Для какого класса сталей применяют при сварке электроды типов э55 э60
Обновлено: 20.09.2024
Группа марок электродов для сварки легированных сталей значительно менее многочисленна по сравнению с группой электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Это объясняется главным образом тем, что из всех видов покрытий для легированных электродов применяются только покрытия основного вида или, в редких случаях, рутилово-основного вида. Кроме того, разработка легированного электрода, обеспечивающего комплекс эксплуатационных и сварочно-технологических свойств, почти всегда является сложной инженерной задачей, решение которой требует больших материальных и временных затрат.
Важнейшие характеристики группы электродов для сварки легированных сталей: химический состав наплавленного металла; прочностные и вязкопластические свойства металла шва, а также специальные свойства металла сварного шва или соединения. Этими показателями следует пользоваться при выборе марки электродов для сварки определенного объекта из легированной стали.
В группу электродов для сварки легированных сталей объединены стандартизованные ГОСТ 9467—75 пять типов электродов для сварки конструкционных сталей повышенной и высокой прочности: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150; девять типов электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей: Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10ХЗМ1БФ, Э-10Х5МФ; ряд марок электродов, содержащихся в ОСТ 108.948.01—86; электроды по отдельным ТУ.
Химический состав металла швов, выполненных электродами типов Э70 . Э150, не нормируется ГОСТ 9467—75 и может не приводиться в нормативно-технической документации на электроды, за исключением серы и фосфора, содержание которых не должно быть более 0,030 и 0,035% соответственно. Однако в технической документации на электроды, соответствующие указанным типам, всегда содержатся данные по химическому составу наплавленного металла, которые чаще всего являются приемосдаточной характеристикой электродов. Если же такие данные отсутствуют в числе приемосдаточных характеристик, а приведены в качестве справочных (типичный химический состав наплавленного металла), их необходимо учитывать при выборе марки электрода для сварки того или иного объекта из легированной стали.
Сварные швы объектов атомной энергетики должны обладать повышенной надежностью. Поэтому для этих целей могут быть использованы только некоторые марки электродов, выдержавших специальные аттестационные испытания. В соответствии с документом «Основные положения по сварке и наплавке узлов и конструкций атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок» ОП 1513-72 для сварки легированных сталей разрешается использовать электроды следующих марок: ЦУ-2ХМ, ЦЛ-20, ЦЛ-21, ЦЛ-38, ЦЛ-45, ЦЛ-48, ПТ-30, РТ-45А, РТ-45АА.
Электродные покрытия основного вида обеспечивают наивысшие вязкопластические свойства за счет наименьшего содержания в наплавленном металле водорода, сульфидных и оксидных включений по сравнению с покрытиями других видов. Это является первой из главных причин, по которой покрытия основного вида используют для электродов, предназначенных для сварки легированных сталей.
Второй причиной использования низководородистых покрытий основного вида при сварке склонных к образованию холодных трещин легированных сталей является отрицательное влияние водорода в околошовной зоне свариваемых изделий. Атомарный водород диффундирует из металла шва в околошовную зону, где выделяется в имеющиеся в основном металле микропустоты и поры, образовавшиеся от слияния дислокаций, которые перемещаются под воздействием сварочных напряжений. При выделении в пустоты атомарный водород превращается в молекулярный, вследствие чего развивается давление порядка 10 5 МПа, и в окружающих объемах металла возникают растягивающие напряжения второго рода. Возможна также адсорбция водорода на поверхности или в вершине образовавшейся микротрещины. В результате развития этих явлений снижается прочность металла и возрастает вероятность возникновения холодных трещин в околошовной зоне основного металла.
Электроды типа Э70. Электроды АНП-2 предназначены для сварки сталей 14Х2ГМР, 14Х2ГМ-СШ, 14ХМНДФР, 14ХГНМД; наплавленный металл легирован никелем, хромом, молибденом. Электроды ВСФ-75У предназначены для сварки труб и других ответственных конструкций из легированных сталей с временным сопротивлением 640—690 МПа. Наплавленный металл легирован молибденом и ванадием. Электроды К-5НМХ предназначены для сварки легированных сталей с пределом текучести 590—790 МПа, например 14Х2ГМР. Наплавленный металл легирован никелем, хромом и молибденом. Электроды ЛКЗ-70 предназначены для сварки углеродистых и легированных сталей повышенной прочности (до 690 МПа). Наплавленный металл легирован хромом. Сварку можно выполнять только в нижнем положении. Электроды ВСФ-85 предназначены для сварки неповоротных стыков термически упрочненных труб из легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением 690—710 МПа. Металл легирован никелем, хромом и молибденом.
