浙江至德鋼業(yè)有限公司氯堿廠二閃沉降槽的內(nèi)襯為純鎳容器，圓筒基體材料為Q235 碳鋼，厚度12mm；圓筒襯里為純鎳N6，厚度為3mm；頂蓋材質(zhì)為316L不銹鋼（相當(dāng)我國(guó)牌號(hào)022Cr17Ni12Mo2）厚為6mm，其結(jié)構(gòu)外形如5-52所示。設(shè)備圓筒內(nèi)盛裝NaOH介質(zhì)，使用溫度為95℃。

1. 焊接性

  純鎳與不銹鋼或碳鋼焊接時(shí)對(duì)熱裂紋都特別敏感，主要是不銹鋼或碳鋼中硫、磷含量比鎳高10～15倍，使焊縫金屬中形成低熔點(diǎn)共晶體，如NiS熔點(diǎn)為645℃，Ni,P熔點(diǎn)為880℃，殘留在晶界區(qū)的這些液膜，在焊接應(yīng)力作用下為焊接熱裂紋的形成創(chuàng)造了條件。此外對(duì)氣孔也特別破感,其產(chǎn)生氣孔的原因是鎳與氧生成 NiO,NiO在230℃以上容易被氫還原;在230~300℃開(kāi)始被碳還原而引起氣孔。氧和碳來(lái)源于焊材和母材金屬表面的油脂和氧化物等。

2. 焊接質(zhì)量控制

  鎳板和焊縫表面不允許有鐵離子存在;嚴(yán)禁有害雜質(zhì)對(duì)焊絲、母材金屬和焊接熔池的污染。在整個(gè)焊接環(huán)境,包括制作全過(guò)程、工裝夾具、焊前清理及層間清理等均要采取相應(yīng)的凈化和保護(hù)措施。

3. 純鎳N6與316L不銹鋼焊接

  焊接坡口形式如圖5-53所示。焊絲選用 ERNICr-3,直徑為2.4mm。選用直流正接電源,焊接電流為240A,電弧電壓為13V,焊接速度為18cm/min;噴嘴直徑為16mm,鎢極直徑為3.2mm,氬氣流量為35L/min。

  施焊時(shí)電弧指向鎳板和焊絲,使它們得到可靠保護(hù)。施焊過(guò)程中,焊絲熔化端頭要始終在氬氣保護(hù)氣氛下,防止氧化。由于氬氣保護(hù)有一定挺度,故熔池后方的焊縫約有60mm長(zhǎng)度內(nèi)能得到有效保護(hù),焊縫表面呈銀白色和金黃色顏色,保護(hù)良好。

  焊接第一、第二道焊縫應(yīng)采用抗熱裂性強(qiáng)的 ERNiCr-3焊絲,可克服焊縫形成裂紋;第三道焊縫可用N6 焊絲施焊。

4. 焊接方法與焊絲的選擇

  根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選用鎢極氬弧焊。其目的是使惰性氣體能有效地保護(hù)焊絲、母材和熔池不易受氧化,要求氬氣純度(體積分?jǐn)?shù))大于99.99%。

  焊絲選擇極為重要,直接影響到焊接接頭質(zhì)量,表5-96為國(guó)內(nèi)外有關(guān)焊絲牌號(hào)。

  其中 ERNiCr-3(美國(guó)牌號(hào))和WeLTiG-1(日本牌號(hào))這兩種焊絲中含有較多的合金元素,如錳、鈦、鋁、鈮、硅等。

  錳主要能脫硫;鈦、鋁和硅為脫氧元素;鈮和鈦具有脫碳的作用。與不銹鋼焊接時(shí),只要不銹鋼稀釋率不很高,焊縫不易形成裂紋。無(wú)論 ERNiCr-3,還是WeLTiG-1焊絲都具有良好的抗裂性、抗氧化性,均優(yōu)于國(guó)產(chǎn)N6板和N6 焊絲,其流動(dòng)性也很好,可以作為純鎳和316L不銹鋼焊接之用。

5. 焊后檢驗(yàn)

  焊后經(jīng)外觀檢查，焊接接頭未發(fā)現(xiàn)裂紋，焊縫內(nèi)部質(zhì)量經(jīng)X射線檢測(cè)拍片達(dá)到JB4730-1994 Ⅰ級(jí)判片標(biāo)準(zhǔn)。