浙江至德鋼業有限公司氯堿廠二閃沉降槽的內襯為純鎳容器，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；頂蓋材質為316L不銹鋼（相當我國牌號022Cr17Ni12Mo2）厚為6mm，其結構外形如5-52所示。設備圓筒內盛裝NaOH介質，使用溫度為95℃。

1. 焊接性

  純鎳與不銹鋼或碳鋼焊接時對熱裂紋都特別敏感，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共晶體，如NiS熔點為645℃，Ni,P熔點為880℃，殘留在晶界區的這些液膜，在焊接應力作用下為焊接熱裂紋的形成創造了條件。此外對氣孔也特別破感,其產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℃開始被碳還原而引起氣孔。氧和碳來源于焊材和母材金屬表面的油脂和氧化物等。

2. 焊接質量控制

  鎳板和焊縫表面不允許有鐵離子存在;嚴禁有害雜質對焊絲、母材金屬和焊接熔池的污染。在整個焊接環境,包括制作全過程、工裝夾具、焊前清理及層間清理等均要采取相應的凈化和保護措施。

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。

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

  焊接第一、第二道焊縫應采用抗熱裂性強的 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

  根據產品結構特點,選用鎢極氬弧焊。其目的是使惰性氣體能有效地保護焊絲、母材和熔池不易受氧化,要求氬氣純度(體積分數)大于99.99%。

  焊絲選擇極為重要,直接影響到焊接接頭質量,表5-96為國內外有關焊絲牌號。

  其中 ERNiCr-3(美國牌號)和WeLTiG-1(日本牌號)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,只要不銹鋼稀釋率不很高,焊縫不易形成裂紋。無論 ERNiCr-3,還是WeLTiG-1焊絲都具有良好的抗裂性、抗氧化性,均優于國產N6板和N6 焊絲,其流動性也很好,可以作為純鎳和316L不銹鋼焊接之用。

5. 焊后檢驗

  焊后經外觀檢查，焊接接頭未發現裂紋，焊縫內部質量經X射線檢測拍片達到JB4730-1994 Ⅰ級判片標準。