способы и режимы сварки, обеспечивающие минимальные нагрев .стали и длительность ее контакта с жидким сплавом меди. Весьма эффективна также предварительная наплавка на сталь промежуточных слоев из сплавов, уменьшающих возможность образования хрупких прослоек и перехода железа в наплавленный металл.

Рис. 242. Хрупкие прослойки в зоне спллвления при плазменной наплавке Бр. АМц9-2 на сталь 20 (а) и Бр КМцЗ-1 на сталь 38ХНМА (б).

§ 61. СВАРИВАЕМОСТЬ СТАЛИ С НИКЕЛЕМ И ЕГО СПЛАВАМИ

При изготовлении аппаратов в химическом и нефтяном машиностроении возникает необходимость сваривать никель с низкоуглеродистой, а также с аустеннтными хромойикелекыми сталями. Для сопоставления и анализа ниже приведены химико-физические свойства никеля и железа:

ПоказательNiFe

Группа в периодической системе .VIIIVIII

Атомный номер.2826

Атомная масса.58,7155,85

Количество электронов в наружном слое атома . .22

Тип кристаллической решетки . .г. ц. к-f — г. ц. к.

а — о. ц. к.

Параметры, А .а = 3,516аа = 2,86

Атомный радиус, А .1,381,41

Температура плавления, °С . . .14551535

» кипения, °С .30802450

Коэффициент линейного расширения на 1°С.13,3 ■ 10~°

Коэффициент теплопроводности,

калЦсм ■ сек ■ °С).0,143

Удельная теплоемкость, кал/{г-°С)0,178 Удельное электросопротивление,

ом-м.7,24 • Ю-8

Плотность, г/смь.8,9

Как видим, никель ближе к железу, чем медь, в особенности по кристаллохимическим свойствам. Поэтому никель и железо образуют взаимные растворы неограниченной растворимости и не склонны создавать интерметаллические соединения или диффузионные прослойки в зоне сплавления.

Проблемой свариваемости никеля со сталью является чувствительность железоникелевых швов к пористости и к образованию кристаллизационных трещин.

Установлено, что максимальной склонностью к образованию пор обладают швы, содержащие 30—60% №, при использовании сварочных материалов с повышенной окислительной способностью. Следовательно, причиной пористости можно считать кислород, попадающий в сварочную ванну. В момент кристаллизации изменения в растворимости кислорода весьма значительны, образующиеся же оксиды углерода и пары воды, не успевая полностью удалиться из металла, приводят к пористости.

Повышенная чувствительность железоникелевых швов к кристаллизационным трещинам связана с присутствием в металле шва Б, Р и 02. При этом чем больше никеля в швах, тем сильнее проявляется отрицательное действие серы и фосфора, так как образуемые ими эвтектики с никелем более легкоплавки, чем с железом. Кислород же, как полагают, способен изменять состав и свойства межкристаллитных прослоек, усиливая вредное действие серы.

Помимо вредного влияния серы, фосфора и кислорода, склонность железоникелевых швов к кристаллизационным трещинам связана с их грубым, транскристаллитным строением однофазной аустенитной структуры.

Получению плотных и стойких против кристаллизационных трещин швов при сварке никеля со сталью способствует снижение содержания никеля в швах до 30%, применение сварочных материалов, лишенных окислительной способности, с минимальным содержанием серы и фосфора. Весьма благоприятно влияет одновременное внесение в сварочную ванну раскислителей и модификаторов (например, Мп, Сг, А1, Л), а также элементов с повышенной энергией активации (например, Мо). Эти металлургические средства воздействия дополняют рядом технологических мероприятий — тщательной подготовкой сварочных материалов и основного металла, в некоторых случаях уменьшением проплавления стальной составляющей и др.

0,16 0,115

12 • Ю-8 7,85