Электроды НИАТ-3М предназначены для сварки сталей марок 30ХГСА, 30ХГСНА, 25ХГСА, 20ХГСА, 12Х2НВФА и др. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды УОНИ-13/85 предназначены для сварки легированных сталей с временным сопротивлением 690—980 МПа. Наплавленный металл легирован молибденом. Электроды УОНИ-13/85У предназначены для сварки сталей 35ГС, 25Г2С, 30ХГ2С и др. Сварку производят как на постоянном, так и на переменном токе; наплавленный металл легирован молибденом.
Электроды Н-20/Св-12Х2НМА-ВИ предназначены для сварки сталей ВНЛ-3М, 30ХГСА и их сочетаний между собой в нижнем и вертикальном положениях. Наплавленный металл легирован никелем, хромом и молибденом. Электроды ОЗШ-1 предназначены для сварки легированных сталей с временным сопротивлением до 1080 МПа. Электроды Н-17/ЭП331, Н-17/ЭП331У предназначены для сварки литейных сталей 27ХГСНМЛ, 35ХГСЛ и их сочетаний со сталями 30ХГСНА, 35ХГА в нижнем и вертикальном положениях. Наплавленный металл легирован никелем, хромом, молибденом и вольфрамом. Электроды Н-17/ЭП331-ВИ, Н-17/ЭПЗЗ1У-ВИ предназначены цля сварки литейных сталей 27ХГСНМЛ, 35ХГСЛ и их сочетаний с деформируемыми сталями 30ХГСНА и 30ХГСА в нижнем и вертикальном положениях. Наплавленный металл легирован никелем, хромом, молибденом и вольфрамом.
Электроды ОЗС-11 предназначены для сварки сталей 12МХ, 15ХМ, 12ХМФ, 15Х1М1Ф и им подобных, работающих при температурах до 510 °С, как на постоянном, так и на переменном токе. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды ТМЛ-1У предназначены для сварки паропроводов из сталей 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, работающих при температурах до 540 °С, и элементов поверхностей нагрева из сталей марок 12Х1МФ, 12Х2МФСР и 12Х2МФБ. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды ТМЛ-4В предназначены для исправления дефектов в литых корпусных деталях турбин и паровой арматуры из сталей 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, 12МХЛ, работающих при температурах до 565 °С без последующей термообработки отремонтированных участков. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды ЦУ-2ХМ предназначены для сварки энергооборудования из сталей 15ХМ, 20ХМ, 20ХМЛ, эксплуатирующихся при температуре не выше 540 °С. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом.
Электроды ТМЛ-ЗУ предназначены для сварки паропроводов из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, работающих при температуре не выше 570 °С, и элементов поверхностей нагрева из сталей марок 12Х1МФ, 12Х2МФБ и 12Х2МФСР, а также для заварки дефектов в элементах из тех же сталей. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-20 предназначены для сварки сталей 12Х1М1Ф, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ и аналогичных, эксплуатирующихся при температуре не выше 565 °С, а также для заварки дефектов отливок. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-17 предназначены для сварки сталей марок 15Х5М, 12Х5МА и 15Х5МФА, работающих в агрессивных средах при температуре не выше 450 °С. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием.
Электроды ПТ-30 предназначены для сварки энергооборудования из стали 10ГН2МФАА, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован марганцем, никелем и молибденом. Электроды РТ-45А и РТ-45АА предназначены для сварки энергетического оборудования из сталей 15Х2НМФА и 15Х2НМФАА, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован марганцем, хромом, никелем и молибденом. Электроды ЦЛ-21 предназначены для сварки энергооборудования из сталей марки 16ГНМА и аналогичных, эксплуатирующегося при температуре не выше 400 °С. Наплавленный металл легирован марганцем, никелем и молибденом. Электроды ЦЛ-38 предназначены для сварки энергооборудования из сталей 12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, эксплуатирующегося при температуре не выше 585 °С. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом.
Электроды ЦЛ-45 предназначены для сварки энергооборудования из сталей 12Х1МФ, 15Х1МФ и аналогичных, эксплуатирующегося при температуре не выше 565 °С. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-48 предназначены для сварки энергетического оборудования из стали 16ГНМА и других марганцово-никель-молибденовых сталей, эксплуатирующегося при температуре не выше 400 °С. Наплавленный металл легирован никелем, молибденом и ванадием.
Электроды ЦЛ-57 предназначены для сварки энергетического оборудования из стали 10Х9МФБ и ей аналогичных, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-59 предназначены для сварки энергетического оборудования из стали марки 10ГН2МФА, подвергающегося нормализации или закалке с отпуском, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован никелем и молибденом.
