Сварочные материалы

на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора. В

проволоке марки Св-08АА сдвоенная буква А указывает на пониженное содержание фосфора и серы (S<0,02%; P<0,02%) по сравнению с проволокой марки Св-08А

При сварке в чистом СО2 применяют легированную проволоку Св -

08Г2С, содержащую элементы раскислители:

S≤0,025%; Р≤0,030%; С – 0,05-0,11%; Мn – 1,8-2,1%; Si – 0,7-0,95%,

а для сварки в смеси Ar+ СО2 :

Св-08ГС →С<0,10%; Мn – 1,4-1,7%; Si – 0,60-0,83%.

В большинстве случаев использование проволоки сплошного сечения требует применения защитной среды – флюсовой или газовой защиты.

Можно встретить рекомендации по использованию проволок марок Св-

15ГСТЮЦА, Св-20ГСТЮА без дополнительной газовой защиты, т.е. данные проволоки относят к самозащитным. Действительно, высокое содержание элементов - раскислителей позволяет осуществить сварку без дополнительной защиты. Однако в ответственных случаях применять данную проволоку без защиты не рекомендуется.

Высоколегированная проволока

Кроме химического состава ГОСТ для некоторых высоколегированных марок регламентирует содержание ферритной фазы и азота в наплавленном металле. Например, в проволоке марки: Св-04Х19Н11МЗ содержание ферритной фазы α = 3–8%, а в проволоках марок Св-08Х16Н8М2 и Св-

08Х18Н8Г2Б содержание α - фазы составляет 2-6%.

Чтобы стали обладали стойкостью против межкристаллитной коррозии, необходимо исключить или ослабить эффект выпадения карбидов хрома, т.е. стабилизировать исходные свойства стали. Стабилизировать можно: 1) закалкой после нагрева до 1050-1150С для перевода карбидов в твердый раствор с последующим быстрым охлаждением – но это сложно; 2)

снижением содержания углерода до 0,02-0,05%- сложно из-за трудностей металлургического характера; 3) ферритообразующими присадками:

41

титаном, ниобием, хромом, молибденом, кремнием, ванадием, вольфрамом,

алюминием.

Двухфазная структура аустенитно-ферритная обладает повышенной стойкостью к межкристаллитной коррозии, так как сплошность и непрерывность карбидной сетки нарушается, а скорость диффузии хрома в феррите выше, чем в аустените. Сложные карбида типа Cr23C6 имеют более низкую температуру растворения и перехотят при нагревании в твердый раствор, в первую очередь, в ферритную фазу, т.к. скорость диффузии в феррите выше из-за типа кристаллической решетки (ОЦК), чем в аустените. (Легированный феррит имеет более высокую коррозионную стойкость, чем аустенит, но он менее жаростоек и окалиностоек.)

В ГОСТ также регламентируется содержание азота в проволоке,

например, в проволоке марки Св-08АА – N2 ≤ 0,008%; Св-08Г2С – N2 ≤

0,01%; а в Св-07Х19Н10Г2Б – N2 ≤ 0,05%.

По ГОСТ 2246-70 в документации, сопровождающей сварочную проволоку, указывается полное ее обозначение, состоящее из 6 позиций:

например, проволока 3 Св08ХСМФА-ВИ-Э-О ГОСТ 2246-70, где на первой позиции указывается диаметр проволоки;

на второй - марка;

на третьей - способ выплавки (ВД - вакуумно-дуговые печи: ВИ -

вакуумно-индукционные печи; Ш - электрошлаковый переплав);

на четвертой позиции проставляется буква Э, если проволока предназначена для изготовления электродов;

на пятой проставляется буква О, если проволока выпускается с омедненной поверхностью,

на шестой - стандарт на сварочную проволоку.

Таким образом, выше представленное условное обозначение показывает, что это проволока сварочная диаметром 3мм, марки Св08ХСМФА, предназначенная для изготовления электродов, из стали,

выплавленной в вакуумно-индукционной печи, с омедненной поверхностью.

42

Всовременных условиях производства сварочных работ, связанных с использованием импортной электродной проволоки, изготавливаемых в различных странах, которая производится по стандартам ЕN (Европейский комитет по стандартизации); ISO (Международная организация по стандартизации), AWS — стандарты США. В последние годы стандарты ISO

иЕN объединяются, получая названия EN ISO.

Всоответствие с международными стандартами сварочные проволоки сплошного сечения, разделены на 4 группы, в зависимости от сталей, для которых они применяются, а значит и требований, которые к ним предъявляются.

Первая группа — углеродистые и низколегированные стали.

Требования к сварочным материалам — обеспечить равнопрочность шва и основного металла. Обычно в=420-550МПа.

Вторая группа — низколегированные стали, работающие при повышенных температурах (теплоустойчивые). Требования к сварочным проволокам — обеспечить химический состав шва близкий к химическому составу, свариваемого металла по элементам, создающих теплоустойчивость

— Cr, Мо; V.

Третья группа — низко- и среднелегированные высокопрочные стали.

Требования к сварочным материалам — обеспечить высокую прочность шва,

обычно в 600МПа.

Четвертая группа — высоколегированные стали со специальными свойствами. Требование к проволоке — обеспечить для шва коррозионную стойкость, жаропрочность, жаростойкость, хладостойкость или другие свойства, характерные для конкретной стали.

Соответственно разделены на 4 группы и стандарты на сварочные проволоки.

EN ISO 14341 (ранее ЕN 440). Электродные проволоки для сварки в защитных газах низкоуглеродистых мелкозернистых сталей (В республике Беларусь СТБ ЕН 440).

43

ЕN ISO 21952 (ранее ЕN 12072). Электродная проволока для сварки в защитных газах легированных теплоустойчивых сталей (иногда переводят как термостойких сталей) (в республике Беларусь СТБ ISO 21952).

ЕN ISO 16834 (ранее ЕN 12534). Электродная проволока для сварки в защитных газах высокопрочных сталей (в республике Беларусь СТБ ISO

16834).

EN ISO 14343 (ранее EN 12072). Электродная проволока для сварки в защитных газах нержавеющих, жаростойких и др. сталей (в республике Беларусь СТБ ISO 14343).

Аналогичные стандарты ГОСТ Р ИСО 14341, ГОСТ Р ИСО 21952,

ГОСТ Р ИСО 16834 и ГОСТ Р ИСО 14343 в отличие от ГОСТ 2246

дополнительно определяют требования по пределам механических свойств наплавленного металла шва и используемого защитного газа. При этом проволоку классифицируют на 2-е группы-А и В в зависимости от ее химического состава на основании требований европейских норм EN и

американских AWS. Группа А классифицирует проволоку по пределу текучести и работе ударного разрушения наплавленного металла равной 47

Дж, а группа В- по временному сопротивлению разрыву и работе ударного разрушения равной 27 Дж.

В соответствии с данными стандартами обозначение проволоки содержит пять позиций, включающих как ее химический состав так и свойства наплавленного данной проволокой металла.

На первой позиции, после номера стандарта, обозначается способ сварки G — сварка в защитном газе.

На второй — обозначение предела текучести наплавленного металла,

которое обеспечивает данная проволока. Например, 42 — предел текучести металла шва т — 420МПа (Н/мм2).

На третей позиции стоит цифра, обозначающая температуру испытаний

(0С) шва на ударный изгиб, при которой работа удара не менее 47 Дж. Эта позиция характеризует пластичность металла шва, полученного данной проволокой. Чем ниже температура испытаний, при которой обеспечивается

44

стандартная работа на разрушение образца (47 Дж), тем выше пластичность.

Температура, обозначенная индексами: Z — не регламентируется; А —

+200С, О — О0С, 2 — -200С, 3— -300С и т.д.

На четвертой позиции указывается защитный газ, для которого рекомендуется проволока: С — углекислый газ: М — (микст) — смесь газов.

Цифры обозначают процентное содержание газов. Подробная структура обозначения газов приведена в стандарте ISO 14175-2011.

На пятой позиции указывается химический состав проволоки.

Химический состав проволок и соответствующий им индекс приведены в таблице 2.

Таблица 2 –Химический состав электродных проволок

Суммарное содержание меди в проволоке с омедненной поверхностью не должно превышать

0,35%.

Пример полного обозначения металла шва, сваренного

конкретной проволокой:

45

EN ISO 14341- А- G46 3 М21 G3Si1 — где указан номер стандарта с классификацией по пределу текучести (А) сварки в защитных газах, при этом предел текучести металла шва — 460МПа, минимальная температура эксплуатации — (-300С), сварка в смеси газов Аr+СО2, применялась проволока G3Si1.

Существует также стандарты ЕN ISO 544 «Сварочные и присадочные материалы. Технические условия поставки» и EN 13479 «Общие требования к сварочным материалам». Аналогичные стандарты действуют в России и Белоруссии ГОСТ Р EN 13479-2010 и СТБ ISO 544-2010.

Некоторые марки проволок, выпускаемых по международным стандартам, приведены в таблице 3.

Таблица 3–Марки и назначение проволок, выпускаемых по международным

стандартам

Для производства сварочной проволоки первоначально на металлургическом заводе изготавливается так называемая «катанка» —

проволока 6мм. Затем из нее путем последовательной протяжки через фильеры получается сварочная проволока требуемого диаметра. После этого на проволоку обычно наносится омеднение. Тонкое медное покрытие выполняет несколько функций. Во-первых, предохраняет проволоку от окисления и ржавчины; во-вторых, обеспечивает более качественный электрический контакт с токосъемником сварочной горелки; в-третьих, во время протяжки через фильеры на проволоке образуются микронадрывы,

которые ухудшают еѐ плавление во время сварки, нарушают процесс переноса. Омеднение позволяет улучшить качество поверхности проволоки.

Необходимо отметить, что омедненная проволока не лишена недостатков.

Наиболее слабым местом омедненной проволоки является прочность сцепления медного слоя с поверхностью. Во время подачи проволоки при контакте с подающими роликами и при прохождении через шланг горелки медное покрытие истирается и его остатки засоряют шланг. Это увеличивает трение и усилие, которое должен создать подающий механизм полуавтомата для проталкивания проволоки. В свою очередь это вызывает проскальзывание подающих роликов, что нарушает скорость подачи проволоки и режим ее плавления.

В последнее время вместо омеднения некоторые производители покрывают проволоку специальным химическим составом. Эту операцию иногда называют «полированием». Полирование позволяет устранить недостаток омеднения, обеспечить хорошую подаваемость проволоки,

уменьшить износ наконечников, гарантировать стабильны процесс сварки

47

при низком разбрызгивании, защиту от коррозии (например, проволока

AristoRod фирмы ЭСАБ).

Маркировка, упаковка и хранение

Моток. По ГОСТ каждый моток должен быть плотно перевязан мягкой проволокой не менее чем в 3-х местах. Мотки проволоки одной партии допускается связывать в бухты до 80 кг или более по согласованию с потребителем.

На каждый моток (бухту, катушку, кассету) проволоки крепят металлический ярлык, на котором должны быть указаны: наименование или товарный знак предприятия-изготовителя; условное обозначение проволоки;

номер партии, клеймо технического контроля.

Варианты упаковки

1.Каждый моток (бухта, катушка) проволоки диаметром 0,5 мм и менее должен быть обернут в водонепроницаемую двухслойную упаковочную бумагу или мешки из бумаги и упакован в плотный деревянный ящик или другую тару(металлическую, картонную, пластмассовую).

