Классификация электродов по стандартам
В соответствии с требованиями ГОСТ 9466-75 сварочные и наплавочные электроды классифицируют по назначению, типам, маркам, толщине электродного покрытия, видам покрытия, допустимым пространственным положениям сварки (наплавки), характеристикам сварочного тока. Эта классификация (как и сам стандарт) не распространяется на электроды для наплавки поверхностных слоев из цветных металлов и их сплавов, сварки и наплавки чугуна, резки металлов, для подводных работ.
По назначению электроды подразделяют: У (условное обозначение) — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву ов до 590 МПа; JI — для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву Ов свыше 590 МПа; Т — для сварки легированных теплоустойчивых сталей; В — для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами; Н — для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.
Подразделение электродов на типы нормировано ГОСТ 9467 75, ГОСТ 10051-75 и ГОСТ 10052-75. Обозначение типов электродов состоит из индекса Э (электроды для ручной дуговой сварки и наплавки) и следующих за ним цифр и букв. У электродов для сварки конструкционных сталей две или три цифры в обозначении указывают временное сопротивление разрыву металла шва или наплавленного металла в кгс/мм2. Для прочих электродов две или три цифры, следующие за индексом, указывают среднее содержание углерода в наплавленном металле в сотых долях процента. Химические элементы, содержащиеся в наплавленном металле, обозначены (аналогично обозначению в сталях и в проволоках) следующими буквами: А — азот (N2), Б — ниобий (Nb), В — вольфрам (W), Г — марганец (Мп), Д — медь (Си), К — кобальт (Со), М — молибден (Mo), Н — никель (Ni), Р — бор (В), С — кремний (Si), Т — титан (Ті), Ф — ванадий (V), X — хром (Сг). Цифры, следую-
3 - 9-423щие за буквенными обозначениями химических элементов, > вают их средние содержания в процентах. После буквенного обозначения химических элементов, среднее содержание которых в наплавленном металле составляет не более 1,5% по ГОСТ 10051-75 и ГОСТ 10052-75 и не более 0,8% по ГОСТ 9467-75, цифры не проставляют. При среднем содержании в наплавленном металле Si до 0,8% и Мп до 0,8% - по ГОСТ 9467-75, до 1% - по ГОСТ 10051-75 и до 1,6% — по ГОСТ 10052-75 буквы С и Г не проставляют.
Каждому типу электродов может соответствовать одна или несколько марок электродов, различающихся между собой по каким - либо показателям, причем иногда — очень существенно.
В зависимости от требований к показателям прочности и пластичности металла шва (или наплавленного металла) ГОСТ 9467-75 регламентировано 14 типов электродов для сварки конструкционных сталей:
• Э38, Э42, Э46 и Э50 - для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 490 МПа;
• Э42А, Э46А и Э50А — для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 490 МПа, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости;
• Э55 и Э60 — для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву от 490 до 590 МПа;
• Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 — для легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 590 МПа.
Химический состав металла, наплавленного электродами для сварки конструкционных сталей, стандартом не нормирован, за исключением примесей — серы S и фосфора Р, максимально допустимая концентрация которых составляет: для электродов типов Э38, Э42, Э46, Э50 — 0,040% S: 0,045% Р, для электродов других типов - 0,030% S; 0,035% Р.
Механические свойства металла шва или наплавленного металла и сварного соединения, выполненных электродами для сварки конструкционных сталей, должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 6.
ГОСТ 9467-75 установлено также девять тшюв электродов для сварки теплоустойчивых сталей, для которых нормированы как
Таблица 6. Типы электродов для сварки конструкционных углеродистых, низколегированных
и легированных сталей (по ГОСТ 9467-75)________________________
Таблица 7. Типы электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей (по ГОСТ 9467-75)
Механические свойства металла шва при температуре 20°С
| Временное сопротивление О0, МПа
Химический состав наплавленного металла, %
Ni 0,6-0,9 Nb 0,07-0,20
механические свойства металла шва, так и химический состав наплавленного металла (табл. 7).
