книги / Стандартизация сварочных материалов для дуговой сварки сталей
..pdfОкончание табл. 2.15
Наименование |
Основная функция |
Примеры наиболее |
|
широко применяемых |
|||
компонента |
при сварке |
||
материалов |
|||
|
|
||
Газообразую- |
Защита расплавленного ме- |
Органические вещества: |
|
щие |
талла от взаимодействия |
целлюлоза, крахмал, декст- |
|
|
с окружающей средой в ре- |
рин. Минералы-карбонаты: |
|
|
зультате диссоциации |
мрамор, доломит, магнезит |
|
Раскислители |
Удаление из расплавленного |
Металлы и ферросплавы: |
|
|
металла растворенного в нем |
марганец, титан, алюминий, |
|
|
кислорода |
ферромарганец, ферросили- |
|
|
|
ций, ферротитан |
|
Легирующие |
Приданиеметаллушвакаких- |
Металлы и ферросплавы на |
|
|
либо специальныхсвойств: |
их основе: марганец, медь, |
|
|
повышеннойпрочности, кор- |
никель, хром, молибден, |
|
|
розионнойстойкости идр. |
ванадий |
|
Модификаторы |
Измельчение структуры |
Металлы и химические эле- |
|
|
и повышение механических |
менты: магний, ферросили- |
|
|
свойств путем введения |
ций. Редкоземельные эле- |
|
|
в небольших количествах |
менты: скандий, иттрий, |
|
|
в металл шва |
лантан |
|
Стабилизи- |
Повышение устойчивости |
Химические соединения |
|
рующие |
горения дуги |
щелочных и щелочно- |
|
|
|
земельных металлов (калия, |
|
|
|
натрия, кальция, бария): |
|
|
|
сода, поташ, силикаты ка- |
|
|
|
лия и др. |
|
Связующие |
Обеспечение прочности |
Жидкое стекло (водный |
|
|
и пластичности обмазочной |
раствор силикатов калия |
|
|
массы в процессе нанесения |
и натрия), лаки (бакелито- |
|
|
на стержень и последующего |
вый), порошкообразные |
|
|
применения электродов |
пластмассы |
|
Пластифи- |
Обеспечение равномерного |
Минералы на основе глин: |
|
каторы |
нанесения обмазки на стер- |
каолин, бентонит. Органи- |
|
|
жень при опрессовке элек- |
ческие вещества: целлюло- |
|
|
тродов |
за, крахмал, декстрин |
|
|
|
41 |
2.4.1. Электроды с покрытием кислого (рудно-кислого) вида
Обозначение вида покрытия: А – по ГОСТ; А, RA – ISO, EN. Шлакообразующие компоненты: марганцевая руда, железная
руда (гематит, магнетит), титановый (ильменитовый) концентрат. Газообразующие компоненты: органические вещества: целлю-
лоза, крахмал.
Назначение – для дуговой сваркинизкоуглеродистых сталей. Достоинства: сравнительная простота в изготовлении, хорошие сварочно-технологические свойства, высокая производительность. Недостатки: высокое содержание в металле шва кислорода и неметаллических включений, по химическому составу металл шва
соответствует кипящей стали; механические свойства сварных соединений удовлетворительные, но невысокие; низкое сопротивление хрупкому разрушению, склонность к горячим трещинам при сварке. Низкие санитарно-гигиенические характеристики: высокое содержание силикатной пыли и окислов марганца в зоне сварки.
Применение: для дуговой сварки низкоуглеродистых сталей при изготовлении неответственных конструкций.
Отечественные марки: ОММ-2 (АР), ОММ-5 (АР), ЦМ-7 (А), ЛКЗ-6 (АР), АНО – 2 (А), АНО – 4И (АР). Зарубежные: ОК Femax 39.50 (RA) (Швеция), Kjellberg TRUMPF (Германия).
