Spawanie stopów niklu

Spawanie stopów niklu jest obarczone znacznymi trudnościami ze względu na ich szczególne właściwości fizyczne i chemiczne - dużą skłonność do tworzenia porów z gwałtowną zmianą rozpuszczalności azotu, wodoru i tlenu w procesie przejścia metalu ze stanu stałego w ciekły. W spawaniu łukowym niklu o wysokiej czystości w argonie głównym źródłem porów jest azot, który rozpuszcza się w dużych ilościach w ciekłym metalu i prawie nierozpuszczalny w stałym niklu.

Warunkiem uzyskania spoin pozbawionych porów jest czystość powierzchni drutu elektrodowego, krawędzi spawanych, materiałów spawalniczych i metalu nieszlachetnego (otoczki elektrodowe, topniki, gazy osłonowe), a także wiązanie wodoru i odtlenianie w procesie spawanie niklu. Rozwiązuje się to poprzez wprowadzenie silnych odtleniaczy do jeziorka spawalniczego (tytan, aluminium itp.), a także zastosowanie powłok lub topników, które mogą przekształcać wodór w stabilne lotne związki HP lub wiązać tlenki niklu. Z tego powodu technologia spawania może zapewnić niezawodną ochronę miejsca spawania przed powietrzem atmosferycznym, odgazowanie jeziorka spawalniczego i dobre odtlenienie. Skutecznym sposobem zapobiegania porowatości jest spawanie łukiem krótkim (do 1,5 mm), co znacznie ogranicza wypływ gazów z atmosfery.

Duża skłonność niklu do pęknięć krystalizacyjnych wynika z tworzenia się na granicach dużych ziaren, które mają strukturę transkrystaliczną. Aby zapobiec powstawaniu pęknięć w metalu nieszlachetnym, jak również w spoinie, konieczne jest ograniczenie zawartości szkodliwych zanieczyszczeń oraz wprowadzenie pierwiastków wiążących siarkę w związkach najbardziej ogniotrwałych: do 0,1% Mg i do 5% Mn.

Podczas opracowywania technologii spawania główny nacisk kładzie się na zapewnienie wymaganych właściwości użytkowych złączy. Technologia może być zupełnie inna nawet dla tego samego stopu. Podczas spawania łukowego stopów niklu i niklu nie jest konieczne uzyskanie takiego samego składu chemicznego spoiny jak metalu rodzimego, ponieważ nawet idealne dopasowanie nie uchroni przed pęknięciami, porami itp. wad. Aby uzyskać wymagane właściwości spoiny i zapobiec defektom, można zastosować złożone stopowanie.