6.4.4.2
Plněné elektrody pro svařování vysokopevnostních ocelí v ochranném plynu a bez ochranného plynu (2021)
Ing. Josef Trejtnar
Plněné elektrody pro svařování ocelí s mezí kluzu vyšší než 500 MPa, resp. s minimální pevností nad 590 MPa klasifikuje zavedená ČSN EN ISO 18276 (055505). Tento dokument je kombinovaný předpis, který umožňuje klasifikaci a značení na základě dvou uznávaných světových ISO systémů. Společné je označení písmenem T pro plněnou elektrodu. Systém A má svůj základ v předchozí ČSN EN 12535 a klasifikuje plněné elektrody pro tento účel především podle hodnot minimální meze kluzu čistého svarového kovu a jeho tažnosti a teploty, při které jeho nárazová práce dosáhne hodnoty nejméně 47 J. Rozšiřuje možnost použití svarových kovů těchto elektrod až do teplot minus 80°C. Systém B vychází z amerických a z pacifických zvyklostí a základem klasifikace je pevnost v tahu a tažnost čistého svarového kovu a teplota, při které dosahuje hodnot minimální nárazové práce 27 J.
Oba systémy jsou rozdílné i v dalším detailním rozlišování ostatních vlastností a nejsou navzájem srovnatelné. Případným zájemcům je nutno doporučit plné znění této normy. Její obsah byl v roce 2017 podroben revizi. Došlo k úpravě označování použitého ochranného plynu v obou systémech, v systému B pak k doplnění a ke změně chemického složení. Příslušné změny byly do této kapitoly promítnuty.
Způsob klasifikace je velmi podobný klasifikaci drátů pro svařování vysokopevnostních ocelí, jak je vidět z předchozích uvedených kapitol. V obou systémech se pro klasifikaci používá plněná elektroda o průměru 1,2 mm (nebo nejbližší větší průměr) pro použití s ochranným plynem, nebo elektroda o průměru 2,4 mm (nebo nejbližší větší průměr) pro elektrody s vlastní ochranou.
Kapitola byla na vyžádání dále doplněna o klasifikaci podle obdobných AWS A5.28 a AWS A5.29 i nejnovější AWS A5.36 a byl podstatně rozšířen přehled plněných elektrod uvedené klasifikace od význačných výrobců.
NahoruKlasifikace podle ČSN EN ISO 18276-A
Jak již bylo v úvodu uvedeno, klasifikace podle výše uvedené ČSN EN ISO 18276- A je založena na velikosti minimální meze kluzu čistého svarového kovu a velikosti nárazové práce 47 J při zkušební teplotě. Způsob klasifikace vysvětluje následující příklad:
Plněná elektroda ČSN EN ISO 18276-A: T 62 5 Mn1,5Ni B M21 1 H5
V uvedeném příkladu označení je část T 62 5 Mn1,5Ni B M21 částí povinnou, zbytek 1 H5 částí nepovinnou, kterou výrobce jako v předešlých příkladech nemusí uvádět, protože by bylo nutno specifikovat další podmínky pro svařování.
Význam jednotlivých částí klasifikace je následující:
T – je označení pro plněnou elektrodu
62 – je označení pro pevnostní vlastnosti a tažnost získaného svarového kovu ve stavu po svařování nebo po tepelném zpracování po svařování dle tab. 1
5 - udává teplotu, při které je dosažena průměrná nárazová práce 47 J s významem podle tab.2
Poznámka: Označení A platí pro ČSN EN ISO 18276 – A, Označení Y platí pro ČSN EN ISO 18276 - B
Mn1,5Ni - udává chemické složení čistého svarového kovu s významem podle tab.3.
Poznámka: Jednotlivé hodnoty jsou hodnotami maximálními.
B – je označení pro druh náplně elektrody a pro charakteristiku její strusky.
Vysvětlení podává tab.4
M 21 – je označení pro ochranný plyn podle ČSN EN ISO 14175, symbol NO pak pro plněné elektrody s vlastní ochranou (tj. k použití bez ochranného plynu)
V nepovinné části značení pak vyjadřuje:
1 – označení pro doporučené polohy svařování podle tab.5
H5 – písmeno H a číslice 5, 10 resp. 15 udává max. přípustný obsah difúzního vodíku v ml/100g čistého svarového kovu, stanovené měřením podle ČSN EN ISO 3690.
NahoruKlasifikace podle ČSN EN ISO 18276 - B
Systém klasifikace podle systému –B výše uvedené normy je založen na pevnosti v tahu čistého svarového kovu a jeho průměrné nárazové práci 27 J při zkušební teplotě. Klasifikace je v řadě detailů od klasifikace podle systému – A opět rozdílná a tyto odchylky jsou patrné z rozboru klasifikačního značení dle dále uvedeného příkladu:
Plněná elektroda ČSN EN ISO 18276–B: T 695T5-1M21A-N3M1-UH5
kde v povinné části T695T5-1M21A-N3M1 znamená:
T – je označení pro plněnou elektrodu
69 – označení pro pevnostní vlastnosti svarového kovu podle tabulky 6.
5 – teplota, při níž je dosažena nárazová práce čistého svarového kovu min. 27 J podle tab. 2. Význam symbolů je shodný pro oba systémy.
T5 – zařazení do jedné ze skupin podle tab. 7 charakterizuje použití dané plněné elektrody
1 – označuje polohy, pro které je plněná elektroda klasifikována. Na rozdíl od systému
- A zde existují jen dvě možnosti: označení "0" znamená pouze polohy PA a PB označení "1" značí polohy PA, PB, PC, PD,PF nebo PG, nebo PF + PG
M 21 – označuje ochranný plyn stejným způsobem jako systém A.
A - znamená, že plněná elektroda byla klasifikována pro svarový kov ve stavu po svařování. Jestliže je klasifikována ve stavu po tepelném zpracování po svařování, je označení písmenem "P". Existuje i možnost, kdy je klasifikace provedena jak pro stav po svařování, tak i pro stav po tepelném zpracování po svařování-v tomto případě je nutno použít oba symboly, tj. "AP"
N3M1 – symbol, který podle tab.8 charakterizuje chemické složení čistého svarového kovu
V tabulce uvedené jednotlivé hodnoty jsou hodnotami maximálními. V případě označení písmenem G musí svarový kov obsahovat njeméně jeden prvek s označením minimálního obsahu v tabulce. Úplné chemické složení pak musí být dohodnuto mezi dodavatelem a odběratelem.
Nepovinná část klasifikace může mít následující části:
U – používá se pouze v případě, kdy nárazové vlastnosti čistého svarového kovu splňují současně i podmínku hodnoty 47 J
H5 – znamená obsah difúzního vodíku v ml/100g čistého svarového kovu stejně, jako v případě klasifikace podle systému – A.
Pro svařování klasifikačních kusů existují další podmínky pro jejich tvar, předehřev a interpass teploty i rozsahy tepelné zpracování, které přesahují možnosti tohoto přehledu a je nutno je vyhledat v příslušném dokumentu.
NahoruKlasifikace podle AWS A5.28
Jak již bylo v předchozích kapitolách uvedeno, tato americká norma platí nejen pro plné dráty pro svařování vysokopevnostních ocelí v ochranné atmosféře, ale rovněž pro kovovým práškem plněné elektrody, používané pro stejný účel. Na následujícím příkladu jen velmi stručně zopakujeme způsob značení a klasifikace.
Plněná elektroda E 70C-B2L H8
znamená:
E – elektroda pro svařování
70 – označuje minimální pevnostní charakteristiky svarového kovu – viz tab.9
C – je označení pro kovovým práškem plněnou elektrodu
B2L – označuje chemické složení čistého svarového kovu podle tab. 10
H8 – znamená maximální obsah difúzního vodíku v ml/100g svarového kovu s používanou stupnicí H2,H4,H8 a H16
NahoruKlasifikace podle AWS A5.29
Tato norma popisuje klasifikaci tavidlem plněných elektrod pro svařování nízkolegovaných (tj, včetně vysokopevnostních a žáropevných ) ocelí s použitím ochranného plynu nebo bez ochrany plynu. Klasifikace je provedena na základě jak mechanických vlastností jejich svarového kovu, vhodnosti pro použití v určité poloze svařování, charakteristických vlastností při svařování a samozřejmě i podle dosaženého chemického složení svarového kovu.
Klasifikaci vysvětlí podrobněji následující příklad:
Plněná elektroda E81T1-Ni1M JH4
kde jednotlivé části znamenají:
E – elektroda pro obloukové svařování
8 – pevnostní charakteristika svarového kovu (označuje min.pevnost v jednotkách 10x ksí,min. mez kluzu,tažnost a požadavky na nárazovou práci dle tab.11
1 – číslice "1" nebo "0" pro označení doporučené polohy pro svařování, a to :
0 – vhodnost pro polohy PA a PB
1 - vhodnost pro všechny polohy svařování
T – znamení plněnou elektrodu s tavidlovou náplní
1 – některá z číslic 1,4,5,6,7,8 a 11 nebo z písmene G, které označují charakteristiku použití podle tab.12
Ni1 – dva,tři nebo čtyři znaky (písmeno, číslice) udávají chemické složení jejich svarového kovu podle tab.13
M – je označení pro ochranný plyn, v tomto případě pro směsný plyn o složení 75 až 80% Ar a zbytek CO2, C – značí 100% CO2. Pokud označení na tomto místě chybí, jde o typ s vlastní ochranou, který již nepotřebuje jiný ochranný plyn.
Zbývající část klasifikačního značení je nepovinná a nemusí být uvedena. Jinak znamená:
J – pokud je písmeno použito, znamená to, že svarový kov má vyšší houževnatost proti požadované hodnotě
H4 – je označení pro maximální obsah difuzního vodíku ve svarovém kovu v ml/100g v mezích H4, H8 a H16.
Vysvětlivky:
“x“ v klasifikaci znamená symbol, který dle systému přísluší klasifikaci dle této normy
“G“ znamená, že vlastnosti svarového kovu a polohy svařování jsou záležitostí dohody výrobce a uživatele
TZ 0 znamená stav po svařování, TZ stav po tepelném svařování po svařování. Teplota TZ nemá překročit 620°C.
“a“ označuje, že jak pevnostní charakteristiky svarového kovu, tak i polohy svařování a druh ochranného plynu jsou dohodnuty mezi výrobcem a odběratelem.
Poznámka: Pro polohy svařování platí: “0“ = PA,PB, “1“= PA,PB,PC,PD,PF nebo PG nebo PF + PG