книги / Стандартизация сварочных материалов для дуговой сварки сталей
..pdf5. ЗАЩИТНЫЕ ГАЗЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Классификация защитных газов для дуговой сварки:
1.Активные газы – углекислый газ (ГОСТ 8050–85), кисло-
род (ГОСТ 5583–78).
2.Инертные газы – аргон(ГОСТ10157–79), гелий (ТУ, ОСТ).
3.Смеси – аргомикс(Ar + CO2 + O2), легимикс(Ar + CO2 + He).
Поставка производится в газообразном и жидком состоянии
партиями.
Документация к поставке:
1.Наименование и товарный знак предприятия-изготовителя.
2.Сорт продукта.
3.Номер партии и дата.
4.Объем и масса жидкого газа.
5.Результат химического анализа.
6.Штамп ОТК.
7.Обозначение стандарта.
5.1.Инертные газы
5.1.1. ГОСТ 10157–79 «Аргон газообразный и жидкий. Технические условия»
Приведем сортамент аргона (табл. 5.1).
|
|
|
Таблица 5.1 |
|
Сортамент аргона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель |
|
Норма |
||
Высший сорт |
Первый сорт |
|
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
99,987 |
|
|||
Объемная доля аргона, %, не менее |
99,993 |
|
||
Объемная доля кислорода, %, не более |
0,000 |
7 |
0,002 |
|
Объемная доля азота, %, не более |
0,005 |
0,01 |
|
|
Объемная доля водяных паров, %, не более, |
0,000 |
9 |
0,001 |
|
что соответствует температуре насыщения |
|
|
|
|
аргона водяными парами при давлении |
|
|
|
|
101,3 кПа (760 мм рт. ст.), °С, не выше |
–61 |
|
–58 |
|
Объемная доля суммы углеродсодержащих |
0,000 |
5 |
0,001 |
|
соединений в пересчете на СО2, %, не более |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
51 |
Номинальное давление аргона при 20 °С при наполнении, хранении и транспортировании баллонов должно составлять 14,7 ± 0,5 МПа
(150 ± 5 кгс/см2) или 19,6 ± 1,0 МПа (200 ± 10 кгс/см2).
Возвратные баллоны должны иметь остаточное давление аргона не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).
При поставке газообразного аргона в баллонах по ГОСТ 949–73 вместимостью 40 дм3 (40 л) объем газа в баллоне составляет:
–при давлении 150 кгс/см2 при 20 °С: 0,155 · 40 = 6,20 м3;
–при давлении 200 кгс/см2 при 20 °С: 0,206 · 40 = 8,24 м3.
Гарантийный срок хранения газообразного аргона 18 мес. со
дня изготовления.
5.1.2. ТУ 51-689–75 «Гелий газообразный и жидкий. Технические условия»
Приведем сортамент гелия (табл. 5.2).
|
|
|
|
|
Таблица 5.2 |
|
Сортамент гелия |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Объемная доля, % |
|
Нормы для марок гелия |
|
||
А |
|
Б |
|
В |
|
|
|
|
|||
Гелий, не менее |
99,995 |
|
99,99 |
|
99,99 |
Водород, не более |
0,000 1 |
|
0,002 5 |
|
0,002 5 |
Азот, не более |
0,000 5 |
|
0,004 |
|
0,004 |
Кислород, не более |
0,000 1 |
|
– |
|
– |
Аргон, не более |
– |
|
0,001 |
|
0,001 |
Углерод, не более |
0,000 1 |
|
0,003 |
|
0,003 |
Неон, не более |
0,004 |
|
0,009 |
|
0,04 |
Водяные пары |
0,000 5 |
|
0,002 |
|
0,02 |
Транспортирование и хранение гелия производится в газообразном состоянии при давлении 15 МПа или в сжиженном при давлении не менее 0,2 МПа.
