При работе с никелем необходимо помнить некоторые особенности.
Содержание
Особенности сварки никеля и его сплавов
Очень часто используются никелевые сплавы, однако, чем меньше в металле примесей, тем легче его сваривать. Самыми вредными добавками являются цинк и сера. Цинк может испаряться в виде ядовитых паров, а повышенное содержание серы приводит к хрупкости металла.
При доведении металла до состояния плавления происходит активное поглощение кислорода и водорода. В результате этого в сварном шве могут образоваться поры, что значительно снижает его прочность.
При работе с металлом кислород вступает в реакцию с расплавленным никелем, что приводит к образованию оксида NiO. Это значительно усложняет сварку, так как данное химическое соединение трудно вывести в шлак.
Перед сваркой необходимо тщательно обработать заготовки, чтобы не допустить попадания воды и обмазки в сварочную ванну. Перед началом работы нужно просушить все заготовки, а в процессе использовать раскислители.
Газовая сварка никеля и его сплавов
Широко применяют сварку никеля газовым пламенем. Толщина свариваемого листа не превышает 3-4 мм. Перед началом работ проводится зачистка кромок. Если толщина заготовок не более 1,5 мм, тогда осуществляется отбортовка и нет необходимости использовать присадочный материал.
При сварке тонких металлических листов необходимо устанавливать зазор между ними. Ширина устанавливается из расчёта 2% от длины сварного соединения.
Присадочный материал должен быть схож с основным металлом по химическому составу. Нередко для присадки берутся нарезки из основного металла. Также часто используется присадочная проволока, содержащая в своём составе марганец, железо или кремний. Толщина проволоки должна быть равна половине толщины свариваемого металла, но не превышать 5 мм.
Для начала необходимо зафиксировать детали с помощью прихваток, расстояние между которыми должно быть примерно 20 см. Сварку проводят правым способом, чтобы расплавленный металл дольше охлаждался. Газовую горелку подносят к сварочному шву под углом 45 градусов, а к присадочной проволоке — под углом 90 градусов. Обычно достаточно провести сварку в один заход.
После завершения сварочных работ проводят зачистку шва от шлака.
Ручная дуговая
Перед началом необходимо выполнить правильную разделку кромок, это позволит провести глубокую проварку шва. Чаще всего применяется V-образная разделка, при этом углы скоса по сторонам должны быть по 35 градусов каждый. Детали собираются без зазоров. Добиться высокого качества шва получается при односторонней сварке.
Если толщина никелевого листа превышает 8 мм, проводится X-образная разделка кромок. В этом случае рекомендуется сделать двусторонний шов, а не двухслойный. Когда свариваются детали, толщина которых превышает 15 мм, крайне необходимо выполнить X-образную разделку.
Для такого способа сварки используются электроды с защитным покрытием. С целью предотвращения образования оксидов выбирают электроды, содержащие в своём составе церий или титан. Также подходят электроды, стержень которых состоит из проволоки марок НЗОК, Н1, НМц или НП-1.
Расчёт диаметра электрода проводится по формуле:
d = (S / 2) + 1, где S – диаметр основного металла.
Сварка проводится с помощью постоянного тока обратной полярности. Сила тока устанавливается из соотношения 25 А на 1 мм толщины электрода. Электрод подносится перпендикулярно к поверхности соединяемых деталей. Наклон можно немного изменить, но не более, чем на 15 градусов.
Предварительный подогрев заготовок осуществляется, если их толщина свыше 15 мм. Это делается для более глубокой и качественной проварки шва.
Рекомендуется сваривать короткой дугой с напряжением 23-27 В. Оптимальная скорость сварки 8-9 м/ч.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
Для эффективного использования сварочных автоматов применяются керамические флюсы или флюсы марки АН-26.
По своему составу присадочная проволока и основной металл должны быть максимально похожи. С никелем наилучшим образом сочетаются проволоки марок Н1, НМц, НП.
Подбор диаметра проволоки в большей степени зависит от того, каким способом подготовлены кромки. Обычно используется проволока толщиной 3-5 мм. Нет необходимости делать скосы на кромках, если толщина заготовок не превышает 6 мм, а сбор проводят без зазора. При соединении деталей различных толщин делают двусторонние скосы с углом 40 градусов с каждой стороны. Если толщина никелевого листа более 10 мм, поводится X-образная разделка кромок.
Всегда устанавливают постоянный ток обратной полярности. Длина используемой электрической дуги – средняя, с напряжением 28-35 В.
Аргонодуговая
Аргоновая сварка часто применяется для соединения деталей из цветных металлов. Этот способ также подходит для работы с никелем. Но если использовать смесь аргона, содержащую кислород, то из-за кислорода в сварочном шве образуется большое количество пор. Побороть данную проблему возможно, если добавить в аргон водород или азот.
Важно помнить, что доля водорода в общей смеси газов должна быть не более 20%. При этом расход аргона составит примерно 530 л/ч. В дополнение к этому необходимо использовать присадочную проволоку с содержанием титана.
При описанном способе сварки используют постоянный ток обратной полярности.