Условные обозначения покрытых электродов
Структура условного обозначения электрода по ГОСТ 9466-75 "Электроды покрытые для ручном дуговой сварки и наплавки. Классификации и общие технические условия" состоит из 11 обозначений в виде дроби:
В числитиле - паспортные данные:
ТИП ЭЛЕКТРОДА
Для сварки углеродистых и низколегированных сталей, а также легированных с повышенной и высокой прочностью обозначение состоит из:
- индекса Э - электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
- цифр, следующих за индексом, обозначающих величину предела прочности при растяжении в кгс/мм 2 ;
- индекса А, указывающего, что металл шва имеет повышенные свойства по пластичности и ударной вязкости.
Для сварки теплоустойчивых, высоколегированных сталей и для наплавки обозначение состоит из:
- индекса Э - электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
- дефиса (тире);
- цифры, следующей за индексом, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента;
- букв и цифр, определяющих содержание химических элементов в процентах.
Порядок расположения буквенных обозначений химических элементов определяется уменьшением среднего содержания соответствующих элементов в наплавленном металле. При среднем содержании основного химического элемента менее 1,5 % число за буквенным обозначением химического элемента не указывается. При среднем содержании в наплавленном металле кремния до 0,8 % и марганца до 1,0% буквы С и Г не проставляются.
Для сварки yглеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве до 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) применяют 7 типов электродов: Э 38; Э 42; Э 46; Э 50; Э 42А; Э 46А; Э 50А.
Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве от 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 2 типа электродов: Э 55; Э 60.
Для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности с пределом прочности при разрыве свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 5 типов электродов: Э 70; Э 85; Э100; Э 125; Э 150.
Для сварки теплоустойчивых сталей - 9 типов: Э-09М; Э-09МХ; Э-09X1М; Э-05Х2М; Э-09Х2М1; Э-09Х1МФ; Э-10Х1МНБФ; Э-10ХЗМ1БФ; Э-10Х5МФ.
Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - 49 типов: Э-12Х13; Э-06Х13Н; Э-10Х17Т; Э-12Х11НМФ; Э-12Х11НВМФ и другие.
Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами - 44 типа: Э-10Г2; Э-10ГЗ; Э-12Г4: Э-15Г5: Э-16Г2ХМ: Э-30Г2ХМ и другие.
МАРКА ЭЛЕКТРОДА
Каждому типу электрода может соответствовать одна или несколько марок.
ДИАМЕТР ЭЛЕКТРОДА, мм
Диаметр электрода соответствует диаметру металлического стержня.
НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОДА
Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) - маркируется буквой У;
Для сварки легированных конструкционных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) - маркируется буквой Л;
Для сварки теплоустойчивых сталей - маркируется буквой Т;
Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - маркируется буквой В;
Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами - буквой Н.
КОЭФФИЦИЕНТ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ
В зависимости от отношения диаметра покрытия электрода D к диаметру электродного стержня d электроды подразделяются на следующие группы:
- с тонким покрытием (D / d ≤ 1,2) - маркируется буквой М;
- со средним покрытием (1,2 С;
- с толстым покрытием (1,45 Д;
- с особо толстым покрытием (D / d > 1,8) - Г.
В знаменателе - кодированное обозначение (код):
буква Е - международное обозначение плавящегося покрытого электрода
ГРУППА ИНДЕКСОВ, УКАЗЫВАЮЩИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛА ШВА ИЛИ НАПЛАВЛЯЕМОГО МЕТАЛЛА
6.1. Для электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 )
6.2. В условном обозначении электродов для сварки легированных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) первый индекс двузначного числа соответствует среднему содержанию углерода в шве в сотых долях процента; последующие индексы из букв и цифр показывают содержание элементов в процентах в металле шва; последний цифровой индекс, проставляемый через дефис, характеризует минимальную температуру°С, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (35 кгс?м/см 2 ).
Пример: E-12X2Г2-3 означает 0,12% углерода, 2% хрома, 2% марганца в металле шва и при -20°С имеет ударную вязкость 34 Дж/см 2 (3,5 кгс?м/см 2 ).
6.3. В условном обозначении электродов для сварки теплоустойчивых сталей содержатся два индекса:
- первый указывает минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (3,5 кгс?м/см 2 );
- второй индекс - максимальную температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва.
6.4. Электроды для сварки высоколегированных сталей кодируются группой индексов, состоящих из трех или четырех цифр:
- первый индекс характеризует стойкость металла шва к межкристаллитной коррозии;
- второй указывает максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва (жаропрочность);
- третий индекс указывает максимальную рабочую температуру сварных соединений, до которой допускается применение электродов при сварке жаростойких сталей;
- четвертый индекс указывает содержание ферритной фазы в металле шва.
6.5. Условное обозначение электродов для наплавки поверхностных слоев состоит из двух частей:
первый индекс указывает среднюю твердость наплавленного металла и выражается дробью:
- в числителе - твердость по Виккерсу;
- в знаменателе - по Роквеллу.
второй индекс указывает, что твердость наплавленного металла обеспечивается:
ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы
1. Настоящий стандарт распространяется на металлические покрытые электроды для ручной дуговой сварки углеродистых, низколегированных и легированных конструкционных и легированных теплоустойчивых сталей.
2. Электроды должны изготавливаться следующих типов:
- Э38, Э42, Э46 и Э50 - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм 2 ;
- Э42А, Э46А и Э50А - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм 2 , когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости;
- Э55 и Э60 - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 50 до 60 кгс/мм 2 ;
- Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 - для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм 2 ;
- Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10Х3М1БФ, Э-10Х5МФ - для сварки легированных теплоустойчивых сталей.
3. Химический состав металла, наплавленного электродами для сварки конструкционных сталей, должен соответствовать требованиям технических условий или паспортов на электроды конкретных марок. При этом содержание серы и фосфора в наплавленном металле не должно превышать указанного в табл. 1.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4. Механические свойства металла шва, наплавленного металла и сварного соединения, выполненных электродами для сварки конструкционных сталей, должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.
| Тип электрода | Механические свойства при нормальной температуре | Содержание в наплавленном металле, % | |||||
| металла шва или наплавленного металла | сварного соединения, выполненного электродами диаметром менее 3 мм | ||||||
| Временное сопротивление разрыву ?в, кгс/мм 2 | Относительное удлинение δ5, % | Ударная вязкость aн, кгс · м/см 2 | Временное сопротивление разрыву ?в, кгс/мм 2 | Угол загиба, град. | серы | фосфора | |
| Не менее | Не более | ||||||
| Э38 | 38 | 14 | 3 | 38 | 60 | 0,040 | 0,045 |
| Э42 | 42 | 18 | 8 | 42 | 150 | ||
| Э46 | 46 | 18 | 8 | 46 | 150 | ||
| Э50 | 50 | 16 | 7 | 50 | 120 | ||
| Э42А | 42 | 22 | 15 | 42 | 180 | 0,030 | 0,035 |
| Э46А | 46 | 22 | 14 | 46 | 180 | ||
| Э50А | 50 | 20 | 13 | 50 | 150 | ||
| Э55 | 55 | 20 | 12 | 55 | 150 | ||
| Э60 | 60 | 18 | 10 | 60 | 120 | ||
| Э70 | 70 | 14 | 6 | - | - | ||
| Э85 | 85 | 12 | 5 | - | - | ||
| Э100 | 100 | 10 | 5 | - | - | ||
| Э125 | 125 | 8 | 4 | - | - | ||
| Э150 | 150 | 6 | 4 | - | - | ||
1. Для электродов типов Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60 приведенные в таблице значения механических свойств установлены для металла шва, наплавленного металла и сварного соединения в состоянии после сварки (без термической обработки). Механические свойства металла шва, наплавленного металла и сварного соединения после термической обработки для электродов перечисленных типов должны соответствовать требованиям стандартов или технических условий на электроды конкретных марок.
2. Для электродов типов Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150 приведенные в таблице значения механических свойств установлены для металла шва и наплавленного металла после термической обработки по режимам, регламентированным стандартами или техническими условиями на электроды конкретных марок. Механические свойства металла шва и наплавленного металла в состоянии после сварки для электродов перечисленных типов должны соответствовать требованиям стандартов или технических условий на электроды конкретных марок.
3. Показатели механических свойств сварных соединений, выполненных электродами типов Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 диаметром менее 3 мм, должны соответствовать требованиям стандартов или технических условий на электроды конкретных марок.
5. Химический состав металла, наплавленного электродами для сварки легированных теплоустойчивых сталей, а также механические свойства наплавленного металла или металла шва должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 2.
| Тип электрода | Химический состав наплавленного металла, % | Механические свойства металла шва или наплавленного металла при нормальной температуре | |||||||||||
| Углерод | Кремний | Марганец | Хром | Никель | Молибден | Вана-дий | Ниобий | Сера | Фосфор | Временное сопротивление разрыву σв, кгс/мм 2 | Относительное удлинение δ5, % | Ударная вязкость αн, кгс · м/см 2 | |
| Не более | Не менее | ||||||||||||
| Э-09М | 0,06 - 0,12 | 0,15 - 0,35 | 0,4 - 0,9 | - | - | 0,35 - 0,65 | - | - | 0,030 | 0,030 | 45 | 18 | 10 |
| Э-09МХ | 0,06 - 0,12 | 0,15 - 0,35 | 0,4 - 0,9 | 0,35 - 0,65 | - | 0,35 - 0,65 | - | - | 0,025 | 0,035 | 46 | 18 | 9 |
| Э-09Х1М | 0,06 - 0,12 | 0,15 - 0,40 | 0,5 - 0,9 | 0,80 - 1,20 | - | 0,40 - 0,70 | - | - | 0,025 | 0,035 | 48 | 18 | 9 |
| Э-05Х2М | 0,03 - 0,08 | 0,15 - 0,45 | 0,5 - 1,0 | 1,70 - 2,20 | - | 0,40 - 0,70 | - | - | 0,020 | 0,030 | 48 | 18 | 9 |
| Э-09Х2М1 | 0,06 - 0,12 | 0,15 - 0,45 | 0,5 - 1,0 | 1,90 - 2,50 | - | 0,80 - 1,10 | - | - | 0,025 | 0,035 | 50 | 16 | 8 |
| Э-09Х1МФ | 0,06 - 0,12 | 0,15 - 0,40 | 0,5 - 0,9 | 0,80 - 1,25 | - | 0,40 - 0,70 | 0,10 - 0,30 | - | 0,025 | 0,030 | 50 | 16 | 8 |
| Э-10Х1М1НФБ | 0,07 - 0,12 | 0,15 - 0,40 | 0,6 - 0,9 | 1,00 - 1,40 | 0,6 - 0,9 | 0,70 - 1,00 | 0,15 - 0,35 | 0,07 - 0,20 | 0,025 | 0,030 | 50 | 15 | 7 |
| Э-10Х3М1БФ | 0,07 - 0,12 | 0,15 - 0,45 | 0,5 - 0,9 | 2,40 - 3,00 | - | 0,70 - 1,00 | 0,25 - 0,50 | 0,35 - 0,60 | 0,025 | 0,030 | 55 | 14 | 6 |
| Э-10Х5МФ | 0,07 - 0,13 | 0,15 - 0,45 | 0,5 - 0,9 | 4,00 - 5,50 | - | 0,35 - 0,65 | 0,10 - 0,35 | - | 0,025 | 0,035 | 55 | 14 | 6 |
1. Приведенные в таблице значения механических свойств установлены для металла шва и наплавленного металла после термической обработки по режимам, регламентированным стандартами или техническими условиями на электроды конкретных марок.
2. Показатели механических свойств сварных соединений, выполненных электродами диаметром менее 3 мм, должны соответствовать требованиям стандарта или технических условий на электроды конкретных марок.
6. Приведенные в табл. 1 и 2 требования к химическому составу наплавленного металла и механическим свойствам металла шва, наплавленного металла и сварных соединений должны быть проверены при испытании электродов в соответствии с требованиями ГОСТ 9466-75.
7. Условное обозначение электродов для дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей - по ГОСТ 9466-75.
При этом во второй строке условного обозначения электродов группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, должна быть записана согласно требованиям, приведенным в пп. 8 - 10.
8. В условном обозначении электродов для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм 2 группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, устанавливается согласно табл. 3.
| Группа индексов | Минимальные значения показателей механических свойств наплавленного металла и металла шва при нормальной температуре | Минимальная температура, при которой ударная вязкость металла шва и наплавленного металла | |||
| временного сопротивления разрыву sв | относительного удлинения δ5, % | ||||
| Н/мм 2 | кгс/мм 2 | ||||
| 37 | 0 | 370 | 38 | При любом значении | При любом значении |
| 41 | 0 | 410 | 42 | Менее 20 | Не регламентирована |
| 41 | 1 | 410 | 42 | 20 | +20 |
| 41 | 2 | 410 | 42 | 22 | 0 |
| 41 | 3 | 410 | 42 | 24 | -20 |
| 41 | 4 | 410 | 42 | 24 | -30 |
| 41 | 5 | 410 | 42 | 24 | -40 |
| 41 | 6 | 410 | 42 | 24 | -50 |
| 41 | 7 | 410 | 42 | 24 | -60 |
| 43 | 0 | 430 | 44 | Менее 20 | Не регламентирована |
| 43 | 1 | 430 | 44 | 20 | +20 |
| 43 | 2 | 430 | 44 | 22 | 0 |
| 43 | 3 | 430 | 44 | 24 | -20 |
| 43 | 4 | 430 | 44 | 24 | -30 |
| 43 | 5 | 430 | 44 | 24 | -40 |
| 43 | 6 | 430 | 44 | 24 | -50 |
| 43 | 7 | 430 | 44 | 24 | -60 |
| 51 | 0 | 510 | 52 | Менее 18 | Не регламентирована |
| 51 | 1 | 510 | 52 | 18 | +20 |
| 51 | 2 | 510 | 52 | 18 | 0 |
| 51 | 3 | 510 | 52 | 20 | -20 |
| 51 | 4 | 510 | 52 | 20 | -30 |
| 51 | 5 | 510 | 52 | 20 | -40 |
| 51 | 6 | 510 | 52 | 20 | -50 |
| 51 | 7 | 510 | 52 | 20 | -60 |
В группе индексов первые два индекса указывают минимальное значение показателя sВ, а третий индекс одновременно характеризует минимальные значения показателей d5 и Tх. Если показатели d5 и Tх согласно табл. 3 соответствуют различным индексам, третий индекс устанавливается по минимальному значению показателя d5, а в группу индексов вводится указываемый в скобках четвертый дополнительный индекс, характеризующий показатель Tх (см. пример составления группы индексов для электродов марки УОНИИ 13/45).
