9.1. Присадочные материалы для сварки

Сварочными называют материалы, обеспечивающие воз­можность протекания сварочных процессов и получение качествен­ных сварных соединений. К ним относят присадочные металлы, покрытые электроды, флюсы, защитные газы и некоторые другие.

Подавляющее большинство швов при сварке выполняют с применением присадочных материалов. Роль их заключается не голько в получении необходимой геометрии шва, но и в обеспече­нии высоких эксплуатационных характеристик при минимальной склонности к образованию дефектов. В большинстве случаев состав присадочного металла мало отличается от химического состава свариваемого металла. Присадочные металлы разрабатывают при­менительно к конкретным группам свариваемых металлов и сплавов или даже к их отдельным маркам. При этом учитывают и методы сварки, определяющие потери отдельных элементов. Присадоч­ный металл должен быть более чистым по примесям, содержать меньшие количества газов и шлаковых включений - Присадочные металлы используют в виде металлической проволоки сплошного сечения или порошковой проволоки (с порошковым сердечни­ком). Применяют также прутки, пластины, ленты. К сварочной проволоке предъявляют высокие требования по состоянию повер­хности, предельным отклонениям по диаметру, овальности и другим показателям.

Высокое качество сварочной проволоки и других присадочных металлов сохраняется при тщательной упаковке и консервации, а также правильным хранением и транспортировкой. Наиболее часто сварочную проволоку поставляют в виде мотков, покрытых консер­вирующей смазкой. Поверхность мотка обертывают влагонепрони­цаемой бумагой, полимерной пленкой и т. п. Каждая партия про­волоки должна снабжаться сертификатом завода-изготовителя, где указываются марка проволоки, ее химический состав, номер плавки и другие сведения. Присадочные материалы перед сваркой должны проходить тщательную очистку поверхности. Наличие следов смаз­ки или других загрязнении не допускается. В большинстве случаев требуется и очистка от оксидов. Для удаления жировых загрязнений применяют обезжиривание. Оксидную пленку удаляют травлением, химическим и электрохимическим полированием. Для сварки не­обходимо применять преимущественно присадочные материалы, выпускаемые по специализированным стандартам или техническим условиям. Промышленность выпускает присадочные материалы для сварки сталей, чугуна, алюминия, меди, титана и их сплавов.

Присадочные металлы для сварки и наплавки сталей. Холодно­тянутую стальную сварочную проволоку сплошного сечения выпу­скают по ГОСТ2246-70, который предусматривает 77 марок разного химического состава, разделяющихся на три группы: низкоуглеро­дистые, легированные с содержанием легирующих элементов 2,5— 10%, высоколегированные с содержанием легирующих элементов более 10%. Химический состав некоторых проволок приведен в табл.

9.1. Условные обозначения марок сварочной проволоки состоят из индекса С (сварочная) и следующих за ним цифр и букв. Цифры после индекса обозначают содержание углерода в сотых долях процента. Последующие буквы указывают на содержание в про­волоке легирующих элементов, обозначаемых: алюминий — Ю, азот —А (только в высоколегированных сталях), бор — Р, вана­дий — Ф, вольфрам — В, кремний — С, кобальт — К, марга­нец — Г, медь — Д, * молибден — М, никель — Н, ниобий — Б, титан —Т, хром —X, цирконий —Ц. Цифры после букв указы­вают среднее содержание элемента в процентах (отсутствие цифры означает содержание данного элемента менее 1%). Буква А в конце обозначений низкоуглеродистых и легированных проволок указы­вает на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора. В проволоке Св-08АА сдвоенная А указывает на пони­женное содержание серы и фосфора по сравнению с проволокой Св-08А

Проволоку различают также по назначению: для сварки (на­плавки) и для изготовления электродов (условное обозначение — Э). Низкоуглеродистую и легированную проволоку выпускают нео - медненной и омедненной (условное обозначение — О) для предо­хранения ее поверхности от коррозии.

Пример условного обозначения сварочной проволоки диамет­ром 3 мм, марки Св-08А с омедненной поверхностью —проволока ЗСв-08А-0 ГОСТ 2246-70.

Стальную сварочную проволоку по ГОСТ 2246-70 выпускают следующих диаметров (мм): 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; 8,0; 10,0 и 12, 0. Проволока поставляется свернутой в мотки с внутренним диаметром 150—750 мм, массой от 1,5 до 40 кг, а также намотанной на катушки и кассеты (для автоматической и механизированной сварки).

Стальная наплавочная проволока по ГОСТ 10543-75 уготовля­ется диаметром от 0,3 до 8.0 мм: из углеродистой стали —9 марок (Нп-25, Hn-ЗОи т. д.), из легированной стали —11 марок (Нп-ЮГ, Нп-50Г, Нп-ЗОХГСА и др.), из высоколегированной стали —11 марок (Нп-2014, Нп-30Х10П0Т и др.).

