7. Вибір матеріалів для зварювання сталі та визначення розрахункових характеристик зварних з’єднань

Для електродугового зварювання сталевих конструкцій використовують покриті електроди для ручного зварювання, зварювальний дріт суцільного перерізу, самозахисний порошковий дріт, порошкові флюси, вуглекислий газ та аргон. Марки електродів та зварювального дроту вибираються за таблицею Ж.1 ДБН В.2.6-163:2010 [6] з урахуванням виду зварювання, групи конструкцій і класу міцності сталі зварюваних елементів. Марка флюсу для автоматичного зварювання вибирається за тією ж таблицею відповідно до обраної марки зварювального дроту.

Марка і діаметр зварювального дроту для напівавтоматичного зварювання в середовищі вуглекислого газу вибираються залежно від марки зварюваного металу, конструктивних і технологічних особливостей зварної конструкції. Для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей використовують електродні дроти марки СВ-8Г2С, СВ-08ГС, СВ-07ГС діаметром 0,8-1,4 мм. Вони забезпечують значно більшу продуктивність, ніж при ручному дуговому зварюванні покритими електродами, але розбризкування електродного металу сягає 5–6 %. Для зварювання відповідальних конструкцій з вуглецевих і низьколегованих сталей використовують порошкові дроти марок ПП-АН4, ПП-АН8, ПП-АН9, ПП-АН10, ПП-АН13, ПП-АН18; ПП-АН20, а також рутил-флюоритний дріт ПП-АН54.

Для зварювання конструкцій з вуглецевих і низьколегованих сталей без газового захисту використовують самозахисні порошкові дроти загального призначення ПП-АН1, ПП-АН3, ПП-АН7, СП-1, СП-2. Самозахисні леговані дроти суцільного перетину СВ-15ГСТЮЦА і СВ-20ГСТЮА використовують для зварювання без газового захисту вуглецевих і марганцевих сталей, у тому числі арматури залізобетонних конструкцій.

Правильний вибір зварювальних матеріалів гарантує, що при дотриманні технології зварювання механічні характеристики наплавленого металу будуть не нижчими за характеристики зварюваних деталей. Використання електродів чи зварювального дроту однієї й тієї ж марки для зварювання сталей різних класів міцності, передбачене таблицею Ж.1 [6], обумовлює додаткові запаси міцності при зварюванні сталей нижчого класу. Для зварювання конструкцій груп 1 і 2, які працюють на розтяг, використовують зварювальні матеріали з підвищеною пластичністю (електроди з індексом А та відповідні марки зварювального дроту) порівняно з матеріалами для зварювання конструкцій груп 3 і 4, які працюють переважно на стиск і в яких малоймовірні крихкі руйнування. Для проектування сталевих конструкцій достатньо встановити тип електродів, від якого залежать механічні характеристики та інші властивості наплавленого металу. Конкретна марка електродів, зварювального дроту та флюсу обирається з числа рекомендованих для даного класу міцності сталі фахівцями з технології зварювання з урахуванням технологічних особливостей та умов виконання зварювальних робіт. Усі матеріали, рекомендовані для даного класу міцності сталі, є рівноцінними за механічними характеристиками наплавленого металу.

Розрахункові опори зварних з’єднань встановлюються згідно з пунктом 1.3.5 ДБН В.2.6-163:2010 [6]. Розрахункові опори стикових швів, а також розрахункові опори металу межі сплавлення в кутових швах визначаються за формулами з таблиці 1.3.3 ДБН [6]. Характеристичні та розрахункові опори металу кутових швів, виконаних покритими електродами та порошковим дротом різних марок, наведені в таблиці Ж.2 [6]. Розрахунковий опір кутового шва, виконаного зварювальним дротом суцільного перерізу при автоматичному зварюванні під флюсом та напівавтоматичному зварюванні в середовищі інертного газу, також визначаються за таблицею Ж.2 [6]. Для цього необхідно спочатку встановити за таблицею Ж.1 відповідність марки зварювального дроту марці покритих електродів (знайти найвищу марку електрода, рівноцінну марці обраного дроту), після чого визначити величину розрахункового опору цих електродів з таблиці Ж.2.

Діаметр електроду чи зварювального дроту, необхідний для вибору коефіцієнтів форми шва за таблицею 1.12.2 [6] у процесі розрахунку зварних з’єднань, встановлюється при виборі технологічних режимів зварювання залежно від товщини зварюваних деталей.