Ivan Mesec, dipl. inž. Železarna Jesenice DK: 621.791.742.6 ASM/SLA: Kld Preiskave varilnotehničnih in mehanskih lastnosti elektrodnih žic pri varjenju v zaščitni atmosferi C02 Za varjenje jekel v zaščitni atmosferi C02 se uporablja žica VAC 60, ki je namenjena predvsem za varjenje jekel, trdnosti 50—60 kp/mm2. V članku so opisane raziskave žic, ki bi prišle v poštev tudi za varjenje jekel nižjih in višjih trdnosti. Raziskave se nanašajo predvsem na možnost uporabe C02. I. UVOD V zadnjem času se je poleg ročnega obločnega varjenja zelo razvilo tudi polavtomatsko in avtomatsko varjenje, ki se bo v prihodnosti še povečalo. Postopno povečanje teh postopkov varjenja v primerjavi z ročnim je v posameznih časovnih razdobjih naslednje: 1965 1968 1971 1975 ročno varjenje 86 % 80 % 75 % 68 % polavtomatsko in avtomatsko varjenje 14 °/o 20 % 25 % 32 % Iz tega je razvidno, da bo leta 1975 polavtomatsko in avtomatsko varjenje zajelo že skoraj eno tretjino vseh varilskih del. Od tega pa bo velik delež zajelo tudi varjenje v zaščitni atmosferi. Glavne prednosti varjenja v zaščitni atmosferi v primerjavi z ročnim so predvsem velika produktivnost, ekonomičnost ter dobra uporabnost pri varjenju tankih pločevin. Odvisno od varilnotehničnih in metalurških lastnosti, ki jih želimo pri varjenju doseči, se kot zaščitna atmosfera uporablja lahko en sam plin ali pa mešanica več plinov, ki po svoji kemijski aktivnosti pri procesu varjenja deluje kot kemijsko neaktivni, n. pr. Argon, Helij, ali pa kemijsko aktivni, n. pr. C02 ter mešanice Ar + C02 (+ 02).Z ozirom na tehniko varjenja razlikujemo dva postopka, ki sta naslednja: 1. S pomožno elektrodo (TIG, WIG) Pri tem postopku se električni oblok vzpostavi s pomožno netaljivo volframovo elektrodo. Varilna žica pa se ročno podaja v oblok. Da se prepreči oksidacija W-elektrode, se kot zaščitni plin uporabljajo neaktivni plini kot Ar, He, mešanice Ar + He, Ar + N2 itd. Po mednarodni oznaki se postopek imenuje WIG (TIG) (Wolfram-Tung-sten Inert-Gas). če se uporablja kot zaščitni plin čisti Ar, se postopek imenuje tudi Argonarc. Na ta način se lahko varijo vsi v tehniki uporabni materiali. Pri jeklih varimo z enosmernim tokom — elektroda na minus pol. Pri varjenju Al se mora uporabljati izmenični tok. 2. Varilna žica sama kot elektroda (SIGMA) Postopek je nadaljni razvoj WIG postopka. Namesto netaljive W elektrode se kot elektroda uporabi sama dodajna varilna žica. Postopek je prva uvedla tvrdka Linde Aier Products Kompany — New York in ga nazvala: Shielded Inert Gas Metal Ar (SIGMA). Kot zaščitni plin se lahko uporabi neaktivni ali aktivni plin. Če se uporabi neaktivni plin, se postopek imenuje MIG (Metal Inert Gas). če pa se uporabi aktivni plin, pa se postopek imenuje MAG (Metal Activ Gas). Postopka MIG in MAG se v tehniki bolj uporabljata kot TIG, oziroma WIG, ker pri tem ni potreben dodatni material — volframova elektroda, kakor tudi ne žica, ki jo mora varilec držati v levi roki. Pri teh postopkih je torej dodatna žica istočasno tudi že elektroda. Postopka MIG — MAG se dasta tudi avtomatizirati, ali samo delno ali pa tudi v celoti. V tehniki največ uporabljajo polavtomatski postopek. V tem primeru varilec vodi samo elektrodno žico, medtem ko pravilno napetost toka in hitrost odtaljevanja regulira avtomat sam. Zaščitni plini Kot je bilo že omenjeno, se kot zaščitna atmosfera uporabljajo plini Ar, He, C02 ter mešanice Ar z C02, 02, N2, H2. Sestavo različnih normiranih plinskih mešanic in njih komercialne nazive prikazuje tabela št. 1. Argon se shranjuje v jeklenkah pod pritiskom 150 atmosfer, enako tudi mešanice argona in kisika. Argon se uporablja predvsem v Evropi, medtem ko se v ZDA več uporablja helij. Argon je 1,4 x težji od zraka, medtem ko je helij 7,2 X lažji in zato manj ugoden za uporabo. V zadnjem času se je zaradi večje ekonomičnosti zelo uveljavila tudi uporaba C02. Uporablja se predvsem za varjenje nizkoogljičnih jekel, trdnosti do 65 kp/mm2. Tabela št. 1: Sestava zaščitnih plinov plin Ar CO, o2 CO, 99.90 — argon R 99.99 — — argon za varj. 99.5 — — Argon S 1 99 — 1 Argon S 2 98 — 2 argon S 3 97 — 3 Argon S 5 95 — 5 Argon 89 6 5 Corgon 2 80 15 2 Coxogen 80 15 5 Krysal 88 12 — Argomix D 92 — 8 Argomix S 88 — 12 C02 prištevamo h kemijsko aktivnim plinom. Pri varjenju namreč zaradi visoke temperature električnega obloka razpade po enačbi: 2 C02 = 2 CO + 02 Pri tem en del nastalega kisika reagira s talino čistega vara v FeO. Ogljik, ki se nahaja v talini, zaradi svoje večje afinitete do kisika reagira dalje z FeO in tako se na osnovi enačbe FeO+ C = CO + Fe tvori v talini CO, ki išče izhod iz taline in na ta način tvori pore. Za preprečitev odgora železa in preprečitev nastanka por se v tem slučaju dodaja žici višji odstotek silicija in mangana. Pri tem nastanejo lahko tekoči silicijevi in manganovi oksidi, ki se dvignejo na površino. CO, ki se tvori v električnem obloku na površini hladnejšega varjenca, ponovno zgori v C02. Zaradi te dodatne toplote je globina in enakomernost uvara večja kot pri argonu. Varjenje s C02 daje zato globlji uvar, ki se še poveča z rastočim varilnim tokom in rastočo varilno napetostjo, manjša pa z rastočo varilno hitrostjo. Posledica tega je tudi mnogo večji delež osnovnega materiala v zvaru, posebno še, kadar varimo samo z enim varkom. To ima dobre in slabe strani. Če je osnovni material nečist, poveča nevarnost za nastanek kristaliza-cijskih razpok, če pa varimo čist material, pa povečan uvar predstavlja dodatno možnost za gospodarno varjenje. C02 se hrani v jeklenkah pod pritiskom 50—60 atm v tekočem stanju. Vrsta zaščitnega plina vpliva tudi na mehanske