Зварювання нікелю та нікелевих сплавів

Зварювання нікелевих сплавів пов'язане зі значними труднощами, у зв'язку з їх особливими фізико-хімічними якостями - великою схильністю до утворення пор при різкій зміні розчинності азоту, водню та кисню в процесі переходу металу з твердого стану в рідкий. При дуговому зварюванні нікелю високої чистоти в середовищі аргону головним джерелом пір є азот, що розчиняється у великих кількостях у рідкому металі і майже не розчиняється у твердому нікелі.

Для отримання зварювальних швів без пір важливою умовою є чистота поверхні електродного дроту, кромок, що зварюються, зварювальних матеріалів і основного металу (покриттів електродів, флюсів, захисних газів), а також зв'язування водню і розкислення в процесі зварювання нікелю. Це вирішується методом введення сильних розкислювачів у зварювальну ванну (титану, алюмінію та ін), а також використанням покриттів або флюсів, які здатні переводити водень у стійкі леткі сполуки НР або зв'язувати оксиди нікелю. З цієї причини технологія зварювання може забезпечити надійний захист зварюваної зони від атмосферного повітря, дегазацію зварювальної ванни та гарне розкислення. Ефективним заходом запобігання пористості є зварювання за допомогою короткої дуги (до 1,5 мм), що значно зменшує надходження газів з атмосфери.

Висока схильність нікелю до появи кристалізаційних тріщин пов'язана з утворенням за межами великих зерен, що мають транскристалітну будову. Щоб запобігти виникненню в основному металі, а також у зварювальному шві тріщин необхідно обмежити вміст шкідливих домішок і ввести елементи, які зв'язують сірку в найбільш тугоплавкі сполуки: до 0,1% Мg і до 5% Мn.

Під час розробки технології зварювання основну увагу приділяється забезпеченню необхідних експлуатаційних властивостей сполук. Технологія може бути абсолютно різною навіть для того самого сплаву. При дуговому зварюванні нікелевих сплавів і нікелю не обов'язково домагатися шва такого ж хімічного складу, як і в основного металу, оскільки навіть при повному збігу не вдається уникнути тріщин, пор і т.д. п. дефектів. Для отримання необхідних властивостей шва і запобігання дефектам можна вдатися до комплексного легування.