2.Каждый моток (бухта, катушка) проволоки диаметром свыше 0,5

ммдолжен быть обернут слоем бумаги, затем слоем полиэтиленовой пленки,

нетканых материалов или ткани из химических волокон;

3.допускается упаковывать проволоку в полиэтиленовую пленку без бумаги, а высоколегированную проволоку в нетканые материалы и ткани из химических волокон без бумажного подслоя;

4.допускаются другие виды упаковки или без упаковки.

По СТБ EN 759 присадочные материалы должны быть упакованы предприятием-изготовителем так, чтобы при выполнении установленных требований к транспортировке и хранению была обеспечена достаточная защита против коррозии и разрушения.

Межгосметиз (АО «Межгосметиз – Мценск» входит в состав Lincoln Electric с 2010 года) проволоку диаметром 0,8–1,6 мм упаковывает в:

Проволочная катушка Ø 300 мм – 15-18 кг.

Еврокассеты Ø 200 мм – 5 кг. (пластмассовые катушки).

48

Бочка (Ариадна) – 250 кг.

Каждая катушка (кассета) герметично упакована в полиэтиленовый чехол с укладкой силикогеля и картонные коробки.

СТБ ЕН 759–2002 «Материалы присадочные металлические. Общие требования» (белорус.). Идентично EN 759: 1997 «Присадочные металлы.

Технические условия поставки металлических присадочных материалов. Тип материалов, размеры, допуски и маркировка».

Поверхность присадочных материалов не должна иметь загрязнений и дефектов, которые могут оказать неблагоприятное воздействие на процесс сварки и механические свойства наплавленного металла (металлического шва)

49

Тема 3.2. Сварочная проволока из алюминия и алюминиевых сплавов

ГОСТ 7871-75 определяет химический состав 14 марок проволоки диаметром от 0,8 до 12,5 мм, изготовленной из алюминия и его сплавов.

Проволока бывает тянутой или прессованной (Проволоку марки СвАК10

изготавливают только прессованной). Ряд регламентируемых диаметров,

отличается от стальной проволоки: 0,8; 0,9; 1,0; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8…11,2; 12,5 мм. Увеличение минимального диаметра алюминиевой проволоки связано с низкой температурой плавления. Проволоку изготавливают в нагартованном состоянии. По согласованию изготовителя с потребителем проволоку могут изготавливать и других диаметров, а также в отожженном состоянии. Марка проволоки СвА99 показывает процентное содержание алюминия в проволоке (99,99%Al), остальное занимают примеси, а в проволоке СвА97 процентное содержание алюминия в проволоке (99,97%Al),

остальное примеси. При обозначении сплавов на основе алюминия используют буквы Мг – магний; К – кремний; Мц – марганец, Т – титан.

Стандартом регламентирован химический состав следующих марок сварочной проволоки из алюминия: СвА99, СвА97, СвА85Т; СвА5 (в

химическом составе проволок Аl не менее 99,5%, остальное Fe (0,2÷0,3%), Si

(0,10÷0,25%); проволоки из сплавов марок СвАМц; СвАМг3; СвАМг5;

Св1557; СвАМг6; СвАМг61; СвАМг63; СвАК5; СвАК10; Св1201.

Примеры условного обозначения проволоки:

Проволока тянутая (В) из алюминиевого сплава СвАМц в нагартованном состоянии (Н) диаметром 5,00 мм в бухте (БТ)

Проволока В.СвАМц.Н 5,00 х БТ ГОСТ 7871-75

То же, диаметром 4,00 мм на катушке (БР)

Проволока В.СвАМц.Н 4,00 х БР ГОСТ 7871-75

Проволока тянутая (В) из алюминиевого сплава марки СвАМг5 в

отожженном состоянии (М) диаметром 4,00 мм в бухте (БТ)

Проволока В.СвАМг5.М 4,00 х БТ ГОСТ 7871-77

50