О производстве литья

В этой статье вы узнаете, какие сварочные  материалы применяются для выполнения сварочных работ при сварке металлов.

#Основные виды материалов для выполнения сварочных работ

Сварочная проволока

Изображение взято из открытого источника яндекс. картинки

Важное решение о выборе подходящей электродной проволоки является неотъемлемой частью разработки технологии механизированной сварки с использованием флюса. Химический состав проволоки определяет состав металла, который будет использоваться для сварки, и его механические характеристики

При использовании механизированной сварки с флюсом применяют специальную сварочную проволоку, которая производится промышленностью в соответствии с ГОСТами и ТУ. Для сварки сталей используется проволока по ГОСТ 2246-70* «Проволока стальная сварочная», которая может быть низкоуглеродистой, легированной или высоколегированной и иметь диаметры от 0,3 до 12,0 мм

Проволока для сварки поставляется в бухтах весом до 80 кг. На каждой бухте прикрепляется металлическая бирка с информацией о производителе, обозначении, номере партии и клейме технического контроля. Для транспортировки и хранения проволоки необходимо обеспечить условия, которые предотвратят ее окисление, загрязнение и повреждение

Если поверхность проволоки грязная или покрыта ржавчиной, то ее нужно очистить перед использованием. Для этого можно использовать керосин, уайт-спирит, бензин и другие средства для удаления масел. На некоторых заводах проводят термическую обработку при температуре 100-150 ᴼ С, чтобы устранить влагу. Также можно обработать проволоку в 20% -ном растворе серной кислоты и прокалить при температуре 250ᴼ С в течение 2-2,5 часов. Если используется омедненная проволока, то нет необходимости в ее обработке

Для сварки алюминия и его сплавов под флюсом и по флюсу используют специальную сварочную проволоку, которая соответствует ГОСТ 7871-75. Для сварки меди и ее сплавов применяют проволоку и прутки, соответствующие ГОСТ 16130-72. Качество сварного соединения зависит от подготовки проволоки, которая обычно производится так же, как и подготовка основного металла. Лучшие результаты достигаются при химической обработке или электролитическом полировании проволоки

#Сварочные флюсы

Сварочный флюс является важным компонентом, который влияет на качество металла шва и условия процесса сварки. Состав флюса определяет состав жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом определяет химический состав металла шва. Состав металла шва влияет на его структуру и устойчивость к трещинам. Состав газовой атмосферы влияет на устойчивость горения дуги, защиту от появления пор и количество вредных газов, выделяемых при сварке

   *Функции флюсов

Флюсы выполняют ряд функций, включая защиту сварочной ванны от воздействия атмосферы, поддержание стабильности дугового разряда, взаимодействие с жидким металлом, добавление легирующих элементов в шов, а также формирование поверхности шва. Необходимая толщина слоя флюса при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей может варьироваться в зависимости от используемых режимов

Флюс содержит компоненты, которые улучшают устойчивость дуги и позволяют использовать переменный ток для сварки, а также изменять режимы сварки в большем диапазоне

Металл шва получает свой химический состав благодаря основному и электродному металлам. Однако, состав флюса может оказать влияние на химический состав металла шва, приводя к незначительным изменениям, не превышающим несколько процентов. Для добавления специальных элементов в металл шва используются керамические флюсы

Размеры частиц и количество флюса существенно влияют на формирование шва. Они определяют газопроницаемость флюса, которая в свою очередь зависит от мощности дуги. Ниже приведены рекомендуемые размеры частиц стекложидкого флюса для достижения качественного шва

*Классификация флюсов            

По назначению флюсы подразделяют на сварные для низкоуглеродистых и низколегированных сталей; для сварки легированных и высоколегированных сталей; для сварки цветных металлов и сплавов. В зависимости от химического состава флюсы классифицируются по содержанию кремния и марганца.

Флюсы с низким уровнем защиты содержат менее 35% SiO2; при содержании более 1% MnO флюс называется марганцем. Флюсы с высоким уровнем защиты содержат более 35% Sio2; флюсы, не содержащие марганца, содержат менее 1% MnO.  Особую группу в классификации флюсов по химическому составу занимают бескислородные флюсы. По степени легирования различают пассивированные флюсы (практически без шовных металлических сплавов), легирующие (плавленые) и легирующие (керамические).

По способу производства флюсы делятся на плавленые, керамические и механические смеси. По структуре частиц сплавленные флюсы делятся на стеклообразные (прозрачные зерна) и пемзовидные (зерна пеноматериала белого или светлого оттенков желтого, зеленого, коричневого и других цветов). Флюсы в форме пемзы имеют меньшую объемную массу (0,7-1,0 кг / дм3), чем стекловидное тело (1,1-1,8 кг / дм3). Большинство применений нашли потоки расплава, произведенные в соответствии с ГОСТ 9087-69*.

*Общие требования к флюсу

Для механизированной сварки сварочные флюсы должны обеспечивать стабильный процесс сварки, отсутствие кристаллизационных трещин и пор в металле шва, необходимые механические свойства металла шва и сварного соединения в целом, хорошее образование шва, легкое отделение шлаковой оболочки, минимальное выделение токсичных газов при сварке, а также низкую стоимость и возможность массового промышленного производства.

