Зварювальні матеріали для кольорових металів і чавуну.

Матеріали для зварювання міді. Для зварювання міді застосовують покриті плавляться електроди марок «Комсомолець-100», ЗТ, ММЗ-2, ОМЗ-1. Електродні стрижні виготовляють з дроту M1, БрКМцЗ-1, БрОФ4-0,25 і Л90. В залежності від матеріалу стрижня в покриття електрода може входити марганцева руда, плавиковий шпат, графіт сріблястий, феросиліцій, алюміній в порошку, польовий шпат, низьковуглецеві феромарганець, кремениста мідь. Суху шихту замішують на рідкому склі, яке становить 20-25% від маси шихти. Технологія їх виготовлення відповідає технології виготовлення електродів з покриттям основного типу.
При зварюванні вугільним або графітовим електродом використовують круглі або прямокутні присадні прутки з міді марок M1, M2, МЗ або з міді з присадкою фосфору. Вуглекислий газ, що виділяється при зварюванні, недостатньо захищає розплавлений метал від окислення, тому застосовують присадочний метал з розкислювачі — фосфором і флюс. Найбільше поширення отримав флюс-шлак, що складається з 94— 96% прожареною бури і 6-4% металевого магнію. Флюси, найчастіше у вигляді пудри, наносять на поверхню прутків або зварюваних кромок, змочених розчином рідкого скла (50% рідкого скла і 50% води). Після цього пруток сушать на повітрі. Перетин дроту має бути 20-25 мм2, так як використання прутків меншого перетину призводить до більш інтенсивного окислення розплавленого металу.
Газове зварювання виробів з чистої міді товщиною до 4 мм виконують з присадочной дротом з чистої міді М1 або М2. При великих товщинах застосовують присадочні дріт з вмістом до 0,2% фосфору і 0,3% кремнію, які є розкислювачами. Незважаючи на це, для розкислення додатково використовують зварювальні флюси, що містять сполуки бору, фосфати і галиды. Флюси наносять на зачищені і знежирені крайки (10-12 мм на сторону), а присадний метал, наносять покриття, що складається з флюсу, 10-12% деревного вугілля і рідкого скла. Застосовують також розроблені Внііавтогенмашем газоподібні флюси, що представляють собою розчин борно-метилового ефіру з метиловим спиртом. Пари цього розчину надходять через флюсопітатель в зварювальний пальник.
Ручну зварку латуні ведуть металевим електродом, що плавиться, вугільним електродом і газовим полум'ям. Як плавящихся електродів беруть металеві стержні, близькі за хімічним складом до зварюваного металу. На стрижні наносять покриття основного типу з великим вмістом активних розкислювачів — алюміній, графіт і ін При зварюванні латуні вугільним електродом застосовують такі ж флюси, як і для міді. Присадним металом служать прутки з латуні ЛК62-0.5; ЛМц40-4,5; ЛК80-3 або бронзи БрОМцА8-0,7-0,7. Газову зварку латуні виконують з використанням декількох матеріалів: присадочная дріт Л К62-0.5, що містить 60,5—63,5% міді, 0,3—0,7% кремнію, інше — цинк, флюсом є прокаленная бура. Без спеціального флюсу застосовується самофлюсующаяся присадочная дріт ЛКБ062-02-004-05, що складається з 60,5—63,5% міді, 0,1—0,3% кремнію, 0,03—0,1% бору, 0,3—0,7% олова і інше — цинк. Пір, входить до складу дроту, виконує функції флюсу. Підвищення продуктивності праці, отримання металу шва з високими механічними властивостями і майже повну нешкідливість процесу для зварника забезпечує флюс БМ-1, що складається з 25% метилового спирту і 75% метилбората. В зварювальну ванну флюс вводиться у вигляді парів. Ацетилен пропускається через флюсопітатель, в якому насичується парами флюсу і потім подається в пальник. Таким же способом подається флюс БМ-2, що складається з одного метилбората.
