Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Стандартизация сварочных материалов для дуговой сварки сталей

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
832.45 Кб
Скачать

5. 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