2.4.2. Электроды с покрытием рутилового вида
Обозначение вида рутилового покрытия: Р – по ГОСТ; R, RR – ISO, EN.
Шлакообразующие компоненты: рутиловый концентрат, полевой шпат, слюда.
Газообразующие компоненты: целлюлоза, крахмал, карбонаты (мрамор, магнезит).
Назначение:
а) для дуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Отечественные марки: МР-3, ЦМ-9, АНО-4, ОЗС-4,
ОЗС-12. Зарубежные: ОК-46.00 (RC), ОК Femax 33.80 (RR) (Швеция), Kjellberg TITAN K (Германия);
42
б) для дуговой сварки высоколегированных нержавеющих и жаростойких сталей: отечественные марки: НИАТ-1 (РБ), ГИАП-4 (РБ). Зарубежные: ОК 61.81, OK 63.30, ОК 67.62 (Швеция), Cumulo E6013, Ferrod 135T E7024 (США).
Достоинства: высокие сварочно-технологические свойства, прежде всего такие, как стабильность горения, малые потери расплавленного электродного металла от разбрызгивания, отличное формирование шва и легкая отделимость шлаковой корки. Малая восприимчивость к ржавчине, окалине, маслу и другими загрязнениям на свариваемых кромках.
Невысокая чувствительность к изменению параметров режима сварки.
Недостатки: металл шва содержит повышенное количество газов – водорода и кислорода, а также неметаллических включений, отсюда пониженные пластические свойства. По химическому составу металл шва соответствует полуспокойной стали и характеризуется склонностью к хрупкому разрушению.
Применение. Электроды общего назначения для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей не рекомендуются к применению при изготовлении особо ответственных конструкций (магистральные и промысловые трубопроводы, трубопроводы пара
игорячей воды I, II категории и др.).
2.4.3.Электроды с покрытием основного (фтористо-кальциевого) вида
Обозначение вида покрытия: Б – ГОСТ, В – ISO, EN. Шлакообразующие компоненты: плавиковый шпат (флюорит),
кварцевый песок, слюда. Газообразующие компоненты: мрамор, мел, известняк.
Назначение:
а) для дуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Отечественные марки: УОНИИ-13/45, ТМУ-21У, ЦУ-5,
АНО-11, МТГ-01К; зарубежные: ОК 48.00, ОК 55.00, ОК ESAB 74.70 (Швеция), Fox EV Pipe (Австрия), Phoenix K 50 R, Kessel 5520 Mo “Klockner” (Германия), Basic ONE E7018 H8, Conarc® 52 E7016 H4 (США);
43
б) для дуговой сварки легированных, высокопрочных и теплоустойчивых сталей. Отечественные марки: АНО-ТМ, ТМЛ-1У, ЦЛ39, ЦУ-2ХМ; зарубежные: ОК 48.08, ОК 75.75, ОК 76.18;
в) для дуговой сварки высоколегированных нержавеющих и жаростойких сталей. Отечественные марки: ЦТ-15, ЭА-400-10У,
УОНИИ – 13/НЖ; зарубежные: ОК 63.35, ОК 67.75 “ESAB”.
Достоинства: обеспечивается практически свободный от неметаллических включений металл шва с низким содержанием газов, прежде всего водорода, и вредных примесей – серы и фосфора. Возможность легировать металл шва элементами, содержащимися в покрытии. По химическому составу металл шва соответствует спокойной малоуглеродистой стали; отличается высокой стойкостью против образования горящих и холодных трещин, против старения и против хрупкого разрушения.
Недостатки: невысокая стабильность горения дуги, связанная с присутствием в покрытии фтористого кальция (плавикового шпата). Высокая вероятность образования пористости в металле шва по следующим причинам: из-за наличия любых загрязнений на свариваемых кромках; из-за удлинения дуги в процессе сварки; из-за увлажнения свариваемых кромок и покрытия электродов. Наличие крупнокапельного переноса в широком диапазоне режимов сварки, затрудняющее процесс сварки в монтажных условиях. Высокая гигроскопичность покрытия, особенно при использовании калиевого жидкого стекла, введении в покрытие стабилизирующих компонентов, например поташа.
