Профессиональное училище №52

Профессиональное училище №52

 

 

Письменная дипломная работа

на тему: “Сварка никеля”

 

Выпускник: Березин В.А.

                                                                                               Специальность:

Электрогазосварщик

                                          Группа №18

Преподаватель по спецтехнологии

                                      Трутнева О.М.

 

                                          Работа допущена к

                                          защите с оценкой:

 

г. Пермь

Введение

 

 

 

    Знакомство человека с никелем состоялось, по-видимому, задолго до н.э.. Древ­ние китайцы, например, ещё в III веке до н.э. выполняли сплав никеля с медью и цин­ком – “Пактонг”, который пользовался спросом во многих странах. Бактрийцы же из­готавливали из этого сплава монеты. Одна из таких монет, выпущенная в 235 году до н.э., хранится в Британском музее в Лондоне.

    Как элемент никель был открыт 1751 году шведским химиком Кронстедтом, ко­торый обнаружил его в минерале никелине. Но тогда этот минерал назывался иначе – купферникель (“Медный дьявол”). Дело в том, что ещё в средние века саксонские ру­докопы часто встречали минерал красноватого цвета. Из-за своей окраски камень был ошибочно принят ими за медную руду. Долго пытались металлурги выплавит из этой “медной руды” медь, но шансов на успех было едва ли больше, чем у алхимиков, на­деявшихся при помощи “философского камня” получить золото из мочи животных.

    Возможно, средневековым аспирантам удалось в дальнейшем научно обосновать эту смелую гипотезу. Во всяком случае, попыток получить из красноватого минерала медь больше уже не предпринимали. А чтобы и впредь никто не соблазнился этой пус­той затеей, минерал решено было назвать “медным дьяволом”.

    Кронстедт, вероятно, не был суеверным. Не убоявшись “дьявола”, он всё-таки сумел получить из купферникеля металл, но не медь, а какой-то новый элемент, кото­рый он и нарёк никелем.

    Прошло ещё полвека, и немецкому химику Рихтеру удалось выделить из руды относительно чистый никель – серебристо-белый металл, с едва уловимым коричне­вым оттенком, очень ковкий и тягучий. Но о производстве никеля в промышленных масштабах тогда ещё и не было речи.

    В 1865 году крупные месторождения никелевых руд были обнаружены в Новой Каледонии. Начальником горного департамента этой французской колонии незадолго до описываемых событий был назначен Жюль Гарнье, обладавший исключительной энергией и глубокими знаниями. Он тотчас развил бурную деятельность, надеясь найти на острове полезные ископаемые. Вскоре его поиски увенчались успехом: недра острова оказались богатыми никелем. В честь энергичного француза новокаледонский никель, содержащий минерал назвали Гарниеритом.

    Спустя почти два десятилетия в Канаде при прокладке Тихоокеанской железной дороги рабочие наткнулись на громадные залежи медно-никелиевых руд.

    Эти два открытия послужили мощным толчком к освоению промышленной до­бычи никеля. Приблизительно в те же годы было открыто и важное свойство этого элемента – улучшать качество стали. Правда, ещё в 1820 году знаменитый английский учёный Майкл Фарадей провёл несколько опытов по выплавке сталей, содержащих никель, но тогда они не смогли заинтересовать металлургов.

    В конце прошлого века Обуховский завод (в Петербурге) получил ответственное задание военно-морского ведомства – освоить производство высококачественной ко­рабельной брони.

    Созданием новой отечественной брони занялся замечательный русский метал­лург и металловед А.А. Ржемотарский. Напряжённая работа вскоре была успешно за­вершена. Обуховский завод начал выпускать отличную десятидюймовую броню из никелевой стали.

    В наши дни никелевую сталь используют в мирных целях. Из неё изготавливают хирургические инструменты, детали химической аппаратуры, предметы домашнего обихода.

    Не менее важное “занятие” никеля – создание разнообразных сплавов с другими металлами. Ещё в начале XIX века металлургов и химиков охватила “эпидемия” поис­ков нового сплава, способного полностью заменить серебро для изготовления посуды и столовых приборов. В роли “вируса” выступала солидная премия, обещанная тому счастливчику, который сможет создать такой сплав. Вот тогда-то и вспомнили о древ­нем китайском сплаве. Почти одновременно различным учёным, взявшим за основу состав пактонга, удалось получить медно-никелевые сплавы, весьма сходные с сереб­ром.

