Особливості технології та техніки зварювання нікелю та нікелевих сплавів

Найбільш широко для з’єднань нікелю і сплавів на його основі використовується аргонодугове зварювання неплавким (вольфрамовим) електродом з присаджувальним і без присаджувального дроту і в менший мірі плавким електродом.

Зварювання вольфрамовим електродом виконують на постійному струмі прямої полярності.

Потрібне ретельне зачищення кромок, що зварюються, і ділянок металу, що прилягають до них, на відстані 20...30 мм, знежирення кромок і присаджувального дроту, захист аргоном зворотного боку шва.

Зварювання нікелю виконується при мінімально можливій довжині дуги і підвищеній силі струму на щільно притиснутій мідній підкладці. Зварювальний струм обирають з розрахунку 40...50А на 1мм товщини основного металу, напруження дуги 10...12В:

І_зв=(40...50А)δ

U_д=10...12В

При ручному аргонодуговому зварюванні неплавким електродом рекомендується застосовувати “лівий” спосіб при максимально можливій швидкості зварювання з мінімальними поперечними коливаннями електроду. Виліт неплавкого електроду 12-15мм.

При багатопроходному зварюванні наступні шви накладаються після повного охолодження, зачищення від шлаку та знежирення попередніх шарів.

Для зварювання металу підвищеної товщини застосовують аргонодугове зварювання плавким електродом на постійному струмі зворотної полярності.

Зварювання під флюсом виконують на постійному струмі зворотної полярності на звичайних стандартних апаратах.

При зварюванні нікелю і його сплавів метал в зварній ванні менш рідкоплинний (більш в’язкий), чим при зварюванні сталі, і проплавляється на меншу глибину, тому необхідно збільшувати кут розроблення кромок і зменшувати їх притуплення.

При зварюванні метала малих товщин (до 5...6 мм) стикові з’єднання готують без скосу кромок і без зазору. При товщині S=6...12 мм – V-подібне розроблення кромок (α=60° - 70°). При товщині S=12…20 мм – Х-подібне розроблення кромок.

При зварюванні з повним проплавленням кромок використовують мідні або флюсові підкладки.

Із-за високого електроопору нікелевого дроту виліт електроду зменшують в 1.5-2 рази в порівнянні з вилітом сталевого дроту.

Щоб уникнути перегріву метала та пов’язаного з ним надмірного росту зерна, зварювання намагаються виконувати швами невеликого перерізу.

При зварюванні під керамічним флюсом напруга зварювання U_зв=30...34 В.

Ручне дугове зварювання покритим електродом виконується в основному для з'єднання металу товщиною S>1.5 мм на постійному струмі оберненої полярності. Використовують струм, знижений в порівняні зі струмом при зварюванні сталі (d_е=3 мм ® I_зв = 70...100 А), для попередження перегріву електроду.

Підтримується коротка дуга, швидкість зварювання нікелевих сплавів приблизно на 15% менше швидкості зварювання сталей (7... 9 м/год). Зварювання при можливості ведуть в нижньому положенні.

Струм зварювання I_зв = (35...40) d_е.

Нікель та його сплави товщиною до 3...4 мм зварюють без розроблення кромок.

Режим електрошлакового зварювання нікелевих сплавів близькі для режимів зварювання сталей.

Електронно-променеве зварювання можна застосовувати для всіх сплавів, що зварюються іншими способами. Цей метод використовують для зварювання металу різних товщин і, що особливо важливо для нікелевих сплавів, за один прохід з великою швидкістю.

Контактне зварювання найбільш часто використовується для зварювання сплавів нікелю (монель, ніхром та інші). Технічний нікель важко піддається контактному зварюванню, оскільки має значно більшу електропровідність, ніж нікелеві сплави. В зв’язку з цим точкове зварювання сплавів нікелю виконується при меншій силі струму, порівняно з сталями та технічним нікелем.

З'єднання деталей з нікелю та його сплавів можна успішно виконувати шовним і стиковим контактним зварюванням.

Дифузійне зварювання виконують у вакуумі при температурі Т< T_пл.Ni (використовується в електроніці та електротехніці).

Температура нагріву Т_{нагріву} =1000...1200 °С.

Тиск Р=1,5...3 кг/мм².

Час витримки t = 6...20 хвилин.

Розрідження 10^-4 мм ртутного стовпчика.