Ручну зварювання бронзи можна виконувати покритими плавкими електродами, вугільною (графітовим) електродом і ацетилено-кисневим полум'ям. Плавящийся електрод повинен мати стрижень, близьке по хімічному складу основного металу з різними покриттями. Так, зварювання марганцевистої бронзи ведуть електродами «Комсомолець-100», а виробів з бронзи ПрАМц9-2 — електродами зі стрижнем з цієї ж бронзи і покриттям, що складається з 83% кріоліту, 5% хлористого калію, 2% алюмінієвої пудри, 8% феромарганцю, 2% бентоніту і 45-55% рідкого скла по масі сухих компонентів покриття. Для зварювання алюмінієвих і алюмінієво-нікелевих бронз можна застосовувати електроди АНМц/ЛКЗ-АБ. Присадним металом при зварюванні вугільним електродом служать литі бронзові стрижні діаметром 5-10 мм, склад яких аналогічний складу металу, що зварюється. При зварюванні олов'янистих бронз застосовують флюси, виготовлені з бури і борної кислоти, а при зварюванні алюмінієвих бронз — на основі хлористих і фтористих солей лужних і лужно-земельних металів та кріоліту. При газовій зварці бронз використовують такі ж флюси, що і для зварювання міді і латуні.
Матеріали для зварювання алюмінію. Ручне дугове зварювання здійснюють покритими електродами, стрижні яких виготовлені з алюмінієвого дроту, дроту зі сплаву АК і деяких інших сплавів, вибір яких залежить від марки металу, що зварюється. При зварюванні технічно чистого алюмінію і сплаву АМц зазвичай використовують дріт, близьку за складом до зварюваного металу. Для зварювання алюминиевомагниевых сплавів рекомендується дріт з дещо більшим, ніж в основному металі, вмістом магнію. Для отримання корозійностійких сполук алюмінію в агресивних середовищах застосовують дріт, леговану цирконієм, титаном або хромом. Покриття електродів складається з суміші хлористих і фтористих солей, що пов'язуються розчином хлористого натрію у воді, розчином декстрину або водним розчином карбосил-метилцелюлози.
Найбільше поширення отримали електроди ОЗА-1 і ОЗА-2.
При ручної аргонодугового зварюванні присадкою служить зварювальний дріт, близька за хімічним складом основного металу. Не плавляться електроди виготовляють з вольфраму з добавками торію (ВТ-15), лантану (ВЛ-10), ітрію (ВІ). Не рекомендується використовувати електроди з чистого вольфраму (ВЧ). В якості захисних газів застосовують аргон, суміш аргону і гелію підвищеної чистоти. Микроплазменную зварювання алюмінію виконують вольфрамовими електродами ВЛ-10 діаметром 0,8—1,2 мм, при цьому плазмоутворюючого газом є аргон чистотою не менше 99,6%, захисним газом — гелій.
При зварюванні алюмінію і його сплавів вугільним електродом беруть присадочні електродний дріт марок АО, А1 або прутки із сплаву АК, що містить 5% кремнію. Для розчинення оксидної плівки служать спеціальні флюси, до складу яких входять хлористі натрій, калій, літій, фтористі натрій і калій, сірчанокислий калій і кріоліт. Флюси розводять на чистій питній воді та у вигляді кашки наносять (зануренням або пензликом) на присадні стержні шаром 0,2—0,3 мм. Після цього стрижні сушать на повітрі при 20-25 °С протягом 25-30 хв. Флюс можна наносити також на зварювані кромки.
Газове зварювання алюмінію виконують з присадочной дротом тієї ж марки, що і зварюваний метал. Флюс готують як для зварювання вугільним електродом і наносять на зварювані кромки.