    В 1926 году удалось создать медно-никелевый сплав, которому не была проти­вопоказана морская служба. Теперь моряки могли быть твёрдо уверены, что трубки не подведут их в трудную минуту.

    Сейчас число никелевых сплавов, находящих широкое применение в технике, в быту, в ювелирном деле, превысила 3000!

Из сплава на основе никеля (до 75 %) выполнены турбинные лопатки воздуш­ного лайнера “ТУ-104”.

Несколько лет назад учёные создали новый сплав – никоси, названный так по первым слогам входящих в него компонентов: 94% никеля, 4% кольбата и 2% кремния (“силиция”). Испытания показали, что никоси поможет создать мощные источники ультразвука.

Широкую известность никель приобрёл благодаря своей способности защищать металлы от окисления. Никелирование не только предохраняет изделия от коррозии, но и предаёт им красивый внешний вид. Весёлый блик кастрюль, кофейников и само­варов – всё это “проделки” никеля, тонким слоем которого покрыты многие предметы обихода.

Впервые попытку использовать этот металл в качестве покрытия предпринял в 1842 году немецкий учёный Бетгер. Однако ему не удалось добиться своей цели, так как никель, которым в то время располагала техника, содержал посторонние примеси, мешавшие гальваническим путём наносить покрытие. Тончайшая плёнка никеля на­дёжно охраняет сегодня железо, позволяя сберечь от коррозии огромные количества этого металла.

Работники пищевой промышленности знакомы с никелем по его соединению – карбонилу, который служит катализатором при производстве маргарина и майонеза.

В начале нашего века владелец Санкт-Петербургского свечного и стеаринового заводов некто Жуков начал варить мыло с применением какого-то вещества, секрет которого предприимчивый заводчик до конца своих дней хранил в строжайшей тайне. Только после его смерти выяснилось, что загадочным веществом был тетракарбонил никеля, при разложении которого выделяется высокодисперсный металлический ни­кель. Он-то и оказывает сильное каталитическое действие на процесс отвердения жи­ров. С этим катализатором нужно быть осторожным: он очень токсичен – в пять раз токсичнее угарного газа.

Из соединений никеля важное значение имеет также его окись, используемая для изготовления щелочных железоникелевых аккумуляторов.

В периодической системе никель расположен рядом с железом и кобальтом. Бу­дучи во многом сходными, эти элементы образуют так называемую триаду. Любо­пытно, что из 104 известных в настоящее время элементов при обычных условиях лишь члены железной природы обладают ферромагнитными свойствами. Эта “семей­ственность” доставляет много хлопот металлургам: отделить никель от кобальта – за­дача не из лёгких. Да и другая соседка никеля по таблице элементов – медь – тоже очень неохотно расстаётся с ним. В природе же и кобальт, и медь, как правило, сопут­ствуют никелю. Разделение этих элементов – сложный многостадийный процесс. Именно по этому никель считается одним из наиболее дорогих и дефицитных про­мышленных металлов.

В земной коре содержится 0,008% никеля. Не думайте, что это мало. Общее ко­личество никеля оценивается приблизительно в 10  тонн.

По разведанным запасам никеля наша страна занимает одно из первых мест в мире. Среди капиталистических стран ведущая роль в добыче никелевых руд принад­лежит Канаде.

В отличие от Земли, где никель встречается лишь “в компании” с другими эле­ментами, многие небесные тела располагают чистым никелем. Если бы вам удалось достать с неба звезду, вы возможно нашли бы на ней изотоп никеля – никель-80 (на Земле этот элемент существует в виде пяти более лёгких изотопов). Удельный вес земного никеля – 8,9 грамма на кубический сантиметр. На звёздах, где плотность ма­терии очень велика (например, на белых карликах), 1 кубический сантиметр никеля весит тонны!

В довольно больших количествах космический никель попадает и на нашу пла­нету. По подсчётам советских учёных, ежегодно на каждый квадратный километр ми­рового океана падает в виде метеоритов до 250 граммов никеля.

