Зварювальні матеріали

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ...

Таблиця 2.9. Електроди для зварювання вуглецевих та низьколегованих конструкцій.,.,, сТяле„ у положеннях „_ С
...
Електроди для зварювання вуглецевих та низьколегованих конструкцій.,.,, с_Тяле„ у положеннях „_
...
дів для зварювання конструкційних сталей підвищеної та високої міцності: Э70, Э85, Э100, Э125 і Э150. Хімічний склад наплавленого металу зазначеним стандартом не регламентується, за винятком сірки та фосфору, вміст яких не повинен перевищувати відповідно 0,030 % і 0,035 %. Разом з тим при виборі конкретної марки електроду хімічний склад металу необхідно брати до уваги, особливо при зварюванні конструкцій, що працюють в екстремальних умовах. Дані за хімічним складом подаються в нормативній документації, а також у більш загальному вигляді - в умовному позначенні електродів. Електроди для зварювання конструкційних сталей підвищеної та високої міцності мають покриття основного виду.
...
При зварюванні конструкцій зі сталей цього класу (у термічно зміцненому стані) за другим варіантом, тобто без наступної після зварювання термічної обробки, особливо, коли рівноміцність зварних з'єднань не є обов'язковою умовою, використовують електроди, які забезпечують метал шва з аустенітною структурою. Зварні з'єднання у цьому випадку відрізняються високою стійкістю проти утворення тріщин, а метал шва -підвищеними пластичністю та в'язкістю. Електроди можна використовувати також при зварюванні різнорідних сталей.
...
Нижче наведено розповсюджені електроди типів Э85 і Э100 (табл. 2.10) і електроди, що забезпечують одержання металу шва з аустенітною структурою (табл. 2.11) [5, 18].
...
Таблиця 2.10. Електроди для зварювання легованих конструкційних сталей підвищеної та високої міцності (з наступною термічною обробкою)_
...
Електроди для зварювання легованих конструкційних сталей підвищеної та високої міцності (з наступною термічною обробкою)_
...
Таблиця 2.11. Електроди для зварювання легованих конструкційних сталей підвищеної та високої міцності, що забезпечують одержання металу шва з аустенітною структурою (без наступної термічної обробки)
...
До групи електродів для зварювання теплотривких сталей належать електроди, призначені для зварювання низьколегованих та теплотривких сталей. Основними характеристиками електродів є хімічний склад наплавленого металу та механічні властивості металу шва при нормальній температурі, за якими електроди класифікуються відповідно до ГОСТ 9467-75. При виборі електродів враховують також максимальну робочу температуру, при якій регламентовано показники тривалої міцності металу шва. Електроди можуть мати рутилове або основне покриття. В довідковому додатку для порівняння наведено класифікацію електродів для зварювання теплотривких сталей відповідно до стандарту ISO 3580.
...
Разом з тим, при зварюванні теплотривких сталей застосовують електроди, не регламентовані ГОСТ 9467-75, основним призначенням яких є зварювання інших класів сталі (наприклад, електроди марки АНЖР-1, призначені, головним чином, для зварювання різнорідних сталей). Зварювання теплотривких сталей у більшості випадків виконують з попереднім підігрівом і наступною термообробкою. Нижче наведено розповсюджені
...
Електроди для зварювання легованих конструкційних сталей підвищеної та високої міцності, що забезпечують одержання металу шва з аустенітною структурою (без наступної термічної обробки)
...
Ці електроди класифікують відповідно до ГОСТ 10052-75 та розділяють на дві групи для зварювання високолегованих сталей і сплавів на залізонікелевій і нікелевій основах:
...
Хімічний склад і структура наплавленого металу електродів для зварювання високолегованих сталей і сплавів відрізняються, й іноді дуже істотно, від складу і структури зварювальних матеріалів. Основними показниками, що вирішують питання вибору таких електродів, є забезпечення основних експлуатаційних характеристик зварних з'єднань (меха-44
...
нічних властивостей, корозійної стійкості, жаростійкості, жароміцності), стійкості металу шва проти утворення тріщин, необхідного комплексу зварювально-технологічних властивостей [21]. В довідковому додатку для порівняння наведена класифікація електродів для зварювання високо-легованих сталей відповідно до стандарту ISO 3581.
...
Електроди для зварювання високолегованих сталей і сплавів мають покриття основного, рутилового і рутилово-основного видів. Через низьку теплопровідність і високий електроопір швидкість плавлення, а отже і коефіцієнт наплавлення електродів з дротами із високолегованих сталей і сплавів істотно вищі, ніж у електродів для зварювання вуглецевих, низьколегованих і легованих сталей. Разом з тим підвищений електроопір металу електродного стрижня обумовлює необхідність застосування при зварюванні знижених значень струму і зменшення довжини самих електродів. Інакше, через надмірне нагрівання електрода, можливий перегрів покриття та зміна характеру його плавлення, аж до відокремлювання шматків покриття. Зварювання, як правило, виконують постійним струмом зворотної полярності.
...
Електроди цієї групи дають можливість одержання зварних з'єднань, що мають необхідну стійкість проти корозії в атмосферному, кислотному, лужному й іншому агресивному середовищі. Деякі марки електродів даної групи мають більш широку галузь застосування і їх можна використовувати не тільки для отримання з'єднань з необхідною корозійною стійкістю, але і як електроди, що забезпечують високу жаростійкість і жароміцність металу шва.
...
2.7.1. Електроди для зварювання високолегованих корозійностійких сталей і сплавів
...
Електроди цієї групи утворюють зварні з'єднання з необхідною жаростійкістю та жароміцністю. Жаростійкі зварні з'єднання відзначаються високою стійкістю проти хімічного руйнування поверхні в газових середовищах при температурах понад 550...600 °С. Жароміцні - працюють при цих температурах у напруженому стані протягом визначеного часу (жароміцні з'єднання повинні мати при цьому достатньою жаростійкість).
