Справочное руководство по ручной сварке стержневыми электродами EWM - часть 8

 

в 

зависимости 

от 

окисляющих свойств от M1.1 до M3.3, т.е. M1.1 

является  слабо  окисляющим,  а M3.3 обладает 
наиболее сильными окисляющими свойствами. 

Главным  компонентом  этих  смесей  является 
аргон,  в  качестве  активных  компонентов 

примешиваются  кислород (O) или  диоксид 
углерода (CO

2

)  либо  кислород  и  диоксид 

углерода (трехкомпонентные газовые смеси). 
В  числе  газов  для  сварки  МАГ  в  группу  С 

входят  чистый  диоксид  углерода  и  смесь 
диоксида  углерода  с  кислородом.  Последняя 

смесь  oднако  не  используется  в  Германии. 
Газы  группы C обладают  наиболее  сильными 

окислительными  свойствами,  так  как CO

2

 

распадается  при  высоких  температурах 

электрической  дуги,  при  этом  помимо  оксида 
углерода  выделяются  большие  количества 

кислорода.  
В  группу F входят  азот (N) и  смесь  азота  с 

водородом.  Оба  эти  газа  могут  быть 
использованы  для  плазменной  резки  и 

формирования. 
Кроме  окислительных  свойств  состав  газовой 

смеси влияет и на электрические и физические 
свойства  области  электрической  дуги  и, 

следовательно,  на  сварочные  свойства. 

Например,  при  добавлении  гелия  к  аргону 

улучшается 

теплопроводность 

и 

теплосодержание  атмосферы  электрической 

дуги. И в том и в другом случае дуга содержит 
больше  энергии,  что  ведет  к  лучшему 

проплавлению. 

Примешивание 

активных 

компонентов  к  смесям  ведет,  в  том  числе,  к 

образованию  более  мелких  капель  при 
расплавлении  проволочного  электрода.  Кроме 

того, 

улучшается 

теплопередача 

в 

электрической  дуге.  Это  также  является 

причиной лучшего проплавления. 
Необходимый 

расход 

защитного 

газа 

рассчитывается  при  помощи  эмпирического 
правила  и  составляет 10-12 диаметров 

проволоки в литрах в минуту. При сварке МИГ 
алюминия плавящимся электродом в инертном 

газе  устанавливаются  несколько  большие 
значения  расхода  газа  из-за  высокой 

окисляемости  материала;  при  смесях  аргона  и 
гелия - значительно  большие  вследствие 

невысокой 

плотности 

гелия. 

Сначала 

снижается  давление  газа,  поступающего  из 

баллона  или  из  кольцевого  трубопровода. 
Посмотреть  установленное  значение  расхода 

можно  на  манометре,  выверенном  вместе  с 
соплом,  или  на  расходомере  с  поплавковым 

указателем. 
Влияние  защитных  газов  на  процесс  сварки 

будет еще рассмотрено подробнее позднее при 
описании различных видов электрической дуги. 

Показатели свойств прочности и растяжения металла шва 

 

Показатели работы развития трещины 
металла шва 

Показатель  Минимальный 

предел текучести

1

) 

Н/мм

2

Предел 
прочности при 
растяжении 
Н/мм

2

Минимальное 
удлинение при 
разрыве2) % 

 

Показатель 

Температура минимальной 
работы развития трещины 
металла шва, равной 47 Дж 
- °C 

35 355 

от 440 до 570  22 

 

Z 

нет требований 

38 380 

от 470 до 600  20 

 

A 

+20 

42 420 

от 500 до 640  20 

 

0 

0 

46 460 

от 530 до 680  20 

 

2 

-20 

50 500 

от 560 до 720  18 

 

3 

-30 

 4 

-40 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

6 04.07

. : WM.0223.00

 

 5 

-50 

 

 6 

-60 

 

EN 440 – G 46 3 M G3Si1 

 

 

 

7 04.07

. : WM.0223.00

 

3.4  Свойства металла шва 

У  сварочных  присадок  для  нелегированных 
сталей  и  мелкозернистых  конструкционных 

сталей  при  выборе  комбинации  проволоки  и 
защитного  газа  основное  значение  имеет 

необходимость 

максимально 

приблизить 

характеристики  прочности  и  вязкости  металла 

шва к аналогичным характеристикам основного 
материала.  Соответствующие  рекомендации 

содержатся  в  стандарте DIN EN 440. 
Аналогично 

стержневым 

электродам 

существует 

система 

обозначений, 

на 

основании которой можно получить сведения о 

минимальных  значениях  предела  текучести, 
удлинения  при  разрыве,  прочности  и  работы 

развития  трещины  металла  шва.  Система 
обозначений  наглядно  объясняется  в  Таблица 

3. 
В  выбранном  примере  проволочный  электрод 

G3Si1  сваривается  в  среде  газовой  смеси  (М). 
Металл шва при этой комбинации проволоки и 

защитного  газа  обладает  минимальным 
пределом  текучести 460 Н/мм

2

,  прочностью 

530-680  Н/мм

2

  и  минимальным  удлинением 20 

% (46). Работа  развития  трещины,  равная 47 

джоулям,  достигается  при  температуре -30 °C 
(3).  Похожая  система  для  характеристики 