Электроды для сварки коррозиоиностойких, жаропрочных и жаростойких высоколегированных сталей с различной структурой и ряда никелевых сплавов выпускают по ГОСТ 10052-75, который предусматривает 49 основных типов электродов (табл. 8). Для этих электродов нормированы химический состав наплавленного металла и механические свойства металла шва, а для ряда типов — структура наплавленного металла (содержание ферритной фазы). Однако стандарт охватывает лишь часть промышленной номенклатуры, значительное количество марок высоколегированных электродов выпускают вне его рамок.
ГОСТ 10051-75 установлено 44 типа электродов для наплавочных работ. Для всех типов электродов стандартизирован химический состав наплавленного металла и его твердость при комнатной температуре. Нормы для наиболее распространенных типов наплавочных электродов приведены в табл. 9.
Важно понимать, что нормы, устанавливаемые стандартами, являются предельно допустимыми по минимуму или максимуму. Электроды, изготавливаемые на уровне таких предельно допустимых свойств, для значительной группы потребителей неприемлемы, хотя формально являются стандартной продукцией.
В сварочной технике различные электроды известны, главным образом, по своим марочным наименованиям, которые установлены технической документацией организаций-разработчиков и изготовителей. Для электродов, выпускаемых на постсоветском пространстве, в буквенном обозначении марки электродов в закодированном виде, как правило, представлено наименование организации-разработчика. Среди наиболее распространенных — электроды серий ОЗС, ОЗЛ, ОЗН, разработанные Московским опытным сварочным заводом, предназначенные для сварки, соответственно, углеродистых и низколегированных сталей, высоколегированных сталей, для наплавки; электроды АНО, АНВ, АНП, соответственно, общего назначения, для сварки высоколегированных сталей и сталей повышенной прочности, разработанные Институтом электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины; электроды серий ЦТ и ЦЛ, разработанные в ЦНИИТМате; базовые электроды УОНИ-13, расшифровываемые как универсальная обмазка, НИИ-13. Для ряда электродов приняты другие принципы обозначения, например, МР — монтажные рутиловые, ЭА — электроды аустенитного класса.
. Типы электродов для сварки высоколегированных сталей (по ГОСТ 10052-75)
Химический состав наплавленного металла, %
Механические свойства металла шва или наплавленного металла при температуре 20 С
Ті 0,02-0,08 N до 0,20
Продолжение табл. 8
Химический состав наплавленного металла, %
Механические свойства металла шва или наплавленного металла при температуре 20°С
0,70- 1,30, но не мєнсс 8С
емпературе 20 °С
металла шва или
Продолжение табл. 8 Механические свойства
Продолжение табл. 8
Химический состав наплавленного металла, %
Механические свойства металла шва или наплавленного металла при температуре 20°С
0,70-130, но не менее 8С
W 1,5- 2,3 N0,15-0,25
Продолжение табл. 8
Химический состав наплавленного металла, %
Механические свойства металла шва или наплавленного металла при температуре 20°С
W 2,4-3,5 Ті 0,05- 0,25
W 2,5-4,2 Fe до 3,0
*Нормы механических свойств установлены после термообработки по режимам, регламентированным стандартами или техническими условиями на электроды конкретных марок.
Таблица 9. Типы наплавочных электродов (по ГОСТ 10051-75)
Химический состав наплавленного металла, %
Без термической обработки после наплавки
После термической обработки
Продолжение табл. 9
Химический состав наплавленного металла, %
Без термической обработки после наплавки
После термической обработки
Продолжение табл. 9
Химический состав наплавленного металла, %
Без термической обработки после наплавки
После термической обработки
В цифровой части марочного обозначения указывают обычно порядковый номер разработки — электроды серий ОЗС, ОЗЛ, АНО, АНВ, ЦЛ, ЦТ, МР и пр. В электродах серии УОНИ-13 последующие цифры указывают или прочностной класс металла шва в кгс/мм2, или марку проволоки, из которой изготовляют электроды. В электродах серии ЭА в цифровой части обозначена марка проволоки.
Такая, продолжающаяся до сих пор на постсоветском пространстве практика присвоения марочных наименований электродов существенно отличается от принятой в странах, где фирменные наименования марок юридически защищены. Например, увидев электроды с буквенным обозначением AS или Bohler Fox, можно быть уверенным, что они изготовлены только на предприятиях, соответственно, фирмы Askavnak (Турция), Bohler welding (Австрия) или по их лицензиям. Некоторые фирмы дают маркам или сериям электродов словесные обозначения, например: серии Titan, Garant, марки Anker, Optimal, Rekord фирмы Kjellberg Finsterwalde (Германия); серий Overcord, Fincord, марки Supercito, Spezial фирмы Oerlikon (Швейцария), серий Rutilen, Sava, марки Emona, Rapid фирмы «Электрод Ясснице» (Словения) и т. д.
В советское время по существовавшему законодательству передача нормативной технической документации от разработчика к изготовителю чаще всего осуществлялась «в порядке оказания технической помощи». Поэтому электроды серий АНО, МР, ОЗС, ОЗЛ и т. д. в настоящее время выпускают, как правило, без надзора разработчиков. Более того, производимая предприятиями-изгото - вителями модернизация существующих марок направлена, главным образом, на снижение себестоимости электродов, весьма часто в ущерб их качественным характеристикам. В результате этого, а также из-за существенной разницы в техническом уровне различных производств, выпускающих, формально, электроды одних и тех же марок, электроды, имеющие одинаковое марочное наименование, но изготовленные разными производителями, могут существенно отличаться по своим свойствам. Поэтому грамотный потребитель при выборе электродов ориентируется не только на их марку, но и на репутацию предприятия-изготовителя, во многом зависящую от квалификации его персонала.
С целью выделения своей продукции среди аналогичной рядом предприятий приняты двойные марочные наименования, дополнительно включающие обозначения заводов, например, ЛЭЗМР-З,
ЛЭЗЦЛ-11 (Лосиноостровский электродный завод). В то же время постепенно идет положительный процесс появления настоящих фирменных обозначений электродов, в частности, серии SE (марки SE-08-00, SE-10- 00 и др.) — завод сварочных материалов «СИБЭС», МТГ (марки МТГ-01, МТГ-02, МТГ-03) - Сычев - ский электродный завод, ЛЭЗ (марки ЛЭЗ-04, ЛЭЗ-99 и др.) — Лосиноостровский электродный завод.
Как уже отмечалось, каждому стандартному типу электродов могут соответствовать одна или несколько (для наиболее распространенных типов — множество) марок электродов, имеющих свои технические отличия. Каждая из этих марок имеет свои технологические особенности при изготовлении, которые необходимо учитывать для получения электродов высокого качества. Сведения о наиболее применяемых марках стандартных электродов приведены в табл. 10, 11, 12.
По толщине покрытия в зависимости от отношения D/d (D — диаметр покрытия; d — диаметр электрода, определяемый диметром стержня): М — с тонким покрытием (D/d < 1,20); С — со средним покрытием (l,20<D/d<l,45); Д — с толстым покрытием (1,45 < D/d < 1,80); Г — с особо толстым покрытием (D/d > 1,80).
По видам покрытия: А — с кислым покрытием; Б — с основным покрытием; Ц — с целлюлозным покрытием; Р — с рутиловым покрытием; П — с покрытием прочих видов. Для покрытий смешанного вида используют соответствующее двойное обозначение, например АР. При наличии в составе покрытия железного порошка в количестве более 20% к обозначению вида покрытия электродов добавляют букву Ж, например РЖ.
В технической литературе вместо термина «вид покрытия» встречается применяемый за рубежом термин «тип покрытия», что не следует смешивать с типом электрода. Необходимость разнообразия видов электродных покрытий вызвана невозможностью сочетания в каком-либо одном преимуществ, присущих каждому из них. Используя смешанные покрытия, стремятся реализовать преимущества составляющих этих видов покрытий. Специальные покрытия имеют, главным образом, электроды для сварки высоколегированных сталей и сплавов, цветных меіаллов, чугуна, наплавочные электроды, электроды для резки металлов.
По допустимым пространственным положениям сварки или наплавки: 1 — для всех положений; 2 — для всех положений, кроме
ГП «Опытный завод сварочных материалов Института электросварки им. Е. 0. Патона НАН Украины»
Таблица 10. Основное назначение промышленных марок электродов различных типов (по ГОСТ 9467-75)