...
Розповсюджені марки електродів для зварювання жаростійких і жароміцних матеріалів ті ж самі, що й для зварювання корозійностійких і різнорідних сталей та сплавів. Деякі електроди для зварювання високолегованих жаростійких і жароміцних сталей і сплавів наведено в табл. 12Д.
...
Умовне позначення електродів для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями визначається ГОСТ 9466-75, ГОСТ 10052-75. При цьому в другому рядку умовного позначення електродів розташована група індексів, що характеризує наплавлений метал і метал шва (див. п. 2.2). Чотири цифрових індекси використовуються для електродів, що забезпечують аустенітно-феритну структуру наплавленого металу, і три цифрових індекси - для інших електродів. Вміст феритної фази в наплавленому металі повинен відповідати наведеному в табл. 2.13 [18].
...
До групи електродів для зварювання спеціальних сталей належать електроди, що за призначенням та сукупністю характеристик не можуть бути віднесені до інших груп електродів. Це - електроди для зварювання легованих і високолегованих холодостійких сталей, високоманганових сталей типу 110Г13Л і т. п. Більшість електродів цієї групи застосовують також для зварювання різнорідних сталей.
...
2.7.2. Електроди для зварювання високолегованих жаростійких і жароміцних сталей і сплавів
...
ваних сталей підвищеної та високої міцності і забезпечують одержання металу шва з аустенітною структурою. У табл. 14Д наведено електроди для зварювання різнорідних сталей і сплавів. Представлені в табл. 2.14 дані [5, 21], що складені з урахуванням досвіду промислового застосування, допомагають зробити правильний вибір конкретної марки електродів.
...
Групу електродів для наплавлення складають електроди для ручного дугового наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями (крім електродів для наплавлення шарів з кольорових металів). Електроди виготовляють і постачають відповідно до вимог ГОСТ 9466-75 і ГОСТ 10051-75. Для наплавних робіт у деяких випадках також використовують електроди для зварювання високолегованих корозійно-жаростійких і жароміцних сталей. В довідковому додатку для порівняння наведена класифікація електродів цієї групи відповідно до стандарту DIN 8555.
...
Залежно від системи легування та умов роботи наплавленого металу електроди для наплавлення можуть бути умовно розподілені на шість груп:
...
наплавлений метал низьковуглецевий, низьколегований з високою стійкістю в умовах тертя металу з металом і ударних навантажень (за призначенням до цієї групи належать деякі марки електродів третьої групи);
...
наплавлений метал середньовуглецевий, низьколегований з високою стійкістю в умовах тертя металу з металом і ударних навантажень при нормальній і підвищеній температурах (до 650 °С);
...
наплавлений метал вуглецевий, легований (або високолегований) з високою стійкістю в умовах абразивного спрацювання й ударних навантажень;
...
наплавлений метал високолегований, аустенітної структури з високою стійкістю в умовах корозійно-ерозійного спрацювання й тертя металу з металом при підвищених температурах (до 600 °С);
...
наплавлений метал, що дисперсно твердіє, високолегований з високою стійкістю у складних температурно-деформаційних умовах (до 1100 °С).
...
Необхідно відзначити, що проведення наплавних робіт вимагає застосування спеціальної технології, яка - залежно від хімічного складу і стану основного і наплавленого металів - може використовувати обов'язкове виконання таких операцій, як попередній та супутній підігрів, термічна обробка для одержання заданих експлуатаційних властивостей наплавленого металу.
...
До групи електродів для зварювання та наплавлення чавуну належать електроди для усунення за допомогою холодного зварювання і наплавлення дефектів у чавунних виливках, а також для ремонту устаткування, що вийшло з ладу, і відновлення зношених деталей. У ряді випадків електроди можуть бути застосовані при виготовленні зварно-литих конструкцій. Електроди для холодного зварювання та наплавлення чавуну не стандартизовані, тому їх виготовляють за окремими технічними умовами. Вони дозволяють одержувати наплавлений метал (метал шва) із заданими властивостями у вигляді сталі, сплавів на основі міді, нікелю, залізо-нікелевого сплаву.
...
Для холодного зварювання та наплавлення чавуну (тобто зварювання та наплавлення без попереднього підігріву) характерне проведення процесу з мінімальним тепловкладенням короткими швами довжиною 25... 60 мм з охолодженням кожного на повітрі до температури не вище 50
...
2.11. Електроди для зварювання та наплавлення чавуну
...
60 °С. Іноді рекомендується проковування кожного шва легким ударом молотка. У табл. 16Д наведено електроди для зварювання й наплавлення сірого, високоміцного та ковкого чавунів. Для цієї ж мети можуть бути використані електроди марок ОЗЛ-25Б, ОЗЛ-27, ОЗЛ-28 (див. табл. 14Д) і, за умови додаткової перевірки, ОЗБ-2М (табл. 2.15) [5].
...
Групу електродів для зварювання кольорових металів складають електроди для зварювання алюмінію, міді, нікелю та їхніх сплавів. Електроди для зварювання кольорових металів не стандартизовані, тому їх виготовляють за окремими технічними умовами. Виняток складають високоніке-леві електроди, що застосовують для зварювання сплавів на залізонікеле-вій й нікелевій основах і високолегованих сталей, внаслідок чого вони класифікуються згідно ГОСТ 10052-75.
...
Зварювання кольорових металів істотно відрізняється від зварювання сталі, що обумовлено різкими відмінностями їхніх фізико-хімічних властивостей. Головними факторами, що визначають зварюваність кольорових металів, як вже відзначалося, є температури плавлення та кипіння, теплопровідність, спорідненість до газів, що містяться в повітрі (кисень, азот, водень) (див. п. 2.7).