9. В условном обозначении электродов для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм 2 группа индексов, обозначающих характеристики наплавленного металла и металла шва, указывает среднее содержание основных химических элементов в наплавленном металле, а также минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва и наплавленного металла при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996-66 составляет не менее 3,5 кгс×м/см 2 , и должна включать:
а) первый индекс из двузначного числа, соответствующего среднему содержанию углерода в наплавленном металле в сотых долях процента;
б) последующие индексы, каждый из которых состоит из буквенного обозначения соответствующего основного химического элемента и стоящего за ним числа, показывающего среднее содержание этого элемента в наплавленном металле в процентах (с погрешностью до 1 %);
в) последний индекс, характеризующий минимальную температуру, при которой величина ударной вязкости металла шва и наплавленного металла при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996-66 составляет не менее 3,5 кгс×м/см 2 , согласно табл. 4.
10. В условном обозначении электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, должна включать два индекса.
Первый индекс, аналогичный последнему индексу по п. 9в, указывает минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва и наплавленного металла при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996-66 составляет не менее 3,5 кгс×м/см 2 (табл. 4).
| Минимальная температура, при которой ударная вязкость | Индекс |
| Не регламентирована | 0 |
| +20 | 1 |
| 0 | 2 |
| -20 | 3 |
| -30 | 4 |
| -40 | 5 |
| -50 | 6 |
| -60 | 7 |
1. К основным химическим элементам, помимо углерода, следует относить только легирующие элементы, определяющие уровень механических свойств наплавленного металла. При этом кремний и марганец считают основными химическими элементами, если их среднее содержание в наплавленном металле превышает 0,8 %.
2. Порядок расположения буквенных обозначений химических элементов определяется уменьшением среднего содержания соответствующих элементов в наплавленном металле.
3. При среднем содержании основного химического элемента в наплавленном металле менее 0,8 % число за буквенным обозначением химического элемента не указывают.
4. Химические элементы, содержащиеся в. наплавленном металле, обозначают следующими буквами: Б - ниобий, В - вольфрам, Г - марганец, Д - медь, М - молибден, Н - никель, С - кремний, Т - титан, Ф - ванадий, Х - хром, Ю - алюминий.
5. В группе индексов перед последним индексом ставят тире (-).
Второй индекс указывает максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва (табл. 5).
| Максимальная рабочая температура, при которой регламентированы показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва, °С | Индекс |
| Не регламентирована или ниже 450 | 0 |
| 450 - 465 | 1 |
| 470 - 485 | 2 |
| 490 - 505 | 3 |
| 510 - 525 | 4 |
| 530 - 545 | 5 |
| 550 - 565 | 6 |
| 570 - 585 | 7 |
| 590 - 600 | 8 |
| Свыше 600 | 9 |
11. Все данные, необходимые для составления групп индексов по пп. 8.10, должны быть взяты из стандартов или технических условий на электроды конкретных марок.
В группе индексов условного обозначения электродов для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм 2 (п. 8) следует приводить данные для металла шва и наплавленного металла в состоянии после сварки (без термической обработки).
В группе индексов условного обозначения электродов для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм 2 , а также для сварки легированных теплоустойчивых сталей (пп. 9 и 10) следует приводить данные для металла шва и наплавленного металла после термической обработки по режимам, регламентированным стандартами или техническими условиями на электроды конкретных марок.
При отсутствии в стандартах или технических условиях данных, необходимых для индексации соответствующих показателей механических свойств металла шва и наплавленного металла, эти показатели рассматривают, как нерегламентированные.
Примеры составления групп индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, для условного обозначения электродов.