52
5.2.Активные газы
5.2.1.ГОСТ 8050–85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия»
Приведем сортамент двуокиси углерода (табл. 5.3).
|
|
|
Таблица 5.3 |
||
Сортамент двуокиси углерода |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Показатель |
Высший |
Первый |
|||
сорт |
сорт |
||||
|
|||||
Объемная доля СО2, %, не менее |
99,8 |
|
99,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Объемная доля СО |
– |
|
– |
||
Массовая концентрация минеральных масел |
|
|
|
|
|
0,1 |
|
0,1 |
|
||
и механических примесей, мг/кг, не более |
|
|
|||
|
|
|
|
||
Массовая доля воды, %, не более |
– |
|
– |
||
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 СО2 |
|
|
|
|
|
водяными парами при давлении 101,3 кПа |
|
|
|
|
|
(760 мм рт. ст.) при температуре 20 °С, не выше |
–48 |
|
–34 |
При поставке жидкого углекислого газа в баллонах по ГОСТ 949 вместимостью 40 дм3 масса газа при 7,5 МПа и температуре 20 °С составляет 25 кг, при испарении образуется 12,6 м3 газа. Давление в баллоне зависит от температуры окружающего воздуха: например, при 0 °Сдавление в баллоне– 3,6 МПа, апри31 °С– 7,5 МПа.
5.2.2.ГОСТ 5583–78 «Кислород газообразный технический
имедицинский»
Приведем сортамент кислорода (табл. 5.4).
|
|
Таблица 5.4 |
Сортамент кислорода |
|
|
|
|
|
Показатель |
Первый сорт |
Второй сорт |
|
|
|
Объемная доля кислорода, %, не менее |
99,7 |
99,5 |
Объемная доля водяных паров, %, не более |
0,007 |
0,009 |
Объемная доля водорода, %, не более |
0,3 |
0,5 |
|
|
53 |
Содержание двуокиси углерода, окиси углерода, газообразных кислот и оснований, озона и других газов-окислителей не нормируется.
Содержание водорода и щелочи определяется в кислороде, получаемом электролизом воды по методу анализа, указанном в данном стандарте.
При наполнении, хранении и транспортировании газообразного кислорода в баллонах по ГОСТ 949 номинальное давление при 20 °С должно соответствовать (14,7 ± 0,5) МПа, (150 ± 5) кгс/см2,
или (19,6 ± 1,0) МПа, (200 ± 10) кгс/см2.
Возвратные баллоны должны иметь остаточное давление кислорода не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).
Гарантийный срок хранения – 18 мес. со дня изготовления.
5.3. Газовые смеси для дуговой сварки сталей
Основные газовые смеси и рекомендуемые их составы для дуговой сварки сталей првиедены в табличной форме (табл. 5.5, 5.6).
Таблица 5.5
Состав смеси и рекомендуемые для сварки толщины
Смесь |
Рекомендуемыетолщины, |
Состав |
|
мм |
|||
|
|
||
|
Для сварки углеродистых сталей |
||
Аргомикс-Л |
1–4 |
93 % Ar + 5 % CO2 + 2 % O2 |
|
Аргомикс-У |
4–12 |
86 % Ar + 12 % CO2 + 2 % O2 |
|
Аргомикс-Т |
11–15 и более |
82 % Ar + 18 % CO2 |
|
|
Для сварки нержавеющих сталей |
||
Легимикс-Л |
1–8 |
13,5 % Ar + 1,5 % CO2 + 85 % He |
|
Легимикс-У |
4–10 |
43 % Ar + 2 % CO2 + 55 % He |
|
Легимикс-Т |
8–15 и более |
60 % Ar + 2 % CO2 + 38 % He |
Примечание. Л – легкая, У – универсальная, Т – тяжелая.
