Самозащитная порошковая проволока – правильный выбор

Л.Н. Орлов, канд.техн.наук, ООО «ТМ.Велтек» (Киев)

Опубликовано в журнале «Сварка и Металлоконструкции» 2019 №01

Современная самозащитная порошковая проволока обладает значительными преимуществами перед проволокой, созданной несколько лет тому назад. Они достигнуты благодаря более совершенному составу порошкового сердечника и использованию современных технологических приемов при ее изготовлении. Стабильное горение дуги, легкое удаление небольшого количества шлака, отличное формирование шва при сварке во всех пространственных положениях, улучшенные механические свойства металла – все это создает предпосылки для успешного применения самозащитной порошковой проволоки для изготовления металлоконструкций на открытых площадках и в цехах.
      Выбор метода сварки при изготовлении или монтаже крупных металлических конструкций на открытом воздухе всегда связан с организационными и техническими трудностями. Необходимо обеспечить высокую производительность сварки и качество шва, а сварочная техника должна быть мобильной. Чаще всего, по традиции, предпочтение отдают ручной дуговой сварке покрытыми электродами. Электрод надежно защищает металл шва при сварке, и нет необходимости в использовании дополнительного оборудования: подающих механизмов, газовых баллонов. Однако при ручной сварке электродами сварщик вынужден периодически прерывать сварку для замены электродов, это приводит к неэффективному использованию рабочего времени, снижению производительности сварки, кроме того, частые остановки могут ухудшить механические свойства металла шва. Если при всех преимуществах сварки покрытыми электродами на открытом воздухе сократить потери рабочего времени из-за замены электродов, то это было бы идеально. Такую задачу может решить самозащитная порошковая проволока.
      Благодаря совместным усилиям исследователей, инженеров и технологов разработано и освоено производство большой номенклатуры самозащитной порошковой проволоки, которая предназначена для сварки строительных конструкций, мостов, судов и других металлоконструкций вне производственных помещений. Надо отметить, что проволока различных марок и типов может иметь специфические сварочнотехнологические свойства, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к конкретной сварной конструкции и условиям ее изготовления, а также обеспечивать необходимые механические свойства металла шва в зависимости от марки и свойств свариваемого металла.
      Чтобы правильно выбрать и использовать самозащитную порошковую проволоку для конкретных конструкций, разработаны системы классификации. Одна из таких – система, предложенная Американским сварочным обществом AWS A5.20-95. Ниже приведена классификация порошковой проволоки для дуговой сварки углеродистых сталей.
E70T-1C/MJH8
Здесь индекс Е – дуговая сварка электродом; 70 – минимальное временное сопротивление разрыву (7000 фунтов/дюйм2); Т – порошковая проволока; 1 – для сварки во всех пространственных положениях, рекомендуемый род тока и полярность, а также минимальная температура при которой значение работы удара (на образцах с V-образным надрезом) не менее 27 Дж.
      Схема кодирования порошковой проволоки может включать дополнительные обозначения, такие, например, как С/М, которое относится к газозащитной проволоке и указывает вид газовой защиты; либо 100% СО2, либо смесь газов СО2
      Н – это индекс для идентификации уровня диффузионного водорода; обозначение J используется в кодировании порошковой проволоки, наплавленный металл которой обладает повышенной работой удара (не менее 27 Дж при минус 40°С). Дополнительные обозначения D или Q показывают, что для получения требуемых механических свойств наплавленного металла необходимо применять дополнительные технологические приемы, такие как сварка с низким тепловложением и высокой скоростью охлаждения или сварка с большим тепловложением и замедленным охлаждением металла шва после сварки.
      В стандарте AWS A5.20-95 приведены требования к химическому составу многослойного наплавленного металла. Проволока типов Е7ХТ4, Е7ХТ6, Е7ХТ7, Е7ХТ8, Е7ХТ11 должна обеспечивать следующий состав наплавленного металла (% по массе): углерод – не более 0,18, марганец – 1,75, кремний – 0,60, сера – не более 0,03, фосфор – не более 0,03, алюминий – 1,8. Поскольку проволока типа Е7ХТ3 предназначена для сварки однопроходных швов, в стандарте AWS A5.20-95 нет специальных требований к химическому составу наплавленного металла, так как на состав однопроходного шва существенно влияет состав основного металла. Это не означает, что производитель данного типа проволоки не соблюдает и не контролирует состав наплавленного металла, на практике обычно наплавленный металл имеет примерно тот же состав, который обеспечивает самозащитная порошковая проволока других типов.
      Если при сварке сплошной проволокой в среде защитного газа сварочно-технологические характеристики и механические свойства определяются химическим составом проволоки и видом защитного газа (или смеси), то при сварке порошковой проволокой большое значение имеет состав флюса в сердечнике проволоки. При правильном выборе сочетания газошлакообразующих и легирующих компонентов удается достичь не только отличных сварочных характеристик, но и высоких значений механических свойств, в том числе сопротивления хрупкому разрушению при низких климатических температурах.