Технологическая часть

 

    При сварке никеля возникают следующие затруднения:

· поглощение газов жидким металлом и резкое падение их растворимости при пере­ходе металла в твёрдое состояние, что приводит к пористости шва. Поэтому лучше применять правую сварку, дающую замедленное охлаждение металла шва, что уменьшает пористость;

· образование тугоплавкой окиси никеля, имеющей температуру плавления 1650 - 1660°С. Удаление окисей осуществляется с помощью флюсов: плавленой буры; смеси из 25% буры и 75% борной кислоты; насыщенного раствора борной кислоты в спирте; смеси из 50% борной кислоты, 30% буры, 10% поваренной соли и 10% уг­лекислого бария. Применяют и более сложные флюсы, содержащие, кроме буру и борной кислоты, хлористые соединения магния, марганца и лития, а также хлори­стый кобальт, феррованадий и титановый концентрат.

Газовой сваркой никель сваривается удовлетворительно. Листы толщиной до 1,5 мм свариваются без присадочного металла, с отбортовкой кромок на высоту (1 + 1,5) S, где S – толщина металла, мм. Листы толщиной до 4 мм свариваются встык без скоса кромок. Для больших толщин делают односторонний скос под углом 35-45°. Сварку внахлёстку не применяют ввиду значительных деформаций при нагревании листов. Листы перед сваркой скрепляют прихватками через каждые 100-200 мм. Сварку ведут отдельными участками обратноступенчатым способом.

Пламя не должно иметь избытка кислорода, который вызывает появление пор, а наплавленный металл получается хрупким. Допустимо применять пламя с небольшим избытком ацетилена. При сварке никеля мощность пламени берут 140-200 дм /ч аце­тилена, а при сварке монельметалла* - 100 дм /ч на 1 мм толщины металла. В качестве присадки применяют полоску из основного металла или проволоку такого же состава. Диаметр проволоки должен быть равен половине толщины свариваемого листа. Хо­рошие результаты даёт никелевая проволока, содержащая до 2% марганца и не более 0,2% кремния. Предел прочности сварного соединения 26-28 кгс/мм , угол загиба до 90°.

Сварка нихрома (75-80% никель, 15-18% хрома, до 1,2-1,4% марганца), имею­щего температуру плавления 1390°С и малую теплопроводность, затрудняется образо­ванием тугоплавкой плёнки окиси хрома, которую удаляют механическим путём. Сварку следует вести с максимальной скоростью и без перерывов. Повторная и много­слойная сварка вызывает трещины, рост зерна и межкристаллитную коррозию металла шва.

Пламя должно иметь некоторый избыток ацетилена. Мощность пламени 50-70 дм /ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Применяют флюс-пасту состава (%): буры 40; борной кислоты 50; хлористого натрия или фтористого калия 10; флюс разводят на воде. В качестве присадочного прутка применяют полоску из свариваемого металла шириной 3-4 мм или проволоку из нихрома ЭХН-80. После отжига сварное соедине­ние имеет предел прочности 35-45 кгс/мм .

Никель относится к переходным d-металлам, расположен в восьмой группе пе­риодической системы элементов Д.И. Менделеева и является одним из важных про­мышленных металлов. Чистый никель имеет высокую прочность и пластичность. Вы­сокие пластические свойства никель сохраняет при низких температурах. При 20 К предел прочности никеля достигает 774 МПа, а относительное удлинение – 48%. Ни­кель обладает высокой химической стойкостью. По сопротивляемости коррозии он превосходит медь и латунь, устойчив против коррозии в морской воде, в нейтральных и щелочных растворах солей, серной, азотной, соляной и угольной кислот. Достаточно стоек в разбавленных органических кислотах и исключительно стоек в щелочах любой концентрации. Температура плавления никеля 1 728 К, плотность 870 – 890 кг/м , ко­эффициент линейного расширения 13,3 * 10 К .

Никель широко применяется в химической промышленности для изготовления аппаратуры, в электронной промышленности для изготовления деталей электроваку­умных приборов и внутриламповой арматуры (анодов, сеток, кернов оксидных като­дов), а так же в других отраслях промышленности. Сложнолегированные никелевые жаропрочные сплавы являются основным конструкционным материалом современных газовых турбин, реактивных и ракетных двигателей, летательных аппаратов (диски, лопатки, роторы и др.). В электрохимической промышленности применяются сплавы никеля с медью и железом типа монель и константан для изготовления катодов.

