
- •Введение
- •1 Строение сварных соединений
- •1.1 Общая схема формирования химического состава металла сварных швов и наплавок при сварке плавлением
- •1.2 Общая схема взаимодействия металлической, газовой и шлаковой фаз при сварке
- •1.3 Поведение металлических составляющих сварочных материалов при сварке. Раскисление. Легирование
- •2 Металлические сварочные материалы
- •2.1 Стальные сварочные проволоки
- •2.2 Проволока для сварки алюминия и его сплавов
- •2.3 Проволока для сварки меди и ее сплавов (табл. 2.8).
- •2.4 Проволоки для сварки никеля и его сплавов
- •2.5 Проволока для сварки титана и его сплавов.
- •2.8 Наплавочная стальная проволока
- •2.9 Чугунные прутки для сварки и наплавки
- •2.10 Порошки для наплавки
- •2.11 Материалы электродов для машин электрической контактной сварки
2.2 Проволока для сварки алюминия и его сплавов
Сварочные проволоки сплошного сечения поставляют по ГОСТ 7871—63 (табл. 2.6). Проволока из алюминия и его сплавов бывает тянутой или прессованной, диаметром 0,8—12 мм. Тянутую проволоку поставляют в нагартованном состоянии в бухтах, проволоку горячепрессованную — в бухтах или прутках не короче 3 м. Размеры и масса мотков должны соответствовать данным табл. 2.7.
Проволоку поставляют с консервирующей смазкой. Ее следует хранить и транспортировать в условиях, предотвращающих нарушение целостности упаковки и предохраняющих поверхность проволоки от коррозии, загрязнений и механических повреждений.
Таблица 2.6 – Состав проволок для сварки алюминия и его сплавов, %
Таблица 2.7 Размеры и масса мотков алюминиевой проволоки
2.3 Проволока для сварки меди и ее сплавов (табл. 2.8).
Для сварки под флюсом применяют проволоки МТ, Бр.ХО,7 и Бр.ХТО,6-0,5,
для газоэлектрической сварки — проволоки МНЖКТ5-1-0,2-0,2 и Бр.НМцЗ-1.
Таблица 2.8 Состав проволок для сварки меди и ее сплавов
2.4 Проволоки для сварки никеля и его сплавов
Используют проволоку диаметром 3 — 5 мм Н-1 (ГОСТ 2179) и НП-1, НП-2 (ГОСТ 492). В качестве присадочного металла применяют также проволоку из сплава НМц-2,5 и нихрома (Х20Н80) по ГОСТ 492—72. Для сварки никеля разработаны специальные комплексно-легированные проволоки, содержащие титан, алюминий, марганец, кремний марок НМцАТЗ-1,5-0,6 и НМцТКЛ-1,5-2,5-0, 15(ТУ48-21-284—73). Присадочные прутки для сварки свинца и цинка обычно имеют тот же состав, что и основной металл.
Для сварки серебра применяют серебряную проволоку, раскисленную алюминием (0,5—1 мас.% А1) или содержащую РЗМ. При сварке других благородных металлов состав присадочной проволоки не отличается от основного металла.
2.5 Проволока для сварки титана и его сплавов.
Сварочные проволоки изготовляют из титановых сплавов различного состава и поставляют по ведомственным техническим условиям. Титановая сварочная проволока выпускается диаметром 1—7 мм (табл. 2.9).
Т
аблица
2.
9
-
Характеристика сварочных проволок из
титановых сплавов
Проволока поставляется с чистой и осветленной металлической поверхностью в травленом и дегазированном состоянии (содержание водорода не более 0,003 мае. %. Проволока ВТ 1-00 применяется для сварки технического титана, а также наряду с проволокой ВТ2св — для низколегированных α-и псевдо α-сплавов; проволока СПТ-2 — для высокопрочных α + β-сплавов.
Химический состав сварочной проволоки для сварки титановых сплавов выбирают исходя из соображений обеспечения прочностных и других свойств сварных соединений.
2.6 Другие плавящиеся электродные стержни.
К плавящимся электродным стержням кроме рассмотренных выше сварочных проволок сплошного сечения относятся ленты и пластины сплошного сечения, порошковые проволоки и ленты, применяемые при различных способах дуговой сварки и наплавки, а также сварочные электроды с покрытиями различных типов. Кроме того, при электрошлаковой сварке используют комбинированные электроды (плавящиеся мундштуки), состоящие из пластин и проволок.
При помощи плавящихся электродных стержней соответствующего химического состава можно изменять в желаемом направлении состав металла шва или наплавки, легировать его нужными элементами, снижать содержание вредных примесей.
2.7 Неплавящиеся электродные стержни.
Неплавящиеся электродные стержни изготовляют из чистого вольфрама, вольфрама с активирующими присадками окислов тория, лантана и иттрия, электротехнического угля и синтетического графита. Наиболее широко используют стержни из вольфрама и вольфрама с активирующими присадками, что обусловлено тугоплавкостью вольфрама (температура плавления 4500°С, температура кипения 5900° С), его высокой электропроводностью и теплопроводностью.
Вольфрамовые электроды предназначены для дуговой сварки в среде инертных газов, атомно-водородной сварки, а также для плазменных процессов сварки, резки, наплавки и напыления. Их изготовляют из чистого вольфрама (марки ЭВЧ), вольфрама с присадками окиси лантана (марок ЭВЛ-10 и ЭВЛ-20), вольфрама с присадкой окиси тория (марки ЭВТ-15) и вольфрама с присадками окиси иттрия и металлического тантала (марки ЭВИ-30). Цифры в обозначении марки вольфрамового электрода указывают количество активирующей присадки в десятых долях процента. Например, в электроде ЭВЛ-20 содержится 1,5—2,0 % окиси лантана, остальное вольфрам. Суммарное содержание других примесей в вольфрамовых электродах не должно превышать 0,09%. Изготовляют вольфрамовые электроды диаметром 0,2—12 мм. Электроды диаметром 0,2—2,5 мм включительно выпускают тянутыми, электроды большего диаметра изготовляют из кованых прутков, доводимых шлифованием до требуемого диаметра. Их длина составляет 75, 140 и 170 мм.
Добавка к вольфраму окислов лантана, тория или иттрия снижает эффективный потенциал ионизации, в результате чего облегчается зажигание дуги, увеличивается устойчивость дугового разряда и повышается стойкость электрода. Появляется возможность значительно повысить плотность тока, так как при этом конец электрода не изменяет формы в процессе сварки (табл. 2.10).
Т
аблица
2.10
- Рекомендуемые
величины сварочного тока
Для предупреждения окисления вольфрамовые электроды используют только при сварке с защитой области дуги инертным газом. Электроды из чистого вольфрама обычно применяют для сварки переменным током, а электроды из вольфрама с активирующими присадками для сварки как на переменном, так и на постоянном токе прямой и обратной полярности. Чтобы уменьшить расход электродов, подачу инертного газа следует начинать до включения сварочного тока, а прекращать после включения тока и остывания электрода до его потемнения. Включать и выключать ток следует плавно.
Затачивать конец электрода для сварки переменным током рекомендуется в виде сферы, для сварки постоянным током — в виде конуса. Расход электродов из чистого вольфрама значительно выше, чем из вольфрама с активирующими присадками.
Все работы с электродами из вольфрама с присадкой окиси тория, а также транспортировку и хранение их следует выполнять в соответствии с санитарными правилами работы с радиоактивными веществами.
Графитовые и угольные электроды отличаются малой теплопроводностью. Они имеют круглое сечение диаметром 5—25 мм и длину 200—300 мм. Конец электрода затачивают на конус. Графитовые электроды по сравнению с угольными, обладают большей электропроводностью и большей стойкостью против окисления при высоких температурах. Это заметно снижает удельный расход электродов и позволяет производить сварку на повышенных плотностях тока. Подвод тока к графитовым и угольным электродам осуществляется при помощи специальных электрододержателей. С целью стабилизации положения дуги применяют угольные электроды с фитилем; фитиль — это канал, расположенный по центру электрода и заполненный порошкообразной массой, содержащей легкоионизируемые вещества.