Klasifikace a vlastnosti tavidel

6.5.1

Klasifikace a vlastnosti tavidel

Ing. Josef Trejtnar

Klasifikace tavidel

Původní klasifikační norma tavidel pro svařování nelegovaných, nízkolegovaných, vysokolegovaných, korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí včetně niklu a slitin na bázi niklu z roku 2012 byla zrušena a od 1. prosince roku 2019 je nahrazena novou normou EN ISO 14 174 (055701).

Podobně jako předchozí zrušená norma ČSN EN 760 je pro klasifikaci a značení tavidel používána kombinace písmen a číslic tak, že z označení musí být zřejmé:

• - použití pro určitou metodu svařování
• - způsob výroby tavidla
• - typ tavidla a jeho charakteristické chemické složení
• - třída tavidla, která dává informaci o možnostech jeho použití
• - metalurgické vlastnosti tavidla
• - druh proudu pro jeho použití
• - obsah vodíku v získaném svarovém kovu

Proti předchozí normě je podstatně rozšířen počet typů tavidel a jejich použitelnost, určená zatříděním. Nová revize tohoto dokumentu z října 2019 přinesla některá doplnění a drobné změny, které jsou již v následujícím textu obsaženy.

Klasifikace tavidel

Tavidla pro svařování a pro navařování pod tavidlem jak obloukovým, tak elektrostruskovým způsobem jsou zrnité tavitelné produkty složené převážně z minerálních látek, které jsou vyráběny různými způsoby. Mají významný vliv na mechanické vlastnosti i na chemické složení získaného svarového či navařeného kovu.

Klasifikace je rozdělena do 7 částí, které, pokud je to možné, naplňují výše uvedené zásady pro jejich značení.

První část označení označuje druh výrobku a jeho použití pro konkrétní technologii, v našem případě se jedná o:

S - tavidla pro spojovací svary i pro návary, zhotovené svařováním pod tavidlem,

ES – tavidla, používaná pro svařování a navařování elektrostruským způsobem.

Druhá část označení je určena pro identifikaci způsobu výroby tavidla a jsou využívány následující symboly:

F – označení pro tavená tavidla,

A – označení pro aglomerovaná tavidla,

F – označení pro smíšená tavidla.

Tavená tavidla jsou vyráběna roztavením použitých minerálních složek s následujícím mletím na potřebnou zrnitost.

Aglomerovaná tavidla vznikají spojením jemně namletých výchozích surovin.

Smíšená tavidla vznikají jako směsi z tavených i aglomerovaných tavidel spolu s dalšími přísadami, pro získání potřebných vlastností.

Třetí část uvádí jako skupina písmen event. číslic chemické složení použitých složek, které zároveň udávají charakter daného tavidla. Vysvětlení najdete v následující tabulce.

Tabulka Označení pro typ tavidla podle charakteristické chemické složky

Čtvrtá část označení je některé z dále uvedených čísel, které zařazuje konkrétní tavidlo vzhledem k jeho metalurgickým vlastnostem do některé z následujících tříd:

1 – tavidla třídy 1 jsou určena pro svařování pod tavidlem nelegovaných, jemnozrnných, vysokopevnostních a žáropevných ocelí. Kromě Si a Mn obvykle neobsahují žádné legující prvky, takže složení svarového kovu je ovlivněné především složením přídavného drátu a metalurgickými reakcemi. Tavidla této třídy jsou vhodná jak pro spojovací svary, tak i pro navařování. V případě spojovacích svarů mohou být obvykle používána na jedno i na oboustranné svary a to i na vícevrstvé svařování.

2 a 2B – tavidla třídy 2 (pro obloukové i pro elektrostruskové svařování a navařování s drátem 2B (pro obloukové a elektrostruskové navařování páskou) jsou určena pro spojovací svary i pro návary nerezavějících a žáruvzdorných ocelí včetně niklu a jeho slitin. Tato tavidla mohou obsahovat slitinové prvky pro kompenzaci propalu.

3 – tavidla třídy 3 se používají především pro tvrdé návary s přenosem legujících prvků (především C, Cr a Mo) přímo z tavidla do navařeného kovu.

4 – tavidla třídy 4 jsou ostatní druhy tavidel, která nesplňují podmínky pro zařazení do některé z předchozích tříd. Patří sem např. tavidla pro svařování mědi.

Pátá část označení obsahuje informaci o metalurgických vlastnostech tavidla, tj. především o velikosti propalu, případně dolegování některých prvků, protože v závislosti na druhu tavidla a A typu jeho použití dochází k rozdílu mezi chemickým složením použitého drátu a výsledným chemickým složením čistého svarového kovu. Způsob značení je rozdílný podle třídy tavidla.

Pro tavidla třídy 1 se propal nebo dolegování označuje dvojčíslím v pořadí pouze pro Si a Mn, které tavidlo poskytuje při použití s drátem typu S2 podle ČSN EN ISO 14171-A (nebo SU22 podle stejné normy –B) v souladu s následující tabulkou.

Tabulka Značka pro metalurgické vlastnosti tavidel třídy 1

Pro tavidla tříd 2 a 2B se k charakteristice metalurgických vlastností používá čtyřčíslí, sestavené na základě skutečně zjištěného propalu či dolegování následujících prvků v pevně stanoveném pořadí:

C, Si, Cr a Nb s významem jednotlivých číslic podle tabulky 3. Ke zjištění se použije drát typu S 19 9 L nebo páska typu B 19 9 L ( ČSN EN 14343-1)pro proces S i ES u třídy 2 i 2B pro nerezavějící oceli a typu S Ni 6625 (ČSN EN ISO 18274) opět pro obě třídy 2 i 2B pro svařování niklu a niklových slitin.

Tabulka Označení pro metalurgické vlastnosti tavidel třídy 2 a 2B

Pro tavidla třídy 3 se dolegování svarového kovu z tavidla označuje pouze chemickými značkami prvků (např. C, Cr, Mo) a jejich přibližným obsahem bez označení %.

Pro tavidla třídy 4 je dolegování vyznačeno pouze použitím chemických značek příslušných prvků bez vyznačení jejich množství.

Bližší vysvětlení je patrné z příkladů označení a klasifikace vybraných druhů tavidel jednotlivých tříd v závěru této kapitoly.

Šestá část je označením pro druh svařovacího proudu, pro který je dané tavidlo určeno a platí:

AC - tavidlo je vhodné pro svařování se střídavým proudem

DC - tavidlo je určeno pro svařování s použitím stejnosměrného proudu.

Pokud je tavidlo vhodné pro použití se střídavým proudem, obecně platí, že je vhodné i pro svařování s proudem stejnosměrným.

Sedmá část platí pouze pro třídu tavidel 1 a označuje maximální obsah difuzního vodíku, zjištěného ve svarovém kovu daného tavidla při použití drátu typu S2 podle ČSN EN ISO 14171 metodou podle ISO 3690 a definovaného v následující tabulce.

Tabulka Označení obsahu difuzního vodíku ve svarovém kovu tavidel třídy 1

Úplná povinná část klasifikace a označení každého tavidla se skládá z částí 1 až 4, tj. z označení pro metodu svařování, způsob výroby, charakteristické chemické složení a použití dané třídou tavidla. Další části jsou považovány za informativní a nepovinné.

V obchodním označení se před klasifikací obvykle uvádí vlastní značka výrobce.

Příklady: (tučně vytištěná část klasifikace je povinná)

Příklad 1:

Tavidlo pro svařování pod tavidlem (S), vyrobené tavením (F), vápenato-křemičitého typu (CS) pro svařování nelegovaných a nízkolegovaných ocelí (třída 1), dolegující do svarového kovu Si o hm. 0,2% (6) a Mn o 0,4 hm.% (7), používané na střídavý proud (AC) a zaručující max, obsah 10 ml difuzního vodíku ve 100g svarového kovu má označení

(ČSN EN) ISO 14174 – S F CS 1 67 AC H10

Příklad 2:

Tavidlo pro svařování pod tavidlem (S) vyrobené aglomerací (A), hlinito-fluoridového typu (AF) pro aplikace pro třídu 2 (2), dolegovávající 0,008 hm.% pro C (5) a 0,2 hm.% pro Si (6) a s propalem 0,7 hm.% pro Cr (4) a 0,08 hm.% pro Nb (4), používané na stejnosměrný proud má označení

(ČSN EN) ISO 14174 – S A AF 2 5644 DC

Příklad 3:

Tavidlo pro elektrostruskové svařování (ES), vyrobené aglomerací (A), hlinito-křemičitého typu (AF) pro aplikace dle třídy 2B dolegovávající 0,002 hm.% C (5) a 0,2 hm.% pro Si (6)a s propalem 0,2 hm.% pro Cr (5) a 0,07 hm.% pro Nb (4) a používané se stejnosměrným proudem (DC) má označení

(ČSN EN) ISO 14174 – ES A AF 2B 5654 DC

Příklad 4:

Tavidlo pro tvrdé návary pod tavidlem (S), vyrobené aglomerací (A), zirkon-křemičitého typu (ZS) pro navařování (třída 3) s dolegováním C o 3 hm.% (C3)a chromu o 20 hm.%(Cr20) používané n a stejnosměrný proud (DC) má označení:

(ČSN EN) ISO 14174 S A ZS 3 C3 Cr20 DC

Příklad 5:

Tavidlo pro svařování pod tavidlem (S) vyrobené aglomerováním (A), jehož složení neodpovídá žádnému druhu z tabulky "Označení pro typ tavidla podle charakteristické chemické složky" (Z) v aplikaci pro třídu 1 (1), působící jako neutrální vzhledem k obsahu Si (5)a Mn (5) ve svarovém kovu a používané jak na střídavý, tak i na stejnosměrný proud (AC) se označuje:

(ČSN EN) ISO 14174 S A Z 1 55 AC

Poznámka:

Určité tavidlo může být zařazeno podle možného použití i do více než jedné třídy.

Zrnitost tavidel

Zrnitost tavidla není součástí jeho klasifikace, ale musí být použita pro informaci uživatele na obalu. Uvádí se značkou pro největší a nejmenší rozměry zrna podle tabulky "Rozměry zrna pro tavidla" nebo přímo vyjádřením velikosti v milimetrech. Uvedenému rozsahu musí odpovídat minimálně 90% zrn tavidla.

Příkladem označení je např. typický rozsah 2 až 16, což odpovídá velikosti zrn 0,2 až 1,6 mm.

Tabulka Rozměry zrna pro tavidla

Charakteristika a použití jednotlivých typů tavidel

Jak vyplývá z komentáře ke klasifikaci tavidel v kapitole 6/5.1, chemické složení surovin, použitých k výrobě jednotlivých typů tavidel silně ovlivňuje jejich metalurgické reakce při svařování s použitým přídavným materiálem i vlastnosti získaného svarového kovu s vlivem na průvar, tvar i povrch svarové housenky. Následující popisy stručně vlastnosti jednotlivých druhů popisují. V Evropě patří mezi nejrozšířenější tavidla hlinito- bazická (AB), hlinito-rutilová (AR), hlinito-fluorido bazická (AF), fluorido-bazická (FB), vápenato- křemičitá (CS) a tavidla mangan-křemičitá (MS). Ostatní typy se vyskytují jen zřídka, můžeme se však s nimi setkat v zakázkách pro země mimo Evropu.

…