных трещин связана с образованием по границам крупных зерен легкоплавких эвтектик типа Ni3S—Ni(7’„.1= 645 °С), Ni3P—Ni (7’п.1 = 880 °С). Для предотвращения возникновения таких трещин в основном металле и сварочных материалах огра­ничивают содержание вредных примесей и вводят элементы, связывающие серу в более тугоплавкие соединения (до 5% Мп и до 0,1% Mg).

Для ограничения роста зерна свар­ку ведут на ограниченной погонной энергии и вводят в небольшом коли­честве в металл шва модификаторы (титан, алюминий, молибден), измель­чающие его структуру.

Ручную дуговую сварку применяют для листов толщиной свыше 1,5 мм и выполняют электродами с основным покрытием на постоянном токе обратной полярности.

Для предупреждения перегрева элект­рода и снижения напряжений в сварном соединении при сварке используют ток, пониженный по сравнению с током для сварки стали (табл. 30).

Сварку по возможности необходи­мо вести в нижнем положении со скоростью примерно иа 15% меньше скорости сварки сталей. Поперечные колебания электрода не должны пре­вышать трех диаметров электрода. При смене электрода или случайных

Таблица 30. Режимы ручной сварки никелевых сплавов

Толщина ме­талла, мм

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, А

до 2

2

30—50

2—2,5

2—3

40—80

2,5—3

3

70—100

3—5

3—4

80—140

5—8

4

90—100

9—12

4—5

100—165

обрывах дуги ее возбуждают, отсту­пая на 5—6 мм от кратера назад на зачищенном от шлака шве. Рекоменду­ется вести сварку за один проход, зазор между кромками должен быть 2—3 мм. При больших толщинах, когда много­проходная сварка неизбежна, рекомен­дуется сваривать после остывания соеди­нения и тщательной очистки предыду­щего слоя от шлака и брызг.

С точки зрения эксплуатационных свойств большое значение имеет после­дующая обработка поверхности швов, так как подрезы, плохое формирование могут быть причиной возникновения коррозии, трещин и других дефек­тов.

Для сварки никеля используют элек­троды Н-10, Н-37, «Прогресс-50» и др., изготовленные из никелевой проволоки НП1. В некоторых случаях для сварки никеля и медно-никелевых сплавов используют электроды с покрытием УОНИ-13/45. Для сварки хромонике­левых (ХН78Т) сплавов используют электроды ЦТ-28, а для сплавов типа ХН80ТБЮ — электроды ИМЕТ-4,

ИМЕТ-7, ИМЕТ-4П, ВЧ-2-6. Для снятия напряжений после сварки рекоменду­ется термообработка.

Ручную аргонодуговую сварку про­водят постоянным током прямой по­лярности при надежной защите сва­рочной ванны от окисления струей аргона.

Предупреждение пористости при этом способе достигается добавкой к ар­гону до 20% водорода и введением в состав проволоки титана, алюминия, ниобия, которые связывают газы. Швы рекомендуется накладывать с минималь­ными поперечными колебаниями электро­да, угол наклона горелки к оси шва должен быть 45—60°, вылет воль­фрамового электрода 12—15 мм, приса­дочный материал подают под углом 20—30° к оси шва. Многослойное соединение выполняют после полного охлаждения металла, зачистки и обез­жиривания предыдущих швов. Защита аргоном марки А рекомендуется при сварке никеля и его сплавов также со стороны подкладки.

Глава 9