Матеріали для зварювання титану. Ручну аргонодуговую зварку титану і його сплавів виконують з присадним металом і без нього. Неплавящийся електрод виготовлений з лантанированпого вольфраму. При товщині понад 2,5 мм присадний метал за своїм складом повинен бути близьким до основного або легованих алюмінієм (ВТ5). Щоб уникнути пористості не рекомендується застосовувати присадний метал, легованого марганцем або оловом. Присадний метал випускають у вигляді прутків довжиною 300-400 мм Прутки повинні мати чисту, не насичену воднем, не забруднену маслом поверхню. Забруднення знижують пластичність металу шва і сприяють утворенню пір. Дріт для виготовлення прутків повинна мати сертифікат заводу-виробника, в якому, крім звичайних даних, вказується вміст газів. Дріт очищають травленням або механічними способами. Водень видаляється вакуумним способом. Підготовлені до зварювання прутки повинні зберігатися в металевих ящиках або в упаковці з щільної тканини. Для захисту зони дуги і металу зварювальної ванни застосовують аргон вищого сорту. Захист остигає частини шва і зворотної сторони шва невідповідальних виробів можна виконувати аргоном 2-го сорту. Зменшити пористість швів, поліпшити умови захисту металу від взаємодії з повітрям, зменшити зону термічного впливу і знизити погонну енергію порівняно із звичайною аргонодугового зварюванням дозволяють фтористі флюси систем АНТ, фтористі сполуки лужних і лужно-земельних металів. Флюс розводять етиловим спиртом (30 г флюсу на 100 г спирту) до отримання рідкої пасти, яку наносять на кромки зварюваних деталей. Зварювання здійснюють після випаровування спирту.
Матеріали для зварювання чавуну. При зварюванні чавуну особливо важливо з точки-зору зменшення схильності швів до загартування знизити вміст вуглецю в наплавленому металі. Так як дуже важко уникнути розплавлення основного металу, то в якості електродного металу найчастіше використовують метали і сплави, не розчиняють вуглець (електроди на основі міді) розчиняють його без утворення карбідів (електроди на основі нікелю) або зв'язують вуглець у важко розчинні у твердому металі карбіди (електроди , з сильними карбідоутворювальними елементами).
Мідні електроди застосовують для зварювання виробів, що працюють при незначних статичних навантаженнях, а також вимагають щільних швів. Отримали поширення комбіновані мідно-сталеві електроди, наприклад, мідний стрижень з опліткою з м'якої сталі, мідний стрижень з товстим покриттям, що містять залізний порошок (ОЗЧ-1), сталевий стрижень з мідною оболонкою, пучок з мідних і сталевих електродів. Об'єднані електроди виготовляють з міді будь-якої марки. Найбільш прості у виготовленні електроди з мідним стрижнем і сталевий опліткою. На мідний стрижень діаметром 4-7 мм і довжиною 300-350 мм навивають спіраль із смужок м'якої жерсті шириною 5— 10 мм. На виготовлені стрижні наносять покриття, УОНИ-13/45, мілове або інше. При зварюванні пучком електродів кращі результати одержують, якщо в пучок додається стрижень з латуні або монель-металу діаметром 2-3 мм. Створені мідно-сталеві електроди, в яких замість вуглецевої використана легована сталь. До них відносяться аустенитно-мідні електроди, виготовлені із сталевого дроту ОХ18Н9 і мідної оболонки. Метал, наплавлений цими електродами, має меншу схильність до утворення тріщин і пір, легше обробляється.
Коли потрібна механічна обробка зварного з'єднання при неравнопрочности його металу з основним металом, застосовують електроди на основі нікелю. Найбільше поширення отримали електроди з монель-металу (сплав 65-70% нікелю з 25-30% міді). На дріт з монель-металу діаметром 2-4 мм наносять покриття спеціального складу (наприклад, 40% графіту і 60% крейди або мармуру). Електроди можуть бути виготовлені з дроту Св-08Н50, на яку нанесено покриття основного типу. За кордоном застосовують електроди з вмістом нікелю понад 90%. Істотним недоліком електродів на основі нікелю є їх висока вартість.
До сталевих електродів з карбідоутворювальними елементами в покритті відносяться електроди ЦЧ-4 і СЧС-ТЗ, що містять у покритті титан і ванадій. Для свяцапания вуглецю переважно використовувати ванадій, так як титан енергійно сполучається з киснем і азотом і шов забруднюється неметалевими включеннями. Тому більшого поширення отримали електроди ЦЧ-4, мають у покритті 70% ферованадію, а наплавлений метал містить 9-10% ванадію. Продуктивність зварювання невелика, тому ці електроди в основному служать для зварювання высокопрочною чавуну, а також для ремонту невеликих дефектів і відливання з сірого чавуну площею не більше 100 см2. Для заварки дрібних дефектів рекомендується застосовувати електроди ЦЧ-5 зі стрижнем з низьковуглецевої сталі з покриттям з графитизированными елементами.