      Рассмотрим особенности применения самозащитной порошковой проволоки. Поскольку основное отличие проволоки заложено в последнем индексе Т1, Т2, Т3 и т.д., используем эти обозначения при оценке характеристик порошковой проволоки соответствующих типов, например:
  • Т-3. Самозащитная порошковая проволока для высокоскоростной однопроходной сварки стыковых и угловых соединений в нижнем или наклоном (угол до 20°) положении из низкоуглеродистой и низколегированной стали толщиной до 8 мм. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности. Не рекомендуется использовать этот тип проволоки для многопроходной сварки из-за опасности образования дефектов в шве.
  • Т-4. Высокопроизводительная самозащитная порошковая поволока для многопроходной сварки в нижнем положении. Сварка выполняется постоянным током прямой полярности. Проволока характеризуется стабильным горением дуги с мелкокапельным переносом электродного металла. Область применения: тяжелое и транспортное машиностроение. Согласно классификации по AWS 20, к наплавленному металлу не предъявляются специальные требования к хладостойкости наплавленного металла, поэтому проволоку рекомендуется применять для сварки конструкций, эксплуатируемых при умеренных климатических температурах.
  • Т-6. Эта проволока обеспечивает высокую производительность наплавки, а также гарантирует хладостойкость наплавленного металла при температуре до минус 20°С, что позволяет применять ее при сварке ответственных конструкций из низколегированных сталей нормальной и повышенной прочности. Сварка выполняется постоянным током прямой полярности стыковых и угловых соединений в нижнем положении стали толщиной до 20 мм.
  • Т-7. Проволока этого типа обеспечивает высокую производительность наплавки и предназначена для одно– и многопроходной сварки в нижнем положении постоянным током обратной полярности. Благодаря специальному составу флюсового сердечника наплавленный металл имеет низкое содержание серы, и это обеспечивает высокую стойкость металла шва к образованию горячих трещин. Рекомендуется для сварки в судостроении и при изготовлении строительных конструкций из сталей нормальной прочности. Но поскольку к данному типу проволоки стандарт не предусматривает требованиий к хладостойкости, область ее применения ограничивается сваркой конструкций, работающих при умеренных климатических температурах.
  • Т-8. Универсальная самозащитная проволока для сварки одно– и многопроходных стыковых, угловых соединений во всех пространственных положениях углеродистых и низколегированных сталей постоянным током обратной полярности. Обеспечивает высокую ударную вязкость (хладостойкость) наплавленного металла при температуре до минус 20°С. Металл, наплавленный самозащитной порошковой проволокой этого типа, обладает хладостойкостью при температурах до минус 40°С. Благодаря таким свойствам наплавленного металла эта проволока рекомендуется для сварки различных ответственных конструкций из сталей повышенной прочности и вязкости, в судостроении, мостостроении, сироительстве морских буровых установок, магистральных трубопроводов, сейсмически стойких строительных конструкций.
  • Т-11. Этот тип проволоки имеет широкую область применения для сварки и ремонта конструкций общего назначения, в том числе на предприятиях малого бизнеса, в личных хозяйствах и т.п. Наплавленный металл малочувствителен к посторонним примесям на поверхности свариваемых деталей, поэтому проволока этого типа используется в качестве альтернативы ручной дуговой сварке покрытыми электродами при ремонте сельхозтехники в полевых условиях. Проволока предназначена для сварки во всех пространственных положениях низкоуглеродистой стали толщиной до 16 мм постоянным током обратной полярности. Стандартом AWS A5.20 для этого типа проволоки не предусмотрены требования к ударной вязкости наплавленного металла, что ограничивает область его применения.
Механизированная дуговая сварка самозащитной порошковой проволокой вместо традиционной ручной дуговой сварки покрытыми электродами обеспечивает рост производительности труда, снижает непроизводственные потери времени, повышает качество шва. Правильный выбор проволоки дает возможность достичь положительных результатов в сжатые сроки.
      ООО «ТМ ВЕЛТЕК» входит в группу компаний WeldTech Group – крупнейшего производителя специализированной порошковой проволоки для сварки и наплавки в Украине.
      Продукция ООО «ТМ ВЕЛТЕК» поставляется производителям сварных конструкций в Белоруссии, Узбекистане, Индии, странах Балтии, в Чехии и др.
      Для сварки конструкций из низкоуглеродистых сталей класса до 250 в монтажных условиях рекомендуется самозащитная проволока FCWw-TMW1. Проволока обладает хорошими сварочными свойствами и позволяет сваривать металл со следами окалины или смазки. Для сварки конструкций подвижного состава, горнорудного оборудования, технологических емкостей можно использовать проволоку FCWw-TMW3, которая дает стабильные механические свойства шва при сварке в нижнем и наклоном положении на открытом воздухе.