Применение. Рекомендуются для дуговой сварки сталей в ответственных и особо ответственных конструкциях.
2.4.4. Электроды с покрытием целлюлозного вида
Обозначение вида покрытия: Ц – ГОСТ, С – ISO, EN. Шлакообразующие компоненты: марганцевая руда, рутиловый
концентрат, гематит. Газообразующие компоненты: органические вещества: целлюлоза, крахмал, декстрин.
Назначение: для дуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, рекомендуются для корневых швов ответственных конструкций. Отечественные марки: ОМА-2, ВСЦ-4А, ЦЦ-1;
44
зарубежные: Pupeweld 85, 6010, 7010 (Швеция), Pipeliner 6P+, Fleetweld 5P, Fleetweld 5P+, Fleetweld 180 (США).
Достоинства: малая чувствительность к наличию следов ржавчины и загрязнений на свариваемых кромках, к качеству сборки, к изменению параметров режима сварки. Глубокое проплавление
иобразование равномерного обратного валика. Возможность сварки наиболее экономичным способом – сверху вниз.
Недостатки: повышенное содержание в металле шва газов, прежде всего водорода, и неметаллических включений. По химическому составу металл шва соответствует полуспокойной или спокойной стали, отличается невысокими пластическими свойствами
исклонностью к хрупкому разрушению.
Применение. Для дуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей при изготовлении не особо ответственных конструкций и для выполнения горячего прохода и корня шва во многих сварных конструкциях.
3. ЭЛЕКТРОДЫ НЕПЛАВЯЩИЕСЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
3.1. ГОСТ 23949–80 «Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Технические условия»
Структура кодового обозначения:
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Код 1 |
– сортамент – электрод. |
|
|
|
||||
Код 2 |
– марка электрода: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка |
ЭВЧ |
ЭВЛ |
|
ЭВТ |
ЭВИ-1 |
ЭВИ-2 |
ЭВИ-3 |
|
электрода |
|
|
||||||
Не маркиру- |
|
|
|
|
|
|
||
Цвет торца |
Черный |
|
Красный |
Синий |
Фиолето- |
Зеленый |
||
|
|
ется |
|
|
|
|
вый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
ЭВЧ – из чистого вольфрама; ЭВЛ – из вольфрама с добавкой 1,1–1,4 % оксида лантана La2O3; ЭВТ-15 – из вольфрама с добавкой 1,2–2,0 % оксида тория ThO2; ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3 – из вольфрама с добавкой оксида иттрия Y2O3 соответственно 1,5–2,3 %, 2,0–3,0 %
и 2,5–3,5 %.
Содержание вольфрама в электродах – 99,9 % (вместе с вышеуказанными добавками).
Код 3 – диаметр электрода, от 0,5 до 10 мм. Код 4 – длина электрода, от 75 до 300 мм.
Код 5 – обозначение стандарта (ГОСТ 23949–80 или ТУ). Пример. ЭлектродвольфрамовыйЭВЛ-Ø2-150-ГОСТ23949–80.
3.2. ГОСТ 10720–75 «Электроды угольные сварочные неплавящиеся»
Структура кодового обозначения:
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Код 1 – сортамент – электрод угольный.
Код 2 – марка: ВДК – воздушно-дуговые круглые, ВДП – воз- душно-дуговые плоские, СК – сварочные круглые.
Код 3 – параметры сечения: ВДК – Ø 6; 8, 10, 12 мм; ВДП –
15×5 мм и 18×5 мм, СК – Ø 4, 6, 8, 15 и 18 мм.
Код 4 – длина: ВДК – 300 мм, ВДП – 350 мм, СК – 200 мм (до
700 мм).
