Przejdź do treści

#3 Oznaczenia materiałów dodatkowych (drutów spawalniczych, spoiw)

W artykule dowiesz się:

  • czym są oznaczenia spoiw (oraz czym nie są)?
  • dlaczego są ważne?
  • co oznaczają poszczególne symbole?
  • skąd te oznaczenia wziąć?
  • jak dobrać odpowiednią normę?
  • Q&A

To miał być krótki wpis…

Jak się domyślasz taki nie będzie. Miał bazować tylko i wyłącznie na przykładach z “Na skróty” (do pobrania na dole artykułu), czyli na podstawie przykładów, ale zmieniłam koncepcję i chciałam zawrzeć wszystkie potrzebne informacje, a także najczęstsze pytania i problemy związane z opisem spoiw w dokumentacjach.

Czym jest oznaczenie materiału dodatkowego?

Oznaczenie materiału dodatkowego (spoiwa, drutu) jest to ciąg liter i znaków, charakteryzujący wytrzymałość, typ, skład chemiczny i inne cechy danego gatunku spoiwa. Taki materiał (poszczególne jego własności) jest klasyfikowany przez producenta zgodnie z wymaganiami normy.

Nie należy mylić znormalizowanego oznaczenia z nazwą handlową producenta! Producent może nadać materiałowi nazwę, jaką tylko chce, ale klasyfikacja materiału musi być zgodna z normą!

Należy również pamiętać, że informacją nadrzędną w dokumentacji jest znormalizowane oznaczenie, a nie oznaczenie producenta np. spoiwo marki ESAB OK Tigrod 12.64 – nazwa producenta (trade name), a znormalizowane oznaczenie wg normy EN ISO 636-A: W 46 3 W4Si1.

Jeśli chodzi o normy, to oczywiście nie jest tak różowo i nie jest to jedna norma! Ba! Nie jest to nawet jedna norma dotycząca danej metody spawania (swoją drogą jak pięknie by było, gdyby wszystkie spoiwa do spawania daną metoda np. TIG-iem byłyby w jednej normie?). A może chociaż dana grupa materiałowa FM w jednej normie (o tym czym jest grupa FM przeczytasz tutaj)? To chociaż pewnie są ponumerowane po kolei? Ha ha ha, jasne…

– A co gdybyśmy dali przypadkowe numery norm, do każdej z metod i każdej grupy materiałowej, albo nie… Do jednej damy wspólne, a do innych osobne! Jakie by tu numerki wymyślić? 636, 2560, 3581, może 14341, a i jeszcze 17634. No te to są dobre, a niech maja i sobie sprawdzają, ba i więcej się norm sprzeda.

– na pewno tak się z nas śmiali w CEN, tworząc te normy.

Ale do brzegu, to miał być krótki wstęp… Żeby nie zanudzać numerami norm odsyłam do tabeli w dalszej części artykułu, gdzie opisałam, która norma obejmuje dana metodę spawania i jakich grup materiałów ona dotyczy.

Dlaczego oznaczenia są ważne?

Tak właściwie, po co mi w ogóle wiedzieć jakie są te oznaczenia? Wezmę sobie WPQR-a i przepiszę te numerki do WPS-a. No właśnie… Warto je znać ponieważ jest to wiedza stanowiąca bazę do dalszych ŚWIADOMYCH działań, która bardzo mocno usprawnia pracę.

Dam przykład: mamy stal P355NL2, czyli Re min 355MPa i udarność min. 27J w temp. -50stC, czy mogę użyć drutu W 46 3 W4Si1 (jest to ciekawy przykład)? Odpowiedź w dalszej części!

Jasne, można sobie skopiować oznaczenie do dokumentacji z katalogu lub atestu, nie wiedząc co ono znaczy i żyć (w sensie pracować) dalej. Jeśli tak jest, to nawet nie będę próbować zachęcać Cię do dalszego czytania. Ale jeśli nadal tu jesteś to znaczy, że podchodzisz do tematu podobnie jak ja i chcesz usprawnić swoją pracę. Znajomość tę wykorzystasz do:

  • wyboru i zamawiania materiałów dodatkowych,
  • tworzenia WPS,
  • kwalifikacji WPQR,
  • certyfikacji spawaczy,
  • weryfikacji dokumentacji poddostawcy,
  • szacowania wytrzymałości i udarności złącza,
  • doboru gazu osłonowego,
  • doboru pozycji spawania (MMA, FCAW),
  • doboru rodzaju prądu (AC/DC) (MMA,FCAW),
  • zdania egzaminu IWE.

Mam nadzieję, że przekonałam Cię, że warto rozumieć, o co w tych symbolach chodzi!

Gdzie znaleźć oznaczenie?

To zależy, na jakim etapie pracy go szukamy, ale znajdziemy je m.i.:

  • w katalogu producenta
  • na opakowaniu materiałów dodatkowych
  • wybite na prętach TIG
  • na etykiecie na szpili (MAG)
  • w atestach i certyfikatach

W dokumentacji:

  • WPS, pWPS
  • WPQR
  • dzienniki spawania
  • raporty badań NDT, itp.

Pełnego oznaczenia nie znajdziemy w normach! Normy stosuje się do klasyfikacji poszczególnych własności. Nie jest tak, że norma określa jaki konkretny materiał o danym składzie chemicznym ma mieć własności wytrzymałościowe – jest to znacząca różnica w stosunku do materiałów podstawowych np. przy stali S355J2+N mamy narzucony określony skład, i własności wytrzymałościowe, natomiast spoiwo o symbolu składu chemicznego 3Si1 może mieć Re min 420MPa dla drutu ESAB Aristorod 12.50, a Lincoln Electric UltraMag ma Re min 460MPa (nie są to oczywiście diametralne różnice, ale należy uważąć).

Dlatego materiał klasyfikowany jest przez producenta “modułami”, po kolei wg. normy i są to własności takie jak:

  • metoda spawania
  • wytrzymałość
  • udarność
  • rodzaj gazu osłonowego (MAG, MIG, FCAW)
  • skład chemiczny
  • rodzaj rdzenia drutu (FCAW)
  • rodzaj otuliny (MMA)
  • rodzaj prądu i uzysk stopiwa (MMA)
  • zawartość wodoru (MMA, FCAW, SAW)
  • pozycje spawania (MMA, FCAW)
  • rodzaj topnika (SAW)
  • oddziaływanie metalurgiczne (topniki SAW)

Mówiąc inaczej, producent dopasowuje konkretną wartość osobno i potem scala w jedno oznaczenie.

Oznaczenia materiałów dodatkowych

Generalnie oznaczenia spoiw dla metod MIG, MAG, TIG, SAW są łatwe do zrozumienia (prostsze są tylko spoiwa do stali nierdzewnej, gdzie tylko mamy symbol metody spawania i skład chemiczny). Wystarczy rzucić okiem i z grubsza jesteśmy w stanie rozszyfrować oznaczenie (wyjątkiem jest skład chemiczny). Natomiast to co się dzieje w przypadku elektrod i drutów proszkowych, to hasłem przewodnim jest im więcej, tym lepiej.

Na początek poniżej przedstawiam główne symbole i ich własności.

Oznaczenie elektrody otulonej
Norma klasyfikująca elektrody otulone (FM1)
Oznaczenie drutu proszkowego
Norma klasyfikująca druty proszkowe (FM1)
Wszystkie możliwe oznaczenia, wraz z kolumną ułatwiającą zapamiętanie
Re min i odpowiadająca im wytrzymałość na rozciąganie Rm i wydłużenie A
Temperatura próby udarności
Przykładowe składy chemiczne (stal węglowa)
Typy drutów, otuliny elektrod, typy rdzeni drutów
Uzysk stopiwa i rodzaj prądu (MMA)
Pozycje spawania (111, 136, 138)
Maksymalna zawartość wodoru [ml/100g]
Przykładowe oznaczenia gazów osłonowych wg EN ISO 14175

Oznaczenia gazów zgodnie z ISO 14175, sugerują nam metodę spawania np. 131 i 135 gazy aktywne (M21) oznaczają metodę 135, a obojętne (I1) 131.