Використовують електроди марок ЗМЧ-1, ВЧ-3, СТЧ-4, ЭПЧ з чавунним стрижнем. Електроди виготовляють з чавунних прутків марки А і Б діаметром не менше 10 мм — це електроди СТЧ-5а (ТУ Станколита), СТЧ-56 (ТУ Станколита), СТФЧ-9 (самофлюсующиеся, ТУ Станколита); УНЧ-2 (ТУ ВНИИАвтогенмаша); ПЧС-1 (ТУ ВНИИлитмаша). До складу покриття вводять компоненти, стабілізуючі дугу, шлакообразующие і легуючі метал вуглецем і кремнієм. Товщина покриття до 0,5 мм.
Якщо не потрібна механічна обробка зварюваних деталей і не обумовлюється їх міцність, а також при зварюванні виробів з високоміцного і ковкого чавуну можна користуватися електродами для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих сталей; рекомендуються електроди УОНИ-13/45 і УОНИ-13/55.
При газовому зварюванні чавуну горючим газом може бути ацетилен, пропан-бутан і міський газ, а присадним металом — чавунні прутки марок А і Б, а також спеціальні малолегированные чавунні присадні прутки. Не можна застосовувати прутки, мають грубий злам з явно вираженими крупними включеннями графіту. Використовувані при газовій зварці кислі флюси, призначенням яких є переклад утворюється діоксиду кремнію (Si02) у більш легкоплавкі сполуки, що складаються з борсодержащих речовин. У якості флюсу застосовується бура (плавлений, прокаленная, технічна), вуглекислий натрій і калій і двовуглекислий натрій. Для отримання якісних зварних з'єднань прутки покривають флюсами. Наприклад, флюс-покриття має наступний склад (в частинах за масою):
прокаленная бура — 22, борна кислота—10, гліцерин— 5, вода— 15-20. Покриття виготовляють з ретельно змішаних компонентів, які кип'ятять у водному розчині гліцерину. Розчин доводять до кипіння і у нього занурюють прутки або розчин наносять на прутки пензлем. Товщина шару покриття 0,5—1 мм. Вкриті прутки просушують при 90-110°С протягом 10-12 год Для низькотемпературної пайкосваркі чавунним припоєм служать присадні чавунні прутки діаметром 6 мм, використовувані при ручному зварюванні покритими електродами. Кращі результати одержують у разі застосування прутків-УНЧ-2 і СТФЧ-2. Флюс марки МАФ-1 складається, %: плавлений бура — 33, кальцинована сода — 12, натрієва селітра — 27, окис кобальту — 7, фтористий натрій — 12,5 і фторцирконат калію — 8,5. Флюс наносять на поверхню оброблення після її нагрівання до 300-400 °С. Після розплавлювання флюсу починається процес плавлення припою. При пайкосварке латунними припоями застосовують пасту, що складається із залізних ошурок і борної кислоти, присадочний матеріал з латуні Л63 або ЛОК59-1-03 і флюси з бури, або з 50% бури і 50% борної кислоти. Для низькотемпературної пайкосваркі потрібні спеціальні флюси ФПСН-1 і ФПСН-2, включають вуглекислий літій, кальциновану соду, борну кислоту і сольову лігатуру. Для цього виду пайкосваркі вживають припої ЛОК-1-03 або ЛОМНА 49-05-10-4-04. Перший припій застосовується, якщо до наплавленого металу не пред'являються вимоги одноцветности і однакової твердості з основним металом.
При газопорошковой зварюванні використовують спеціальні порошки НПЧ-1 і НПЧ-2. Перший — для виробів, зварні з'єднання яких в подальшому будуть оброблені ріжучим інструментом, а другий —для виправлення дефектів на поверхнях, що піддаються поверхневому загартуванню.