...
Алюміній і алюмінієві сплави мають малу щільність, високу тепло- й електропровідність, підвищену корозійну стійкість. Особливістю алюмінію та його сплавів є швидке окиснення. Це призводить до того, що на поверхні практично завжди присутня щільна тугоплавка плівка оксиду алюмінію. Ця плівка може утворюватися й на поверхні зварювальної ванни, що порушує стабільність процесу зварювання, перешкоджає формуванню шва, викликає появу непроварів і неметалевих включень. Для одержання якісних зварних з'єднань необхідно приймати спеціальні засоби, спрямовані на вилучення оксидної плівки. При ручному дуговому зварюванні це досягається шляхом додавання до складу електродного покриття хлористих і фтористих солей лужних і лужноземельних металів. У розплавленому стані ці матеріали створюють необхідні умови для вилучення плівки та стабільного горіння дуги.
...
У табл. 2.16 наведено розповсюджені електроди для зварювання алюмінію та його сплавів [5]. Зварювання виконується постійним струмом зворотної полярності.
...
Мідь має високу тепло- та електропровідність, підвищену текучість розплавленого металу. Для неї характерна активність при взаємодії з га-
...
2.12.1. Електроди для зварювання алюмінію та його сплавів
...
зами, особливо з киснем і воднем, що може бути причиною утворення пор у металі шва та мікротріщин. Для запобігання появи таких дефектів у зварних з'єднаннях слід застосовувати тільки добре розкиснену мідь. Зварювання необхідно виконувати ретельно прожареними електродами, основний метал в місцях накладення швів повинен бути добре зачищений до металевого блиску з вилученням оксидів, забруднень, жирів та ін.
...
При зварюванні латуней і бронз виникають додаткові труднощі. Зварювання латуні ускладнюється інтенсивним випаровуванням цинку, зварювання бронз - високою крихкістю та малою міцністю в нагрітому стані.
...
У табл. 2.15 наведено електроди для зварювання міді та її сплавів. Зварювання виконують постійним струмом зворотної полярності.
...
Нікель і особливо його сплави є міцними і в'язкими матеріалами. Вони, залежно від складу, відзначаються високою корозійною, жаростійкістю та жароміцністю. Зварювання нікелю та його сплавів ускладнено внаслідок великої чутливості останніх до домішок і, у першу чергу, до розчинених газів (кисню, водню й особливо азоту), а також високої схильності до утворення гарячих тріщин. Для попередження можливого утворення пор і тріщин необхідно застосовувати основний метал та зварювальні електроди високої чистоти, здійснювати їхню якісну підготовку до зварювання.
...
У цілому за технологією та технікою ручного дугового зварювання нікель і його сплави близькі до високолегованих корозійностійких сталей.
...
У табл. 2.17 наведено електроди для зварювання технічно чистого нікелю і монель-металу (сплаву НМЖМц28-2,5-1,5) [5, 18]. Електроди для зварювання інших сплавів на нікелевій основі наведено в групі електродів для зварювання високолегованих сталей і сплавів.
...
2.12.3. Електроди для зварювання нікелю та його сплавів
...
У групу електродів для різання металів відносять електроди для дугового різання плавким електродом усіх марок сталей (у тому числі високолегованих), чавунів і кольорових металів. Різання виконують з використанням звичайного устаткування, призначеного для ручного дугового зварювання змінним або постійним струмом. У табл. 2.18 наведені електроди для різання металів [5].
...
Електроди для зварювання технічно чистого нікелю та монель-металу___
...
Неплавкі електроди для дугового зварювання виготовляються з вуглецевих речовин і вольфраму. Електроди з вуглецевих речовин поділяються на дві групи: графітові та вугільні. Питоме значення електроопору графітових електродів приблизно в 4 рази менше, ніж вугільних (табл. 2.19) [4], тому щільність струму в них може бути збільшена в порівнянні з вугільними в 2-3 рази. Вони більш стійкі проти окиснення, ніж вугільні, більш широко використовуються.
...
ють 1,5...3,5 % окису лантану (лантановані вольфрамові електроди) або 1,1... 1,4 % окису ітрію (ітровані вольфрамові електроди), табл. 2.20 [4]. Найбільш стійкими при зварюванні є ітровані електроди, що допускають максимальне струмове навантаження.
...
Характеристика вольфрамових електродів з активуючими додатками (ГОСТ 23949-80)__
...
Зварювальний сталевий дріт використовують для виготовлення покритих електродів, механізованого й автоматизованого зварювання в захисних газах та під шаром флюсу, електрошлакового зварювання, а також в якості присадного для газового зварювання і зварювання неплавкими електродами.
...
Сталь для дроту виплавляється в кисневих конверторах, мартенівських або електродугових печах та розливається в зливки на машинах неперервного розливу. Останнім надається перевага. У ряді випадків сталь піддається додатковій спеціальній обробці для зниження вмісту шкідливих домішок, неметалевих включень та дегазації металу. Виливки прокатують в дріт діаметром 7... 10 мм. Після прокатування дріт обробляють в розчинах кислот і лугів для видалення з його поверхні окалини. Далі дріт піддають холодному волочінню на багатоступінчастих волочильних станах. Якщо дріт при цьому одержує великий наклеп, що перешкоджає подальшій обробці до необхідного діаметра, то він надходить на проміжну термообробку для зняття наклепу. Нагрівання ведеться в інертній захисній атмосфері, що перешкоджає утворенню окалини.
...
В останній час сталеві дроти для зварювання виготовляють переважно на автоматизованому обладнанні, яке дозволяє волочити високоякісні дроти із швидкістю до 30 м/с [6]. Технологічний процес складається з двох етапів: перше та друге волочіння. Перше волочіння - найбільш важлива операція технологічного процесу виготовлення дроту суцільного перерізу. Суворе дотримання технології дозволяє отримувати дроти малого діаметра без попередньої термічної обробки. Друге волочіння, як правило, поєднане з процесом дифузійного міднення дроту.
...
Вимоги до дроту вітчизняних виробників регламентуються стандартом ГОСТ 2246-70, який вже в значній мірі застарілий. Дріт виготовляють з низьковуглецевих, легованих та високолегованих сталей. Марки та хімічний склад дротів наведено у табл. 17Д [18]. Дріт постачається холод-нотягнутим з діаметрами 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 і 8,0 мм. Умовне позначення марки дроту - це марка сплаву, з якого він виготовлений. В нього входять індекс Св (зварювальний) і наступні за ним цифри та літери. Цифри показують середній вміст у дроті вуглецю в сотих частках відсотка, а літери позначають найменування легуючих елементів і їхній середній вміст у відсотках. Якщо вміст легуючого елемента менше 1 %, то ставиться тільки відповідна літера. Літера А наприкінці умовної позначки марки низьковуглецевих і легованих дротів показує на підвищену чистоту металу за вмістом сірки та фосфору. Літера А також позначає азот як легуючий елемент і ставиться в середині позначки. Повна умовна позначка зварювального дроту складається з цифри, що показує діаметр дроту в міліметрах, індексу Св, умовної позначки марки сталі і номера ГОСТу. Може також додатково позначатися спосіб виробництва сталі: ПІ - електрошлаковий; ВД - вакуумно-дуговий; ВІ - вакуумно-індукційний.
...
Маркування зварювального дроту за ГОСТ 2246-70 відображає тільки хімічний склад сталі з якої виготовлений дріт, але споживачу потрібно також знати інформацію про механічні властивості наплавленого металу та технологічні характеристики дроту. В зв'язку з цим TOB "Кродес" та ШЗ ім. Є.О. Патона HAH України розробили та ввели в дію технічні умови на зварювальний дріт (ТУ У 05416923.028-97 та ТУ У 05416923.029-97), 58
...
які визначають необхідні споживачу металургійні, механічні та технологічні характеристики дроту: якість формування шва, засміченість металу шлаковими включеннями, характеристики границі текучості, тимчасового опору, ударної в'язкості наплавленого металу й т. п. [2]. Марочний сортамент більшості зварювальних дротів, що виготовляються згідно з новими технічними умовами, відповідає типовим закордонним аналогам. Процедура оцінки механічних властивостей металу шва або наплавленого металу передбачає зварювання спеціальних випробувальних зразків на регламентованих режимах та визначення категорій міцності й ударної в'язкості. Запропонована класифікація зварювальних дротів зручна у використанні, відповідає європейським та міжнародним вимогам, але потрібен час для її впровадження на території України.
...
Властивості дроту у значній мірі залежать від стану його поверхні. На поверхні зварювального дроту можуть бути присутні різні види металевих та неметалевих покриттів, технологічне мастило, що використовують при його волочінні, оксиди та продукти хімічного травлення, іржа, яка може утворюватися при зберіганні дроту.
...
Для покращення властивостей дроту на його поверхню наносять шар міді, використовуючи достатньо економічну технологію контактного міднення, яка заснована на різниці електродних потенціалів заліза (-0,44В) та міді (+0,34В). При зануренні заліза у розчин мідного купоросу (C11SO4)
...
шару повинна забезпечувати отримання суцільного покриття. Для дроту діаметром 1,2...2,0мм оптимальна товщина мідного покриття дорівнює відповідно 0,15... 0,20 та 0,4... 0,6 мкм.
...
Технологічне мастило та мідне покриття не захищають сталевий зварювальний дріт від корозії (табл. 3.1) [3]. У зв'язку з цим для антикорозійного захисту зварювального дроту необхідно використовувати інгібі-тований папір або поліетиленову плівку. В якості парофазних інгібіторів корозії звичайно використовують нітрид діциклогексиламіна, карбонат або хромат циклогексиламіна. Інгібітори цього класу здатні захистити великий об'єм. Вони розкладаються декілька років. При своєму розкладанні вони утворюють на поверхні дроту адсорбовану плівку, яка захищає метал від води та кисню повітря.
...
Швидкість корозії дроту Св-08Г2С при зберіганні його в різних умовах, г/м^2,рік___
...
жимі зварювання у вуглекислому газі збільшується з 10...20 до 25...50 с-1, що знижує рівень втрат металу на розбризкування на 20...40 % в широкому діапазоні зварювальних струмів (рис. 3.1) [3]. При цьому суттєво покращується якість формування шва.
...
мастила при волочінні зварювального дроту використовують технічне мило, що містить жирні кислоти (40...50%), луги (3...4%), вологу (до 1 %) та інші органічні речовини. В результаті взаємодії з навколишнім середовищем технологічне мастило інтенсивно адсорбує вологу, що прискорює корозію дроту. Електрохімічне очищення дроту вилучає забруднені поверхневі шари, що призводить до зниження вмісту шкідливих домішок у дроті й металі шва.
...
Таблиця 3.4. Номінальні діаметри зварювального дроту та припустимі відхи-лення від них відповідно до стандартів ISO 864, DIN 8559 та ГОСТ 2246-70, мм
...
Номінальні діаметри зварювального дроту та припустимі відхи-лення від них відповідно до стандартів ISO 864, DIN 8559 та ГОСТ 2246-70, мм
...
Подальше вдосконалення сталевих дротів суцільного перерізу, за передбаченнями вітчизняних фахівців буде йти шляхом оптимізації їх складів для покращення технологічних, металургійних характеристик процесу зварювання, якості зварних з'єднань за рахунок мінімального вмісту шкідливих домішок (сірки, фосфору, миш'яку, сурми та ін.); мікролегування титаном, стронцієм, бором, рідкоземельними металами та ін.; зменшення масової частки вуглецю в деяких марках високолегованих дротів; зниження вмісту газів у дроті; підвищення однорідності заготовок та зменшення допустимих відхилень вмісту елементів від номінального складу; забезпечення мінімальних відхилень розмірів дротів від заданих при відсутності овальності [16].
