ного металла. Хорошие результаты обеспечивает проволока, легированная марганцем, магнием, кремнием и титаном. При этом марганец служит раскислителем и связывает серу, цинк раскисляет никель, кремний придает металлу лучшую жидкотекучесть, а магний связывает остатки серы. Содержание указанных элементов в проволоке и ьаплавлеииом металле не должно быть слишком высоким (например, Мп до 2% , Si до 0,8%, Mg до 0,05% и Ti до 0,1%). Проволока должна иметь чистую поверх]1ость, без следов смазки, масла и грязи. Диаметр присадоч-1ЮЙ проволоки рекомендуется выбирать равным половине толщины свариваемого металла, но ие более 6 мм.

В отличие от газовой сварки стали при сварке никеля необходимо избегать перемешивания ванны, которое ведет к выгоранию раскислителей и загрязнению металла шва. Качество шва можно определить по цвету. Хороший шов имеет матово-коричневую или серо-желтую окраску. Шов, сваренный с перегревом, блестящий, сине-черного цвета. Во избежание пористости сварного соединения присадочная проволока и ядро пламени горелки не должны касаться ва[шы.

Для сварки никеля и его сплавов применимы левый и правый методы сварки. При левом методе сварки сварочная ванна более интенсивно взаимодействует с кислородом окружающего воздуха. Этот метод можно применять при сварке изделий из металла толщиной 1-2 мм. При правом методе сварки пламя направлено на расплавлеитшш металл, в результате чего замедляется охлаждение сварочной ванны, уменьшается окисление расплавленного металла и предотвращается пористость и образование трещин. Пламя горелки направлено к поверхности свариваемых листов под углом 45°. Проволоку можно держать спокойно в ванне, но лучше, чтобы ее конец находился в пламени. При сварке рекомендуется производить горелкой легкие колебательные движения.

На качество сварного соединения никеля влияет чистота ацетилена, который может являться источником загрязнения шва серой. Поэтому при сварке необходимо применять хорошо очищенный, а лучше всего растворенный ацетилен. Сварку следует выполнять без задержек и возврата на сваренный участок во избежалие перегреваоколошовнойзоны, сопровождающегося образованием трещин. Следует также избегать применения многослойной газовой сварки.

При сварке гонких (толщиной до 1 мм) листов для уменьшения коробления следует отгибать кромки, повышая тем самым жесткость листов. Сварку производят без присгдочной проволоки. Листы толщиной до 4 мм сваривают встык без скоса кромок. Толстые листы сваривают с V- и Х-образной разделкой. Вследствие значительной усадки сварку стыковых швов производят, отступив на 100- 200 мм от края, так как может произойти наползание кромок друг на друга. По той же причине сборку под сварку осуществляют с большим зазором. Металл швов в местах дефектов следует вырубать и заваривать вьювь. В. тех случаях, когда конструкция долила иметь гладкую поверхность, после газовой или дуговой сварки применяют проковку или прокатку шва. При этом прочность швов повышается за счет измельчения структуры. Иногда после проковки производят отжиг. После такой обработки прочтюсть швов равна прочности основного металла. При сварке необходимо обращать внимание на то, чтобы в изделии возникали минимальные сварочные напряжения для предотвращения коррозии под напряжением.

Чистый никель можно сваривать без флюса, сплавы никеля - с флюсом, в состав которых не должен вхол,ить бор (бор образует легкоплавкие соединения, которые могут вызвать образование трещин в наплавленном металле, особенно при сварке сплавов, содержащих хром). При сварке никеля и его сплавов флюсы применяют главным образом для облегчения растворения окислов, защиты сварочной ванны от действия окружающего воздуха и улучшения жидкотекучести металла. Флюсы в виде пасты наносят на присадочный пруток и свариваемый металл. При изготовлении пасты сухую смесь замешивают на воде или спирте. Составы наиболее распространенных флюсов приведены в табл. 9.

Сварка нихрома затрудняется образованием на поверхности ваииы тугоплавкой пленки окиси хрома, которую удаляют механическим путем. Сварку произво-

Компоненты

Бура прокаленная . Кислота борная . , Магний хлсристьч) Нитрй хлористый Кял1.ций фтористый Гашег,.-.я нчБеС1ь . Борный ангидрит Натриевое .;текло Барин у1лекислый

15 S 25

Сварные соединения из никеля, выполненные газовой сваркой, имеют предел прочности, равный 26-32 кгс/мм , и уюл загиба 90-120° для соединения толщи-i-oi ! /:о 10 мм, что значительно ниже соответствующих показателей для основного М( талла. Механические свойства швов при газовой сварке приведены в табл. 13.