Пример составления групп индексов для электродов марки УОНИИ-13/45 (типа Э42А), обеспечивающих следующие механические свойства металла шва и наплавленного металла в состоянии после сварки при нормальной температуре:
временное сопротивление разрыву - не менее 42 кгс/мм 2 (41);
относительное удлинение - не менее 22 % (2);
выполненный электродами наплавленный металл и металл шва в состоянии после сварки при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996-66 имеет ударную вязкость не менее 3,5 кгс · м/см 2 при температуре минус 40 °C (5):
41 2(5)
То же, для электродов марки ЦЛ-18 (типа Э85), обеспечивающих получение наплавленного металла со средним содержанием 0,18 % углерода, 1 % хрома, 1 % марганца; выполненный электродами наплавленный металл и металл шва после термической обработки при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996-66 имеет ударную вязкость не менее 3,5 кгс · м/см 2 при температуре минус 10 °C (2):
18Х1Г1-2
То же, для электродов марки ЦЛ-20 (типа Э-09Х1МФ), обеспечивающих получение наплавленного металла и металла шва после термической обработки при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996-66 с ударной вязкостью не менее 3,5 кгс · м/см 2 при температуре 0 °C (2), показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва регламентированы до температуры 580 °C (7):
Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей
Группа электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей весьма многочисленна. Многообразие марок электродов этой группы объясняется главным образом следующими причинами: стремлением разработчиков улучшить сварочно-технологические свойства электродов, которые невозможно оценивать количественно путем измерений, что приводит иногда из-за субъективности оценки к возникновению марок электродов, близких по свойствам; разнообразием минералов, химических соединений и других материалов, которые возможно использовать в качестве компонентов электродных покрытий; необходимостью постоянно улучшать технологические свойства электродов при их опрессовке; необходимостью постоянно улучшать гигиенические свойства электродов; конъюнктурными соображениями разработчиков; необходимостью в узкоспециализированных электродах, отличающихся от других улучшенными одним или несколькими свойствами.
Важнейшие характеристики группы электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей: прочностные и пластические свойства металла шва, а иногда также результаты дополнительных испытаний; вид электродного покрытия, обусловливающего гигиенические характеристики, количество водорода и неметаллических включений в металле, стабильность горения дуги, склонность к образованию пор, производительность процесса сварки.
Перечисленные характеристики необходимо учитывать при выборе марки электродов для сварки определенного объекта из углеродистой или низколегированной стали.
Одна из главных характеристик электрода для сварки углеродистых и низколегированных сталей — временное сопротивление. Этот показатель позволяет судить о соответствии прочности металла сварного шва и свариваемой стали. Следует помнить, что использование электродов с большим временным сопротивлением, чем у свариваемой стали, может привести к концентрации сварочных напряжений в сварных швах, что отрицательно отразится на работоспособности сварной конструкции.
Относительное удлинение и ударная вязкость — не менее важные характеристики, без учета которых невозможен правильный выбор марки электрода для сварки конкретного объекта. При выборе марки электрода необходимо стремиться к тому, чтобы минимальное значение ударной вязкости металла шва было бы не ниже минимального значения такой характеристики свариваемой стали; допустимое минимальное значение относительного удлинения металла шва может быть несколько ниже этой характеристики основного металла, которая зависит от условий работы и технологии изготовления изделия и должна регламентироваться техническими условиями на изделие.
ГОСТ 9467—75 стандартизовано девять типов электродов для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей: Э38, Э42, Э46 и Э50 — для сталей с временным сопротивлением до 490 МПа; Э42А, Э46А и Э50А — для тех же сталей, когда к металлу сварных швов предъявляются повышенные требования по относительному удлинению и ударной вязкости; Э55 и Э60 — для сталей с временным сопротивлением от 490 до 590 МПа. При выборе электродов для сварки конкретной марки углеродистой или низколегированной стали одинаковость химического состава металла шва и основного металла не является обязательным условием. Поэтому химический состав металла швов, выполненных электродами типов Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60, ГОСТ 9467—75 не нормируется и обычно не приводится в технической документации на электроды, за исключением содержания серы и фосфора. Максимально допустимая стандартом концентрация этих элементов составляет: для электродов типов Э38, Э42, Э46, Э50 — 0,040% серы; 0,045% фосфора; для электродов типов Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60 — 0,030% серы; 0,035% фосфора.
Электроды типа Э38 в настоящее время в нашей стране не производятся, поскольку прочность сварных соединений, выполненных такими электродами, ниже прочности стали марки ВСт3сп — наиболее распространенного конструкционного материала. В редких случаях, когда для сварных конструкций используют стали марок 10, 15 и другие, временное сопротивление которых после отжига или нормализации составляет 293 МПа и менее, применяют электроды типа Э42.
Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности сварных соединений, работающих в экстремальных условиях, к электродам какого-либо типа следует предъявлять дополнительные требования по механическим свойствам и химическому составу металла шва, не предусмотренные ГОСТ 9467—75. Поэтому значительное число марок электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей выпускается по отраслевым стандартам и техническим условиям. Причем электроды одной марки могут быть изготовлены или по ГОСТ, или по ОСТ, или по техническим условиям. В ряде случаев применение электродов регламентируется специальными документами. Так, конструкции морских и речных судов характеризуются высокой степенью жесткости сварных узлов и конструкций, вследствие чего при имеющем место в процессе эксплуатации неравномерном охлаждении сварной конструкции возникает повышенная опасность растрескивания сварных швов. Поэтому для сварки судовых конструкций морских и речных судов разрешается применять только определенные марки электродов, из принадлежащих какому-то одному типу, выдержавшие дополнительные испытания, предусмотренные правилами Морского и Речного Регистров. Электродами, разрешенными Морским Регистром СССР для сварки судовых конструкций, являются марки: АНО-6, АНО-4, АНО-13, ОЗС-17Н, ОЗС-22Р, ОЗС-22Н, АНО-3, 03C-20H, 03C-20P, ЗТМ-2У. К электродам, разрешенным Речным Регистром РСФСР для сварки речных судов, относятся марки: АНО-6, АНО-6М, УОНИ-13/45, ОЗС-4, АНО-13, ОЗС-12, МР-3, ОЗС-17Н, ОЗС-22Р, ОЗС-22Н, УОНИ-13/55, АНО-9, 03C-20P, 03C-20H.