Особенности диффузионной сварки никеля и его сплавов определяются их свой­ствами и составом, в частности термодинамической прочностью окисной плёнки, со­противлением ползучести и деформационной способностью металла. На чистом ни­келе при нагреве образуется только один окисел NIO, имеющий сравнительно высо­кую упругость диссоциации 1,3 * 10  - 1,3 * 10  Па при 1 273 – 1 373 К. Однако ни­кель, как d–переходный металл, образует с кислородом устойчивый хемосорбирован­ный комплекс. Удаление кислорода обусловлено его диффузией при сварке в глубь металла. Растворимость кислорода в никеле составляет 0,012% при 1 473 К и с пони­жением температуры увеличивается. Расчёты показывают, что длительность растворе­ния окисной плёнки толщиной 0,005 мкм в никеле при температуре 1 173 – 1 473 К из­меняется от нескольких секунд до десятых долей секунды. Поэтому окисная плёнка на никеле не вызывает особых затруднений пр сварке. Электротехнические никелевые сплавы типа монель и константан также образуют термодинамически непрочные окислы, близкие к никелю по другим свойствам, и их сварка существенно не отлича­ется от сварки никеля. Жаропрочные никелевые сплавы являются сложнолегирован­ными и имеют в своём составе хром, алюминий, титан, молибден, вольфрам, ниобий и другие элементы, обладающие большим сродством к кислороду и обеспечивающие высокую жаростойкость и жаропрочность. Именно эти свойства и затрудняют диффу­зионную сварку жаропрочных сплавов. Наличие весьма прочной и трудно удалимой окисной плёнки, богатый хромом, алюминием, титаном, препятствует диффузионной сварке. Удаление этих окислов из стыка связана с протеканием сложных окисли­тельно-восстановительных процессов.

Повышение жаропрочности и сопротивления ползучести за счёт молибдена, вольфрама и других элементов, подавляющих диффузионную подвижность атомов. Этим обусловлена также более высокая, чем у обычных сталей, температура рекри­сталлизации жаропрочных сплавов. Естественно, что получение сварных соединений способом, сущность которого заключается в использовании процессов диффузии и рекристаллизации, затруднено. Термодеформационное воздействие при диффузионной сварке жаропрочных сплавов должно быть более сильным, чем при сварке углероди­стых и низколегированных сталей. За нижний предел температуры сварки принимают температуру начала развития процентов рекристаллизации и диффузии. Для большин­ства жаропрочных сплавов эта температура близка к 1 323 – 1 373 К. За верхний пре­дел температуры сварки принимают температуру разупрочнения сплавов. При этом следует учитывать также возможность резкого падения пластичности сплавов с по­вышением температуры.

Приведена диаграмма технологической пла­стичности двух никелевых сплавов. Из диаграммы следует, что при 1 473 К происходит резкое падение пластичности сплавов. Если при диффузионной сварке жаропрочных сплавов в результате пластиче­ской деформации сжатия произойдёт течение ме­талла, то в зоне соединения образуются трещины. Та­кое состояние возможно, несмотря на малые вели­чины деформации при диффузионной сварке, так как с повышением температуры пластичность металла близка к нулю. Таким образом, верхний предел тем­пературы сварки большинства жаропрочных сплавов не превышает 1 473 – 1 523 К. Остальные параметры режимов диффузионной сварки жаропрочных сплавов опреде­ляют так же, как и для других металлов, исходя из условий ползучести и диффузии.

Диффузионную сварку в вакууме никеля и никеля с другими металлами можно выполнять в широком диапазоне параметров режима, однако в большинстве работ ре­комендуется температура 1 273 К, давление сжатия 14,7 МПа, время сварки 10 минут при вакууме 1,3 * 10 Па. С экспериментальными данными согласуются расчётные [5], полученные из условия образования фактического контакта при установившейся пол­зучести по уравнению: t = A  exp , где t – длительность сглаживания микро неровностей, с; А – коэффициент, зависящий от чистоты и класса обработки поверх­ности, равный 5 * 10  при обработке по Rа = 1,25 мкм; В – коэффициент, изменяю­щийся от 5 * 10  до 7 * 10 ; р – давление сжатия, МПа; m – коэффициент, изменяю­щийся обычно от 3 до 5; DН   - энергия активации ползучести, кДж/моль; R – универ­сальная газовая постоянная; R = 8,315 кДж/моль; Т – температура сварки, К.