   -Флюсы для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Чтобы предотвратить образование пор и сохранить указанные механические свойства при сварке этих сталей, шовный металл раскисляют и легируют кремнием и марганцем. Это достигается за счет следующих комбинаций флюсов и сварочной проволоки: расплавленный поток марганца (35-40% MnO; 40-45% SiO2) и низкоуглеродистая проволока Sv -0,8; расплавленный поток с низким содержанием углерода (40% SiO2, менее 15% MnO) и низкоуглеродистая сварочная проволока, легированная марганцем до 2% (Sv — 10G2); керамический флюс и низкоуглеродистая сварочная проволока.

Наиболее часто используемые флюсы — АН-348-А, ОСЗ-45, АН-60. Флюсы АН-348-АМ, ОСК-45М, ФК-9 используются при работе с трубопроводным оборудованием. Эти флюсы имеют более низкое содержание фторидных соединений и выделяют меньше вредных газов.  Флюс АН-60 предназначен для высокоскоростной сварки сильной электрической дугой. Для сварки стали большой толщины с прочными листами используются флюсы ФЗ-4 и ВЗ-5.

   -Флюсы для сварки легированных и высоколегированных сталей

Для сварки данных сталей необходимо использовать флюсы, которые предотвращают окисление добавляемых в шов элементов из электродного и основного металла. Для этой цели применяются флюсы с низким содержанием окислов железа, марганца, кремния и титана . Химический состав низкокремнистых, безкремнистых и фторидных флюсов для сварки легированных и высоколегированных  сталей приведены в таблицах.

Состав (масс. Доли в % вторидных флюсов для сварки легированных сталей

Для сварки высоколегированных сталей с использованием низкокремнистых, безкремнистых и фторидных флюсов необходимо использовать постоянный ток обратной полярности. Использование переменного тока невозможно из-за нестабильности дуги и недостаточного качества шва

Керамические флюсы для сварки сталей

-Керамические флюсы для сварки сталей

Отсутствие операции плавления при изготовлении керамических флюсов позволяет вводить в их состав минералы, руды, ферросплавы, металлы и другие компоненты независимо от их  взаиморастворимости. С помощью керамических флюсов можно легировать металл шва различными элементами. Однако степень легирования в большой степени зависит от режима сварки.

Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей применяют флюсы К-11,КВС-19 в сочетании со сварочной проволокой С_в-0,8 и С_в-0,8А. В сочетании с керамическими флюсами для сварки легированных сталей (КС – 30ХГСНА, КС-Ш, ФЦК и др.) используют низкоуглеродистую, легированную или высоколегированную проволоку. В первом случае легирование металла шва обеспечивает основной металл и керамический флюс. Во втором случае через керамический флюс в металл шва вводят  легирующие элементы, отсутствующие  в сварочной проволоке и основном металле.

Химический состав флюсов приведен в таблице

-Флюсы для сварки цветных металлов и сплавов

Флюсы, применяемые для сварки алюминия и его сплавов, должны обладать следующими свойствами: низкой температурой плавления, химической нейтральностью к жидкому металлу шва и малой плотностью. Для этой цели часто используются флюсы, содержащие фториды и хлориды щелочных металлов. Несмотря на то, что такие флюсы обладают высокой электропроводностью, они позволяют проводить сварку с использованием флюса

Для соединения меди и ее сплавов используются флюсы, которые также применяются для сварки сталей, например АН-348-А, АН-20, АН-26 и другие. Для сварки меди толщиной до 8 мм рекомендуется использовать флюсы с высоким содержанием кремния, например АН-348-А и подобные. Для сварки более толстых медных деталей рекомендуется применять флюсы АН-26С или АН-20С.

-Подготовка флюса для сварки  

Во избежание появления пор в швах влажность сварочных флюсов не должна превышать установленных норм. Влажность флюса АН-60 не должна превышать 0,05; для остальных марок плавленых флюсов, выпускаемых по ГОСТ 9087-81 не более 0,10 %. Флюсы повышенной влажности  просушивают в печах при 100 – 110 ᴼ С (стекловидные флюсы) и290- 310 ᴼ С (пемзовидные флюсы). Фторидные флюсы прокаливают при 500-900 ᴼ С.

При повторном использовании флюсов размеры их частиц уменьшаются. Поэтому следует периодически просеивать  флюс через сито и использовать его для работ на меньших сварочных токах.

Электроды для сварки и наплавки

При дуговой сварке плавлением применяют неплавящиеся, плавящиеся электроды и некоторые другие вспомогательные материалы.

Неплавящиеся электроды изготовляют из электротехнического угля, синтетического графита или из вольфрама.

Изображение взято из открытого источника яндекс. картинки

  Для плавящихся электродов при дуговой сварке  плавлением наиболее широкое применение получили материалы:

холоднотянутая калиброванная проволока диаметром 0,3-12 мм, а также горячекатаная  или порошковая проволока, электродные ленты и электродные пластины.