Никель и его сплавы

Высокая стойкость против коррозии в ряде агрессивных сред, жаропрочность, большое омическое сопротивление и некоторые другие специальные свойства никеля и его сплавов обусловливают применение этих материалов в химическом машиностроении, электрохимической и других отраслях промышленности. При изготовлении сварной аппаратуры для химической промышленности используют преимущественно никель марки НО (не менее 99,93% Ni). В среднем для этого никеля в отожженном состоянии временное сопротивление 38—45 кгс/мм2, относительное удлинение 32—50%. В сварных изделиях применяют сплавы никеля с медью, хромом, алюминием и другими элементами.

По технологии и Технике сварки никель и его сплавы близки к стали и особенно к коррозионностойкой. При выборе метода и разработке технологии сварки наряду с предотвращением дефектов металлургического характера (пор и кристаллизационных трещин) необходимо особое внимание уделять получению требуемых эксплуатационных свойств соединений. При изготовлении никелевых конструкций наиболее широкое применение получила аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом. Этот метод благодаря большой универсальности и обеспечению высокого качества соединений вытесняет ручную дуговую сварку покрытыми электродами, газовую сварку и даже сварку под флюсом. В малом объеме применяется также аргоно-дуговая сварка плавящимся электродом. Аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом осуществляется постоянным током прямой полярности.

Вредными примесями в никеле являются кремний, железо, медь, сера, висмут, свинец, фосфор, цинк, кадмий.

Главной причиной появления кристаллизационных трещин в металле никелевого шва является образование легкоплавкой сульфидной эвтектики Ni—NiS. Поэтому в основном металле содержание серы ограничивается 0,001%, что в 10—50 раз ниже, чем допустимое содержание ее в стали. Наличие марганца, связывающего серу в тугоплавкое соединение MnS, ослабляет ее вредное влияние. На этом основано применение присадочных проволок НМц2,5 и НМц5, содержащих около 2,5 и 5% Мп соответственно.

Введение марганца в никель снижает его коррозионную стойкость в щелочных средах. Поэтому использование подобных проволок допустимо только в тех случаях, когда содержащие марганец никелевые швы удовлетворяют требованиям эксплуатации. Весьма эффективно введение в проволоку небольших количеств титана для борьбы с трещинами в металле шва.

В отношении пористости швов никель существенно отличается от алюминия и меди, а также от железа (стали), с которыми он находится в одной подгруппе периодической системы элементов. Наиболее чувствителен никель к образованию пор при наличии азота. Уже содержание 0,05% азота в аргоне может вызвать пористость. Тот же эффект получается при наличии в аргоне 2% кислорода или еще большего количества водорода. Однако при малом содержании водород может уменьшать пористость, вызываемую азотом, усиливая кипение сварочной ванны до ее затвердевания.