Закономерности диффузионных процессов в приконтактной зоне при сварке ни­келя изучены в работе [8]. Установлена неоднородность диффузионного потока в при­контактных слоях никеля, обусловленная рельефом соединяемых поверхностей и не­однородностью пластической деформации приповерхностных слоёв металла. В узкой приконтактной зоне наблюдается высокая скорость диффузии (коэффициент диффу­зии 10  - 10  см /с), что соответствует диффузионной подвижности вдоль границ зё­рен с наиболее благоприятной для диффузии разориентировкой зёрен. Причём в слу­чае предварительного электролитического полирования поверхностей, глубина этой зоны 10 мкм, а при механическом шлифовании эффект ускорения диффузии сохраня­ется на значительном расстоянии от поверхности. С повышением температуры и дав­ления сжатия диффузионный поток становится более однородным по всей прикон­тактной зоне. Энергия активации равна, примерно, половине энергии активации само­диффузии никеля и изменяется в зоне сварки. Минимальное значение энергии актива­ции близко к энергии активации зернограничной диффузии и увеличивается по мере удаления от поверхности контактирования. Выполненные в ряде работ исследования показали, что приведённый режим обеспечивает протекание всех процессов, необхо­димых для получения качественных соединений с пределом прочности до 539 МПа. Повышение температуры сварки до 1 373 К приводит к значительному росту зерна за счёт собирательной рекристаллизации. Увеличение времени сварки также приводит к некоторому разупрочнению металла в зоне соединения. Уменьшение времени сварки возможно при более тщательной подготовке соединяемых поверхностей. Сварку ни­келя можно выполнять не только в вакууме, но и в водороде. В некоторых работах ис­пользовали водород с точкой росы 233 К.

 

Примером диффузионной сварки изделий из никеля может служить изготовле­ние керна оксидного катода водородного тиратрона, как показано на рисунке.

    Диффузионную сварку электротехнических никелевых сплавов типа монель и константан проводят в многоместных приспособлениях, обеспечивающих сварочное давление за счёт различия в коэффициентах линейного расширения свариваемых ме­таллов и металла оправки. Стяжные болты обычно изготавливают из молибдена. Ре­жимы сварки электротехнических сплавов незначительно отличаются от режимов сварки никеля, что обусловлено разницей в их физико-механических свойствах. На­пример, введение меди приводит к снижению сопротивления металла деформирова­нию, к интенсификации диффузионных и рекристаллизационных процессов и к сни­жению температуры сварки до 1 173 К.

 

Материал	DIN	Шифр	Тип	Химический состав % (по массе)										Применение
				Ni	Cu	Fe	Ai	Ti	Cr	Mo	Mn	Si	ост
Никель	17740	2.4050 2.4060 2.4068	-	99,0-99,8	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Химические аппараты, детали ламп накалива­ния и электрон­ных трубок
Никеле­медные сплавы	17743	2.4360   2.4866	Монель   К-монель	>63   >63	28-34 28-34	1,0-2,5 1,0-2,0	2-4	0,3-1,0 -	-   -	-   -	-   -	-   -	-   -	Химические аппараты, корро­зионно-опасные детали конст­рукций (К-мо­нель закали­ваема)
Никеле-хроможе­лезистые сплавы	17742	2.4816	Ин-конель	>72	-	6-10	-	-	14-17	-	-	-	-	Жаро- и огне­стойкие детали, химические аппараты
Никеле хромовые сплавы	-	-	Нимоник	Ост	-	7-5	-	-	18-21	-	1	1	0-23-со	Химические аппараты
Никеле молибде­новые и никеле хромомо­либдено­вые сплавы	17744	2.4810	Хастелой В Хасте­лой С	>62   >52	-   -	4-7   4-7	-   -	-   -	-   14-18	26-30 15-18	-   -	-   -	3-5w	Химические аппараты при коррозии под напряжением

 

Очистка.