Normy

Wspomniałam wcześniej o normach, ze względu na to, że numery norm to nie jest porywający temat miejmy go za sobą. Poniżej przyjrzyj się tabeli (rozbudowana i usystematyzowana wersja Tablicy 2 z normy EN ISO 9606-1:2017), jakie normy odpowiadają jakim grupom i metodom, jaki jest podział.

Tabela: grupy FM, normy, oznaczenia metod

Q&A

Co oznaczają litery A i B za numerem normy?

Po numerze normy (dotyczących klasyfikacji materiałów dodatkowych) zawsze należy uwzględnić przyrostek A lub B. Jest to bardzo ważne, ponieważ determinują one inne wartości:

  • litera A: klasyfikacja spoiw bazująca na pracy łamania min 47J oraz minimalnej granicy plastyczności Re;
  • litera B: klasyfikacja spoiw bazująca na pracy łamania min 27J oraz minimalnej wytrzymałości na rozciąganie Rm

W 99% przypadkach spotykamy się z przyrostkiem A, czyli norma wygląda np. EN ISO 636-A, EN ISO 14343-A itp.

Dlaczego jedno spoiwo ma kilka oznaczeń?

W katalogach producentów dane spoiwo może mieć różne oznaczenia, a więc różne własności. Wynika to z:

  • rodzaju gazu osłonowego – stosując gaz osłonowy M21 mamy wyższą wytrzymałość niż w przypadku C1, dlatego producenci rozgraniczają te wartości. Pamiętajmy, żeby w WPS wpisywać prawidłowe, czyli jeśli stosujemy gaz M21 to piszemy oznaczenie G 42 4 M21 3Si1, a nie G 38 2 C1 3Si1!
  • dany materiał może podlegać pod kilka norm np. ESAB OK AristoRod 13.09 ma oznaczenia EN ISO 14341-A: G2Mo (FM1) oraz EN ISO 21952-A: GMoSi (FM3) – ze względu na skład chemiczny podlega pod grupę FM1 i normę ISO 14341-A, ale ze względu na zastosowanie – materiał podstawowy, czyli do stali odpornych na pełzanie ma klasyfikowany jest też przez normę ISO 21952-A, przez co jest w grupie FM3.
  • innej technologii wytwarzania – popularne oznaczenie drutu G3Si1, czyli o składzie 3Si1 producent ESAB gwarantuje Re min 420MPa a Lincoln Electrics Re min 460 MPa

Czy możliwe jest spawanie metodą TIG drutem o oznaczeniu G?

Tak! Wtedy kiedy wykorzystujemy do takiego spawania drut ze szpuli, a nie tradycyjnie pręt. Ma to miejsce głównie przy spawaniu orbitalnym, gdy dostęp do spoiwa musi być ciągły, nieprzerwany.

Czy można te same spoiwa używać innych producentów

I tak, i nie.

Tak – dla większości metod spawania. Kiedy kwalifikujemy technologię spawania WPQR otrzymujemy zakres na materiał dodatkowy zgodny z oznaczeniem normy, a nie na dane spoiwo producenta, którego spawaliśmy.

Przykład: materiał o oznaczeniu G 42 4 M21 3Si1 (G3Si1) producent ESAB sprzedaje pod nazwą OK AristoRod 12.50, a producent OERLIKON pod nazwą CARBOFIL 1. Technologię spawania wykonywaliśmy drutem OK AristoRod 12.50, ale w trakcie produkcji chcemy zmienić na CARBOFIL 1. Możemy, ponieważ wg. normy to jest to samo i oba spełniają wymagania wytrzymałościowe.

Nie – dla drutów do metod 111, 114, 12, 136 and 132, jeśli udarność jest badana w temperaturze poniżej -20stC (jeśli jest równa -20stC lub wyższa, to można zmienić producenta zachowując ten sam typ spoiwa).

Czy jak mam zakwalifikowaną technologię spawania WPQR na materiale dodatkowym o wyższych własnościach, to mogę spawać drutem o własnościach niższych (bo np. jest tańszy).

Przykład: kwalifikacja na G4Si1, a na produkcji wykorzystywane G3Si1.

Nie, nie można. Punkt 8.4.4. w normie EN ISO 15614-1, nie pozwala na zmianę materiału dodatkowego. Technologia jest sprawdzona dla konkretnego materiału dodatkowego i w przeciwieństwie do uprawnień spawacza, nie można zmienić na niższy gatunek, ponieważ złącze miałoby niższe własności niż zbadano w WPQR.

Co z przykładem z początku artykułu?

Czy do spawania stali P355NL2 (Re min 355MPa i udarność min. 27J w temp. -50stC) mogę użyć drutu W 46 3 W4Si1?

Spoiwo W 46 3 W4Si1 ma Re min 460MPa (jest wyższe niż materiał podstawowy, także spoina powinna mieć większą wytrzymałość niż materiał = ok), ale co do udarności producent gwarantuje udarność 47J w -30stC, a nie jak w przypadku materiału podstawowego 27J w temp. – 50stC i tu mamy zgrzyt. Jeśli zastosujemy to spoiwo powinniśmy się liczyć z tym, iż nie mamy gwarancji, że spoina nam wytrzyma w -50stC! Czyli mamy zawężony zakres do -30stC.

Co powinniśmy zrobić? Najlepiej jest zastosować inne spoiwo np. ISO 636-A: W 46 5 W2Ni2, które ma udarność min 47J w temp. -50stC, wtedy mamy pewność, że nieważne jaką partię drutu otrzymamy, powinna ona spełniać wymagania normy.

Jakie są najczęstsze błędy?

  • błędy w oznaczeniu drutów proszkowych vs metoda spawania (P = 136, M = 138),
  • WPQR zakwalifikowany na wyższym gatunku materiału dodatkowego,
  • nie dostosowanie oznaczenia spoiwa do gazu osłonowego (C lub M),
  • podawanie tylko nazwy producenta w WPS, pomijając normatywny opis.

Bibliografia

ISO 2560

ISO 14341

ISO 14343

ISO 636

ISO 17632

ISO 14171

ISO 14174

ISO 3581

ISO 3580

ISO 21952

ISO 17633

katalog materiałów dodatkowych ESAB

katalog materiałów dodatkowych Lincoln Electrics

9 komentarzy do “#3 Oznaczenia materiałów dodatkowych (drutów spawalniczych, spoiw)”

  1. Pingback: #GrudzieńzWPS Plan publikacji - PRZEPISY SPAWALNICZE

  2. Pingback: Jak dobrać podstawowe zakresy do WPQR? - Akademia Nova Cert

  3. Dzień dobry,
    W nawiązaniu do artykuły miałbym pytanie, ponieważ chciałbym zgłębić temat. W jakiej normie mogę znaleźć informację, że dla metody 121 nie mogę zmienić producenta drutu jeżeli udarność jest badana poniżej temperatury -20 C°? (rozumiem, że ta udarność odnosi się do spawanego materiału).

  4. Pingback: #2 Materiały dodatkowe - grupy FM (EN ISO 9606-1) - PRZEPISY SPAWALNICZE

  5. Że się wtrącę odnośnie tego drutu do spawania ESAB 12.64. wg deklaracji producenta i normy jak najbardziej można użyć tego drutu do spawania przy kwalifikowaniu technologii przy wymaganej udarności -50 (47J) używając gazu M21
    Nie można załączać tu załączników więc spisze normy z atestu:
    EN ISO 14341-A: G42 3 C1 4Si1
    EN ISO 14341-A: G46 5 M21 4 Si1

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *