1.4. Уровень водорода и процесс сварки

1.4.1. Шкала уровней водорода

Используемые уровни водорода в любом дуговом сварочном процессе существенно зависят от содержания способного диффундировать водорода и может иметь значения, приведённые в таблице 2.

Таблица 2. Шкала уровней водорода

Содержание способного диффундировать водорода (мл/100 г отложенного материала)	Уровни водорода
> 15	A
10  15	B
5  10	C
3  5	D
 3	E

Для развития схемы использованы данные широкой области процессов сварки. Они включают ручную дуговую сварку металлов, газовую с проволокой сплошного сечения и порошковой проволокой (оба типа с газовой защитой и самозащитой) и дуговую сварку под флюсом.

1.4.2 Выбор уровней водорода

Ниже приводятся основные рекомендации по выбору соответствующего уровня водорода для различных сварочных процессов.

Ручная дуговая сварка электродами с основным покрытием может использоваться в случаях от B до D в зависимости от классификации производителей/поставщиков электродов расходных материалов. Ручную дуговую сварку с рутиловыми или целлюлозными электродами рекомендуется использовать в случае A.

Заполненные флюсом или заполненные металлом расходные материалы, могут быть использованы в случаях от B до D в зависимости от классификации производителями/поставщиками проволоки электродов. Дуговая сварка одним проволочным электродом под флюсом и с расходными материалами, содержащими флюс, допускает уровень водорода от случая B до D, хотя наиболее типичным будет случай C, поэтому следует оценивать уровень для комбинации изделий каждого наименования и условий сварки. Флюсы для дуговой сварки можно классифицировать по производителю/поставщику, но при этом нет необходимости подтверждать, что практическая комбинация проволоки флюса встречается в той же классификации.

С варочные проволоки для дуговой сварки в защитных газах и для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом могут быть использованы в случае D если специально не оценено и не показано, что имеет место случай E. Можно показать, что случай E подходит для некоторых порошковых проволок и для некоторых покрытых электродов для ручной дуговой сварки, но только после специального оценивания. Для достижения таких низких уровней водорода нужно рассмотреть вклад водорода от смеси защитного газа и атмосферной влаги.

1.5. Подвод теплоты

Величину подвода теплоты (в кДж/мм) следует вычислять с использованием рис.2.

Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами величины подвода теплоты приведены в Таблице 3 в зависимости от размеров электродов и длин сварочных швов.

Данные таблиц 3 соответствуют электродам, имеющим длину 450 мм. Для других электродов можно использовать длины, удовлетворяющие соотношению (2):

,

(2)

где L есть принятая длина электрода (в мм) (обычно длина 450 мм, исключая 40 мм обрезной конец); F – фактор (в кДж/мм³), имеющий величину, зависящую от эффективности электрода следующим образом:

эффективность приблизительно 95%	F = 0,0368
95% < эффективность  110%	F = 0,0408
110% < эффективность  130%	F = 0,0472
эффективность > 130%	F = 0,0608

Таблица 3. Длина шва ручной дуговой сварки покрытыми электродами с электродом приблизительно 95% эффективности

Подвод теплоты кДж/мм	Длина шва от 410 мм до 450 мм электродом диаметра
	2,5	3,2	4,0	5,0	6,0	6,3
	мм	мм	мм	мм	мм	мм
0,8	120	195	300	470
1,0	95	155	240	375	545	600
1,2		130	200	315	450	500
1,4		110	170	270	390	430
1,6		95	150	235	340	375
1,8		85	135	210	300	335
2,0			120	190	270	300
2,2			110	170	245	270
2,5			95	150	215	240
3,0			80	125	180	200
3,5				110	155	170
4,0				95	135	150
4,5				85	120	135
5,0					110	120
5,5					100	110

Хотя мероприятия технологий сварки, учитывающие вышеперечисленные факторы, могут в основном быть получены путём изменения подводимой теплоты, предварительного подогрева или уровня водорода при сварке, наиболее эффективным мероприятием является снижение уровня водорода при сварке. Это может быть сделано как непосредственно, снижением подвода водорода к месту сварки (использованием процессов сварки с более низким содержания водорода), так и увеличением отвода водорода из зоны сварки через диффузию, используя подогрев в течение некоторого периода времени после сварки. Требуемое время подогрева после сварки должно зависеть от многих факторов, но установленный период от 2 до 3 часов является лучшим во многих случаях. Рекомендуется, чтобы требуемые мероприятия в процессах сварки были определены с использованием эффективных комплексных моделирующих сварочных испытаний.