Сварные швы объектов атомной энергетики должны обладать повышенной надежностью. Для сварки этих объектов могут быть использованы только некоторые марки электродов, выдержавшие специальные аттестационные испытания. В соответствии с документом «Основные положения по сварке и наплавке узлов и конструкций атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок» (ОП 1513-72) для сварки углеродистых и низколегированных сталей разрешается использовать следующие марки электродов: УОНИ-13/45, УОНИ-13/45А, УОНИ-13/55, ТМУ-21, ЦУ-5, ЦУ-6, ЦУ-7.
Вязкопластические свойства металла сварных швов, обладающих одинаковой прочностью, но выполненных электродами с различными видами покрытий, значительно отличаются. Эти различия объясняются следующими причинами: различной степенью насыщения водородом расплавленного и кристаллизующегося металла; различным содержанием в металле шва оксидных и сульфидных включений, различием их состава и морфологии (форма, дисперсность, распределение в структуре металла).
При сварке углеродистых сталей растворение водорода в сварочной ванне и неполное выделение его в процессе кристаллизации и дальнейшего охлаждения металла вызывает уменьшение пластичности за счет образования трещин-надрывов протяженностью до 0,3 мм в том случае, когда велика скорость охлаждения наплавляемого валика, например, при сварке без подогрева металла большой толщины.
При сварке низколегированных сталей водород может не только снизить пластичность металла шва за счет образования трещин-надрывов, но и вызвать образование макротрещин как в швах, так и в околошовной зоне. Это объясняется снижением температуры превращения γ→α, вызванным содержанием в металле шва легирующих элементов и водорода, и более интенсивным вследствие этого выделением водорода при температуре образования надрывов и при дальнейшем охлаждении.
Электроды с целлюлозным, кислым (рудно-кислым) и рутиловым видами покрытий содержат в покрытии органические вещества и значительное количество влаги (температура прокалки не выше 200 °С), вследствие чего содержание водорода, поступающего в зону сварки, выше чем при сварке электродами с покрытием основного вида (температура прокалки 350—450 °С), содержащим к тому же фтористые соединения, способствующие уменьшению абсорбции водорода каплями расплавленного металла.
Наибольшее количество серы и оксидных включений наблюдается в сварных швах, выполненных электродами с рудно-кислым и окислительным покрытиями, к тому же эти включения имеют наиболее неблагоприятную форму; соотношение содержания марганца и кремния в оксидных включениях — наименее благоприятное. Наименее загрязнен серой и кислородом металл швов, сваренных электродами с основным видом покрытия, сульфидные и оксидные включения имеют в этом случае благоприятную сфероидальную форму, неметаллические включения в виде цепочек и плен не наблюдаются, соотношение содержания марганца и кремния в оксидных включениях — наиболее благоприятное.
Электроды с рутиловым, ильменитовым и целлюлозным покрытиями занимают промежуточные положения.
Рассмотренные факторы определяют различия в вязко-пластических свойствах металла сварных швов, выполненных электродами с различными видами покрытий и вместе с прочностными свойствами должны учитываться при выборе марки электрода для сварки конкретного объекта.
Вид покрытия электрода определяет также его важнейшие сварочно-технологические свойства: характер процесса переноса расплавленного металла через дуговой промежуток, формирование сварного шва в различных пространственных положениях, отделимость шлаковой корки, стабильность горения дуги, склонность к образованию пор.
Перенос металла через дуговой промежуток при ручной дуговой сварке покрытыми электродами осуществляется главным образом короткими замыканиями. Поэтому число коротких замыканий можно рассматривать в качестве характеристики процесса переноса металла через дуговой промежуток. Другой характеристикой этого процесса является относительная доля капель разных фракций.
При сварке электродами с целлюлозным покрытием основная часть металла переносится через дуговой промежуток в виде мелких капель, тогда как в случае электродов с основным покрытием большая часть металла переносится в виде капель крупного и среднего размеров. Электроды с рутиловым и рудно-кислым покрытиями намного превосходят по этому показателю электроды с покрытием основного вида и существенно уступают электродам с покрытием целлюлозного вида.
Читайте также: