Хромовый и никелевый эквивалент с учётом разбавления
У шва не состав присадки: это смесь присадки с подплавленными основными металлами. Калькулятор считает эту смесь, выводит из неё эквиваленты Cr и Ni и ставит точку на диаграмме Шеффлера — сразу видно, в какую область попадёт ваш шов.
Формулы
Шеффлер:
Cr-экв = Cr + Mo + 1,5·Si + 0,5·Nb
Ni-экв = Ni + 30·C + 0,5·Mn
WRC-1992:
Cr-экв = Cr + Mo + 0,7·Nb
Ni-экв = Ni + 35·C + 20·N + 0,25·Cu
Углерод весит в этих формулах в тридцать раз больше никеля — и в этом вся суть. Десятая доля процента углерода сдвигает точку на три единицы вверх, то есть на столько же, что и три процента никеля. Поэтому, сваривая нелегированную сталь нержавеющей присадкой, смотреть надо не на хром, а на то, сколько углерода принесёт основной металл.
Разбавление
Состав шва — это среднее, взвешенное по долям. У однородного соединения слагаемых два: основной металл и присадка. У разнородного три, и вот тут устный счёт начинает подводить.
Значения по умолчанию в калькуляторе — это как раз он: 304 с одной стороны, S235 с другой, присадка 309L, доля каждого основного металла 25 %. У 309L повышенные хром и никель не случайно: избыток нужен, чтобы после разбавления углеродистой сталью шов не свалился в мартенситную область. Подставьте вместо 309L обычную 308L и посмотрите, как упадут оба эквивалента.
Где это нужно
- Разнородные соединения. Подбор присадки к паре нержавейка — углеродистая сталь стоит ровно на этом расчёте; подробности в материале о сварке разнородных металлов.
- Феррит в аустенитном шве. Несколько процентов феррита защищают от горячих трещин; ноль феррита и слишком много — две разные беды.
- Наплавка. Буферный слой существует затем, чтобы снизить разбавление, — и смысл его виден только на числах.
Частые вопросы
Насколько точна эта диаграмма?
Она даёт область, а не число. Шеффлер построил её в 1949 году на дуговых швах нержавеющих сталей, и между изоферритными линиями отсчёт получается вилкой — поэтому калькулятор и пишет, например, 5–10 %, а не 7 %. Точное содержание феррита в аустенитном шве берут по WRC-1992 или меряют ферритометром. Сильная сторона Шеффлера в другом: он охватывает и мартенситную область, а именно она решает на разнородных соединениях.
Откуда взять доли металлов в шве?
Из доли участия основного металла в шве. Она зависит от процесса и режима: при покрытом электроде обычно 20–30 %, при MAG 30–50 %, под флюсом бывает выше 60 %. У разнородного соединения её делят между двумя сторонами, обычно поровну, а остальное — присадка.
Шеффлер или WRC-1992?
WRC-1992 новее и точнее для аустенитных сталей и дуплекса, потому что учитывает азот и медь, а феррит даёт как Ferrite Number, а не в процентах. Шеффлер остаётся полезным на разнородных соединениях — он охватывает мартенситную область, которой на диаграмме WRC нет. Поэтому калькулятор считает оба.
Обновлено: