Dwa systemy na jednej etykiecie
Na szpuli drutu litego do stali niestopowej znajdziesz zwykle dwa kody. Europejski wygląda tak: G 42 4 M21 3Si1. Amerykański tak: ER70S-6. Opisują ten sam drut, ale mówią o nim co innego.
Norma EN ISO 14341 klasyfikuje drut po własnościach mechanicznych stopiwa, czyli po tym, co wychodzi ze spoiny. Norma AWS A5.18 klasyfikuje drut przede wszystkim po składzie chemicznym samego drutu, dokładając minimalne wymagania wytrzymałościowe. Dlatego jeden drut ma jedno oznaczenie AWS i często dwa albo trzy oznaczenia EN ISO, po jednym na każdy gaz osłonowy.
Przykłady w tym artykule opieramy na wydaniu EN ISO 14341:2020 i na aktualnych kartach produktów voestalpine Böhler Welding. Tabele niżej są skrótem dla warsztatu, a nie wyciągiem z normy: wiążący jest tekst normy i karta konkretnego wyrobu.
Druga rzecz do zapamiętania: EN ISO 14341 dotyczy drutów do MIG/MAG, a pręty TIG do tych samych stali klasyfikuje EN ISO 636. Stąd litera G na początku kodu MIG/MAG i litera W na początku kodu prętów TIG.
Jedna reguła doboru, do której wrócimy w każdej sekcji
O tym, czy wolno użyć danego drutu, rozstrzyga pełna klasyfikacja razem z kwalifikowaną technologią spawania. Pełna klasyfikacja to cztery rzeczy naraz: symbol wytrzymałości, symbol udarności, symbol gazu i symbol składu. Żadna z nich osobno nie wystarcza, a sam skład drutu nie przesądza o klasie wytrzymałości.
Do tego dochodzi warstwa druga: WPS. Kod z etykiety ma mieścić się w granicach kwalifikowanych w instrukcji technologicznej dla twojego złącza, gatunku, grubości i pozycji. Jeżeli WPS wskazuje konkretny drut, to on jest odpowiedzią, a nie tabela z poradnika.
G 42 4 M21 3Si1 znak po znaku
G, czyli metoda i postać
Litera G oznacza drut lity do spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie gazu, czyli MIG/MAG. W prętach TIG w tym samym miejscu stoi W, w drutach proszkowych T, w drutach do łuku krytego S. Jeżeli kod zaczyna się od innej litery, patrzysz na inny wyrób.
42, czyli symbol wytrzymałości stopiwa
Druga pozycja to symbol wytrzymałości stopiwa. 42 znaczy minimalną granicę plastyczności 420 MPa, zmierzoną na stopiwie w gazie podanym dalej w kodzie. To wartość dla stopiwa, a nie dla drutu i nie dla złącza.
Symbol dobierasz do wytrzymałości wymaganej od złącza w dokumentacji i do tego, co kwalifikuje WPS. Nie ma tu skrótu w rodzaju: do tego gatunku stali zawsze ten symbol. Ten sam gatunek bywa spawany różnymi stopiwami, zależnie od rodzaju złącza, grubości, obróbki cieplnej i przyjętego poziomu jakości. Norma podaje dla każdego symbolu także zakres wytrzymałości na rozciąganie i minimalne wydłużenie; sprawdź je w tekście normy, jeżeli projektujesz połączenie.
| Symbol wytrzymałości | Granica plastyczności min. |
|---|---|
| 35 | 355 MPa |
| 38 | 380 MPa |
| 42 | 420 MPa |
| 46 | 460 MPa |
| 50 | 500 MPa |
4, czyli symbol udarności
Trzecia pozycja podaje temperaturę, w której stopiwo osiągnęło w badaniu producenta pracę łamania 47 J na próbce Charpy V. Symbol 4 to minus 40 stopni Celsjusza. Ta cyfra mówi, co wyszło z próby udarności, i nie rozstrzyga sama o dopuszczeniu drutu do konstrukcji; rozstrzyga pełna klasyfikacja razem z WPS. Symbol udarności odnosisz do najniższej temperatury pracy konstrukcji z dokumentacji, a nie do temperatury w hali.
| Symbol | Temperatura dla 47 J |
|---|---|
| Z | brak wymagania |
| A | plus 20 stopni |
| 0 | 0 stopni |
| 2 | minus 20 stopni |
| 3 | minus 30 stopni |
| 4 | minus 40 stopni |
| 5 | minus 50 stopni |
| 6 | minus 60 stopni |
To skrót, nie pełna tabela normy. Norma ma jeszcze pozycje pośrednie, a producent podaje w karcie wartości typowe i minimalne wymagane.
M21, czyli gaz osłonowy
Czwarta pozycja to symbol gazu wg EN ISO 14175, przy którym producent uzyskał podane własności. To najczęściej mylona część kodu. Ten sam drut spawany w CO2 zamiast w mieszance daje inne stopiwo, dlatego producent podaje dwa kody, po jednym na gaz.
| Symbol | Skład | Gdzie się go używa |
|---|---|---|
| M21 | argon z dodatkiem 15 do 25 procent CO2 | stal niestopowa i niskostopowa, MAG, najczęstsza mieszanka w warsztacie |
| C1 | dwutlenek węgla, 100 procent | stal czarna, grubsze przekroje, tańszy gaz, więcej odprysków |
| I1 | argon, gaz obojętny | TIG do stali i nierdzewki, MIG do aluminium |
| M12, M13 | grupa M1, argon z małym dodatkiem utleniacza (CO2 albo tlenu, orientacyjnie do kilku procent) | stal nierdzewna MIG/MAG, gdzie duży dodatek CO2 nawęgla spoinę |
Praktyczny wniosek: jeżeli w karcie drutu widnieje tylko kod z M21, a Ty spawasz w czystym CO2, nie masz potwierdzenia własności dla swojego procesu. Przy zleceniu wg EN 1090 albo z WPS to jest realny problem, nie formalność.
3Si1, czyli symbol składu drutu
Ostatnia pozycja opisuje skład chemiczny samego drutu. G3Si1 ma orientacyjnie 0,7 do 1,0 procent krzemu i 1,3 do 1,6 procent manganu. G4Si1 ma tego więcej, orientacyjnie 0,8 do 1,2 procent krzemu i 1,6 do 1,9 procent manganu. G2Si ma najmniej.
Krzem i mangan są odtleniaczami. Więcej krzemu to bardziej płynne jeziorko, gładsze lico i lepsze zwilżanie brzegów, ale też więcej krzemianów na licu, które trzeba zdjąć przed malowaniem. Mangan zwykle podnosi wytrzymałość stopiwa, jednak symbol wytrzymałości nie wynika z samego składu drutu. Producent bada stopiwo w konkretnym gazie i dopiero wynik tej próby daje liczbę w kodzie.
Przykład wprost z kart produktów: pręt TIG BÖHLER EMK 6 ma typowo 0,9 procent krzemu i granicę plastyczności stopiwa 450 MPa przy wymaganym minimum 420, czyli symbol 42. Pręt BÖHLER EML 5 ma typowo 0,6 procent krzemu, a więc mniej, i granicę plastyczności 520 MPa przy minimum 460, czyli symbol 46. Mniej krzemu, wyższy symbol wytrzymałości. Dlatego czytaj cały kod, a nie sam człon składu.
ER70S-6 znak po znaku
Kod AWS A5.18 czyta się prościej, bo ma cztery elementy. Litery ER mówią, że wyrób nadaje się jako elektroda topliwa (E) i jako pręt (R). Liczba 70 to minimalna wytrzymałość na rozciąganie w tysiącach funtów na cal kwadratowy, czyli 70 ksi, co daje około 480 MPa.
Litera S oznacza drut lity, w odróżnieniu od C dla drutu rdzeniowego metalicznego. Ostatnia cyfra to numer składu chemicznego z tabeli normy. Szóstka ma najwięcej krzemu i manganu z popularnych odmian, trójka wyraźnie mniej.
Numer AWS mówi o składzie i o minimum wytrzymałości, ale nie zastępuje europejskiej klasyfikacji: nie ma w nim symbolu gazu, a wymagania udarności są ujęte inaczej. Jeżeli dokumentacja przyszła z USA, a odbiór idzie wg EN 1090, potrzebujesz obu kodów i karty producenta.
Skąd litera A po numerze normy
Zapis 14341-A i 14341-B to dwa systemy klasyfikacji w jednej normie. Wariant A jest europejski i podaje granicę plastyczności, dlatego kod wygląda jak G 42 4 M21 3Si1. Wariant B jest oparty na wzorcu stosowanym w Ameryce i Japonii, podaje wytrzymałość na rozciąganie, więc ten sam drut dostaje kod w rodzaju G 49A 3 C1 S6.
Producenci podają zwykle wariant A, bo tego oczekuje dokumentacja w Europie. Wariant rozpoznasz po pełnym zapisie normy i kodu w karcie, nie po samej liczbie: w wariancie B symbol wytrzymałości podaje wytrzymałość na rozciąganie (na przykład 49), w wariancie A granicę plastyczności (na przykład 42), więc tych liczb nie porównuj wprost.
Cztery wyroby Böhler i ich kody
Poniżej cztery pozycje, po które warsztaty sięgają najczęściej. Wszystkie cztery pochodzą z linii Böhler Welding, dla której jesteśmy autoryzowanym dystrybutorem.