54
Таблица 5.6
Рекомендуемые составы газовых смесей для дуговой сварки сталей
|
Вид |
Рекомендуемые |
Достигаемый |
|
Смесь газов |
применяемого |
свариваемые |
||
эффект |
||||
|
электрода |
материалы |
||
|
|
|||
Ar + He в лю- |
Плавящийся, |
Химически активные |
Повышение глубины |
|
бом соотноше- |
неплавящийся, |
металлы, сплавы на |
проплавления и |
|
нии |
вольфрамовый |
их основе, высоколе- |
обеспечение специ- |
|
|
|
гированные стали |
альной формы шва |
|
Ar + (1–5 % O2) |
Плавящийся, |
Низкоуглеродистые |
Снижение критиче- |
|
|
неплавящийся, |
и легированные ста- |
ского тока перехода |
|
|
угольный или |
ли |
капельного переноса |
|
|
графитовый |
|
металла в струйный, |
|
|
|
|
уменьшение подре- |
|
|
|
|
зов и пористости |
|
Ar + (10–20 % |
Плавящийся, |
Низкоуглеродистые |
Устранение порис- |
|
CO2) |
неплавящийся, |
и низколегирован- |
тости, при сварке |
|
|
угольный или |
ные стали |
тонколистовойста- |
|
|
графитовый |
|
ли– повышение ста- |
|
|
|
|
бильности дуги и |
|
|
|
|
улучшение форми- |
|
|
|
|
рования шва |
|
75 % Ar + |
Плавящийся, |
Низкоуглеродистые, |
Повышение ста- |
|
+ 20 % CO2 + |
неплавящийся, |
низколегированные |
бильности дуги, ми- |
|
+ 5 % O2 |
угольный или |
и легированные ста- |
нимальное разбрыз- |
|
|
графитовый |
ли |
гивание, хорошее |
|
|
|
|
формирование шва, |
|
|
|
|
отсутствие пористо- |
|
|
|
|
сти |
|
CO2 + 20 % O2 |
Плавящийся |
Низкоуглеродистые |
Глубокое проплав- |
|
|
электрод |
и низколегирован- |
ление, хорошее |
|
|
|
ные стали |
формирование шва, |
|
|
|
|
минимальное раз- |
|
|
|
|
брызгивание |
55
6. ФЛЮСЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ СТАЛЕЙ
Приведем классификацию флюсов |
в табличной форме |
|
(табл. 6.1). |
|
|
|
|
Таблица 6.1 |
|
Классификация флюсов |
|
|
|
|
Показатель |
Характеристика показателя |
Тип флюса |
Способ изго- |
Выплавка в пламенных или элек- |
Плавленные |
товления |
тродуговых печах или дуплекс- |
|
|
процессом |
|
|
Смешивание шихты, грануляция и |
Керамические |
|
прокалка |
|
Основность |
В – соотношение между основны- |
B > 1 – основные, |
|
ми (RO) и кислыми окислами |
B = 1 – нейтральные, |
|
(RO2), входящими в флюс |
B < 1 – кислые |
|
B = Σ(RO)/Σ(RO2) |
|
Содержание |
MnO + SiO2 > 50 % |
Марганцево-силикатные |
основных со- |
CaO + MgO + SiO2 > 60 % |
Кальциево-силикатные |
ставляющих |
Al2O3 + TiO2 > 45 % |
Глиноземно-рутиловые |
|
Al2O3 + CaO + MgO > 45 % |
Глиноземно-основные |
|
CaO + MgO + MnO + CaF2 > 50 % |
Фторидно-основные |
|
Нет данных |
Специальные |
Химическая |
Оценка изменений химического |
Активные (восстанавли- |
активность |
состава наплавленного металла |
вающие), пассивные, |
|
под воздействием защитной среды |
активные (окислитель- |
|
(флюса) |
ные) |
Назначение |
|
Для сварки и наплавки |
|
|
под флюсом, для элек- |
|
|
трошлаковой сварки, |
|
|
для пайки, специального |
|
|
назначения |
56
6.1. Плавленые флюсы
Важными характеристиками сварочных плавленых флюсов, которые согласно ГОСТ Р 52222–2004 «Флюсы сварочные плавленые для автоматической сварки. Технические условия» подвергаются контролю перед использованием, являются строение, размер и цвет зерен (табл. 6.2).
