Процесс сварки никелевого стержня

В процессе плавки никеля часто требуется несколько различных процессов плавки и очистки для повышения чистоты никеля. После плавки и разливки вторичного никелевого концентрата для повышения чистоты требуется электролиз или электрошлаковая плавка. На этом этапе никелевые стержни должны быть определенной длины и сечения, но никелевые стержни после плавки и плавки не всегда имеют нужный размер, что требует обработки никелевых стержней до нужной длины. Поэтому обычно требуется сварка никелевых стержней по длине.

1, основные требования к сварке никелевых стержней

Для сварки никелевым стержнем, чтобы обеспечить неизменность состава никелевого стержня в процессе сварки, обычно необходимо использовать вольфрамовую аргонодуговую сварку для сварки плавлением. Автор сварил и обработал для металлургического предприятия общей длиной 3м, с одним или двумя сварными швами никелевых прутков. В связи с большим сечением и массой никелевого прутка требуется сварка с большой глубиной проплавления для предотвращения выпадения соединительной части целиком в процессе электрошлаковой плавки из-за недостаточной прочности сварного шва, что приводит к остановке процесса плавки.

 

2, физические свойства никеля и свариваемость

Химическая активность никеля невелика, а образующаяся в начале окисления оксидная пленка может предотвратить дальнейшее окисление никеля. Поэтому к защите сварного шва и околошовной зоны при сварке не предъявляются высокие требования, расход защитного газа можно подобрать по расходу сварки мягкой стали. Физические свойства никеля и железа близки друг к другу, но текучесть никеля плохая. В связи с большими размерами свариваемых деталей, что приводит к быстрой скорости охлаждения, а также к процессу сварки к качеству шва не предъявляются особые требования, поэтому можно использовать для сварки большие параметры сварки.

 

3, обработка и группировка сварочных соединений никелевых стержней

Перед сваркой никелевого стержня необходимо правильно обработать конец отливки, поскольку никель очень дорог, обычно не режут головку, а только конец летающей кромки с помощью молотка, чтобы выбить его или расплавить электрической дугой, чтобы обеспечить что зазор между стыками в пределах 5мм. Выберите два никелевых стержня с одинаковым поперечным сечением для группировки, вы можете поместить два никелевых стержня под обычным углом 50 мм x 50 мм для позиционирования сварки в первую очередь, чтобы обеспечить концентричность.

 

4, сварочное оборудование и параметры процесса

Первоначально использовалось оборудование для вольфрамовой дуговой сварки типа NSA-300-1. Параметры процесса сварки приведены в таблице 1.

 

Параметры процесса сварки

Сварочный ток I/A	Напряжение дуги U/V	Диаметр вольфрамового электрода d1/мм	Диаметр сопла d2/мм	Поток аргона Q/(л.мин-1)
280	18-20	4.0	12	12

В это время проплавление сварного шва обычно достигает от 3 до 4 мм, для зазора менее 2 мм параметры процесса сварки могут в основном соответствовать требованиям. Когда зазор превышает 2 мм, необходимо использовать дугу для перемещения расплавленной жидкой никелевой воды от края никелевого стержня к середине, что требует более высоких параметров процесса сварки. Поскольку оборудование уже работало на полную мощность, увеличить ток не представлялось возможным. По этой причине параллельно использовались два сварочных аппарата. Поскольку при дуговой сварке вольфрамовым электродом используется положительное соединение постоянного тока, сварочный аппарат с выпрямителем постоянного тока с напряжением холостого хода, близким к внешним характеристикам сварочного аппарата, подключается параллельно к выходной мощности аппарата для дуговой вольфрамовой сварки, так что требуемое значение сварочного тока может быть достигнуто путем регулировки выходного тока сварочного аппарата постоянного тока. В этом случае для успешной сварки шва с большим зазором использовались параметры сварки сварочного тока 350 А и напряжения дуги 20 В.

 

5, обработка трещин при сварке квадратных никелевых стержней

5.1 Анализ причин образования трещин

Квадратный никелевый стержень в отливке из-за наличия наклона волочильного штампа делает никелевый стержень по длине поперечного сечения определенной клиновидной формы, как показано на рисунке 2. Поперечное сечение никелевого стержня квадратное, с длиной стороны 150 мм и длиной около 1500 мм. Никелевый стержень поддерживается с обоих концов, так что вся ось никелевого стержня является концентрической, а затем группируется и позиционируется для сварки с последующей симметричной лицевой сваркой. При сварке четвертой стороны стыка, из-за сдерживающего действия трех сторон шва, часто появляются сварочные трещины, особенно когда с четвертой стороны зазор фаски более 3 мм, а положение сварки горизонтальное, образование более серьезных трещин, как показано на рисунке 2а. Это потому что:

(1) сдерживающий эффект трехстороннего сварного шва делает четвертую сторону сварного шва несвободной для сокращения.

(2) После сварки первой стороны сварного шва люди, как правило, удаляют опорные прокладки на обоих концах никелевого стержня, в результате чего масса никелевого стержня, добавленная к сварному шву, усугубляет влияние образования сдерживающих сил.

3) В свободном состоянии эффект поперечной усадки четвертой стороны сварного шва вызывает угловую деформацию никелевого стержня после сварки, в то время как масса никелевого стержня сама по себе делает угловую деформацию невозможна, все силы усиливается для воздействия на сварной шов.

4) Толщина сварного шва ограничена, а концентрация напряжения-деформации высока.

В результате сам шов создает большую деформацию, превышающую пластический запас металла шва, и тогда появляются трещины.

5.2 Принятые меры

Для устранения причин растрескивания принимаются следующие решения:

1) Если зазор скоса небольшой, четвертая сторона сварного шва должна быть приварена рядом с боковым положением для стоячей сварки.

(2) В случае большого зазора скоса, три стороны сварного шва завершены, сторона никелевого стержня конца опоры, так что сварное соединение скошено в состоянии давления, чтобы уменьшить усадочное напряжение сварного шва образование сварочных трещин значительно снижается. Как показано на рисунке 2b.

(3) увеличьте сварочный ток, чтобы было достаточно жидкого соединения никеля с водой для увеличения толщины сварного шва.

6. Заключение

1) Использование метода дуговой сварки вольфрамовым криптоном на постоянном токе при сварке никелевого стержня большого поперечного сечения, выбор сварочного тока 280 ~ 350 А, может гарантировать, что сварной шов имеет достаточную глубину расплава, предотвращая явление соединения части полностью оторвался из-за недостаточной прочности сварного шва.

2) За счет параллельного использования сварочных аппаратов решается проблема недостаточного выходного тока сварочного аппарата при сварке никелевых прутков.

3) Принимаются меры по уменьшению стесненности зоны сварки во избежание образования сварных трещин при сварке квадратных никелевых прутков.