| Wyrób | Postać | EN ISO | AWS | Średnice |
|---|---|---|---|---|
| BÖHLER EMK 6 | drut lity MIG/MAG | 14341-A G 42 4 M21 3Si1 oraz G 42 4 C1 3Si1 | A5.18 ER70S-6 | 0,8 / 1,0 / 1,2 / 1,6 mm |
| BÖHLER EMK 8 | drut lity MIG/MAG | 14341-A G 46 4 M21 4Si1 oraz G 46 4 C1 4Si1 | A5.18 ER70S-6 | 0,8 / 1,0 / 1,2 / 1,6 mm |
| BÖHLER EMK 6 | pręt TIG | 636-A W 3Si1, pełny zapis W 42 5 W3Si1 | A5.18 ER70S-6 | 1,2 / 1,6 / 2,0 / 2,4 / 3,0 / 3,2 / 4,0 mm |
| BÖHLER EML 5 | pręt TIG | 636-A W 2 Si, pełny zapis W 46 5 2Si | A5.18 ER70S-3 | 1,2 / 1,6 / 2,0 / 2,4 / 3,0 mm |
EMK 6 to podstawowy drut do konstrukcji ze stali niestopowej, miedziowany, z potwierdzeniem dla mieszanki i dla CO2. EMK 8 różni się dwoma członami kodu: symbol 46 zamiast 42 i 4Si1 zamiast 3Si1. To ten sam typ drutu z wyższym symbolem wytrzymałości stopiwa. Który z nich wejdzie na twoje złącze, wynika z wymagań dokumentacji i z WPS, a nie z nazwy gatunku stali samej w sobie.
Pręty TIG mają kod z normy 636, nie 14341, dlatego zaczyna się od W. Porównaj dwa ostatnie wiersze jeszcze raz: EML 5 ma mniej krzemu niż pręt EMK 6, a mimo to w karcie stoi wyższy symbol wytrzymałości. Producent podaje EML 5 do warstw graniowych, gdzie spokojniejsze, mniej płynne jeziorko trzyma się lepiej w grani rury, i deklaruje dla niego udarność badaną przy minus 50 stopniach.
Kody, składy i wartości wytrzymałości pochodzą z kart produktów voestalpine Böhler Welding: pręt EML 5 wydanie 12/2021, pręt EMK 6 wydanie 07/2024, druty lite EMK 6 i EMK 8 z katalogu producenta. Przed zamówieniem sprawdź aktualną kartę na stronie produktu, bo producent aktualizuje dopuszczenia i zakres średnic.
Średnica, której kod nie podaje
Średnica nie należy do klasyfikacji, ale decyduje o tym, czy dobrany drut da się w ogóle ułożyć. Poniżej orientacyjne prądy dla drutów litych do stali w mieszance M21. Górna granica zależy od maszyny i uchwytu, dolna od tego, przy jakim prądzie łuk jeszcze się nie rwie.
| Średnica | Prąd orientacyjnie | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|
| 0,8 mm | 60 do 180 A | blacha 1 do 3 mm, warsztat blacharski, pozycje wymuszone |
| 1,0 mm | 90 do 280 A | uniwersalna, konstrukcje 3 do 8 mm |
| 1,2 mm | 120 do 380 A | konstrukcje 5 do 20 mm, największa wydajność w warsztacie |
| 1,6 mm | 200 do 500 A | grube przekroje, spawanie zmechanizowane |
Do średnicy dobierasz prowadnik, końcówkę prądową i rolki podajnika. Drut 1,2 mm w prowadniku do 1,0 mm zaczyna zacinać po kilku godzinach, a łuk pulsuje bez powodu. Maszyna z czterorolkowym podajnikiem ciągnie 1,2 mm i 1,6 mm równo także na przewodzie 5 m, dlatego przy grubszych drutach patrzymy na to przy odbiorze każdej maszyny w kategorii używane MIG/MAG.
Co z tego wynika przy doborze
- Symbol wytrzymałości odnosisz do wytrzymałości wymaganej od złącza w dokumentacji, nie do nazwy gatunku stali. Ostateczny dobór daje WPS.
- Symbol udarności odnosisz do najniższej temperatury pracy konstrukcji, a nie do temperatury w hali.
- Symbol gazu musi zgadzać się z tym, co masz w butli, inaczej deklarowane własności nic nie znaczą.
- Symbol składu (3Si1, 4Si1, 2Si) mówi o drucie, nie o klasie wytrzymałości stopiwa. Nie wnioskuj z niego o dopuszczeniu.
- Numer AWS sprawdzasz wtedy, gdy dokumentacja przyszła z USA albo gdy szukasz zamiennika po drugiej stronie oceanu.
- Cały kod EN ISO z etykiety ma mieścić się w granicach kwalifikowanych w WPS, razem z symbolem gazu; każdą różnicę potwierdź z osobą nadzorującą spawanie.
Najczęstszy błąd w warsztacie polega na doborze drutu po średnicy i cenie, a potem na spawaniu w gazie, dla którego kod nie był podany. Drugi najczęstszy to czytanie pojedynczego członu kodu zamiast całości: drut zostaje przyjęty albo odrzucony po symbolu składu, choć o wytrzymałości i udarności stopiwa mówią dwa zupełnie inne człony. Oba wychodzą dopiero przy odbiorze albo przy badaniu spoiny.
Sprawdzimy kod pod twoje zlecenie
Prześlij nam gatunek stali, grubość, gaz z butli, temperaturę pracy konstrukcji i WPS, jeżeli go masz, a wskażemy drut, którego pełna klasyfikacja to pokrywa. Katalog drutów litych masz w kategorii druty lite MIG/MAG, a pręty do TIG w kategorii pręty TIG. Przy większych zamówieniach dobieramy też średnicę i opakowanie pod podajnik, który masz na stanowisku.