Ручная дуговая сварка

Ручную дуговую сварку применяют в основном для листов толщиной свыше 1,5 мм и осуществляют электродами с качественным, чаще всего основным, покрытием на постоянном токе обратной полярьюсти. Для предупреждения перегрева йлектрода и получения возможно меньших напряжений в сварном соединении при сварке используют ток, пониженный по сравнению с током при сварке О. Ориентировочные режимы ручной сварки о ,. /.ол 1о\ никелевых сплавов качественными

стали (табл. 10). г,. тподами

Для уменьшения угара стабилизирующих и раскислительных элементов, содержащихся в электродной проволоке, необходимо поддерживать короткую дугу. Скорость сварки никелевых сплавов примерно на \Ъ% меньше скорости сварки сталей. Сварку по возможности следует вести в нижнем положении. При сварке во всех пространственных положениях электрод должен быть перпендикулярен к шву в поперечном направлении и наклонен примерно па 20° в сторону

направления сварки, за исключением сварки на подъем. Поперечные колебания электрода не должны превышать трех диаметров электрода. Вертикальные швы на металле толщиной до 2,5 мм лучше сваривать па спуск.

Зазор между свариваемыми кромками должен быть 2-3 мм. Листы следует Жестко закреплять. Рекомендуется вести сварку по возможности за один проход. При больших толщинах, где многопроходная сварка неизбежна, необходима

дят с максимальной скоростью и без перерывов. Повторная и многослойная сварка вызывает треш,ины, значительный рост зерна н межкристаллитную коррозию в шве. Пламя должно быть слегка восстановитсльпым, а его мощность соответствовать удельному расходу ацетилена 50-70 л/ч иа 1 мм толщк11Ы свариваемого металла. В качестве присадочного прутка прь1\;сняют проволоку того же состава, что и состав свариваемого металла. При сварке при.меляюм флюс-пасту № G. После отжита предел прочности сварного соедг1Нсир.я \\л нихрома, выполненного ацетилено-кислородной сваркой, равен 35-45 кгс/мм.

хорошая очистка поверхности промежуточных слоев от окислов и шлака. Длинные швы лучше сваривать участками, оставляя небольшие разрывы, загариваемые после зачистки от шлака. Шов делают с усилением; усиленный участок затем со-шлифоЕывают. Проковка шва улучшает его качество, однако, если металл содержит сульфиды, она не должна быть слишком сильной во избежание трещин. При сварке никеля состав металлического стержня электродов идентичен составу основного металла. Применяя соответствующие электроды и режимы сварки, можно получить швы с коррозионной стойкостью и другими свойствами не ниже, чем аналогичные свойства основного металла. Большое значение имеет обработка поверхности швов, так как подрезы, наплывы и плохое формирование шва могут быть причиной возникновения коррозии, трещин и других дефектов. Наилучшие результаты обеспечивает полирование.

Для сварки никеля можно использовать электроды Н-10, Н-37 и Прогресс-50 (табл. 11). В качестве электродного прутка используют никелевую проволоку НП1 по ГОСТ 492-73.

п. Состав покрытия некоторых электродов для сварки никеля и никелевых сплавов, %

Компоненты

Электрод

Н-10

Н-37

Мрамор ,..............

Плавиковый шпат..........

Кварцевый песок...........

Сода кальцинированная .......

Ферромарганец МН-0.......

Ферросилицит СМ-75........

Ферротитаи Ти-1...........

Марганец металлический Мр-1 . . Порошок алюминиевый ПАП-1 . . .

Лигатура ...............

Двуокись титана ...........

Хлористый натрий..........

Титановый порошок НМП-1А . . . .

Бентонит ...............

Фтористый кальций (чистый) . . . .

Хромоникелевая лигатура......

Окись алюминия...........

Молибден...............

Хром металлический.........

Ферровольфрам ...........

Алюминат натрия (% к М£.ссе сухих

компонентов) ............

Жидкое стекло (% к массе сухих

компонентов) ............

