浙江至德钢业有限公司氯碱厂二闪沉降槽的内衬为纯镍容器，圆筒基体材料为Q235 碳钢，厚度12mm；圆筒衬里为纯镍N6，厚度为3mm；顶盖材质为316L不锈钢（相当我国牌号022Cr17Ni12Mo2）厚为6mm，其结构外形如5-52所示。设备圆筒内盛装NaOH介质，使用温度为95℃。
1. 焊接性
纯镍与不锈钢或碳钢焊接时对热裂纹都特别敏感，主要是不锈钢或碳钢中硫、磷含量比镍高10～15倍，使焊缝金属中形成低熔点共晶体，如NiS熔点为645℃，Ni,P熔点为880℃，残留在晶界区的这些液膜，在焊接应力作用下为焊接热裂纹的形成创造了条件。此外对气孔也特别破感,其产生气孔的原因是镍与氧生成 NiO,NiO在230℃以上容易被氢还原;在230~300℃开始被碳还原而引起气孔。氧和碳来源于焊材和母材金属表面的油脂和氧化物等。
2. 焊接质量控制
镍板和焊缝表面不允许有铁离子存在;严禁有害杂质对焊丝、母材金属和焊接熔池的污染。在整个焊接环境,包括制作全过程、工装夹具、焊前清理及层间清理等均要采取相应的净化和保护措施。
3. 纯镍N6与316L不锈钢焊接
焊接坡口形式如图5-53所示。焊丝选用 ERNICr-3,直径为2.4mm。选用直流正接电源,焊接电流为240A,电弧电压为13V,焊接速度为18cm/min;喷嘴直径为16mm,钨极直径为3.2mm,氩气流量为35L/min。
施焊时电弧指向镍板和焊丝,使它们得到可靠保护。施焊过程中,焊丝熔化端头要始终在氩气保护气氛下,防止氧化。由于氩气保护有一定挺度,故熔池后方的焊缝约有60mm长度内能得到有效保护,焊缝表面呈银白色和金黄色颜色,保护良好。
焊接第一、第二道焊缝应采用抗热裂性强的 ERNiCr-3焊丝,可克服焊缝形成裂纹;第三道焊缝可用N6 焊丝施焊。
4. 焊接方法与焊丝的选择
根据产品结构特点,选用钨极氩弧焊。其目的是使惰性气体能有效地保护焊丝、母材和熔池不易受氧化,要求氩气纯度(体积分数)大于99.99%。
焊丝选择极为重要,直接影响到焊接接头质量,表5-96为国内外有关焊丝牌号。
其中 ERNiCr-3(美国牌号)和WeLTiG-1(日本牌号)这两种焊丝中含有较多的合金元素,如锰、钛、铝、铌、硅等。
锰主要能脱硫;钛、铝和硅为脱氧元素;铌和钛具有脱碳的作用。与不锈钢焊接时,只要不锈钢稀释率不很高,焊缝不易形成裂纹。无论 ERNiCr-3,还是WeLTiG-1焊丝都具有良好的抗裂性、抗氧化性,均优于国产N6板和N6 焊丝,其流动性也很好,可以作为纯镍和316L不锈钢焊接之用。
5. 焊后检验
焊后经外观检查，焊接接头未发现裂纹，焊缝内部质量经X射线检测拍片达到JB4730-1994 Ⅰ级判片标准。