|
|
Таблица 6.2 |
|
Строение и цвет зерен флюсов |
|||
|
|
|
|
Марка флюса |
Строение |
Цвет зерен |
|
зерен |
|||
|
|
||
АН-348А, АН-348АМ, |
|
От желтого до коричневого |
|
АН-348АД, АН-348АДМ, |
|
|
|
АН-348В, АН-348ВМ, |
|
|
|
АН-348ВД, АН-348ВДМ |
|
|
|
АН-42, АН-42М |
|
От светло-коричневого до темно- |
|
|
|
коричневого |
|
АН-47, АН-47Д |
|
От темно-коричневого до черного |
|
АН-8 |
|
От желтого до коричневого |
|
АНЦ-1А, АНЦ-1АМ, |
|
Желтый и коричневый |
|
АНЦ-1АД, АНЦ-1АДМ |
|
|
|
ОСЦ-45, ОСЦ-45М, |
|
Светло-серый, желтый и коричневый |
|
ОСЦ-45Д, ОСЦ-45ДМ |
Стекло- |
|
|
ФЦ-9 |
видное |
От светло-коричневого до коричне- |
|
|
|
вого |
|
ФЦ-11 |
|
Серый, желтых и коричневых тонов |
|
ФЦ-21 |
|
Серый |
|
АН-15М |
|
От серого до светло-голубого и свет- |
|
|
|
ло-зеленого |
|
АН-18 |
|
От темно-серого и темно-синего до |
|
|
|
черного |
|
АН-20С, АН-20СМ |
|
От белого до светло-серого и светло- |
|
|
|
голубого |
|
АН-22 |
|
От желтого до светло-коричневого |
|
АН-26С |
|
От серого до светло-зеленого |
|
АН-348АП, АН-348АПМ, |
|
От желтого до светло-коричневого |
|
АН-348ВП, АН-348ВПМ, |
Пемзо- |
|
|
АНЦ-1АП, АНЦ-1АПМ, |
|
||
ОСЦ-45П, ОСЦ-45ПМ |
видное |
|
|
|
|
||
АН-47ДП |
|
Черный матовый |
|
|
|
57 |
|
|
|
|
Окончание табл. 6.2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Марка флюса |
|
Строение |
Цвет зерен |
|||
|
|
зерен |
||||
|
|
|
|
|
|
|
АН-60, АН-60М, |
|
|
|
От светло-серого и светло-розового |
||
АН-67А, АН-67Б |
|
|
|
до желтого и светло-коричневого |
||
АН-20П |
|
|
|
От белого до светло-серого и светло- |
||
|
|
|
|
голубого |
|
|
АН-26П |
|
|
|
От серого до светло-зеленого |
||
ФЦ-17 |
|
|
|
Светло-синий, зеленых и фиолето- |
||
|
|
|
|
вых тонов |
|
|
ФЦ-18 |
|
|
|
От белого до бирюзового |
||
ФВТ-1, ФЦ-22 |
|
|
Стекло- |
Серый, желтых и коричневых тонов |
||
АН-26СП |
|
|
От серого до светло-зеленого |
|||
|
|
пемзовид- |
|
|
|
|
ФЦ-16, ФЦ-16А |
|
Серый или коричневый |
|
|||
|
|
ное |
|
|||
ФЦ-19 |
|
|
|
Серый, зеленых и фиолетовых тонов |
||
Размер зерен флюсов: |
|
|
|
|||
|
Марка флюса |
|
|
Размер зерен |
||
АН-348АМ, АН-348АДМ, АН-348АП, АН-348АПМ, |
|
0,25–1,60 |
||||
АН-348В, АН-348ВМ, АН-348ВД, АН-348ВДМ, АН-348ВП, |
|
|
||||
АН-348ВПМ, АН-60М, ФЦ-9, АН-20СМ |
|
|
||||
АН-42М, АН-47, АН-47Д, АН-47П, АН-8, ФВТ-1, ФЦ-11, |
|
0,25–2,50 |
||||
ФЦ-16, ФЦ-16А, ФЦ-21, ФЦ-22, АН-15М, АН-22, АН-26С, |
|
|
||||
ФЦ-17, ФЦ-19 |
|
|
|
|
|
|
АН-348А, АН-348АД, АН-42, АН-67А, АН-67Б, АНЦ-1А, |
|
0,25–2,80 |
||||
АНЦ-1АМ, АНЦ-1АД, АНЦ-1АДМ, АНЦ-1АП, |
|
|
||||
АНЦ-1АПМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, ОСЦ-45Д, ОСЦ-45ДМ, |
|
|
||||
АН-20С, АН-26П, АН-26СП, ФЦ-18 |
|
|
|
|||
АН-348АП, АН-60, ОСЦ-45П, АН-18, АН-20П |
|
0,35–4,00 |
||||
Область применения сварочных плавленых флюсов: |
||||||
Марка флюса |
|
|
|
Область применения |
||
АН-348А, АН-348АД, |
|
|
Флюсы широкого применения для сварки кон- |
|||
АН-348В, АН-348ВД, |
|
|
струкций из углеродистых и низколегирован- |
|||
ОСЦ-45, ОСЦ-45Д, |
|
|
ных сталей широкого профиля |
|
||
АНЦ-1А, АНЦ-1АД |
|
|
|
|
|
|
АН-348АП, АН-348ВП, |
Дуговая автоматическая сварка на повышен- |
|||||
АНЦ-1АП, ОСЦ-45П |
|
|
ной скорости (до 120 м/ч) конструкций из уг- |
|||
|
|
|