lastnosti. Z isto elektrodno žico dobimo pri uporabi različnih plinov različne mehanske vrednosti. Velik vpliv na mehanske lastnosti pri varjenju v zaščitni atmosferi ima tudi debelina pločevine ter varilni parametri (jakost, napetost, varilna hitrost). Varjenje pri visoki jakosti toka ob istočasni nizki napetosti in veliki varilni hitrosti da sorazmerno dobro žilavost. Pri varjenju z visoko jakostjo toka je namreč nevarnost tvorbe por in vključkov mnogo manjša. Prevelik vnos toplote zaradi visoke jakosti toka se pri tem izravna z veliko varilno hitrostjo. Debelina pločevine pa vpliva na hitrost ohlajevanja in s tem na krista-lizacijo, od česar je ravno tako odvisna dobra žilavost. Pri varjenju v zaščitni atmosferi se za posamezne kvalitete jekel uporabljajo predvsem naslednji zaščitni plini in plinske mešanice: Ar — za splošno buporabo — za vse metale visoko legirana jekla (n. pr. PK 18/8) nizko in srednje legirana jekla (n. pr. Č 7100, Č 7400) vsa jekla razen visoko legi-ranih za Ni, Ni legirana jekla, za avstenitna Cr-Ni jekla za avstenitna Cr-Ni jekla, vendar se manj uporablja, ker vsebnost H2 nad 10 % že predstavlja nevarnost za poroznost C02 — za nizkoogljična nizkolegira- na jekla Za mešanico Ar-He se uporablja dodatek Helija 50—80 °/o. Žice za varjenje v zaščitni atmosferi Za varjenje jekel v zaščitni atmosferi je danes na razpolago več vrst žic. Za varjenje nizkoogljič-nih jekel, trdnosti do 65 kp/mm2 se uporabljajo predvsem žice legirane s Si in Mn. Za varjenje visokotrdnih jekel pa uporabljamo žice, ki so dodatno legirane, z ozirom na njihov namen, še z Ni Mo, Ni V, Ni Mo Cr. Sestava je odvisna od vrste uporabljenega zaščitnega plina. Za varjenje po MIG postopku se lahko uporabljajo žice s sorazmerno nižjim Mn in Si, ker pri uporabi neaktivnih plinov ne pride do oksidacije Fe v FeO in s tem ni nevarnosti za nastanek por. Pri varjenju po MAG postopku pa mora biti vsebnost Si in Mn višja. Si in Mn zaradi svoje večje afinitete do kisika kot Fe nastopata kot dezoksidanta in s tem preprečita nastanek por. Poleg Si in Mn so poznani še drugi elementi, ki imajo še večjo afiniteto do kisika, n. pr. Al in Ti. Pri tem pa se nastali A1203 in Ti02 zaradi visokega tališča zelo težko topita v nastali žlindri in ostajata kot vključka v talini zvara. Zato Al in Ti načelno ne dodajamo v večjih količinah. Kljub temu pa jih mnoge žice vsebujejo v manjših količinah, predvsem zaradi drugih namenov. Žice za varjenje jekel, trdnosti do 60 kp/mm2 se izdelujejo po predpisu ASTM — A 5 99. Njihovo kemijsko sestavo ter odgovarjajoče žice posameznih proizvajalcev prikazuje tabela št. 2. Ar + 1 % 02 — Ar + 3 % 02 — Ar + C02 + (02) — Ar + 6,5 % H2 Ar + 15 % H2 — Tabela št. 2: Sestava žic po ASTM — A 559 E60-S1 E60-S2 E60-S3 E70-S4 E70-S5 E70-S6 C Si Mn Ti Zr A1 0,07—0,19 0,15—0,50 0,90—1,40 0,06 0,40—0,70 0,90—1,40 0,05—0,15 0,02—0,12 0,05—0,15 0,07—0,19 0,40—0,70 0,90—1,40 0,07—0,15 0,65—0,85 0,90—1,40 0,07—0,19 0,30—0,60 0,90—1,40 0,50—0,90 0,07—0,15 0,80—1,15 1,40—1,85 Zaščitni plin mešani plin mešani plin mešani plin mešani plin mešani plin CO, Linde Fe32 (+Cr) — Fe55 (Cr) — — Fe67 Bohler EML2 ( + Cr) — EML -5 — — EMK6 (+Cr) EMK7 ( + Cr) Phonix — — — 5 — K-56 Esab -— — — — — OK12 51 OK12 52 Oerlikon — — — . Carbovlux 2 — Carboflux 1 Hobart HB 20 — HB 25 — HB 30 HB 28 Cloos — — — — — C 5 Philips (Penng) — — — — — PZ 6000 Arcos — — Stabilar A — — Stabilar B Stabilar C SAF Nertalic 60 Nertalic 65 Nertalic 60 — — Nertalic 70 Buderus — — lava-SG55 — — LAVA-SG-56 Jesenice VAC 50 — — — — VAC 60 trdnostjo 50—65 kp/mm2, to je do C 0562 (St52). Sem prištevamo tudi žico VAC 60 z orientacijsko sestavo C = 0,10 %, Si 0,90 %, Mn 1,65 % in natez-no trdnostjo čistega vara 50—58 kp/mm2. Za varjenje jekel z nižjo trdnostjo, to je do 50 kp/mm2, in jekel z višjo trdnostjo, 60—75 kp na mm2, do sedaj nismo imeli ustreznih varilnih žic. Zato je bilo izdelanih in preizkušenih več žic različne sestave. Na osnovi rezultatov naj bi ugotovili možnost izdelave žice za varjenje jekel, trdosti do 50 kp/mm2 (VAC 50) in jekel trdnosti do 75 kp/mm2 (VAC 70). Istočasno smo preiskovali še vpliv razmerja Si: Mn na varilno tehnične in mehanske lastnosti ter oblikovanje zvara. Poleg tega smo preiskovali mehanske lastnosti zvarov, dobljenih z različnimi dimenzijami žic a enake kemijske sestave. Nadalje je bilo ugotovljeno, v katerem območju trdnosti dobimo pri uporabi C02 še zadovoljive rezultate. Za izvršitev omenjenih nalog je bilo izdelanih več šarž z analiznimi zahtevami, ki jih prikazuje tabela št. 3 Na osnovi teh analiznih zahtev smo ugotovili možnost izdelave varilnih žic za varjenje jekel, trdnosti do 50 kp/mm2 in jekel, trdnosti 60 do II. Preiskave varilnotehničnih in mehanskih lastnosti varilnih žic z uporabo zaščitnega plina CO, 1. Namen in vrsta preiskav Za varjenje konstrukcijskih jekel v zaščitni atmosferi C02 se danes uporabljajo predvsem žice, ki imajo naslednjo povprečno sestavo: C Si Mn 0,10 0,85 1,35 0,10 0,90 1,50 0,10 0,90 1,70 0,10 1,0 1,50 0,10 1,10 1,70 Z vsemi žicami navedenih sestav dobimo mehanske vrednosti, ki se nahajajo v naslednjih mejah: meja raztezanja v območju 42—50 kp/mm2 natezna trdnost v območju 52—62 kp/mm2 To pomeni, da so te žice prvenstveno namenjene za varjenje konstrukcijskih jekel z natezno E ZB 6 (1972) št. 2 Preiskave varilnotehničnih in mehanskih lastnosti elektrodnih žic pri varjenju v zaščitni atmosferi CO2 Tabela št. 3 C Si Mn Cr Ni Mo V 0,08—0,10 0,20—0.35 0,60—0,90 0,20—0,30 — — — 0,08—0,10 0,30—0,50 0,90—1,10 0,20—0,30 — — — 0,08—0,10 0,50-0,70 1,10—1,30 — — — — 0,08—0,10 0,50—0,70 1,60—1,70 — — — — 0,08—0,10 0,60—0,80 1,70—1,90 — — — — 0,08—0,10 0,70—0,90 1,60—1,80 — — — — 0,08—0,10 0.80-1,0 1,50-1,70 — — — — 0,08—0,10 0,90—1,10 1,40-1,60 — — — — 0,08—0,10 1.0 —1.20 1,60—1,80 — — — — 0,08—0,10 1,0 —1,20 1,90—2,0 — — — — 0,08—0,10 0,80—0,90 1,40—1,60 — — 0,30—0,40 — 0,08—0,10 0,80—0,90 1,40—1,60 — — 0,45—0,55 — 0,08—0,10 0,80—0,90 1,40—1,60 — 0,95—1,05 0,30—0,40 — 0,08—0,10 0,80—0,90 1,40—1,60 — 0,95—1,05 — 0,08—0,12 0,08-0,10 0,80—0,90 1,40—1,60 — 0,45—0,55 0,20—0,30 0,08—0,12 0,08—0,10 0,80—0,90 1,40—1,60 — 0,95—1,05 0,45—0,55 0,08—0,12 Šarže so bile za nadaljnje preiskave predelane v žico <£ 1,2 ram. 75 kp/mm2. Nadalje smo lahko ugotovili, kolikšna je razlika med varilno tehničnimi in mehanskimi lastnostmi ter oblikovanjem zvara pri žicah z nizko vsebnostjo silicija in visoko vsebnostjo mangana ter obratno. Pri žicah, legiranih z Ni, Mo, V smo ugotovili zgornjo mejo natezne trdnosti, pri kateri z varjenjem v atmosferi C02 še vedno dobimo zadovoljive rezultate, oziroma od katere natezne trdnosti dalje moramo že uporabiti mešane pline, da dobimo zadovoljivo žilavost. Za preiskave so bile žice razvrščene v tri skupine. Prvo so sestavljale žice, ki naj bi po predvidevanju prišle v poštev za varjenje jekel do 50 kp/mm2 (VAC50). Drugo so sestavljale žice, ki po sestavi odgovarjajo za varjenje jekel 50 do 60 kp/mm2 (VAC60). Tretjo grupo pa so sestavljale žice, ki naj bi prišle v poštev za varjenje jekel 60—75 kp/mm2 (VAC 70). Pri žicah, ki naj bi prišle v poštev za varjenje jekel do 50 kp/mm2 in jekel 60—75 kp/mm2, smo predvsem ugotavljali mehanske in varilno tehnične lastnosti pri uporabi C02 ter dodatno pri nekaterih žicah tudi pri uporabi mešanice C02 + Ar. Pri žicah za varenje jekel 50—60 kp/mm2, to je vrste VAC 60 pa smo ugotavljali varilno tehnične in mehanske lastnosti predvsem z ozirom na različno vsebnost silicija in mangana v varilni žici. Preiskave so bile izvršene pri naslednjih varilnih pogojih: a) zaščitni plin: CO, 0 žice 1,2 mm jakost toka 180 A napetost toka 24—26 V hitrost pomika 6m/min žice pretok plina 15 l/min b) mešani plin Ar + C02 (80:20) 1,2 mm 350 A 30—32 V 9,5 m/min 15 l/min Kemijsko sestavo uporabljenih žic ter rezultate kemijskih in mehanskih lastnosti izdelanih čistih varov prikazuje tabela št. 4 in št. 5. 2. Rezultati preiskav Na osnovi varilno tehničnih preiskav ter rezultatov, ki jih prikazuje tabela št. 4 in št. 5 smo prišli do naslednjih zaključkov. Žici št. 1 in št. 2 po svoji kemijski sestavi ne odgovarjata za varjenje v atmosferi C02. Pri varjenju smo v vsakem primeru dobili porozne zvare, ki so bili opazni tudi na površini zvara. Pri žicah št. 3 in št. 4 se je občasno poroznost še pojavila, vendar v mnogo manjši obliki kot pri žicah št. 1. in 2. Pri žicah št. 5, 6, 7 pri varjenju por ni bilo opaziti, pač pa smo opazili mikro pore pri radiografskem pregledu. Zato tudi žice teh sestav ne moremo uporabiti za varjenje s C02. šele z žicami od št. 8 dalje smo dobili homogene zvare. Iz tega sledi, da se za varjenje v atmosferi CO2 lahko uporabijo žice, ki imajo minimalno 0,60 % Si in 1,30 % Mn. žice št. 3, 4, 5 smo preizkusili tudi z uporabo mešanega plina (80 % Ar + 20 % C02). V tem primeru smo pri vseh žicah dobili homogene zvare. Iz tega sledi, da moremo z žicami, ki imajo vsebnost silicija pod 0,60 % in mangana pod 1,30 % uspešno variti samo z uporabo mešanega plina. Pri tem uporabimo zaradi ekonomičnosti tako razmerje Ar: C02, da pri gotovi žici še dobimo homogene zvare. S tem v zvezi odpade vsaka možnost varjenja v zaščitni atmosferi C02 jekel, trdnosti do 50 kp/mm2 z žico, s katero bi dobili odgovarjajoče mehanske lastnosti za ta jekla. Z vsemi žicami, ki po sestavi odgovarjajo za varjenje v atmosferi C02, dobimo mehanske vrednosti čistega vara nad 50 kp/mm2. Zato jekla nižjih trdnosti lahko uspešno varimo samo z žicami, s katerimi dobimo zvare s sorazmerno višjo trdnostjo. Poizkusi so bili narejeni zaradi varjenja Tabela št. 4: Kemijska sestava elektrodnih žic in čistega vara Sestava elektrodne žice Sestava čistega vara tek. št. C Si Mn Cr zašč. plin C Si Mn Cr A. VAC - 50 1. 0,05 0,21 0,56 0,32 CO2 0,07 0,11 0,20 0,19 2. 0,11 0,30 0,70 0,28 C02 0,11 0,13 0,37 0,18 3. 0,05 0,46 0,71 C02 0,03 meš. plin 0,06 0,18 0,24 0,32 0,45 4. 0,05 0,53 0,68 0,30 + Ti C02 0,09 meš. plin 0,05 0,25 0,33 0,36 0,44 0,25 0,26 5. 0,11 0,38 0,97 0,25 + Ti C02 0,08 meš. plin 0,09 0,24 0,23 0,66 0,66 0,19 0,22 6. 0,10 0,41 1,10 C02 0,08 0,20 0,53 7. 0,10 0,45 1,02 0,29 co2 0,09 0,25 0,67 0,24 8. 0,09 0,66 1,33 co2 0,07 0,36 0,86 9. 0,10 0,62 1,70 co2 0,08 0,38 1,40 B. VAC - 60 10. 0,10 0,71 1,60 co. 0,08 0,35 0,99 11. 0,12 0,75 1,52 co2 0,08 0,37 1,12 12. 0,09 0,74 1,70 co2 0,09 0,36 0,67 13. 0,10 0,74 1,80 co. 0,07 0,30 0,96 14. 0,10 0,75 1,82 C02 0,09 0,37 1,14 15. 0,12 0,75 1,90 CO, 0,10 0,45 1,26 16. 0,11 0,79 1,48 co2 0,09 0,43 1,01 17. 0,10 0,80 1,67 co. 0,07 0,53 1,12 18. 0,10 0,80 1,70 co2 0,09 0,48 1,15 19. 0,11 0,83 1,20 co2 0,08 0,52 0,92 20. 0,10 0,88 1,26 co. 0,06 0,73 0,94 21. 0,08 0,88 1,62 co2 0,07 0,44 1,0 22. 0,11 0,90 1,26 co2 0,09 0,55 0,87 23. 0,12 0,95 1,34 co2 0,09 0,65 1,15 24. 0,11 0,90 1,50 co2 0,10 0,70 1,26 25. 0,08 0,90 1,60 co2 0,07 0,45 1,02 26. 0,10 0,90 1,70 co2 0,10 0,69 1,32 27. 0,11 0,90 1,80 co2 0,10 0,54 1,25 28. 0,13 0,97 1,50 co2 0,11 0,74 1,11 29. 0,10 0,96 1,80 co2 0,07 0,60 1,17 30. 0,10 1,0 1,60 co2 0,10 0,74 1,24 31. 0,11 1,0 1,68 co2 0,10 0,55 1,25 32. 0,10 1,0 1,70 co2 0,08 0,59 0,96 Sestava elektrodne žice Sestava čistega vara tek. št. C Si Mn Cr Ni Mo V zašč. plin C Si Mn Cr Ni Mo V 33. 0,10 1,0 1,70 CO, 0,08 0,58 1,05 34. 0,11 1,0 1,75 CO, 0,08 0,64 1,12 35. 0,13 1,05 1,35 CO, 0,12 0,77 0,96 36. 