металла  шва,  получаемого  при  использовании 
порошковых 

проволочных 

электродов, 

содержится в стандарте DIN EN 758. 
Для  теплостойких  сталей,  антикоррозионных  и 

жаропрочных 

сталей 

и 

алюминиевых 

материалов  действует  правило,  согласно 

которому 

для 

получения 

требуемых 

характеристик  легирование  металла  шва 

должно  быть  как  можно  ближе  к  легированию 
свариваемого  основного  материала  либо 

несколько  выше.  В  таблицах  соответствующих 
стандартов 

можно 

найти 

данные 

о 

минимальных  значениях  предела  текучести, 
прочности  при  растяжении,  удлинения  и 

работы  развития  трещины  металла  шва  для 
проволочных  электродов  и  порошковых 

проволочных  электродов  для  сваривания 
теплостойких  и  антикоррозионных  либо 

жаропрочных  сталей.  Однако,  эти  значения  не 
входят в данную систему обозначений. 
Проволочный  электрод  для  сварки  МАГ 
теплостойкой  стали 13 CrMo 4.5 имеет 

следующее  обозначение  согласно DIN EN 
12070: 
EN 12070 - G CrMo1Si 

Проволочный  электрод  для  сварки  МАГ 

антикоррозионной  стали CrNi с  номером 
материала 1.4302 имеет 

следующее 

обозначение согласно DIN EN 12072: 
EN 12072 - G 19 9 L 
Обозначение  проволочного  электрода  для 
сварки МИГ материала AlMg 5: 
EN 18273 - G RAlMg5Mn 

4 

Разделка свариваемых кромок 

4.1  Типы сварных соединений 

На  Рис. 5  показаны  наиболее  важные  типы 
сварных соединений, применяемых при сварке 

стали МАГ. 
Благодаря 

хорошим 

характеристикам 

проплавления  при  данном  процессе  швами  с 
притуплением  (швы  без  разделки  кромок, Y-

образные  швы,  двойные Y-образные  швы) 
можно  без  заделки  сваривать  листы  большей 

толщины,  чем  при  ручной  дуговой  сварке. 
Однако,  при  материалах  большей  толщины  во 

избежание  дефектов  рекомендуется  заделка 
обратной  стороны.  Высота  притупления 

зависит от используемой силы тока. 
Для  алюминиевых  материалов  большой 

толщины 

рекомендуется 

большой 

угол 

раскрытия кромок (70 - 90°) из-за повышенного 

отвода тепла. 

4.2  Подготовка кромок сварных соединений 

Разделка  сварных  кромок  у  нелегированных  и 
низколегированных  сталей  производится,  как 

правило,  газовыми  автогенными  резаками. 
Высоколегированные  стали  и  металлы, 

подвергаемые  сварке  МИГ/МАГ  (например, 
алюминий)  могут  резаться  плазменной  струей. 

Удаление возникающей при термической резке 
оксидной пленки требуется, как правило, только 

в  исключительных  случаях.  Особенности 
обработки алюминия с этой точки зрения будут 

более подробно рассмотрены ниже. 
При  наличии  особенных  требований  в 

отношении  соблюдения  небольших  допусков 
рекомендуется 

механическая 

доработка 

кромок.  В  особенности  это  относится  к 

кольцевым  швам.  Современные  технологии 
резки  электронным  или  лазерным  лучом 

используются 

в 

механизированном 

производстве. 

 

 

8 04.07

. : WM.0223.00

 

4.3  Защита сварочной ванны от протекания 

Если при ручной сварке сварщик контролирует 
процесс  и  может  при  помощи  настройки 

правильной 

силы 

тока, 

положения 

электрической  дуги  в  соединении  и  скорости 

сваривания  добиться  равномерного  валика, 
наплавленного  в  корне  шва,  даже  в 

неоднородном  завариваемом  зазоре,  то  при 
полностью  механизированной  сварке  все - 

выбранное 

сварное 

соединение, 

установленный  зазор,  сварочные  параметры  и 

расплавляемое 

количество 

присадочной 

проволоки - должно  соответствовать  друг 
другу.  Поэтому  для  облегчения  заваривания 

корня  шва  при  машинной  сварке  зачастую 
применяют  защиту  сварной  ванны  от 

протекания (Рис. 6). 
Если форма завариваемого зазора не слишком 

сильно  варьируется  на  протяжении  всего  шва, 
в качестве естественной защиты от протекания 

можно  использовать  и  притупление  корня, 
например в соединениях без разделки кромок и 

Y-образных  соединениях  (внутренняя  защита 
сварочной 

ванны 

от 

протекания). 

В 

зависимости  от  высоты  притупления  при 
сваривании  первого  слоя  параметры  следует 

выбирать  так,  чтобы  притупление  не 
расплавилось  полностью.  Тогда  позднее  при 

сваривании проварочного шва, как с заделкой, 
так  и  без  нее,  будет  проварен  и  остаток 

притупления. 
Искусственные  (внешние)  защиты  ванны  от 

протекания состоят, например, из металла, при 
сваривании большинства металлов и сплавов - 

из меди, при сваривании алюминия, имеющего 
низкую  точку  плавления - также  из 

нержавеющей  стали.  В  качестве  защиты 
сварочной ванны от протекания используются и 

керамические 

подкладки. 

Подкладка 

необходима  для  предотвращения  спонтанного 

протекания  металла  шва,  например,  в  местах, 
где  зазор  несколько  шире  или  где  отсутствует 

притупление,  то  есть  для  остановки  жидкого 
металла  и  образования  корневого  валика. 

Защита ванны от протекания также формирует 
обратную  сторону  корневого  слоя.  С  этой 

целью  она  зачастую  имеет  специальную 
канавку. 

Тип соединения  Толщина изделия 

(мм) 

Рисунок 

Шов встык без 
подготовки 
кромок 

с одной стороны 3-8 
с двух сторон <8 

 

V-образный шов 

с одной стороны 3-
10 с 
подварочным швом 
3-40 

 

Y-образный шов 

с одной стороны 5-
40 с подварочным 
швом >10 

 

 

Х-образный шов  с двух сторон >10 

 

U-образный шов 

с одной стороны 
>12 
с подварочным 
швом >12 

 

V-образный шов 

с одной стороны 3-
10 с подварочным 
швом 3-30 

 

Одностороннее 
фланговое 
соединение 
тавровым швом 

с одной стороны >2 

 

Угловое 
соединение 
тавровым швом 

с одной стороны >2 
с двух сторон >3 

 

Соединение 
внахлестку 
тавровым швом 

с одной стороны >2 

 

Двустороннее 
соединение 
тавровым швом 

с двух сторон >2 

 

Рис. 5 

Типы сварных соединений согласно DIN 
EN 29692 – ISO 9692 

Внутренняя защита сварочной ванны от протекания при 
помощи притупления 

 

 

Стыковое соединение без 

скоса кромок 

Y-образное соединение 

Внешняя защита сварочной ванны от протекания 

 

V-образное соединение со скосом 2 кромок на медной 

подкладке 

 

сторона корня часто приобретает "выгоревший" 
внешний  вид  вследствие  окисления,  которое 

должен  предотвратить  формирующий  газ,  при 
сварке МИГ/МАГ это происходит не всегда.  
Благодаря формированию также не происходит 
или,  по  меньшей  мере,  уменьшается 

образование  оксидных  пленок  и  побежалости 
на  оборотной  стороне  корня  шва.  Это  имеет 

важное  значение,  к  примеру  при  сваривании 
антикоррозионных  сталей,  так  как  такие 

оксидные 

пленки 

снижают 

уровень 

антикоррозийной защиты сварного соединения. 

Поэтому  после  сварки  их  следует  удалить  при 
помощи  щетки,  облучения  либо  травления. 

Целесообразнее,  однако,  вовсе  не  допускать 
образования  таких  пленок  при  помощи 

формирования. 
При  сваривании  труб  можно  просто  перекрыть 

их концы и пустить внутрь трубы формирующий 
газ.  При  сваривании  листов  газ  выходит  из 

отверстий  подкладки  для  защиты  сварочной 
ванны 

от 

протекания. 

В 

качестве 

формирующего газа можно использовать аргон 
или  смесь  аргона  с  водородом.  Однако, 

дешевые  формирующие  газы  группы F 
согласно DIN EN 439 также  могут  быть 

использованы в различных целях. Они состоят, 

например,  из  смеси  водорода  с  азотом.  При 

определенных  условиях  для  формирования 
можно использовать и чистый азот. 

5 

Сварочные аппараты 

Аппараты  для  сварки  МИГ/МАГ  состоят  из 
источника  питания,  устройства  управления  и 

устройства  подачи  проволоки  с  пакетом 
шлангов и горелкой. Для различных целей они 

могут  использоваться  как  компактные  или 
универсальные устройства. 
У  компактного  устройства  (Рис. 7)  источник 
питания,  управление  и  устройство  подачи 

проволоки размещены в одном корпусе. 
Радиус  действия  равен  длине  пакета  шлангов 

горелки. Она составляет 3-5 м в зависимости от 
диаметра 

используемого 

проволочного 

электрода.  Поэтому  компактные  устройства 
используются  обычно  на  постоянных  рабочих 

местах,  например,  в  сварочных  постах  или  на 
производственных 

конвейерах. 

У 

универсального 

устройства 

(Рис. 8), 

называемого  также  некомпактным,  устройство 

подачи  проволоки  размещается  отдельно  в 
кожухе  и  связано  с  источником  тока  и 

устройством 

управления 

при 

помощи 

промежуточного кабеля. 
Его  можно  установить  рядом  с  изделием, 
благодаря  чему  радиус  действия  увеличиться 

на 10-20 м  по  сравнению  с  компактным 
устройством. 

Поэтому 

универсальные 

 

Рис. 7 

Компактный аппарат с газовым 
охлаждением 
SATURN 300 MIG 

 

Рис. 8 

Универсальный аппарат с водяным 
охлаждением WEGA 400 MIG 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

9 04.07

. : WM.0223.00