Специальные свойства никеля: жаропрочность, высокая корро­зионная стойкость, высокое электросопротивление — обусловили достаточно широкое применение технического никеля марок от Н-0 до Н-4, в котором количество примесей не превышает 2,4% (ав = 30—77 кгс/мм2); б = 2ч-50% в зависимости от термо­обработки и степени деформации), монель-металла (53—60% Ni;

27—29% Си; 2—3% Fe; 1,2—4,8% Мп), а также группы жаро­прочных сплавов.

В данном параграфе рассмотрены особенности сварки только технического никеля и сплавов типа монель-металла, которые применяют в основном в химическом машиностроении. Монель - металл по структуре относится к сплавам типа твердых раство­ров, так как медь п никель обладают неограниченной раствори­мостью. Особенности сварки никеля и монель-металла общие.

Трудности сварки этих материалов обусловлены следующими факторами.

1. Большая склонность к образованию пор связана с резким изменением растворимости кислорода, азота и водорода при

переходе металла из твердого в жидкое состояние (рис. 162). При попадании в сварочную ванну этих газов могут проходить реакции типа

Ni0 + 2H5±Ni + H20;

NiO-f C^Ni + CO

с образованием продуктов, нераствори­мых в металле и способствующих в про­цессе кристаллизации металла образо­ванию пор в металле шва. Азот, попадая в сварочную ванну, частично образует нестойкие нитриды типа Ni3N и частич­но — газовую фазу, также способст­вующую образованию пор.

По указанной причине технология сварки должна обеспечивать надежную защиту зоны сварки от атмосферного воздуха, хорошее раскисление сварочной ванны и хорошую де­газацию сварочной ванны. Эффективная мера предотвращения пористости — сварка короткой дугой (до 1,5 мм), что резко умень­шает подсос газов из атмосферы.

2.Высокая склонность металла к образованию кристаллиза­ционных трещин связана с образованием по границам крупных зерен, имеющих транскристаллитное строение, легкоплавких эвтектпктипа Ni3S + Ni (7'пл = 645°С), Ni3P + li (TDn — 880°С). Для предотвращения возникновения таких трещин в основном металле и сварочпых материалах ограничивают содержание вред­ных примесей и вводят элементы, связывающие серу г» более туго­плавкие соединения: до 5% Ми 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. При многопроходной сварке последующие швы необходимо накладывать после полного охлаждения предыдущих.

3. При сварке никеля и его сплавов металл в сварочной ванне менее жидкотекуч, чем при сварке стали, и проплавляется на меньшую глубину, поэтому необходимо несколько увеличивать угол разделки кромок.

При выборе способа и разработке технологии сварки основ­ное внимание уделяют обеспечению необходимых эксплуатацион­ных свойств соединений. Поэтому даже для одного и того же сплава технология может быть различной.

При дуговой сварке никеля и его сплавов нет необходимости всегда добиваться для шва того же химического состава, что и основной металл, так как для технического никеля, например, при совпадении химического состава в шве не удается избежать пор, трещин и других дефектов. Для предотвращения этих дефек­

тов п получения необходимых свойств гтгва приходится прибегать к комплексному легированию.

Для соединения никеля в настоящее время применяют в основ­ном дуговую сварку вольфрамовым и плавящимся электродом в среде защитных газов и механизированную сварку плавящимся электродом под флюсом. Возможна также ручная сварка толсто- покрытыми электродами и сварка угольной дугой.

Дуговую сварку вольфрамовым электродом выполняют на по­стоянном токе прямой полярности с использованием аргона 1-го сорта (ГОСТ 10157—73) и присадочной проволоки марки ЇІМц2,5 (2,3—3,3% Мл), реже марки НМц5. Дуговую сварку плавящимся электродом обычно применяют для металла толщи­ной свыше 4—5 мм с использованием тех же сварочных материалов.

Механизированную сварку под флюсом осуществляют на по­стоянном токе обратной полярности. Флюсы должны быть без - окислительными или бескислородными типа 48-ОФ-6, АНФ-5 пт. п. В ряде случаев для никеля используют керамические флюсы, например марки ЖН-1 (мрамор 12%, плавиковый шпат С0%, глинозем 15%, марганец 5%, титан 2%, алюминий 6%, жидкое стекло 20% к массе сухой смеси) и проволоки из никеля марок Н-0, НГТ-1 и НП-2. При использовании проволоки НМц2,5, вносящей в сварочную вапну достаточное количество раскисли - телей. следует применять флюсы без раскислителей.

Для предупреждения роста зерна сварку стремятся вести швами небольшого сечения. Ввиду высокого электросопротивле­ния проволоки вылет электрода устанавливают в 1,5—2 раза меньше, чем при сварке низколегированной стальной проволокой.

Ручную дуговую сварку толстопокрытыми электродами выпол­няют па постоянном токе обратной полярности. Стержень элек­трода марки НМц2,5 или из чистого никеля марок НПО и НП1, покрытие типа Б (например, марки электродов Н-10, Н-37, «Про­гресс-50»).

Дуговую сварку угольным электродом используют при необ­ходимости только для тонкого металла с обязательным примене­нием флюса на борной основе и присадочных прутков марки НМц2,5. В отдельных случаях для улучшения качества шва во флюс добавляют небольшое количество порошка алюминия, феррованадия, ферротитана.

С учетом дополнительных указаний режимы сварки выбирают те же, что и для стали.