...
Дріт сталевий суцільного перерізу (ГОСТ 10543-75 "Дріт сталевий наплавний") спеціально призначений для різних способів наплавлення. Хімічний склад деяких дротів наведено в табл. 18Д, а їхнє призначення в табл. 3.5 [18]. Дріт постачається діаметром, мм: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0, 6,5 і 8,0.
...
Залежно від складу дроти поділяються на три групи: вуглецевий (9 марок), легований (11 марок) і високолегований (10 марок). Наплавні дроти відрізняються підвищеним вмістом вуглецю у порівнянні з дротами загального призначення (ГОСТ 2246-70), що і визначає твердість наплавленого металу. Принцип позначення марки та хімічного складу дроту такий же, як і прийнятий за ГОСТ 2246-70. Тндекс Нп означає, що дріт наплавний. Приклад умовної позначки дроту діаметром 3 мм, виготовленого із сталі 40ХЗГ2ВФ: Дріт ЗНп-40ХЗГ2ВФ-ГОСТ 10543-75.
...
Для наплавлення шарів сталі з високою твердістю можуть використовуватися також пружинні дроти спеціалізованого призначення. Це дроти зі сталей марок 65ГА, 68ГА, 68А, а також дроти зі сталі марок 60С2А, 65С2ВА, 70СЗА, 60С2ХФАИ, 50ХФА.
...
ратурі 60...70 °С; промивання в холодній воді, сушіння, дегазація за температури 350 °С протягом 5... 10 год у вакуумі 10_1 Па (вакуумне сушіння). Операція вакуумування може бути замінена прожарюванням в атмосфері повітря при температурі 300 °С протягом 10.. .30 хв.
...
На суднобудівних підприємствах досить успішно використовують наступну технологію: видалення консервуючого мастила органічними розчинниками (бензин, ацетон, гас та ін.); травлення при температурі від +60 до +70 °С протягом 5...20 хв у розчині: їдкий натрій 8... 12 г/л (загальна лужність травильного розчину повинна складати від 2 до 5 %); промивання в гарячій проточній воді за температури +50 °С протягом однієї хвилини; промивання в холодній воді; освітлення в розчині: хромовий ангідрид 100 г/л і сульфатна кислота (часткова маса 1,84 г/см3) в кількості 10 мл/л при температурі від +15 до +25 °С або в 15 % розчині азотної кислоти при температурі від +60 до +65 °С протягом від 2 до 5 хв; промивання в холодній воді; промивання в гарячій воді; сушіння при температурі від +60 до +80 °С.
...
Добрі результати з очищення алюмінієвого дроту дає електрополіру-вання його поверхні. В якості електроліту використовують розчин наступного складу: 70 мл Н3РО4,
...
Для зменшення кількості пор у швах після хімічної обробки зварювальний дріт рекомендується підігрівати в інертному газі за температури 200.. .480 °С протягом 80.. .30 хв відповідно. Це значно зменшує кількість адсорбованої вологи на поверхні дроту. Підігрівання дроту в аргоні знижує вміст адсорбованої вологи не менше, ніжу 5 разів.
...
Обробляють дріт на спеціалізованих ділянках, обладнаних ваннами з підігрівом, у які дріт подається шляхом послідовного розмотування бухт.
...
Обробка в бухтах не забезпечує необхідної якості чистоти поверхні. Найбільш раціонально й економічно доцільно дріт хімічно обробляти на підприємствах, які його випускають. Після чого його рубають на присадний дріт визначеного розміру або намотують в стандартні касети. Присадний дріт, а також касети пакують переважно в герметичну тару.
...
Дріт і прутки (ГОСТ 16130-72 "Дріт і прутки з міді та сплавів на мідній основі зварювальні") призначені для зварювання й наплавлення міді та її сплавів. Багато марок дротів і прутків використовують в якості припоїв. Більшість марок і хімічний склад дротів і прутків наведено в табл. 20Д [4].
...
Зварювальні прутки виготовляють таких марок: Мір; МЗр; Бр.ОФ6,5-0,15; Бр.ОЦ4-3; Бр.АМц9-2; Л060-1; ЛК62-0,5; Л63; ЛМц58-2; ЛЖМц59-1-1; ЛОК59-1-0,3 і ЛКБО-62-0,2-0,04-0,5. Прутки постачаються діаметром 6 і 8 мм. Призначення дроту та прутків наведено в табл. 3.6 [18].
...
Багато дротів з міді та її сплавів виготовляють методом пресування. Циліндричний виливок нагрівають до температури 700... 1000 °С і подають у циліндр преса, з якого видавлюють поршнем крізь отвір циліндра у вигляді прутка, який далі піддають волочінню в холодному стані. Мідь, однофазні латуні й бронзи легко піддаються волочінню. Багатофазні сплави - погано. Вони сильно наклепуються в холодному стані, що утруднює волочіння. При наклепуванні дріт підлягає проміжному світлому відпалу, а потім - подальшому волочінню. Світлий відпал полягає у нагріванні металу в атмосфері інертних захисних газів, що запобігає утворенню оксидів на його поверхні.
...
Для автоматичного зварювання під шаром флюсу виробів із міді, виготовлення електродів для зварювання міді та чавуну, газового зварювання невідповідальних конструкцій з міді
...
Для виготовлення електродів для зварювання мідно-нікелевого сплаву, мідно-нікелевого сплаву з латунню й алюмінієво-мангановою бронзою
...
Для ручного, механізованого й автоматичного зварювання у захисних газах мідно-нікелевого сплаву, міді з бронзою, латунню і сталлю, а також для наплавлення на сталь
...
Для ручного зварювання в захисних газах конструкцій з міді, автоматичного зварювання міді під шаром флюсу та виготовлення електродів для зварювання міді
...
Перед зварюванням поверхню дроту ретельно обробляють та знежирюють. Очищення може виконуватися механічним способом до металевого блиску, але найбільш раціонально виконувати його травленням у розчині, що складається з 75 см3/л HNO3,
...
Титановий зварювальний дріт випускається діаметром 1... 7 мм (табл. 3.7). Дріт постачається з чистою металевою поверхнею після травлення та дегазування (вміст водню не більше 0,003 % мас). Дріт ВТ1-00 застосовується для зварювання технічного титану, а також поряд з дротом ВТ2св - для низьколегованих і псевдо-сплавів; дріт СПТ-2 - для високоміцних сплавів [4].
...
Якість зварних з'єднань титанових сплавів у значній мірі визначається технологією підготування поверхні деталей і дроту до зварювання. Кромки деталей та дріт піддають механічній обробці, а перед зварюванням знежирюють спиртом-ректифікатом або ацетоном. Якщо деталі та дріт пройшли гарячу механічну або термічну обробку без захисної атмосфери, необхідно використовувати дробоструминне або гідропіскостру-минне очищення поверхні з наступним хімічним розрідженням оксидно-нітридної плівки, травленням, освітленням та промиванням (табл. 3.8) [4].
...
Характеристика деяких промислових зварювальних дротів з титанових сплавів
...
Найбільш раціонально використовувати зварювальний дріт, який пройшов вакуумне прожарювання (вміст водню в дроті не перевищує 0,002...0,004 % мас). Безпосередньо перед зварюванням дріт обов'язково знежирюють.
...
У приміщеннях, де проводиться зварювання титану та його сплавів, температура не повинна бути нижче +15 °С, а швидкість руху повітря -перевищувати 0,5 м/с.
...
Присадний дріт з чавуну для газового зварювання та наплавлення сірого чавуну, для виготовлення покритих електродів для дугового зварювання та наплавлення чавуну виготовляють за ГОСТ 2671-70.
...
У СРСР перші порошкові дроти для зносостійкого наплавлення валків прокатних станів були розроблені І.І. Фруміним із співробітниками ІЕЗ ім. Є.О. Патона на початку 50-х років минулого сторіччя.
...
Порошковий дріт являє собою неперервний електрод трубчастої або іншої, більш складної конструкції (рис. 3.3) [14] з порошкоподібним наповнювачем - осердям електрода. Наповнювач електрода складається із суміші мінералів, руд, феросплавів, металевих порошків, хімікатів та інших матеріалів. Призначення різних складових наповнювача аналогічне призначенню електродних покриттів - захист розплавленого металу від шкідливого впливу повітря, розкиснення, легування металу, зв'язування азоту в стійкі нітриди, стабілізація дугового розряду та ін. (див. п. 2.3). Складові наповнювача повинні, крім того, задовольняти загальноприйняті вимоги до всіх зварювальних матеріалів: забезпечувати добре формування шва, легке відокремлення шлакової кірки, провар основного металу, відсутність пор, тріщин, шлакових включень та інших дефектів, а також визначені механічні властивості швів і зварних з'єднань.
...
Виробництво порошкового дроту - досить складний і відповідальний технологічний процес. Він містить наступні основні операції: вхідний контроль шихтових матеріалів і стрічки оболонки; сушіння (при необхідності), подрібнення та просіювання шихтових матеріалів з контролем їхнього гранулометричного складу; готування шихти (її змішування); підготовка стрічки - оболонки; виготовлення партії порошкового дроту для підбору коефіцієнта заповнення; контроль хімічного складу й твердості наплавленого металу; коректування складу шихти (при необхідності); виготовлення партії порошкового дроту; пакування дроту відповідно до ГОСТ 26101-84, що гарантує тривалий термін його зберігання.
...
До складу устаткування для виробництва порошкового дроту на вітчизняних підприємствах входить верстат з дозаторами шихти, у якому роблять заготовку дроту. Потім на багатоступінчастих волочильних верстатах, встановлених в одну лінію з цим пристроєм, виконують волочіння дроту до отримання потрібного діаметру. Цей процес надійний, однак не забезпечує одержання порошкових дротів малого діаметра.
...
За кордоном досить широко використовують при виробництві порошкових дротів процес прокатування, під час якого можна виготовляти дріт з коефіцієнтом заповнення вище, ніж при волочінні. Однак при цьому способі необхідно використовувати більш складне й дороге устаткування.
...
Дроти, виготовлені методом волочіння, проходять обробку прожарюванням для вилучення залишків мастила (див. п. 3.1). При цьому на поверхні дроту утворюються плівки оксидів, що збільшують електроопір в контакті "дріт-мундштук" та погіршують стабільність горіння дуги. Для рутилових порошкових дротів це компенсується додаванням в наповнювач гігроскопічних стабілізаторів дуги. При виготовленні порошкових дротів шляхом прокатування використовують мінімальну кількість мастила, що не потребує наступного прожарювання дроту. Поверхня дроту залишається чистою та блискучою, що забезпечує оптимальний режим передачі струму. В цьому випадку до складу наповнювача дроту немає необхідності додавати гігроскопічні стабілізатори дуги. Це значно знижує кількість водню в металі шва. Зварні шви, які виконані з використанням дроту, виготовленого методом прокатування, містять водню в 2-3 рази менше, ніж у випадку використання дротів, виготовлених волочінням [10].
...