0,15 1,05 1,50 CO, 0,10 0,76 1,01 37. 0,11 1,03 1,60 CO, 0,08 0,51 1,10 38. 0,12 1,10 1,40 CO, 0,06 0,80 1,01 39. 0,10 1,10 1,65 CO, 0,08 0,64 1,12 40. 0,12 1,12 1,70 C02 0,10 0,75 1,22 C. VAC - 70 41. 0,14 1,04 1,80 — - — — CO, 0,12 0,80 1,23 - — — — 42. 0,16 1,06 1,80 — — — — co2 0,10 0,71 1,20 — — — — 43. 0,08 1,10 2,0 — — — — co2 0,05 0,67 1,25 — — — — 44. 0,10 1,05 1,35 — — 0,32 — CO, 0,10 0,66 0,98 — - 0,30 — 45. 0,10 0,70 1,10 — - 0,50 — C02 0,09 meš. plin 0,09 0,40 0,46 0,75 0,80 — _ — — 46. 0,11 0,80 1,45 — — 0,54 — C02 0,09 meš. plin 0,11 0,45 0,55 0,97 1,15 — — 0,54 0,38 — 47. 0,06 0,50 1,80 — 1,10 0,36 — C02 0,06 meš. plin 0,04 0,13 0,17 0,72 0,80 — 1,08 1,08 0,36 0,36 — 48. 0,10 0,93 1,58 — 1,04 0,38 — C02 0,08 meš. plin 0,11 0,46 0,56 0,95 1,16 — 0,94 0,64 0,34 0,30 — 49. 0,12 0,70 1,70 — 1,00 — 0,10 CO, meš plin 0,07 0,09 0,34 0,41 0,89 1,02 — 0,85 0,85 — 0,07 0,07 50. 0,10 0,97 1,57 — 1,00 — 0,11 CO, 0,07 0,55 1,08 — 0,90 — 0,10 51. 0,10 0,90 1,63 — 0,53 0,29 0,12 co2 0,10 0,61 1,17 — 0,45 0,25 0,12 52. 0,10 0,60 1,20 — 1,20 0,40 0,10 meš. plin 0,10 0,42 0,79 - 1,15 0,39 0,08 53. 0,12 0,90 1,45 — 1,00 0,50 0,13 CO, 0,10 0,70 1,11 — 0,98 0,50 0,12 54. 0,08 0,70 1,10 0,3 2,50 0,45 — CO, 0,06 meš. plin 0,06 0,34 0,41 0,58 0,64 0,26 0,25 2,20 2,23 0,41 0,42 — Tabela št. 5 — Mehanske lastnosti čistega vara Natezni preizkus Žilavost V-Notch (kpm/cm2) Tek. št. zaščitni plin meja raz. kp/mm2 trdnost kp/mm2 raztezek L = 5 d °/o kontrakcija % temperat. preizkušanja 20° 0° — 20° C A. VAC ■ ■50 1. CO, 33,2 43,0 10,0 22,0 zvar porozen 2. CO, 34,3 42,8 7,13 20 zvar porozen 3. CO, 40,7 47,7 20,0 49.6 10,0 8,0 5,0 meš pl. 43,5 51,3 13,0 21,0 8,0 6,0 5,0 Natezni preizkus Zilavost V-Notch (kpm/cm2) Tek. št. zaščitni plin meja raz. kp/mm2 trdnost kp/mmz raztezek L = 5 d °/o kontrakcija °/o 20° temperat. preizkušanja 0« — 20° C 4. C02 meš. pl. 42,9 44,6 50,6 49,2 15,0 10,0 35,0 16,5 9,5 8,0 8,0 6,0 5,0 5,0 5. C02 meš pl. 43.8 48.9 54,6 57,2 27,0 24,0 63,6 61,2 17,5 15,0 14,0 12,0 12,0 7,0 6. C02 47,1 56,0 24,0 66,3 12,5 11,0 9,0 7. CO, 41,7 52,5 26,0 60,0 16,0 15,0 10,0 8. C02 44,2 55,6 22,0 44,5 10,5 8,0 6,0 9. CO, 54,7 28,0 70,8 15,0 13,0 9,0 B. VAC ■ ■60 10. C02 45,4 57,4 26,0 28,5 11,0 8,0 6,0 11. C02 42,0 55,0 26,0 65,0 13,0 10,0 8,0 meš. pl. 42,0 56,0 28,0 68,0 16,0 12,0 10,0 12. C02 43,5 54,4 34,0 71,0 16,0 14,0 12,0 13. C02 45,9 56,0 30,0 71,0 16,2 14,5 12,5 14. C02 46,0 56,5 24,0 64,0 15,5 12,5 10,5 15. C02 44,4 54,4 30,0 65,2 16,0 13,0 12,0 16. C02 42,3 54,2 27,3 62,8 14,3 12,5 10,0 17. C02 45,5 55,9 24,0 68,0 14,0 10,5 9,5 18. co2 43,0 59,3 30,0 66,6 14,5 11,5 9,5 19. co2 43,0 54,5 29,0 68,0 12,3 9,5 7,3 20. C02 46,8 58,8 28,0 59,5 9,0 6,0 5,0 21. C02 45,0 55,5 28,0 68,2 16,0 14,0 12,0 22. C02 43,0 56,3 30,0 67,2 12,5 10,0 7,5 23. CO, 42,7 54,5 28,0 60,3 13,0 9,5 6,5 24. CO, 51,7 65,6 20,0 38,5 12,0 10,0 8,0 25. C02 44,5 56,0 28,0 67,0 15,0 13,5 11,5 26. co2 52,2 63,6 24,0 60,3 15,0 12,0 9,0 27. CO, 49,2 61,4 26,4 66,5 12,5 8,5 7,0 28. C02 49,5 63,1 26,0 64,0 13,0 10,5 9,0 29. C02 42,9 54,3 28,0 69,0 12,5 9,5 8,5 30. C02 55,5 67,5 24,0 60,8 13,5 8,5 7,0 31. CO, 48,0 60,0 26,0 65,0 12,0 9,0 7,0 32. C02 43,9 54,9 25,5 64,0 11,5 10,0 7,5 33. C02 47,1 58,0 23,0 63,5 12,25 9,5 8,0 34. C02 42,9 56,0 24,5 64,5 10,0 7,5 6,0 35. C02 45,0 58,0 25,3 66,2 10,0 8,0 6,0 36. C02 49,6 62,5 28,0 64,0 13,0 9,0 6,0 Natezni preizkus Žilavost V-Notch (kpm/cm2) Tek. št. zaščitni plin meja raz. kp/mm2 trdnost kp/mm2 raztezek L = 5 d % kontrakcija % 20» temperat. preizkušanja O3 — 20° C 37. C02 42,1 55,5 28,0 69,8 13,5 10,5 7,5 38. co2 51,4 64,3 24,0 63,5 9,0 6,0 4,0 39. co2 42,9 56,0 28,0 70,4 9,5 7,0 6,0 40. co. 45,5 65,3 25,0 65,2 11,75 9,5 6,5 C. VAC - 70 41. co2 52,7 63,4 20,0 55,0 13,6 11,65 4,5 42. co2 53,0 64,2 20,0 44,5 10,0 9,5 8,5 43. co2 48,0 62,0 26,0 64,0 11,5 7,5 5,5 44. co2 48,0 59,0 24,0 64,0 12,5 9,5 6,5 45. co2 meš. pl. 54,5 56,5 62,5 64,0 26,0 27,5 62,5 63,0 12,5 14,0 8,5 10,0 6.5 7.6 46. co2 meš. pl. 56,0 63,0 65,5 72,0 20,0 20,0 62,1 56,0 11,5 13,0 9,0 9,5 6,6 7,5 47. co2 meš. pl. 48,5 53,7 60,3 63,0 22,0 23,0 55,0 60,0 11,0 11,8 6,2 8,3 5,1 6,0 48. co2 meš. pl. 54,0 65,6 66,9 75,5 21,0 18,0 63,0 59,0 10,5 12,5 8,0 10,0 5,5 7,5 49. C02 meš. pl. 58,0 58,6 70.0 71.1 22,0 23,0 62,0 60,0 11,0 12,0 6,2 7,9 4,5 9,0 50. C02 65,0 72,7 20,0 62,0 11,5 8,0 6,5 51. C02 63,6 74,0 20,0 53,0 9,0 6,5 4,5 52. C02 67,5 72,0 20,0 58,0 9,0 5,0 3,5 53. co2 70,0 84,0 20,0 56,0 6,5 4,5 4,0 54. co2 meš. pl. 64,0 64,7 71,6 72,0 21,0 22,0 58,0 61,0 10,0 13,5 5,5 8,3 3,7 5,7 jekel C 0245, C 0345, č 0360. Pri varjenju teh jekel z žico VAC 60 dobimo zvare s sorazmerno višjo trdnostjo, kot jo imajo običajno jekla. V mnogih primerih pa predpisi tega ne dovoljujejo in zahtevajo, da imajo tudi zvari nižjo trdnost. Zato je bilo poželjno, da bi se za varjenje teh jekel uvedla žica VAC 50, ki bi dala nižje mehanske trdnosti. Kot je razvidno take žice izrecno za varjenje v atmosferi C02 ni mogoče izdelati, temveč moramo v takem primeru ako želimo doseči nižjo trdnost uporabiti mešani plin ter ustrezno nižje legirano žico. Nadaljnje preiskave od št. 9 do št. 40 so bile preiskave žic, tipa VAC 60, različnih sestav ter medsebojna primerjava lastnosti, z ozirom na različno vsebnost silicija in mangana. Pri tem smo ugotovili predvsem naslednje: Žice z nizkim silicijem v območju 0,60—0,70 % in nizkim manganom v območju 1,25—1,35 nimajo dobrih varilnih lastnosti. Zvari se ne razlivajo dobro in imajo hrapavo površino. Žilavost je slaba, žice z nizkim silicijem v območju od 0,60—0,80 in visokim manganom v območju 1,70—1,90 ravno tako nimajo dobrih varilno tehničnih lastnosti. Talina zvara je bolj gosto tekoča. Zaradi tega se zvari ne razlivajo lepo, temveč so zelo izbočeni. Posebno je to opazno pri varjenju kotnih zvarov, zaradi česar moramo variti s sorazmerno višjo jakostjo toka. Zaradi goste taline in slabega razlivanja te žice tudi niso primerne za varjenje tanjših pločevin, ko varimo samo z enim varkom. Površina zvarov je hrapava. Nastala žlindra ima zaradi večje vsebnosti manganovih oksidov nižje tališče in se zato bolj zapeče in težje odstranjuje. Zaradi večje vsebnosti manganovih oksidov je žlindra tudi bolj temno rjave barve. Dobimo pa s temi žicami sorazmerno dobro žilavost. Zvari imajo v tem primeru nižji silicij in višji mangan kot zvari, dobljeni z ostalimi žicami, kar ugodno vpliva na žilavost. Prav tako vsebnost nizkega silicija in višjega mangana ugodno vpliva na boljšo obstojnost zvarov pri hladnem preoblikovanju. žice z vsebnostjo silicija v območju 0,80—1 % in mangana v območju 1,40—1,60 °/o imajo dobre varilno tehnične lastnosti ter zadovoljive mehanske lastnosti. Talina zvara je lažje tekoča. Zvari se lepo razlivajo. Nastala žlindra je zelenkasto rjave barve in se rada odstranjuje. žice z višjim silicijem v območju 1—1,20 % in manganom v območju 1,50—1,80 % imajo zelo dobre varilnotehnične lastnosti. Talina zvara je zaradi vsebnosti višjega silicija lahko tekoča. Zvari se lepo razlivajo in oblikujejo. Nastala žlindra je svetlo zelene barve. Zaradi dobrih varilno-tehničnih lastnosti in lepega razlivanja so žice teh sestav tudi primerne za varjenje tanjših pločevin — posebno še pri varjenju od zgoraj navzdol, žilavost zvara je nekoliko nižja kot pri žicah z nizkim silicijem. Prav tako je obstojnost zvarov pri hladnem preoblikovanju manjša. Z ozirom na to, da dobimo z žicami z nižjo vsebnostjo silicija boljšo žilavost, a slabše varilno tehnične lastnosti, pri žicah z višjim silicijem pa boljše varilnotehnične lastnosti, a nekoliko slabšo žilavost, se je kot najprimernejša srednja sestava pokazala sestava s Si 0,80—1,00 % in Mn 1,40—1,70 %. Na ta način dobimo še vedno zadosti dobro razlivanje in oblikovanje zvarov ob istočasni zadovoljivi žilavosti. Od št. 41 nadalje so bile preizkušene žice, ki so namenjene za varjenje visokotrdnih jekel, trdnosti nad 60 kp/mm2. Za začetne preiskave smo uporabili žice, ki so bile legirane samo s silicijem in manganom. Vendar samo z večjo vsebnostjo silicija in mangana ni bilo mogoče doseči zadovoljive rezultate. Dobljene so bile prenizke mehanske vrednosti, ki naj bi jih žice za varjenje visokotrdnostnih jekel imele. Tako smo dosegli pri vsebnosti 1,20 % Si in 2 % Mn mehanske vrednosti, ki so bile le minimalno višje, kot jih dobimo z žico VAC 60. Poleg tega razlivanje in oblikovanje zvarov zaradi visoke vsebnosti mangana ni najboljše. Zato so bili nadaljnji poizkusi narejeni z žicami, legiranimi z Mo, NiMo, NiV, NiMoV. Pri tem smo pri varjenju v zaščitni atmosferi C02 dosegli zadovoljive rezultate do trdnosti 70 kp/mm2. Pri žicah, kjer smo dobili pri varjenju v zaščitni atmosferi C02 višjo trdnost od 70 kp/mm2, nismo dobili več zadovoljivih rezultatov za žilavost. S tem dobimo tudi odgovor na vprašanje, v katerem območju trdnosti je možno zadovoljivo variti v atmosferi C02. Iz navedenih poizkusov je razvidno, da je to območje trdnosti 50—70 kp/mm2. Jekla pod to trdnostjo in nad njo pa moramo variti z uporabo mešanega plina. Z ozirom na izvršene preiskave varilno tehničnih in mehanskih lastnosti z žicami različnih sestav se je izkazalo, da od vseh preizkušenih žic pridejo v poštev za varjenje v zaščitni atmosferi predvsem sestave žic, ki jih prikazuje tabela št. 6. Podane so tudi dobljene mehanske lastnosti čistih varov, ki so bile dosežene z uporabo odgovarjajočih zaščitnih plinov. Za določitev vpliva dimenzije na mehanske lastnosti smo preiskovali čiste vare z žicami 0 0,8 in 1,2 in 1,6 mm, izdelanimi iz iste šarže, to je z enako kemijsko sestavo. Dobljeni rezultati so prikazani v tabeli št. 7. Iz teh je razvidno, da dimenzija žice nima bistvenega vpliva na mehanske lastnosti, razen na žilavost, ki je pri žicah 0 0,8 nekoliko boljša. ZAKLJUČEK Z ozirom na izvršene raziskave je razvidno, da v atmosferi C02 lahko uspešno varimo samo jekla v območju trdnosti 50—70 kp/mm2. Za varjenje jekel s trdnostjo pod 50 kp/mm2 ne moremo izdelati ustrezne žice, ki bi bila uporabna za ta namen. Zato lahko ta jekla varimo pri uporabi C02 samo z žicami, s katerimi dobimo višjo trdnost zvara. Pri varjenju jekel višjih trdnosti, tj. nad 70 kp/mm2 pa pri uporabi C02 kot zaščitne atmosfere ne dobimo več zadovoljive žilavosti. Zato moramo tako v prvem kot v drugem slučaju uporabiti mešani plin. Pokazalo se je tudi, da je za dosego dobre žilavosti zelo važna vsebnost silicija in mangana v zvaru. Iz preizkusov je razvidno, da je bila mnogo boljša žilavost dosežena pri zvarih, pri katerih je bila vsebnost silicija pod 0,50%, a vsebnost mangana nad 1 %. Zato morajo žice, ki so namenjene za varjenje visokotrdnih jekel, vsebovati sorazmerno nižji silicij in višji mangan, kljub temu da so s tem varilno tehnične lastnosti nekoliko slabše. Po oceni in pregledu sestav preizkušenih žic ter po analizi dobljenih rezultatov bi za varjenje jekel v zaščitni atmosferi prišle v poštev predvsem sestave žic, ki jih prikazuje tabela št. 8. Rezultati v tabeli veljajo pri uporabi C02. Pri uporabi mešanega plina Ar + C02 pa so rezultati za 2—3 kp/mm2 višji. Prav tako dobimo boljšo žilavost. Sestava št. 1 pa je namenjena za uporabo mešanih plinov, predvsem za varjenje jekel do 50 kp/mm2. Zvari imajo zaradi uporabe mešanih plinov in nizke vsebnosti silicija dobro žilavost. Namenjena je tudi za taka varilska dela, kjer se zvari kasneje hladno preoblikujejo. Žice št. 2—4 so namenjene za varjenje jekel, trdnosti 50—65 kp/mm2. Sestava št. 2 je namenjena predvsem za večvar kovno varjenje debelejših pločevin, in to predvsem tam, kjer se zahteva višja žilavost. Sestava št. 4 ima večjo vsebnost silicija. Zaradi boljših varilno tehničnih lastnosti je namenjena predvsem za varjenje tanjših pločevin, posebno še za varjenje od zgoraj navzdol. Sestava št. 3 pa je namenjena za univerzalno uporabo. Sestave od št. 5 dalje so namenjene za varjenje jekel, trdnosti nad 60 kp/mm2. Tabela št. 6: Sestava in mehanske lastnosti žic za varjenje v zaščitni atmosferi Analiza žice meja razt. kp/mm2 trdnost raztezek L = 5 d % žilavost C Si Mn Cr Ni Mo V plin kp/mm2 20° 0° — 20° 0,10 0,38 0,97 0,25 + Ti — C02 45,5 39.5 35.6 55,1 47,8 44,5 25,0 29,0 34,0 16,0 16,2 16,0 11,7 10,0 10,0 9,2 9,0 9,0 Ar + C02 48,9 55,2 24,0 11,6 12,2 15,0 10,0 10,3 12,1 7.2 7.3 7,7 0,10 0,70 1,70 — — — co2 41,0 54,4 30,0 16,0 15,5 14,5 12,0 10,5 10,5 8,5 7,5 9,0 0,10 0,90 1,50 — — ,— — CO, 44,2 55,7 26,0 14,5 15,0 14,5 10,5 7,5 9,5 7,5 6,5 7,5 0,12 1,10 1,70 — — — CO, 47,3 61,0 25,0 12,0 11,0 12,5 8,5 7,5 8,5 7,0 6,0 6,5 0,08 1,05 1,35 — — 0,32 — CO, 48,0 59,0 24,0 12.3 12.4 12,6 9,1 9,5 9,9 6,0 6.5 6.6 0,11 0,80 1,45 — — 0,54 — C02 56,0 56,0 65,5 66,9 20,0 24,0 10,0 11.5 11.6 6,7 8,7 7,5 6,6 6,6 5,7 Ar + C02 63,0 72,0 20,0 12,2 12,7 13,1 9,0 9,7 9,7 6,5 6,5 8,1 C02 54,0 66,9 21,0 10,3 7,9 5,3 61,1 72,0 20,0 10,6 8,0 5,6 10,6 8,5 6,0 Ar + 65,6 75,5 18,0 12,2 9,0 7,5 C02 12,2 10,2 7,2 11,5 11,0 8,5 C02 48,5 60,3 20,0 10,0 6,0 5,0 11,0 7,0 6,0 12,0 6,0 5,2 Ar + 53,7 63,4 20,0 11,5 8,0 7,5 C02 12,5 8,5 6,5 12,5 8,0 6,5 0,12 0,70 1,70 1,0 0,10 CO, 58,0 55,0 70,0 64,5 21,0 22,0 10,0 10,5 11,5 6,2 6,5 7,0 4,5 4,5 5,5 Ar + C02 55,6 66,1 23,0 11,5 12,0 13,0 8,0 8,2 7,5 8,0 8,5 9,0 0,10 0,97 1,57 — 1,0 — 0,11 CO, 65,0 62,5 72,7 70,0 20,0 22,0 11,0 11,9 11,9 7,7 8,5 8,7 5,8 6,5 7,3 0,10 0,90 1,63 — 0,53 0,29 0,12 CO, 63,6 74,0 20,0 8,5 9,5 9,0 6,4 5,9 7,3 4,6 5,1 5,3 0,12 0,90 1,45 — 1,0 0,50 0,13 CO, 68,8 84,0 20,0 6,25 6,5 6,75 4,1 4,75 4,75 3,5 4,1 4,1 0,10 0,50 1,20 — 1,20 0,40 0,10 C02 67,5 72,0 20,0 8,0 9,5 8,5 6,5 6,5 7,5 4,5 5,5 5,5 0,10 0,93 1,58 — 1,04 0,38 0,08 0,50 1,80 — 1,10 0,36 Tabela št. 1 — Mehanske lastnosti žic različnih dimenzij Lastnosti čistega vara C sestava Si žice Mn dimenz. žice 0 mm sestava čistega C Si vara Mn meja raztez. kp/mm2 trdnost kp/mm2 raztezek L = 5 d % kon- trakc. % Žilavost V-Notch kpm/cm2 20° 0° — 20° 1. 0,11 0,75 1,80 0,8 1,2 1,6 0,10 0,09 0,10 0,39 0,37 0,34 1,24 1,14 1,10 47,6 46,0 43,0 59,2 56,5 53,4 26,0 24,0 32,0 53,0 64,0 60,0 16,0 15,0 12,0 14,0 11,75 8,6 13,0 10,2 6,5 2. 0,12 1,10 1,45 0,8 1,2 1,6 0,10 0,08 0,10 0,75 0,77 0,71 1,06 1,03 1,01 50,1 47,5 48,5 61,8 58,2 61,9 20,0 24,0 26,0 52,0 71,0 60,4 14,5 12,5 11,5 11,0 9,5 8,0 10,5 9,0 7,0 3. 0,12 0,75 1,90 0,8 1,2 1,6 0,11 0,06 0,10 0,46 0,45 0,45 1,42 1,26 1,33 54,8 44,6 46,3 63,0 54,7 58,5 23,0 28,0 28,0 59,0 65,2 70,5 14,5 16,0 17,5 11,5 12,5 12,0 8,5 11,5 10,5 4. 0,13 0,90 1,70 0,8 1,2 1,6 0,10 0,11 0,12 0,70 0,66 0,68 1,30 1,21 1,25 48,0 47,5 45,0 59,3 57,2 55,0 25,0 25,0 30,0 65,0 66,0 65,9 13,25 14,0 14,0 9,5 10,0 9,5 7,25 6,25 7,5 5. 0,10 0,65 1,70 0,8 1,2 1,6 0,07 0,08 0,07 0,35 0,38 0,36 1,23 1,40 1,26 43,9 46.0 46.1 56,6 59,0 57,0 24,0 24,0 28,0 63,6 51,0 70,0 16,5 15,0 15,0 13,0 12,0 13,0 12,0 9,0 10,0 6. 0,14 0,97 1,50 0,8 1,2 1,6 0,12 0,11 0,10 0,75 0,70 0,62 1,15 1,11 0,96 44,5 49,5 49,0 65,6 63,1 59,8 20,0 26,0 26,0 58,5 64.0 65.1 12,5 13,0 14,0 10,5 11,0 10,5 9,5 8,0 9,0 7. 0,11 0,92 1,55 0,8 1,2 1,6 0,10 0,10 0,10 0,64 0,70 0,65 1,30 1,26 1,22 45,0 51,7 54,7 62.5 65.6 66,2 19,0 20,0 24,0 55,5 58,5 69,0 11,0 12,5 12,0 9,5 9,0 10,5 7,5 7,5 8,0 Tabela št. 8 C Si Mn Cr Ni Mo V kp/mm2 meja raz. trdnost mkp/cm: žilavost 1. 0,10 0,40 1,00 0,25 — 35—45 45—55 14—16 2. 0,10 0,70 1,70 — — — 40—48 50—58 12—16 3. 0,10 0,90 1,60 — — — 42—50 52—60 10—16 4. 0,12 1,10 1,70 — — — 44—52 54—64 8—14 5. 0,10 0,70 1,70 — — 0,50 — 52—60 62—70 9—13 6. 0,10 0,70 1,70 — 1,0 0,30 — 52—60 62—70 9—13 7. 0,10 0,70 1,70 — 1,0 — 0,10 56—64 66—74 8—12 8. 0,10 0,70 1,70 — 0,50 0,25 0,10 56—64 66—74 8—12 9. 0,10 0,70 1,70 — 0,55 0,25 0,10 60—68 70—78 6—10 10. 0,10 0,70 1,70 — 1,0 0,50 0,10 66—74 76—84 4— 7 Tabela št. 9 predvidena oznaka C Si Mn Cr Ni Mo kp/mm2 trdn. č. vara namen uporabe VAC 50 0,10 0,35 1,00 0,25 — — 45—55 za jekla do 55 kp/mm2 VAC 60 0,10 0,90 1,60 — — — 52—60 za jekla 50—65 kp/mm2 VAC 65 0,12 1,10 1,70 _ _ 54—64 za varjenje tankih pločevin, reparature VAC 70 (Mo) 0,10 0,70 1,70 — — 0,50 62—70 za jekla 60—75 kp/mm2 VAC 70 (NiMo) 0,10 0,70 1,70 — 1,0 0,30 62—70 Iz vsega navedenega sledi, da bi torej za izdelavo žice VAC 50, v kolikor bi se za to pokazala potreba, prišla v poštev sestava št. 1. Za izdelavo žice VAC 70 pa bi prišle v poštev sestave št. 5 in št. 6. Kot končni rezultat bi torej za potrebe varjenja jekel do 75 kp/mm2 bile najbolj primerne žice, ki jih prikazuje tabela št. 9. III. PREISKAVE ZVARNIH SPOJEV Preiskave so imele namen ugotoviti uporabnost posameznih žic za varjenje posameznih kvalitet jekel. Izvršene so bile naslednje preiskave: 1. preiskave spojev kvalitet C 0345, Č 0460, C 0462 in C 0562 z žico VAC 60 2. Preiskave spojev visokotrdnega jekla z min. mejo raztezanja 50 kp/mm2 z žico VAC 60 in VAC 70 (Mo) 3. Preiskave spojev kvalitete HPA-10 z VAC 70 (Mo) in VAC 70 (NiMo). Preiskave zvarnih spojev kvalitet C 0345, C 0460, C 0462, Č 0562 Preiskave so bile izvršene z uporabo žice VAC 60. Uporabljena je bila pločevina, debeline 12 mm. Velikost vzorcev zvarjenega spoja je znašala 800 X 300 X 12 mm. Izdelani so bili V zvari s popravo korena pod naslednjimi pogoji: žica 0 1,2 mm jakost toka: 180 A napetost toka: 26 V pomik žice: 6 m/min. pretok plina: 15 l/min. položaj varjenja: vodoraven Iz vzorcev smo preiskovali naslednje: 1. mehanske lastnosti spoja in čistega zvara 2. zarezno žilavost zvara in prehodne cone 3. pregibni kot alfa 4. trdoto po preseku zvara 5. radiografski izvid Rezultati preiskav Rezultati preiskav so prikazani na tabelah št. 10, 11, 12, 13. Tabela št. 11: žilavost V-Notch — kpm/cm2 zvar prehodna cona temp. 20° 0° 20° 0° C 0345 8,7 8,6 7.3 5,6 5,2 6,0 9,2 6,3 0,6 6,0 10,0 7.3 C 0460 15,1 11,5 12,3 8,2 16,2 14,7 11,2 8,5 17,4 12,5 10,0 9,2 Č 0462 7,8 6,8 6,9 6,0 8,7 6,5 7,1 6,3 7,1 6,3 6,6 7,5 C 0562 7,8 6,8 6,6 5,3 8,7 6,5 7,2 6,7 7,1 6,3 7,4 5,4 Tabela št. 10: Natezni preizkus natezni preizkus natezni preizkus spoja čistega zvara trdnost kp/mm2 meja raztezka kp/mm2 trdnost kp/mm2 raztezek 1 = 5 d % upogib, stop. C 0345 40,5 pretrgal v osnovi 44,5 59,9 30 2 X 180 Č 0460 47,7 47 pretrgal v osnovi 41,8 47,4 56,8 57,1 32,0 28,0 2 X 180 Č 0462 53,9 44,9 58,5 20,0 2 X 180 52,0 46,9 60,0 24,0 pretrgal v osnovi C 0562 59,5 46,4 59,0 24,0 2 X 180 60,0 46,0 58,6 28,0 pretrgal v osnovi Tabela št. 12: Trdota po preseku zvara — HB Kvaliteta zvar prehodna cona osnova Č 0345 V 200—223 174—207 165—172 Č 0460 184—207 156—174 156—165 Č 0462 168—198 160—211 145—160 Č 0562 195—239 180—229 164—170 C 0562 195—239 180—229 164—170 Tabela št. 13: Radiografski izvid Kvaliteta ocena Č 0345 V 5 Č 0460 5 Č 0462 5 č 0562 5 Ocenjevanje je bilo izvršeno po mednarodni rentgenkoteki IIW/IIS; najboljši zvar = 5, najslabši = 1. Zaključek: Rezultati potrjujejo kvalitetno izvedbo. Mehanske lastnosti so zadovoljive, žilavost zvara je v mejah zahtevanih vrednosti, zato se žica VAC 60 lahko uporabi za varjenje teh kvalitet. Preiskave zvarnega spoja jekla z minimalno mejo raztezanja 50 kp/mm2 Preiskave so bile izvršene z žico VAC 60 in VAC 70 (NiMo) 1. Sestava jekla: C Si Mn Ti Al 0.20 0.60 1.55 0.15 + 3. Sestava uporabljenih žic C Si Mn Ni Mo VAC 60 0.11 0.87 1.72 — — VAC 70 (NiMo) 0.10 0.93 1.58 1.04 0.38 2. Mehanske lastnosti jekla meja raztez. trdnost l _ žilavost upogib kp/mm2 kp/mm2 0/ kpm/cm2 stop. 52 69.5 28 10.75 180 Namen preiskave je bil ugotoviti uporabnost žice VAC 60 in VAC 70 za varjenje pločevine omenjene kvalitete. Za preiskavo smo uporabili pločevino, debeline 8 mm. Izdelan je bil V-zvar s popravo korena. Varili smo pod naslednjimi pogoji: žica 0 1.2 napetost toka: 26 V jakost toka: 180 A pomik žice 6 m/min pretok plina 15 l/min Rezultati preiskav z žico VAC 60 Narejene so bile naslednje preiskave: A. brez predgrevanja — vmesni sloji ohlajani na 100° C B. brez predgrevanja — varjenje neprekinjeno brez ohlajanja vmesnih slojev C. predgrevanje na 250° — ohlajanje vmesnih slojev na 150° C D. predgrevanje na 350° C — ohlajanje vmesnih slojev na 150° C Dosegli smo naslednje rezultate: (Tabela št. 14, 15) Vsi preizkušanci so se pretrgali v osnovnem materialu Tabela št. 15. Trdota po preseku zvara prehodna cona osnova zvar A. 290—380 210 207 B. 318—406 210 198 C. 280—290 201 198 D. 266—285 198 198 Preiskave so pokazale, da je v obeh primerih, ko smo varili brez predgrevanja, z ohlajanjem in brez ohlajanja vmesnih slojev, prehodna marten-zitna cona zelo ostro izražena in ima pri poizkusu, ko varimo brez ohlajanja vmesnih slojev, pri vrhu zvara trdote 390—460 HB, po sredini zvara pa 318—343 HB. Če pa vmesne sloje ohlajamo na 100°, pa je trdota prehodne cone pri vrhu zvara ca. 380 HB, po sredini pa 290—312 HB. Spoji, ki so bili predhodno predgrevani na temp. 250 in 350° C, imajo znatno nižjo trdoto prehodne cone, ki v nobenem primeru ne presega 300 HB. Metalografska preiskava je pokazala, da je struktura pregrete cone osnovnega materiala, ki meji na zvar, feritno perlitna, zaradi česar so tudi trdote nižje kot pa pri vzorcih, varjenih brez predgrevanja. Tabela št. 14. Mehanske lastnosti meja raztez. kp/mm2 trdnost kp/mm2 raztezek 1 = 5d % upogib stop. žilavost kpm/cm2 20° V-Notch 0° A. 52 69.4 25,0 2 x 180 10.2 8.5 B. 55 70.5 22,0 2 x 180 95 9.0 C. 52.3 69.5 22,0 2 x 180 10.3 8.3 D. 51.5 68.9 23 2 x 180 10.7 OO Rezultati preiskav z žico VAC 70 (NiMo) Varili smo pri naslednjih pogojih: Predgrevanje na 250° C. Ohlajanje vmesnih slojev na 150° C. Rezultati preiskav: Mehanske lastnosti prikazuje tabela št. 16 Tabela št. 16 , , ., raztezek žilavost ,, \T_t_u meja raztez. trdnost upogib l = 5d k /cm2 v"N°tch kp/mmJ kp/mm! stop. % 2o» 54.2 72.3 22,0 2 X 180 7.2 6.0 8.3 6.0 8.5 6.3 Slika št. 2 Mikrostruktura zvara (200:1) Preizkušanec se je pretrgal v osnovnem materialu. Meritev trdot zvarnega spoja je podana na sliki št. 1. Oddaljenost od sredine zvara v mm Slika št. 1 Zvarni spoj z žico VAC 70 (NiMo) Strukture zvara prehodne cone in osnovnega materiala pa prikazujejo slike št. 2, št. 3. in št. 4. Doseženi rezultati so ugodni. Z ozirom na to, da smo varili s predgrevanjem, je trdota prehodne cone v mejah 210—240 HB. Zaključek: Za varjenje jekel z mejo raztezanja min. 50 kp/mm2 se priporoča predgrevanje, ki bi moralo biti temperaturno tako regulirano, da bi trdota v prehodni coni ne presegla 300 HB ob istočasnem ohlajanju varkov na 100—150° C. Če Slika št. 3 Mikrostruktura prehodne zone (200:1) Slika št. 4 Mikrostruktura osnovnega materiala (200:1) varimo brez predgrevanja, dobimo zaradi tvorbe martenzitne strukture v prehodni coni konice izredno visoke trdote, ki presegajo tudi 400 HB. Z ozirom na dobljene rezultate je razvidno, da dobimo z žico VAC 60 pri tej debelini pločevine (8 mm) spoj z dovolj visoko trdnostjo in mejo raztezanja ter ni potrebna žica z višjo trdnostjo čistega vara. Trdota po preseku zvara Preiskave zvarnega spoja kvalitete HPA 10 Preiskave so bile izvršene s pločevino, debeline 10 mm. Izdelana sta bila dva V zvara z žico VAC 70 (Mo) in VAC 70 (NiMo). Namen preiskave je bil določiti uporabnost obeh žic za varjenje te kvalitete. Sestava pločevine: C Si Mn Cr Cu Ni Mo 0.22 0.93 1.16 0.71 0.20 0.11 0.40 Sestava žic: C Si Mn Ni Mo VAC 70 (Mo:) VAC 70 (NiMo) 0.11 0.10 0.80 0.93 1.45 1.58 1.04 0.54 0.38 Pred varjenjem je bila pločevina odžarjena na temperaturi 720° C. Pogoji varjenja: žica jakost toka: napetost toka: pomik žice pretok plina: 0 1.2 mm 180 A 26 V 6 m/min. 15 l/min. 2. Trdota po preseku zvara Meritev trdot zvarnega spoja je podana na slikah št. 5 in št. 6. predgrevanje na 250° C. Med varjenjem je bila temperatura varjenja 2503 C. Po varjenju smo pločevino počasi ohlajali. Rezultati preiskav 1. Mehanske lastnosti zvarnega spoja prikazuje tabela št. 17 Preizkušanca sta se pretrgala v osnovnem materialu 420 4 00 340 320 300 280 260 240 220 200 420 400 380 360 340 320 a: 300 a 280 t 260 240 220 200 Wt fjfln St.22 h ■ s hA-10 ob i redina--- A -i h \\ \\ / / \ \ \ r \ t P j \ A \ / j v 1/ —" Oddaljenost od sredine zvara v mm Slika št. 5 Zvarni spoj HPA — 10 z žico VAC 70 (Mo) Št. 21 HPA-10 i j sredina — - ! i ft r 1 | 1 I i i 1 1 | \ i i i 1 1 i i L. 'v' f * \ r i i J / j \ * V / v 12 10 864202468 10 12 Oddaljenost od sredine zvara v mm Slika št. 6 Zvarni spoj HPA — 10 z žico VAC 70 (NiMo) Tabela št. 17 uporabljena meja raztez. trdnost , , upogib žilavost V-Notch žica kp/mm2 kp/mm* ~0/a stop. — 20° 20" 0" VAC 70 (Mo) 58 72.5 18 2 x 180 8.6 6.1 4.9 9.4 6.4 5.6 9.9 6.9 6.0 VAC 70 (NiMo) 59.0 73.0 25 2 x 180 7.5 6.0 4.4 9.0 6.0 4.6 9.1 6.0 6.0 3. Kemijska analiza čistega zvara C Si Mn Cr Cu Ni Mo spoj spoj VAC 70 (Mo) VAC 70 (NiMo) 0.13 0.14 0.65 0.70 0.11 1.10 0.31 0.40 0.18 0.20 0.09 0.65 0.53 0.35 Zaključek: Z obema žicama dobimo zadovoljive rezultate. Pri tem dobimo z žico, ki je legirana samo z Mo, celo nekoliko boljšo žilavost. Literatura: 1. Leon Knez: Priručnik za upotrebu dodatnog materijala 2. Ivan Limpel: Varjenje v zaščiti C02 3. Dr. I. Masumoto: Verfahrenstechnische und werkstoff-kundliche Fragen der CO,-schweissung. Schweisstechnik (Wien) št. 1/1965 4. Phoenix-Union — Das Schweissen im Handwerk ZUSAMMENFASSUNG Die Silizium-Mangan-legierte Drahtelektrode mit einer durchschnittlichen Zusammensetzung C = 0.10 %, Si = = 0.90 %, Mn = 1.60 °/o ist fur das S^hutzgasschvveissen von Stahl mit einer Zugfestigkeit bis zu 60 kp/mm2 bestimmt. Die Zugfestigkeit des Schweissgutes betragt von 52 bis 58 kp/mm2. Fur das Schweissen der Stahle mit einer niedri-geren oder hoheren Festigkeit als die der VAC 60 haben wir bisher keine geeigneten Drahtelektroden gehabt. Es sind desvvegen mehrere Drahtelektroden versehiedener Zusammensetzung ausgefertigt und gepriift worden. Auf Grund dieser Untersuchungsergebnisse solite in den Pro-ductionsprogramm auch die Drahtelektrode VAC 50 fiir das Schweissen der Stahle bis zu 50 kp/mm2 Zugfestigkeit, und VAC 70 fiir das Schweissen der Stalile bis zu 70 kp/mm2 Zugfestigkeit eingefiihrt werden. Gleichzeitig ist auch der Einfluss des Si: Mn Verhaltnises auf die mecha-nisehen Eigenschaften, auf die schweisstechnischen Eigen-schaften, und auf die Formgebung der Schweissnaht unter-sueht worden. Es ist auch der Anwendungsbereich fiir C02 Schutzgas in dem noch zufriedenstellende Ergebnisse erziehlt vverden, bestimmt worden. Nebeji dem sind auch Vergleichsunter-suehungen iiber die mechanischen Eigenschaften des Schvveissgutes versehiedener Dickenabmessungen und glei-cher Zusammensetzung durchgefiihrt worden. SUMMARY The wire for welding in C02 atmosphere — VAC 60, with average composition 0.10 °/o C, 0.90 °/o Si, 1.60 % Mn is intended for welding steels with strength up to 60 kp/mm:. Tensile strength of pure weld is 52 to 58 kp/mm2. For welding steels with lower and higher strengths as intended with VAC 60 wire no corresponding welding wires were available till now. Therefore wires \vith various composi-tions were made and tested and basing on the obtained results also VAC 50 and VAC 70 wires will be introduced into our produetion program for welding steels with strengths 50 and 70 kp/mm2 respectively. Simultaneously also influence of Si: Mn ratio on mechanical properties, welding properties, usability of C02 as proteeting gas was determined in which satisfaetorial results are stili obtain-able. Also mechanical properties of pure weld with wires of various dimensions but the same composition were compared. 3AKAKMEHHE Aah CBapKH CTaAH npoHHoeTH ao 60 ioi/mm2 b aTMOC<|>epe C02 npHMeHaeTCH npoBOAOKa VAC-60 c coAepacaHHeM: C = 0.10 %, Si = 0.90 % h Mn = 1.60 %. ConpoTHBAeHHe pa3pbiBy HHCTora CBap-Hora iiiBa HaxoAHTCH b npeAeAax mokav 52—58 Kr/MM2. a,afl CBapKH ctaaeii npo^HocTH Bbirne h hhhce Tex KOToptie čootbctctbvtot npOBOAOKH VAC-60 HCCAeAOBaHO HeCKOAbKO npOBOAOK pa3AHHHOra XHMHHMeCKOra COCTaBa KOTOpbie 6tl ASA!! B03MO^CHOCTb b3htb b npo-rpaMM Bbipa60TKY npOBOAOKH VAC-50, aah CBapKH CTaAH npOMHOCTH AO 50 KT/MM2 H npOBOAOKH VAC-70 AAH CTaAH npOHHOCTH AO 70 Kr/mm2. riapaAeABHO c cthm hccaeaobaho bahhhhc othomehhh Si: Mn ha MexaHHMeCKHH, CBapO-TeXHHMeCKHH CBOHCTBa a TaiOKe H Ha (J)OpMH-poBKy cBapoMHora caoh. OnpeAeAeHa oČAacTb npHMeHeHHH C02 KaK 3amHTHora ra3a b kotopoh noayhehbi eme yaobaetbophteabhbie pe3yAbTaTbi. CpaBneHbi TaK^ce MexaHHnecKHJi CBOHCTBa HHCTora CBapOHHOra HIBa npOBOAOK pa3AHHHOH TOAIHHHbl HO OAHHaKOBOra xHMHHecKora cocTaBa.