40,0 48..5 3.0 2.0 3,5 3,0

40 18

(45 Си) II 10 7

Прог-ресс-50

ИМЕТ-7

ВИ-2-6

ИМЕТ-10

(3 ПА)

30,0

28-30

Электроды Н-10 изготовляют методом окунания, просушивгют на воздухе 12-16 ч и прокаливают при 250-300° С в течение 3-4 ч. Недостатком электродов Н-10 является пористость сварных швов, которая может быть несколько снижена путем предварительного нагрева свариваемого изделия до 250-300° С. Поэтому указанные электроды используют лишь при выполнении неответственных работ.

Электроды Н-37 изготовляют так же, как и электроды Н-10. Основным недостатком электродов Н-37 является непостоянство качества сварных швов, зависящее от качества электродов и режимов сварки. Во многих случаях швы получаются неплотными, пористыми, особенно при сварке никеля Н-1 и Н-2.

Электроды Прогресс-50 , применяемые для сварки никеля, отличаются тем, что имеют покрытие кислого типа, позволяющее получать высококачествен-

12. Материалы для сварки под флюсом никелевых сплавов

ные сварные соединения при сварке не только никеля Н-1, но и никеля Н-2. Указанные электроды обеспечивают получение металла швов, стойкого против образования пор и трещин, с высокими прочностными и коррозионными свойствами. Указанные электроды могут быть изготовлены методом опрессовки или окунания. Компоненты гюкрытия готовят в обычном для изготовления электродов порядке.

В некоторых случаях для сварки никеля и монеля можно использовать электроды с покрытием УОНИ-13/45. Однако в этом случае наблюдается повышенная склонность металла швов к пористости. Согласно ГОСТ 10052-75 для сварки некоторых никелевых сплавов предусмотрены электроды типов Э-08Н60Г7М7Т, Э-08Х25Н60М10Г2 и Э-02Х20Н60М15ВЗ. Для сварки никелехромистых сплавов ХН78Т (ЭИ435) и ХН77ТЮР (ЭИ437Б) используют электроды ЦТ-28, а сплавов ХН80ТБЮ (ЭИ607), ХН80ТБЮА (ЭИ607А), ХН70ВМТЮ (ЭИ617) и ХН75МВЮ (ЭИ827) - электроды ИМЕТ-4, ИМЕТ-7, ИМЕТ-4П, ВИ-2-6. После сварки для снятия остаточных сварочных напряжений рекомендуется соответствующая термическая обработка. Механические свойства швов приведены в табл. 13 и 14.

Сварка под флюсом и электрошлаковая сварка

Требования к подготовке поверхности листов и электродной проволоки для сварки под флюсом такие же, как и при ручной дуговой сварке. При сварке никеля и никелевых сплавов состав электродной проволоки приближается к составу основного металла (табл. 12).

Сварку никеля и никелевых сплавов под флюсом производят на постоянном токе обратной полярности на обычных стандартных автоматах и полуавтоматах. Несколько лучшие результаты получаются при использовании автоматов с зависимой от напряжения дуги подачей электродной проволоки. Ввиду опасности и нежелательного перегрева основного металла сварку стремятся выполнять швами небольшого сечения. Это предопределяет применение электродных проволок небольшого диаметра (2-3 мм). Из-за высокого электрического сопротивления высоконикелзвых электродных проволок и повышенного коэффициента их расплавления следует уменьшать вылет электрода в 1,5-2 раза по сравнению с вылетом электрода при сварке стальной проволокой. Механические свойства швов при сварке под флю:ом и электрошлаковой сварке приведены в табл. 13-16.

Аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка является одним из распространенных способов соединения никеля и его сплавов, позволяющих получать в ряде случаев наиболее высокое качество, особенно на тонколистовом металле. Аргонодуговую сварку применяют и в тех случаях, когда остающийся в металле шва шлак и флюс снижают его эксплуатационные свойства. При аргонодуговой сварке расплавленный металл в сварочной ванне надежно предохраняется от окисления защитной струей аргона, в результате чего обеспечивается постоянное и высокое качество

сварных соединений.

Одним из средств предотвращения пористости при аргонодуговой сварке Вольфрамовым элекгродом никеля, монелей и некоторых жаростойких сплавор

13. Механические свойства металла шва и сварных соединений

14. Механические свойства сварных соединений

15. Длительная прочность сварных соединений некоторых нике.гевых сплавов

\ 16 Механические свойства металла шва и сварного соединения иа сплаве ХН77ТЮР при электрошлаковой сварке (флюс ЛНФ-7)