Необхідно відзначити, що провідні вітчизняні виробники порошкових дротів, такі як СП "ТМ ВЕЛТЕК" (м. Дніпропетровськ), НВФ "ЭЛНА" (м. Київ), ТОВ "Арксел" (м. Донецьк), поступово збільшують випуск порошкових дротів малого діаметра, що істотно розширює їх конкурентоспроможність.
...
Основними нормативними документами, що класифікують і регламентують застосування порошкових дротів на території України, є: ГОСТ 26271-84 "Дріт порошковий для дугового зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей" та ГОСТ 26101-84 "Дріт порошковий наплавний", які в значній мірі застарілі й не відповідають сучасним вимогам.
...
Конструкція порошкових дротів класифікується ГОСТ на три типи: Т - трубчастий стиковий, Н - трубчастий з напуском, Д - двошаровий (див. рис. 3.3). За способом захисту ГОСТ поділяє порошкові дроти на чотири типи: Ф - зварювання та наплавлення під шаром флюсу, Г - у захисних газах, 3 - самозахисний, У - універсальний (під шаром флюсу, у захисних газах і без додаткового захисту).
...
Приклад умовного позначення порошкового наплавного дроту марки Пп-Нп-30ХГ2СМ, трубчастого стикового, самозахисного, діаметром 2,6 мм: Пп-Нп-30Х5Г2СМ-Т-С-2,6 ГОСТ 26101-84.
...
Такий принцип класифікації досить зручний і дозволяє за умовною позначкою дроту приблизно оцінювати склад наплавленого металу, однак не визначає його технологічні характеристики й не наводить характеристики міцності та пластичності наплавленого металу. Для порівняння в довідковому додатку наведена класифікація порошкових дротів відповідно до європейського стандарту EN, американського AWS та німецького DIN для різних класів матеріалу.
...
Європейська та міжнародна класифікація поділяють порошкові дроти за складом наповнювача на три типи: рутилові (R - повільно застигаючий шлак, Р - швидко застигаючий шлак), основні (В), металонаповнені (М) [10]. Крім того, порошкові дроти класифікують за механічними властивостями та хімічним складом наплавленого металу, просторовими положеннями при зварюванні, складом захисного середовища, вмістом дифузійного водню в наплавленому металі.
...
Металургійні особливості взаємодії наповнювача та захисної атмосфери з рідким металом при зварюванні порошковим дротом повністю 76
...
Рутилові порошкові дроти в цілому характеризуються високими технологічними властивостями, широким діапазоном параметрів зварювання. Рутиловий флюс наповнювача традиційно забезпечує високу стабільність горіння дуги, дрібнокраплинний та струминний перенос присадного металу, добре формування шва. Рутиловий дріт використовують для зварювання сталей з границею міцності не більше 650 МПа і гарантованим рівнем ударної в'язкості до температури -50 °С.
...
Основні порошкові дроти в першу чергу використовують для зварювання сталей з високим рівнем вимог до ударної в'язкості при низьких температурах як після зварювання, так і після термообробки. Недоліки цих порошкових дротів - дещо нижчі технологічні властивості за рахунок великокрапельного перенесення металу, а також деякий ризик утворення шлакових включень та недостатнє проплавлення основного металу.
...
Металонаповнені порошкові дроти містять малу кількість або взагалі не містять шлакоутворюючих компонентів у наповнювачі, а також малу кількість стабілізаторів дуги. Як і при зварюванні суцільним дротом на поверхні швів, у даному випадку утворюється невелика кількість шлаку, що дозволяє виконувати багатошарове зварювання без проміжного вилучення останнього. Необхідний рівень ударної в'язкості металу шва гарантується до температури -40 °С. Металонаповнені порошкові дроти також забезпечують більш високу продуктивність і якість зварювання, ніж суцільні дроти.
...
Склад наповнювача порошкових дротів, як вже було сказано, залежить від способу захисту при зварюванні. Наповнювач порошкових дротів для наплавлення під флюсом містить в основному легуючі компоненти у вигляді феросплавів, чистих металів, лігатур, карбідів, боридів і т. п. Для запобігання появи пор у наплавленому металі в наповнювач порошкових дротів, навіть тих, які призначені для наплавлення під шаром флю-
...
су, обов'язково додають активні речовини, які здатні зв'язувати водень в утворення НБ, а азот - у міцні нітриди. Аналогічним чином виготовляють порошкові дроти для наплавлення в захисних газах. В наповнювач само-захисних порошкових дротів, для яких не потрібне додаткове захисне середовище у вигляді флюсу або газу, крім легуючих компонентів додають також газо- та шлакоутворюючі речовини, розкиснювачі й елементи, що мають велику спорідненість з азотом. Визначною рисою самозахисних порошкових дротів є те, що відсутність пор і добре формування наплавленого металу при заданому струмі, як правило, можна забезпечити лише у певному діапазоні напруги. Для більшості самозахисних порошкових дротів ці діапазони мають досить вузькі межі, тому, щоб забезпечити якісне наплавлення, необхідно ретельно стежити за дотриманням режимів.
...
В теперішній час найбільше поширення одержали порошкові дроти для зварювання у вуглекислому газі й самозахисні порошкові дроти [1, 10].
...
Важливою характеристикою порошкових дротів, від якої залежить можливий ступінь легування наплавленого металу, є коефіцієнт заповнення - відношення маси шихти наповнювача до маси дроту. Максимальне значення коефіцієнта заповнення (КЗ) порошкових дротів не перевищує 45 %. Досягти його можливо тільки при використанні в шихті порошкових дротів чистих металів або феросплавів, що містять карбіди, які мають велику щільність. Мінеральні компоненти з відносно невисокою щільністю не дозволяють одержати великі показники коефіцієнта заповнення. У більшості порошкових дротів, які на сьогодні виробляються, коефіцієнт заповнення складає 25.. .35 %. Якщо за умовами легування необхідний великий коефіцієнт заповнення, то для виготовлення порошкового дроту використовують більш тонку стрічку та збільшують діаметр дроту.
...
Технологічні особливості зварювання порошковим дротом пов'язані з його будовою, яка впливає на характер перенесення електродного металу (рис. 3.4).
...
Конструкція порошкового дроту увібрала до себе кращі характеристики способів ручного дугового зварювання покритими електродами та механізованого зварювання дротами суцільного перерізу. Зварювальна дуга порошкових дротів у перерізі ширша, ніж у суцільних дротів. Краплі розплавленого металу переносяться через дуговий проміжок менш концентровано і їхня енергія розподіляється більш рівномірно. Це дозволяє проводити зварювання на великих питомих щільностях струму, що стабілізує процес горіння дуги, забезпечує стабільне, рівномірне перенесення розплавленого металу крізь дуговий проміжок. Теплота дуги поширюється на велику поверхню. Це забезпечує в перерізі шва сприятливу округлу форму зони проплавлення. Формування поверхні зварного шва відбувається без турбулентності, що характерно для зварювання дротами суцільного перерізу. Практично відсутня небезпека непровару кореня шва при зварюванні кутових і таврових з'єднань. Забезпечується гарантована пластичність та ударна в'язкість зварного з'єднання за рахунок доброго роз-киснення металу шва. Досягається підвищення продуктивності зварювання.
...
Зазначені переваги виводять порошковий дріт у лідери серед зварювальних матеріалів, у зв'язку з чим, обсяг його продажу неперервно зростає. Наприклад, на японських суднобудівних підприємствах більше 90 %
...
обсягу механізованого та роботизованого зварювання в захисних газах виконується порошковими дротами діаметром 1,2... 1,6 мм [16].
...
Основним недоліком порошкових дротів великого діаметра (2,0.. .3,0 мм) є необхідність застосування для стабільного горіння дуги підвищених зварювальних струмів, що дозволяє використовувати їх тільки для зварювання в нижньому положенні й інколи у вертикальному. Це пояснюється тим, що утворена зварювальна ванна підвищеного об'єму, яка покрита рідким шлаком, не утримується у вертикальному та стельовому положеннях силою свого поверхневого натягу й тиском газів дуги. У зв'язку з цим на вітчизняних суднобудівних підприємствах переважно застосовується імпортний порошковий дріт малого діаметра.
...
Продуктивність процесу зварювання порошковим дротом значно вища, ніж суцільним за рахунок більш високої питомої швидкості плавлення. Це вочевидь видно з рис. 3.5 [10]. Крім того, швидкість плавлення порошкового дроту визначеного типу залежить від коефіцієнта його заповнення. Чим більший коефіцієнт заповнення, тим менша площа поперечного перерізу металевої оболонки дроту, більша питома щільність струму та швидкість його плавлення [10].
...
Рис. 3.5. Вплив коефіцієнта заповнення на швидкість плавлення для рутилових порошкових дротів діаметром 1,6 мм: 1, 2 -
...
При зварюванні порошковим дротом в нижньому положенні забезпечується підвищення продуктивності на ЗО...
...
Однак зростання продуктивності процесу зварювання - не головна причина використання порошкового дроту. Дуже важливим є те, що поліпшується якість зварювання. Покращуються умови формування шва, зменшується ризик виникнення тріщин в конструкціях, які працюють тривалий час при динамічному навантаженні, особливо при низьких температурах [16]. Це досягається за рахунок того, що порошковий зварювальний дріт забезпечує досить низький рівень водню в наплавленому металі. Забезпечення вмісту водню не більше 5 см3/100 г не є проблемою для більшості металонаповнених та основних порошкових дротів у всьому діапазоні режимів зварювання [10].
...
Найбільший вміст водню мають рутилові порошкові дроти, що виготовляються методом волочіння. Для цих дротів необхідно ретельно дотримуватися рекомендованих умов зберігання та режимів зварювання. В противному випадку не забезпечується вміст водню в наплавленому металі менше 5 см3/100 г. У зв'язку з цим в останні роки надають перевагу дроту, що виготовляється комбінованим способом прокатування-волочіння. На поверхні такого дроту залишається дуже тонкий шар волочильного мастила, що забезпечує досить низький вміст водню в наплавленому металі та добрі умови подавання дроту в зону зварювання по гнучким шлангам [16].
...
Середній термін зберігання порошкових дротів у рекомендованих умовах без погіршення їх металургійних і технологічних характеристик обмежується двома роками [1]. Однак дослідження показують, що цей показник на практиці значно вищий [10].
...
віднести той факт, що у зв'язку з недостатньою твердістю трубчастої конструкції для забезпечення надійного їх застосування необхідно, як правило, використовувати чотирироликові подавальні пристрої [21].
...
На сьогодні промисловістю випускаються десятки марок порошкових дротів для зварювання та наплавлення низьковуглецевих, низьколегованих, теплотривких, високоміцних, жароміцних, спеціальних сталей, чавуну, кольорових металів і сплавів, напилювання міцних, зносостійких і захисних шарів, різання чорних і кольорових металів і т. п. Склади цих дротів не регламентовані ГОСТ і визначаються технічними умовами підпри-ємств-виробників. У табл. 21Д-23Д наведено найбільш розповсюджені порошкові дроти провідних вітчизняних виробників для зварювання, наплавлення та різання. Більш докладну інформацію можна знайти в каталогах цих підприємств.
...
Частка порошкових дротів у загальному обсязі виробництва зварювальних матеріалів постійно збільшується. В 2000 р. в країнах ЄС збільшення виробництва складало 9 % [16], в Японії в 2001 р. - 30 % [28]. Використання порошкових дротів має велике майбутнє.
...

Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка
Термическая обработка в машиностроении: Справочник
Металлургия черных металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Зварювальні матеріали