Проволока используется для наплавки под флюсом, в защитных газах, при электрошлаковой наплавке и для изготовления покры­тых электродов. Марку проволоки выбирают в зависимости от назначения и требуемой твердости металла наплавленного слоя. Используемая для наплавки обрезная холоднокатаная лента в боль­шинстве случаев имеет толщину от 0,4 до 1,0 мм при ширине от 20 до 100 мм. Ленту поставляют в рулонах.

Порошковая проволока представляет собой трубчатую (часто со сложным внутренним сечением) проволоку, заполненную порош­кообразным наполнителем —шихтой. Оболочку порошковой по­волоки изготовляют из стальной (чаше низкоуглсродистой) ленты толщиной 0,2—0,5 мм. Наполнитель представляет собой смесь порошков из газо - и шлакообразующих компонентов, а также легирующих компонентов, обеспечивающих защиту зоны сварки и требуемые свойства сварного шва. Наиболее широко используют порошковую проволоку диаметром от 2,6 до 3,0 мм. В зависимости от состава шихты порошковую проволоку можно использовать для механизированной сварки сталей и чугуна как без зашиты, так и дополнительной защитой (флюсом, защитным газом) от воздуха. Для сварки углеродистых и легированных сталей применяют по­рошковые проволоки. ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН6 и т. д.— при сварке открытой дугой; ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-АН9— при сварке в углекислом газе. Преимуществом порошковой про­волоки является возможность за счет наполнителя в широких пределах регулировать химический состав шва, что используется при наплавке. Ими можно наплавлять изделия под флюсом, в защитных газах и открытой дугой. Разработаны порошковые про­волоки; ПП-АН120, ПП-АН121, ПП-АШ22—для наплавки под флюсом деталей машин из углеродистых сталей; ПП-АН105—для наплавки высокомарганцовистых сталей; ПП-АН170—для наплав­ки высокохромистых сталей; порошковые ленты ПЛ-АН101, ПЛ­АН 102 и др. Спеченную ленту толщиной 0,8—1,2 мм и шириной 30—80 мм на железной основе изготовляют методом порошковой металлургии из смеси металлических порошков, ферросплавов, графита и других материалов. При дуговой наплавке порошковыми проволоками и лентами применяют меньшие плотности тока по сравнению с электродами сплошного сечения, что обеспечивает меньшую глубину проплавления и меньшую степень разбавления наплавленного металла основным металлом.

Для наплавки используют порошки (ГОСТ 21448-75). Изготов­ляют их путем распыления жидкого металла. Форма частиц может быть сферической или осколочной. Основными компонентами порошков являются углерод, хром, кремний, марганец, никель, вольфрам, молибден, бор. Для наплавки и напыления также при­меняют порошки соединений карбидов, нитридов, оксидов.

Сварочная проволока из алюминия и алюминиевых сплавов. Размерный ряд диаметров проволоки укладывается в пределах 0,8—12,5 мм. Допустимые отклонения по диаметру и овальности проволок регламентированы. Стандартизованы 14 марок проволо­ки. Их можно разделить на пять групп: из алюминия — Св-А97, Св-А85Ти др.; из сплавов системы А1 — Мп — Св-АМц; из сплавов системы AJ — Мг — Св-АМгЗ, Св-АМгб и др.; из сплавов системы AJ — Si — Св-АК5, Св-АКЮ; из сплавов системы А1 ■— Си — Св - 1201. Обозначение марок сварочной проволоки принято по анало­гии с соответствующими марками алюминиевых сплавов.

Сварочные проволока и прутки из меди и ее сплавов. Отечест­венная промышленность выпускает проволоку диаметром 0,8—8 мм и прутки диаметром 6 и 8 мм. Изготовляют проволоку следующих марок: медь и медные сплавы (Ml, MCpl, МНЖ5-1, МНЖКТ5-1- 0,2-0,2), бронзы хромистые — БрХ0,7 и более сложного состава — БрХНТ, БрЕЦр, БрКМцЗ-1, БрОЦ4-3, БрАМц9-2, БрОФ-0,15, БрАЖМц10-3-1,5, латуни —Л63, ЛК62-0,5 и др. Условное обозна­чение марок проволоки принято аналогично маркам меди и ее сплавов.

Проволока для сварки титана и его сплавов. Проволока не стандартизована. Применяют сварочную проволоку, выпускаемую по ведомственным техническим условиям из технического титана ВТ1-0, ВТ1-1, сплава ВТ2 и реже из других сплавов.