леродистых и низколегированных сталей |
|||
58 |
|
|
|
|
|
|
Марка флюса |
Область применения |
АН-348АМ, АН-348АДМ, |
Полуавтоматическая шлаковая сварка конст- |
АН-348АПМ, АН-348ВМ, |
рукций из углеродистых и низколегированных |
АН-348ВДМ, АН-348ВПМ, |
сталей |
АНЦ-1АМ, АНЦ-1АДМ, |
|
АНЦ-1АПМ, ОСЦ-45ПМ, |
|
ФЦ-9 |
|
АН-42, АН-42М, АН-47, |
Сварка конструкций из углеродистых и низко- |
АН-47Д, ОСЦ-45М, |
легированных сталей |
ОСЦ-45ДМ |
|
АН-47ДП, АН-67А, |
Дуговая автоматическая сварка на повышен- |
АН-67Б |
ной скорости (до 180 м/ч) конструкций из уг- |
|
леродистых и низколегированных мелкозерни- |
|
стых сталей обычной и повышенной прочности |
АН-60, АН-60М, ФВТ-1 |
Дуговая автоматическая сварка на повышен- |
|
ной скорости (до 180 м/ч) конструкций из уг- |
|
леродистых и низколегированных сталей |
АН-8, ФЦ-21 |
Электрошлаковая сварка изделий из углеро- |
|
дистых и низколегированных сталей широкого |
|
профиля |
ФЦ-11, ФЦ-16, ФЦ-16А, |
Автоматическая сварка и наплавка изделий из |
ФЦ-22 |
теплоустойчивых низко- и среднелегирован- |
|
ных сталей в атомном и энергетическом маши- |
|
ностроении |
АН-15М, АН-18 |
Сварка низко- и среднелегированных высоко- |
|
прочных сталей |
АН-20С, АН-20СМ, |
Автоматическая сварка и наплавка конструк- |
АН-20П, АН-22, АН-26С, |
ций из высоколегированных нержавеющих |
АН-26П, АН-26СП, ФЦ-17 |
сталей |
ФЦ-18 |
Дуговая наплавка ленточным электродом из |
|
высоколегированной нержавеющей стали |
ФЦ-19 |
Дуговая сварка и наплавка изделий из высоко- |
|
хромистых нержавеющих сталей |
59
6.2. Керамические флюсы
Приведем выдержки из ГОСТ 28555–90 «Флюсы керамические длядуговойсваркиуглеродистыхсталей. Общиетехническиеусловия».
Гранулометрический состав флюса должен соответствовать приведенному в таблице:
Размер гранул флюса, |
|
Просев через сетку |
Остаток на сетке № 2 |
|||
мм |
|
№ 025 (ГОСТ 6613), % |
|
(ГОСТ 6613), % |
||
0,25–2,00 |
|
Не более 5 |
|
Не более 8 |
||
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
|
Предельно допустимые концентрации |
|
|
||||
основных вредных веществ в воздухе |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Наименование вещества |
|
ПДК, |
|
Класс |
||
|
мг/м3 |
|
опасности |
|||
Марганец в сварочных аэрозолях |
|
|
|
|
||
до 20 мас. % |
|
|
0,2 |
|
II |
|
от 20 до 30 мас. % |
|
|
0,1 |
|
II |
|
Марганца оксиды (в пересчете на MnO2): |
|
0,3 |
|
II |
||
аэрозоль дезинтеграции |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
Кремния диоксид аморфный в смеси с оксидами |
|
|
|
|
||
марганца в виде аэрозоля конденсации с каждого |
|
1 |
|
III |
||
из них не более 10 мас. % |
|
|
|
|
|
|
Водород фтористый (в пересчете на F) |
|
0,5/0,1 |
|
I |
||
Углерода оксид |
|
|
20 |
|
IV |
|
Фтористоводородной кислоты соли (по F): |
|
|
|
|
||
фториды натрия, калия, аммония, цинка, олова, |
|
1/0,2 |
|
II |
||
серебра, лития и бария |
|
|
|
|
|
Примеры:
– флюс керамический марки АНК-18 ТУ 14-1-3643–83. Назначение: механизированная износостойкая наплавка для получения слоя с твердостью НВ 350–450 на детали и узлы из низколегированных сталей, подвергающихся ударно-абразивному изнашиванию. Состав наплавленного металла: С = 0,3 %, Cr = 3,0…3,5 %, Mn = = 1,3…1,5 %, Si = 0,2…0,5 %. Технология изготовления: агломери-
60