Перед сваркой необходимо обезжирить поверхность с обеих сторон листа мини­мум на 25 мм по обе стороны от сварного шва и прошлифовать.

 

Газовая сварка.

Применима для всех никелевых сплавов, кроме сплавов типа Ni – Cr – Fe (нимо­ник 80, 80А и 90); однако этот способ применяют ещё пока редко.

Газы. Ацетилен, находящийся в баллонах, является наиболее предпочтительным горючим газом (более лёгкое регулирование пламени и лучшая очистка). Вносимый вместе с газом ацетон может быть причиной образования трещин. Применяют восста­новительное пламя (лёгкий избыток ацетилена).

Горелка. Сопло такое же, как для стали, однако для сварки чистого никеля выби­рают сопло на один размер больше.

Флюс. Для никеля и сплавов Ni – Mo флюс не требуется. Для обычных никеле­вых сплавов следует применять флюсы, не содержащие бора (в противном случае в наплавленном металле появляются горячие трещины). Сразу же после сварки остатки флюса удаляют стальными щётками или обработкой раствором азотной кислоты (50 частей HNO  на 50 частей воды).

 

WIG – сварка.

Вид тока: = (-); применение переменного тока возможно.

Зажигание дуги – на выводной планке с помощью осциллятора (его воздействие отчасти сохраняется во время сварки).

Скорость сварки – как можно более высокая.

Защитный газ – сушёный неочищенный сварочный аргон, поддув воздуха ис­ключают; расход 1,0 – 2,8 м /ч.

Толщина стенки – до 6 мм за один проход.

Защита с противоположной стороны – аргон или медная подкладка.

Присадочный материал – по DIN 1 736.

 

MIG – сварка.

Вид тока: = (+).

Защитный газ – 99,8%-ный сварочный аргон; расход  1,2 м /ч.

Присадочный материал – по DIN 1 736.

 

Атомно-водородная сварка.

Использование метода возможно, однако его почти не применяют.

 

Сварка под флюсом.

Галогенный флюс, составленный из солей фтора и хлора щелочноземельных ме­таллов, позволяет легирующим элементам с высокой склонностью к кислороду (Ti, Al) переходить из электродной проволоки и основного материала в сварной шов с высо­ким процентным соотношением (80 – 90%).

 

Контактная сварка.

а) точечная сварка.

Сила тока та же, как и при сварке сталей, но требуется более высокое давление на электродах.

Электроды – высокопрочные медные сплавы с плоскими или слегка закруглёнными торцами. “Прилипаемость” электрода при сварке никеля можно предотвратить путём короткого времени сварки на повышенном токе. При случае торцы электродов сереб­рят. Прилипаемость отсутствует при сварке монеля вследствие его более высокого со­противления по сравнению с никелем.

Давление. Более высокое давление, чем при сварке сталей, необходимо обеспечивать, прежде всего, при сварке высокожаропрочных сплавов.

б) Шовная сварка.

Роликовая сварка прерывистым швом применима для всех никелевых сплавов, ско­рость сварки 80 – 130 точек/мин.

 

Термообработка.

Очистка перед термообработкой.

Необходима тщательная очистка поверхностей, чтобы предотвратить поглоще­ние серы из жира, смазки и пр. Очистка состоит из обезжиривания обычными средст­вами и последующего промывания в 10%-ной серной кислоте, а затем многократного промывания в воде. Механическую очистку проводить путём песко- или дробеструй­ной обработки или шлифования.

Атмосфера в печи.

Следует обеспечить отсутствие поглощения из атмосферы печи серы. Если изде­лие из никеля отжигают длительное время при температуре > 900°С, то наступает ох­рупчивание из-за окисления по границам зёрен. Однако его распространение вдоль границ зёрен в противоположность воздействию серы происходит медленно. Поэтому при не­большой длительности отжига можно не учитывать эти нарушения.

Если никель отжигают при температуре > 900°С в окислительной серосодержа­щей атмосфере, то имеет место особо сильное воздействие серы. Горючий газ должен содержать < 0,2 г/м  масла и 0,2% S.

Неполный отжиг.

Материалы обычно поставляют в не полностью отожжоном состоянии. Такой отжиг следует проводить перед сваркой изделий, которые были подвергнуты холодной деформации в местах выполнения соединений.

Отжиг для снятия напряжений.

Этот отжиг следует проводить при опасности коррозийного растрескивания под напряжением. Никелевые сплавы мало чувствительны к коррозии в водных растворах, однако, наоборот, не стойки против ртути и её солей, а также против кремнефтори­стого водорода.

Рекомендуется нагревать изделия до температуры отжига также быстро, как и при неполном отжиге, выдерживать 1 – 3 ч и быстро охлаждать. Для сплавов Ni – Cr – Fe, Ni – Mo - Fe и Ni – Mo – Cr - W(инконель, хастеллой В) снятие напряжений проис­ходит только при температуре неполного отжига.

Дисперсионное отверждение.

Закаливаемые и стареющие никелевые сплавы сваривают в не полностью ото­жжоном состоянии, а затем быстро доводят до температуры отжига для снятия напря­жений (чтобы предотвратить процессы выделения), закаливают и состаривают.

 

Компонент

Состав флюса, %

1 2 3 4 5 6 Бура прокаленная 52 30 25 - 50 40 Кислота борная 15 50 75 - 50 50 Магний хлористый 8 - - - - - Натрий хлористый 25 10 - - - - Кальций фтористый - - - 15 - 10 Гашёная известь - - - 17 - - Борный ангидрид - - - 23 - - Натриевое стекло - - - 45 - - Барий углекислый - 10 - - - -

 

    Качество шва оценивают по его цвету:

Хороший шов имеет матово – коричневую или серо – жёлтую окраску, сваренный с перегревом – блестящий, сине – чёрного цвета.

Техника безопасности.

 

        

 

Рабочее место сварщика должно содержаться в чистоте и порядке. Сварочные кабели нельзя располагать рядом с газосварочными шлангами и трубопроводами, на­ходящимися под давлением, а также вблизи кислородных баллонов и ацетиленовых генераторов. Не должны производиться сварка и резка внутри сосудов с закрытыми люками или не вывернутыми пробками. Для защиты глаз, лица, кожного покрова го­ловы и шеи сварщика от излучения и брызг металла, а также частичной защиты орга­нов дыхания от непосредственного воздействия выделяемых при сварке паров ме­талла, шлака и аэрозолей предназначены защитные щитки. Щитки изготавливаются двух основных видов: головные и ручные. Щитки изготавливаются углублённой формы для того, чтобы они хорошо защищали все открытые части головы и шеи свар­щика. Для защиты от вредного излучения дуги в щитках вставляют стеклянные све­тофильтры тёмно – зелёного цвета, которые не пропускают вредного излучения.

Рабочих, находящихся в зоне сварки, следует снабдить очками и светофильт­рами. Излучение дуги опасно для зрения на расстоянии 20 м.

Сварщики, работающие на строительных площадках, обязаны носить каски. Важными средствами индивидуальной защиты сварщика являются спецодежда и спецобувь.

К средствам индивидуальной защиты относятся также резиновый коврик, рези­новые перчатки и галоши, применяемы при работе в особо опасных местах. Для за­щиты дыхательных путей от вредных аэрозолей применяют респираторы, противо­газы. Для общего очищения воздуха используют вентиляцию местного и общего на­значения.

Опасность поражения электрическим током создают источники сварочного тока, электрический привод (включая пускорегулирующую аппаратуру), электрооборудова­ния подъёмно-транспортных устройств, электрифицированный транспорт, ручные электрические машины и т.д.

Прежде чем заняться сварочными работами сварщик должен проверить заземле­ние, изолированы ли кабели.

При газовой сварке, сварщик должен ставить баллоны на 5 м друг от друга. Смотреть, чтобы не было обратного удара. Ни в коем случае не носит баллоны од­ному.

Освобождение пострадавшего от действия тока можно осуществить следующим образом: отключить рубильник, перерубить провод топором или оттянуть пострадав­шего от токоведущей части, отбросить от него провод деревянной палкой. Сделать массаж сердца, искусственное дыхание, дать понюхать нашатырный спирт, обрызги­вать водой, растирать и согревать тело. Немедленно вызвать скорую помощь.

У сварщика под рукой должно быть всегда средство пожаротушения.

Обязанностью каждого работающего является твёрдое знание и неуклонное вы­полнение существующих требований по безопасным методам работы, а также соблю­дение норм и правил пожарной безопасности.

 

 

Использованная литература.

1. Б.Д. Малышев

2. В.И. Мельник

3. И.Г. Гетие

4. Ю. Руте

Справочник материалов.

Д.Л. Глизманенко.

Профессиональное училище №52

 

 

Письменная дипломная работа

на тему: “Сварка никеля”

 

Выпускник: Березин В.А.

                                                                                               Специальность:

Электрогазосварщик

                                          Группа №18

Преподаватель по спецтехнологии

                                      Трутнева О.М.

 

                                          Работа допущена к

                                          защите с оценкой:

 

г. Пермь

Введение

 

 

 

    Знакомство человека с никелем состоялось, по-видимому, задолго до н.э.. Древ­ние китайцы, например, ещё в III веке до н.э. выполняли сплав никеля с медью и цин­ком – “Пактонг”, который пользовался спросом во многих странах. Бактрийцы же из­готавливали из этого сплава монеты. Одна из таких монет, выпущенная в 235 году до н.э., хранится в Британском музее в Лондоне.

    Как элемент никель был открыт 1751 году шведским химиком Кронстедтом, ко­торый обнаружил его в минерале никелине. Но тогда этот минерал назывался иначе – купферникель (“Медный дьявол”). Дело в том, что ещё в средние века саксонские ру­докопы часто встречали минерал красноватого цвета. Из-за своей окраски камень был ошибочно принят ими за медную руду. Долго пытались металлурги выплавит из этой “медной руды” медь, но шансов на успех было едва ли больше, чем у алхимиков, на­деявшихся при помощи “философского камня” получить золото из мочи животных.

    Возможно, средневековым аспирантам удалось в дальнейшем научно обосновать эту смелую гипотезу. Во всяком случае, попыток получить из красноватого минерала медь больше уже не предпринимали. А чтобы и впредь никто не соблазнился этой пус­той затеей, минерал решено было назвать “медным дьяволом”.

    Кронстедт, вероятно, не был суеверным. Не убоявшись “дьявола”, он всё-таки сумел получить из купферникеля металл, но не медь, а какой-то новый элемент, кото­рый он и нарёк никелем.

    Прошло ещё полвека, и немецкому химику Рихтеру удалось выделить из руды относительно чистый никель – серебристо-белый металл, с едва уловимым коричне­вым оттенком, очень ковкий и тягучий. Но о производстве никеля в промышленных масштабах тогда ещё и не было речи.

    В 1865 году крупные месторождения никелевых руд были обнаружены в Новой Каледонии. Начальником горного департамента этой французской колонии незадолго до описываемых событий был назначен Жюль Гарнье, обладавший исключительной энергией и глубокими знаниями. Он тотчас развил бурную деятельность, надеясь найти на острове полезные ископаемые. Вскоре его поиски увенчались успехом: недра острова оказались богатыми никелем. В честь энергичного француза новокаледонский никель, содержащий минерал назвали Гарниеритом.

    Спустя почти два десятилетия в Канаде при прокладке Тихоокеанской железной дороги рабочие наткнулись на громадные залежи медно-никелиевых руд.

    Эти два открытия послужили мощным толчком к освоению промышленной до­бычи никеля. Приблизительно в те же годы было открыто и важное свойство этого элемента – улучшать качество стали. Правда, ещё в 1820 году знаменитый английский учёный Майкл Фарадей провёл несколько опытов по выплавке сталей, содержащих никель, но тогда они не смогли заинтересовать металлургов.

    В конце прошлого века Обуховский завод (в Петербурге) получил ответственное задание военно-морского ведомства – освоить производство высококачественной ко­рабельной брони.

    Созданием новой отечественной брони занялся замечательный русский метал­лург и металловед А.А. Ржемотарский. Напряжённая работа вскоре была успешно за­вершена. Обуховский завод начал выпускать отличную десятидюймовую броню из никелевой стали.

    В наши дни никелевую сталь и