1.6. Сварочные материалы

1.6.1. Выбор сварочных материалов

При сварке в среде защитных газов основными сварочными материалами являются: стальная сварочная проволока, защитный газ.

Сварочная стальная проволока выбирается в зависимости от способа сварки, химического состава и механических свойств, свариваемого металла, требований к свойствам сварного соединения.

При выборе марки сварочной проволоки необходимо учитывать что СО₂ является активной средой, т.е. способная вступать в взаимодействие с расплавленным металлом сварочной ванны, при этом протекают процессы окисления легирующих элементов кремния и марганца свариваемого металла, что приводит к снижению механических свойств и охрупчиванию. Для предотвращения процессов необходимо использовать проволоку с повышенным содержанием кремния и марганца, эти элементы будут связывать О₂ в прочные оксиды, обеспечивая процесс дигазации металла шва, данному условию удовлетворяет проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246.

Диаметр применяемой сварочной проволоки равен 1,2 мм, для обеспечения возможности выполнения сварных соединений во всех пространственных положениях и для обеспечения струйного переноса металла, т.к. такой перенос является наиболее благоприятным для формирования шва, за счет высокой стабильности размеров капель и малого разбрызгивания.

Химический состав и механические свойства сварочной проволоки Св-08Г2С представлены в табл. 1.19, 1.20.

Таблица 1.19

Химический состав проволоки Св-08Г2С (ГОСТ 2246-70), %

С	Si	Mn	Cr, не более	Ni, не более	S, не более	P, не более
0,05-0,11	0,70-0,95	1,80-2,10	0,20	0,25	0,025	0,030

Таблица 1.20

Механические свойства наплавленного металла

Временное сопротивление вр, МПа	Относительное удлинение , %	Ударная вязкость KCU, Дж/см2, при температуре, 0С
		20 0С	-20 0С
510	22	120	50

В качестве защиты сварочной ванны от влияния атмосферного воздуха рационально применять углекислый газ из-за его невысокой стоимости и высокого качества защиты шва.

Углекислота сварочная поставляется по ГОСТ 8050-85. Для сварки используют сварочную углекислоту высшего и первого сортов, которые отличаются лишь содержанием паров воды (соответственно 0,037 и 0,184 г/см³ при 20 ⁰С и давлении 0,1 МПа).

Жидкая двуокись углерода - бесцветная жидкость без запаха.

По физико-химическим показателям жидкая двуокись углерода должна соответствовать нормам, указанным в табл. 1.21.

Таблица 1.21

Физико-химические показатели жидкой двуокиси углерода

Наименование показателя	Норма
	Высший сорт	1-й сорт
1. Объемная доля двуокиси углерода (СО2), %, не менее	99,8	99,5
2. Массовая концентрация минеральных масел и механических примесей, мг/кг, не более	0,1	0,1
3. Массовая концентрация водяных паров при температуре 20 °С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), г/м3, не более	0,037	0,184
что соответствует температуре насыщения двуокиси углерода водяными парами при давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) при температуре 20 °С, не выше	- 48	- 34

Выбор сварочных материалов для автоматической сварки (сочетание флюс-проволока) зависит от прочностных показателей используемой марки стали. При сварке под слоем флюса легирование металла шва осуществляется через флюс или сварочную проволоку. Поскольку химический состав металла шва тесно связан с химической активностью флюса и химическим составом сварочной проволоки, то марку проволоки и флюса выбирают комплексно, так чтобы в шве было не менее 0,2-0,4% кремния и марганца, для предотвращения образования пор при окислении углерода. При этом повышение содержания кремния более 0,5% снижает ударную вязкость и повышает температурный порог перехода металла шва в хрупкое состояние. Введение до 1,5% марганца повышает прочность при сохранении достаточно хорошей пластичности. При содержании марганца 1,2% повышается ударная вязкость. Повышение содержания марганца свыше 1,5% приводит к резкому снижению ударной вязкости при любых температурах. В тоже время протекание реакции восстановления кремния и поступление его в металл шва дает возможность получения плотного шва. Легирование шва марганцем повышает стойкость против образования кристаллизационных трещин т.к. уменьшает переход серы в металл из флюса.

Для автоматической сварки под флюсом малоуглеродистой низколегированной стали марки 09Г2С рекомендуется использовать сварочную проволоку марки Св-08ГА ГОСТ 2246 и флюс марки АН-348-А ГОСТ 9087-81. Диаметр сварочной проволоки выбирается в соответствии с толщиной свариваемых деталей. Для сварки емкости тепловой воды ЕТВ 14700, толщина которого составляет 6 мм, рекомендуется использовать сварочную проволоку диаметром 3 мм.

Химический состав сварочной проволоки и флюса представлен в табл. 1.22, 1.23.

Таблица 1.22

Химический состав флюса АН-348-А

Марка флюса	Массовая доля, %
	Кальций фтористый	(Калия+ натрия) оксид	Титана (IV) оксид	Циркония (IV) оксид	Железо (III) оксид	Сера	Фосфор	Углерод
АН-348-А	3-6	-	-	-	0,5-2,0	0,12	0,12	-

Таблица 1.23

Химический состав проволоки Св-08ГА

Марка проволоки	Химический состав, %
	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Ti	S, не более	P, не более	Прочие элементы
Низкоуглеродистая проволока
Св-08ГА	Не более 0,10	Не более 0,06	0,80-1,10	Не более 0,10	Не более 0,25	-	-	0,025	0,030	-