0525-LF-458-9900 P-433 JULY 1991 NAVAL CONSTRUCTION FORCE WELDING MATERIALS HANDBOOK DISTRIBUTION SNDL (One copy to each addressee unless otherwise indicated) 27G COMNAVSUPPFORANTARCTICA FKN5 PWC NAVFACENGCOM 39B COMCBLANT/COMCBPAC (2 ea) FKNl1 NAVCIVENGRLAB (Code L41 ) (2 ea) 39C NCR 20TH, 31ST (4 ea) FTl CNET 39D NMCB-1,3,4,5,7,40,74,133(4ea) FT18 CBU-401,402,404,407,408,419(2ea) 39E PHIBCBONE/PHIBCBTTVO (4 ea) FT20 NAVCONSTRACEN Gulfport, PorHue (150 ea) 39F COM20THNCR DEPLOYED SUPPORT DIV FT78 NAVEDTRAPRODEVCEN (Code 3 152) Gulfport (4 ea) COMCBPAC DET CAT GUAM (7 ea) 39G UCT-1, UCT-2 (2 ea) COMRNCF/lST RNCB 391 CBMU-302 (2 ea) RNMCB-2, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18,20,21, 39R COMFIRSTNCB (30 ea) 22,23,24,25,26,27,28 A3 CNO (OP44) FA32 CBU41O, 411,412,414,415,420, 423 (2 ea) FB41 CBU-405, 406,409,413,416,417, 418,421 (2 ea) Additional copies may be obtained from: FF49 CBU-403, 422 Commanding Officer (Code 1571) FKAIC NAVFACENGCOM (FAC 06)(4 ea) (09M13) NCBC, Port Hueneme, California 93043-5000 FKM22 ASO NAVPUBFORM (100 ea) FKN2 CBC Davisville, Gulfport, PorHue (4 ea) Naval Publications and Forms CED Davisville, Gulfport, PorHue (2 ea) Navy Aviation Supply Office FKN3 OICC 5801 Tabor Ave., Phila. PA 19120-5099 ii ACKNOWLEDGEMENTS While the government neither recommends or endorses the products or manufacturing firms mentioned below, acknowledgment is hereby extended to the following organizations for contributing information necessary for the development of this handbook: MARCO COMPANY: For information incorporated in Section 1. THE STOODY COMPANY: For information incorporated in Section 2. THE LINCOLN ELECTRIC CO: For information incorporated in Section 2. MOLECULAR CONSERVATION, INCORPORATED: For information reprinted in Section 3. MAPP PRODUCTS: For information incorporated in Section 4. iii FOREWORD This handbook describes various welding materials and techniques available to the SEABEE welder. The emphasis is placed upon interchangeability of materials ordinarily found in the Naval Construction Forces Table of Allowance. Although complete coverage of all possible materials and their various applications is not furnished, the data provided in this handbook will cover a majority of maintenance situations. The referenced welding materials can be requisitioned from the supporting Construction Battalion Centers. This handbook also describes several related maintenance techniques. These include: Wearfacing, MAPP Gas Welding, and some cold processes that can be substituted for welding procedures in certain maintenance applications. This publication cancels and supersedes the NAVFAC P-433, January 1986 and has been reviewed and approved in accordance with SECNAVINST 5600.16A. CHANGE RECORD Signature of Change No. Date Title and/or Brief Description Validating Officer vii CONTENTS Page SECTION 1 -WELDING MATERIALS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1 Mild Steel-Arc-AWS/ASTME-6011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1 Mild Steel-Arc-AWS/ASTME-6012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2 Steel -Arc(low-alloy or mild) -AWS/ASTM E-7018 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3 Steel - Arc (low-alloy, high-strength steels) - AWS/ASTM E-11018 . . . . . . . . . . . 1-4 Steel -GMA(low- to medium-carbon) -AWS/ASTME-70 S-3, orS-6 . . . . . . . . . 1-5 Steel -Torch or GTA(low- and medium-carbon) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7 Brazing -Torch (flux-coated rod for general brazing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8 Steel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9 Brazing -Torch (flux-coated rod for high-strength brazing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10 Silver Brazing Kits -Torch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11 Cast Iron -Torch (flux-coated rod) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11 Cast Iron -Arc (fully-machinable nickel base) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12 Cast Iron -(fully-machinable) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-13 Cast Iron -Arc (machinable nickel-iron base) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-14 Brazing -Arc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-15 Aluminum -Arc (extruded flux-coated rod) E-4043 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-16 Aluminum -GMA (base spooled wire) E-5356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-17 Brazing, Gas -Aluminum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-18 Zinc -Die Cast and Aluminum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-19 ix CONTENTS (Continued) Page Stainless - Arc (all steels - medium - high carbon, alloy, and tool steels) AWS/ASTM E 312-16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-20 Buildup -Arc (tungsten, high speed) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-21 Overlay -Arc (manganese wearfacing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-22 Buildup - Arc -tungsten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-23 Buildup -Arc (FeMn A-Class 3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-24 Overlay -Arc (intermediate wearfacing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-25 Overlay -Arc (wearfacing - high abrasion) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-26 Chamfering or Gouging -Arc... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-27 Graphite (carbon electrodes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-28 Solder (tin -lead 50/50) ASTM 50A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-29 Solder (tin -lead 40/60 -acid core) ASTM 40A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-29 Solder (tin-lead 60/40-rosincore) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-30 Solder (tin-silver 96/4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-30 Holding and Heat-Resisting Compound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-32 Surface-Hardening (Case) Compound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-33 Application Guides and Comparative Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-34 Underwater Cutting (Electrode-Underwater Cutting) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-44 SECTION 2- WEARFACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 Workpiece Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 x CONTENTS (Continued) Page Preheat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 Welding on Cast Iron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3 Buildup Materials and Base Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3 Workpiece Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4 Thickness of Hard-Facing Deposits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4 Types of Wear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11 Abrasion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11 Impact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11 Heat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11 Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12 Recommended Amperage and Polarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12 The Difference Between Cross-Checking and Cracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12 Oxy-MAPP Hard-facing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13 General Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13 Flame Adjustments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-15 EARTH-MOVING AND HEAVY CONSTRUCTION EQUIPMENT . . . . . . . . . . 2-16 Tractor Parts and Accessories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-17 Track Rollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-17 Tractor Idlers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-17 Tractor Rails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-18 Top Carrier Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-19 xi CONTENTS (Continued) Page Drive Sprockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-20 Tractor Gousers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-21 Ripper Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-21 Bulldozer End Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-22 Bulldozer Blades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-23 Ripper Shanks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-24 Rock Rake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25 Shovel Parts and Accessories.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27 Shovel Rollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-28 Shovel Track Pads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-28 Shovel Idlers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-29 Shovel Drive Tumblers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-30 Shovel House Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-30 Shovel and Dragline Buckets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-31 Shovel Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-34 Shovel Bucket Tooth Adapters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-35 Shovel Latch Plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-37 Shovel Latch Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-38 Shovel Boom Heels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-39 Cable Sheaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-40 Dragline Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-41 Dragline Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-41 xii CONTENTS (Continued) Page Dragline Clevis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-42 Clamshell Buckets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-43 Power Shovel Transmissions.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-46 Shovel Ring Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-46 Shovel Swing Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-47 Horizontal Travel Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-47 House Rings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-48 Shafts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-48 Ditchers and Hole Augers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-49 Ditcher Drive Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-49 Ditcher Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-50 Ditcher Drive Sprockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-50 Ditcher Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-51 Post Hole Augers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-52 Asphalt Mixers and Pavers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-53 Asphalt Mixer Paddles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-53 Asphalt Mixer Paddle Shanks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-54 Paving Machine Paddles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-54 Paving Agitator Blades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-55 Paving Screw Conveyors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-55 Scraper Cutters and Sides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-56 Scraper Blades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-57 xiii