Код 5 – обозначение стандарта – ГОСТ 10720–75. Примеры: электрод угольный воздушно-дуговой круглый
ВДК 6 ГОСТ 10720–75; электрод угольный воздушно-дуговой пло-
ский ВДП 12×5 ГОСТ 10720–75.
46
4. СВАРОЧНЫЕ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ СТАЛЕЙ
4.1.Сварочные проволоки сплошного сечения
4.1.1.ГОСТ 2246–70 «Проволока стальная сварочная. Технические условия»
Структура кодового обозначения:
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Код 1 – сортамент – проволока сварочная.
Код 2 – диаметр, 0,3–12,0 мм.
Код 3 – марка проволоки, характеризует химический состав проволоки и включает в себя: индекс «Св» – сварочная; две цифры, указывающие среднее содержание углерода в сотых долях процента, и буквенно-цифровое обозначение среднего содержания основных легирующих химических элементов в процентах: А – азот (только
ввысоколегированных проволоках); Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, М – молибден, Н – никель, С – кремний, Т – титан, Ф – вольфрам, Х – хром, Ц – цирконий, Ю – алюминий. Буква А
вконце марок низкоуглеродистых и легированных проволок указывает на повышенную чистоту металла проволоки по содержанию серы и фосфора.
Код 4 – назначение проволоки: для сварки и наплавки – без индекса, для изготовления электродов – Э.
Код 5 – вид поверхности низкоуглеродистых и легированных проволок: неомедненная – без индекса, омедненная – О.
Код 6 – характеризует способ выплавки стали, из которой изготовлена проволока: электрошлаковым переплавом – Ш, вакуумнодуговым – ВД, вакуумно-индукционным – ВИ.
Код 7 – обозначение стандарта (ГОСТ, ТУ).
Примеры: проволока сварочная диаметром 3 мм марки Св-08А, предназначенная для сварки и наплавки, с неомедненной поверхностью – проволока 3 Св-08А ГОСТ 2246–70.
47
Проволока сварочная диаметром 1,6 мм, марки Св-08Г2С, предназначенная для сварки (наплавки) с омедненной поверхностью – проволока 1,6 Св-08Г2С – О ГОСТ 2246–70.
Проволока сварочная диаметром 2,5 мм марки Св-08ХГСМФА, предназначенная для изготовления электродов, из стали, выплавленной в вакуумно-индукционной печи, с омедненной поверхностью – проволока 2,5 Св-08ХГСМФА – ВИ – Э – О ГОСТ 2246–70.
4.1.2. ГОСТ 10543–98 «Проволока стальная наплавочная. Технические условия»
Структура кодового обозначения:
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Код 1 – сортамент – проволока наплавочная.
Код 2 – диаметр, 0,8–8,0 мм.
Код 3 – марка состоит из индекса «Нп» (наплавочная) и химического состава проволоки: две цифры, указывающие среднее содержание углерода в сотых долях процента, и буквенно-цифровое обозначение среднего содержания основных легирующих химических элементов в процентах.
Код 4 – обозначение стандарта (ГОСТ, ТУ).
Пример. Проволока из стали марки 30ХГСА диаметром 3 мм – проволока 3 Нп-30ХГСА ГОСТ 10543–98.
4.2. Сварочные порошковые проволоки
Сварочные порошковые проволоки производятся по ГОСТ 26271–84 «Проволока порошковая для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Технические условия».
Структура кодового обозначения:
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Код 1 – марка проволоки. Код 2 – диаметр проволоки.
48
Код 3 – условия применения: самозащитная – ПС, газозащитная – ПГ.
Код 4 – характеристика механических свойств металла швов: предела прочности при растяжении σв, предела текучести σт и относительного удлинения δ, % (табл. 4.1).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.1 |
||
|
|
|
Механические свойства металла шва |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Индекс |
|
|
|
σв, МПа |
|
|
σт, МПа |
|
δ, % |
|
|||
Д |
|
|
|
– |
|
|
|
– |
|
– |
|
||
34 |
|
|
|
|
400–450 |
|
|
340 |
|
|
16 |
|
|
39 |
|
|
|
|
450–600 |
|
|
390 |
|
|
22 |
|
|
44 |
|
|
|
|
500–650 |
|
|
440 |
|
|
20 |
|
|
49 |
|
|
|
|
550–700 |
|
|
490 |
|
|
20 |
|
|
54 |
|
|
|
|
600–750 |
|
|
540 |
|
|
18 |
|
|
59 |
|
|
|
|
650–800 |
|
|
590 |
|
|
16 |
|
|
64 |
|
|
|
|
700–850 |
|
|
640 |
|
|
14 |
|
|
69 |
|
|
|
|
750–900 |
|
|
690 |
|
|
10 |
|
|
Код 5 – категория химического состава (табл. 4.2). |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2 |
||
|
|
|
|
Химический состав металла шва |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Индекс |
|
|
С |
|
|
S |
|
|
P |
|
|||
|
A |
|
|
|
0,15 |
|
|
0,03 |
|
0,03 |
|
||
|
B |
|
|
|
0,16 |
|
|
0,04 |
|
0,04 |
|
||
|
C |
|
|
|
0,25 |
|
|
0,03 |
|
0,03 |
|
||
Код6 – характеристикаударнойвязкостиметаллашва(табл. 4.3). |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.3 |
||
|
|
|
|
Ударная вязкость металла шва |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
KCV при Т = 20 °С |
|
||||||||
Индекс |
|
Т, °С, при KCV ≥ 35 Дж/см2 |
|
|
|||||||||
P |
|
|
|
|
– |
|
|
|
– |
|
|||
K |
|
|
20 |
|
|
|
|
|
35 |
|
|||
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
|
|
|
|
Окончание табл. 4.3 |
|
|
|
|
Индекс |
|
Т, °С, при KCV ≥ 35 Дж/см2 |
KCV при Т = 20 °С |
1 |
|
–10 |
60 |
2 |
|
–20 |
90 |
3 |
|
–30 |
80 |
4 |
|
–40 |
100 |
5 |
|
–50 |
100 |
6 |
|
–60 |
120 |
Код 7 – положения шва при сварке: |
|
||
|
|
Положение шва при сварке |
|
Индекс |
|
ННижнее
ГНижнее, горизонтальное
В Нижнее, горизонтальное, вертикальное
УВсе положения
ГП |
Горизонтальное с принудительным формированием |
ВП |
Вертикальное с принудительным формированием |
УП |
Все положения с принудительным формированием |
Код 8 – стандарт (ГОСТ, ТУ).
Примеры: проволока марки ПП-АН8 диаметром 2,0 мм предназначена для механизированной сварки в углекислом газе углеродистых и низколегированных сталей и обеспечивает следующие механические свойства металла шва: σв = 550…700 МПа, σт = 490 МПа, δ = 20 %, ударную вязкость более 35 Дж/см2 при Т = –20 °С, хими-
ческий состав А (С = 0,15 %, S = 0,03 %, P = 0,03 %), положение шва: нижнее, горизонтальное, вертикальное: ПП-АН8 2,0 ПГ 49 –
А2 В ГОСТ 26271–84;
–проволока марки ПП-АН30С диаметром 2,3 мм предназначена для механизированной сварки открытой дугой (самозащитная) углеродистых и низколегированных сталей и обеспечивает следую-
щие механические свойства металла шва: σв = 600…750 МПа,
σт |
= 540 МПа, δ = 18 %, ударную вязкость более 35 Дж/см2 при |
Т |
= –30 °С, химический состав А (С = 0,15 %, S = 0,03 %, |
P = 0,03 %), все положения шва с принудительным формированием:
ПП-АН30С 2,3 ПС 54 – А 3 УП ГОСТ 26271–84.
50