埋弧焊焊絲焊劑的選擇

1、1.2 埋弧焊材料焊絲、焊劑及選配     焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從普通碳素鋼到高級(jí)鎳合金多種金屬材料的焊接都可以選用焊絲和焊劑配合進(jìn)行埋弧焊接。二者直接參與焊接過(guò)程中的冶金反應(yīng)，因而它們的化學(xué)成分和物理性能不僅影響埋弧焊過(guò)程中的穩(wěn)定性、焊接接頭性能和質(zhì)量，同時(shí)還影響著焊接生產(chǎn)率，因此根據(jù)焊縫金屬要求，正確選配焊絲和焊劑是埋弧焊技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 121 焊絲     埋弧焊使用的焊絲有實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩類(lèi)，生產(chǎn)中普遍使用的是實(shí)心焊絲，藥芯焊絲只在某些特殊場(chǎng)合應(yīng)用。焊絲品種隨所焊金屬的不同而不同，目前已

2、有碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、高碳鋼、特殊合金鋼、不銹鋼、鎳基合金鋼焊絲，以及堆焊用的特殊合金焊絲。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB T149571994、GBT42411984 焊接用鋼絲的規(guī)定，表1、表2是典型的碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼銹鋼焊絲的化學(xué)成分。表1 國(guó)產(chǎn)焊絲標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分(GB/T149571994)19    注：表中*號(hào)為加入量。 鋼種牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）( % )CMnSiCrNiMoV 其他SP用途碳素結(jié)構(gòu)鋼H08H08AH08EH08 MnH08 MnAH15AH15 Mn0.100.100.100.100.100.110.180.110.18 0.3

3、00.550.300.550.300.550.801.100.801.100.350.650.801.10 0.030.030.030.070.070.030.070.200.200.200.200.200.200.20 0.300.300.300.300.300.300.30 0.0400.0300.0250.0400.0300.0300.040 0.0400.0300.0250.0400.0300.0300.040用于碳素鋼的電弧焊、氣焊、埋弧焊、電渣焊和氣體保護(hù)焊等合金結(jié)構(gòu)鋼H10 Mn2H08 Mn2SiH08 Mn2SiAH10 MnSiH10 MnSiMo H10 MnSiMoTi

4、AH08MnMoAH08 Mn2MoAH10 Mn2MoAH08 Mn2MoVAH10 Mn2MoVAH08CrMoAH13CrMoAH18CrMoAH08CrMoVAH08CrNi2MoAH30CrMoSiAH10MoCrA0.120.110.110.140.140.080.120.100.060.110.080.130.060.110.080.13 0.100.110.160.150.220.100.050.100.250.35 0.10 1.501.901.702.101.802.100.801.100.901.201.001.301.201.601.601.901.702.001.60

5、1.901.702.000.400.700.400.700.400.700.400.700.500.850.801.100.400.70 0.070.650.950.650.950.600.900.701.100.400.700.250.250.400.250.400.150.350.150.350.150.350.150.350.100.300.901.200.150.35 0.200.200.200.200.200.200.200.200.200.200.200.801.100.801.100.801.101.001.300.701.000.801.100.450.65 0.300.300

6、.300.300.300.300.300.300.300.300.300.300.300.300.301.401.800.300.30 0.150.250.200.400.300.500.500.700.600.800.500.700.600.800.400.600.400.600.150.250.500.700.200.400.400.60 0.060.120.600.120.150.35Ti0.050.15Ti0.15(*)Ti0.15(*)Ti0.15(*)Ti0.15(*)Ti0.15(*) 0.0400.0400.0300.0300.0300.0250.0300.0300.0300.

7、0300.0300.0300.0300.0250.0300.0250.0250.030 0.0400.0400.0300.0400.0400.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0250.0300.030 用于合金結(jié)構(gòu)鋼的電弧焊、氣焊、埋弧焊、電渣焊和氣體保護(hù)焊等 1.2 埋弧焊材料焊絲、焊劑及選配表 2 國(guó)產(chǎn)不銹鋼焊絲標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分(GB42411984)19 類(lèi)別牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）( % ) CSiMnPSNiCrMo其他奧氏體型H0Cr21Ni10H00Cr21Ni10H1Cr24Ni13H1Cr24Ni13M

8、o2H1Cr26Ni21H0Cr26Ni21H0Cr19Ni12Mo2H00Cr19Ni12Mo2H00Cr19Ni12Mo2Cu2H0Cr20Ni14Mo3H0Cr20Ni10TiH0Cr20Ni10NbH1Cr21Ni10Mn6 0.060.030.120.120.150.080.080.030.030.060.060.080.100.600.600.600.600.20.59 0.600.600.600.600.600.600.600.200.601.002.501.002.501.002.501.002.501.002.501.002.501.002.501.002.501.002.5

9、01.002.501.002.501.002.505.007.00 0.300.300.300.300.300.300.300.300.300.300.300.300.30 0.200.200.200.200.200.200.200.200.200.200.200.200.20 9.0011.009.0011.0012.0014.0012.0014.0020.0022.5020.0022.5011.0014.0011.0014.0011.0014.0013.0015.009.0010.509.0011.009.0011.00 19.5022.0019.5022.0023.0025.0023.0

10、025.0025.0028.0025.0028.0018.0020.0018.0020.0018.0020.0018.5020.5018.5020.5019.0021.5020.0022.00 2.003.002.003.002.003.002.003.003.004.00 Cu1.002.50Ti9×C%1.00Nb10×C%1.00 鐵素體型 H0Cr14H1Cr17 <0.060.10 0.300.700.500.300.700.600.300.30 0.300.300.6013.0015.0015.5017.00 馬氏體型 H1Cr130.120.500.60

11、0.300.3011.5013.50H1Cr5Mo0.120.150.350.400.700.300.300.304.006.000.400.60    焊絲牌號(hào)的字母“H”表示焊接實(shí)心焊絲。字母“H”后面的數(shù)字表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；瘜W(xué)元素符號(hào)及后面的數(shù)字表示該元素大致的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值。當(dāng)元素的含量 w(Me) 小于 1 時(shí)，元素符號(hào)后面的 1 省略。有些結(jié)構(gòu)鋼焊絲牌號(hào)尾部標(biāo)有“A”或“E”字母，“A”為優(yōu)質(zhì)晶，即焊絲的硫、磷含量比普通焊絲低；“E”表示為高級(jí)優(yōu)質(zhì)晶，其硫、磷含量更低。         

12、; 表3為國(guó)產(chǎn)鋼焊絲標(biāo)準(zhǔn)直徑及允許偏差。焊絲直徑的選擇依用途而定，手工埋弧焊用焊絲較細(xì)，一般為1.62.4mm ， 自動(dòng)埋弧焊時(shí)一般使用36mm 的焊絲。各種直徑的普通鋼焊絲埋弧焊時(shí)，使用的電流范圍如表4所示。一定直徑的焊絲，使用的流有一定范圍，使用電流越大，熔敷率越高。而同一電流使用較小直徑的焊絲，可獲得加焊縫熔深、減小熔寬的效果，當(dāng)工件裝配不良時(shí)，宜選用較粗的焊絲。最好鍍銅，鍍銅層既可起防銹作用，又可改善焊絲與導(dǎo)電嘴的接觸狀況。但抗腐蝕和核反應(yīng)堆材料焊接用的焊絲是不允許鍍銅的。 表 3 鋼焊絲直徑及其允許偏差（單位：mm） 焊絲直徑 0.4   0.6  &#

13、160;0.8 1.0   1.2   1.6 2.0   2.5   3.0 3.2   4.0 5.0   6.0 6.5   7.0 8.0   9.0 允許偏差 普通 精度 0.07 0.12 0.16 0.20 較高 精度 0.04 0.06 0.08 0.10 表 4 各種直徑普通鋼焊絲埋弧焊使用的電流范圍 焊絲直徑mm 1.6 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 電流范圍A115-500 125-600 150

14、-700 200-1000 340 1100 400 1300 600 1600         為了使焊接過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行并減少焊接輔助時(shí)間，焊絲通常用盤(pán)絲機(jī)整齊的盤(pán)繞在焊絲盤(pán)上，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GBl3001977) 規(guī)定，每盤(pán)焊絲應(yīng)由一根焊絲繞成，焊絲盤(pán)的內(nèi)徑和重量如表5所示。表 5 鋼焊絲的焊絲盤(pán)內(nèi)徑和重量 焊絲直徑mm 焊絲盤(pán)內(nèi)徑mm 每盤(pán)重量kS(不小于 ) 碳素結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 不銹鋼 1.620 250 15.0 10.0 6.0 2.535 350 30.0 12.0 8.0 4.060 500 40.0 15.0 1

15、0.0 6.590 500 40.0 20.0 12.0 122  焊劑     埋弧焊焊劑在焊接過(guò)程中起隔離空氣、保護(hù)焊縫金屬不受空氣侵害和參與熔池金屬冶金反應(yīng)的作用。     (1)焊劑的分類(lèi) 埋弧焊焊劑除按用途分為鋼用焊劑和有色金屬用焊劑外，通常按制造方法、化學(xué)成分、化學(xué)性質(zhì)、顆粒結(jié)構(gòu)等分類(lèi)，如表 6 所示。 表 6 焊劑的分類(lèi)     (2) 焊劑的型號(hào)和牌號(hào)的編制方法     1) 焊劑的型號(hào) 焊

16、劑的型號(hào)是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)劃分的，我國(guó)的現(xiàn)行GB52931999埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑中規(guī)定：焊劑型號(hào)劃分原則是依據(jù)埋弧焊焊縫金屬的力學(xué)性能。     焊劑型號(hào)的表示方法如下：    尾部的“H ×××”表示焊接試板時(shí)與焊劑匹配的焊絲牌號(hào)，按GBl300 1977 焊接用鋼絲的規(guī)定選用。表7 焊接型號(hào)中的第一位數(shù)字的含義 ×1抗拉強(qiáng)度b/MPa屈服點(diǎn)s/MPa伸長(zhǎng)率()341055030322.0414055033022.0548065043722.0表8 焊劑型號(hào)中第三位數(shù)字的

17、含義 ×30123456實(shí)驗(yàn)溫度/0-20-30-40-50-60   舉例： HJ403一H08MnA ，表示為埋弧焊用焊劑，采用H08MnA 焊絲按照GBT52931985 所規(guī)定的焊接工藝參數(shù)焊接試板，其試樣狀態(tài)為焊態(tài)時(shí)焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度為410550MPa，屈服點(diǎn)不小于330MPa ，伸長(zhǎng)率不小于22，在一30時(shí)沖擊吸收功不小于27J 。    (2) 焊劑的牌號(hào)   通用的焊劑統(tǒng)一牌號(hào)在形式上與焊劑型號(hào)相同，但是牌號(hào)中數(shù)字的含義與焊劑型號(hào)是不相同的。因此在使用中極易混淆，應(yīng)當(dāng)特別引起注

18、意。  1）熔煉焊劑，如表 9 、 10 所示。表 9 熔焊劑牌號(hào)中第一位數(shù)字含義 焊劑牌號(hào) 焊劑類(lèi)型 w(MnO)() HJl×× 無(wú)錳 >2 HJ2×× 低錳 215 HJ3×× 中錳 1530 HJ×× 高錳 >30     牌號(hào)前“ HJ ”表示埋弧焊用熔煉焊劑。    牌號(hào)中第一位數(shù)字表示焊劑中氧化錳的含量    牌號(hào)中第二位數(shù)字表示二氧化硅、氟化鈣的含量。

19、0;   牌號(hào)中第三位數(shù)字表示同一類(lèi)型焊劑的不同牌號(hào)，按 0、1、2 9 順序編排。    同一牌號(hào)生產(chǎn)兩種顆粒度時(shí)，在細(xì)顆粒焊劑號(hào)后面加×。    2）燒結(jié)焊劑，如表10所示表 10 熔煉焊劑牌號(hào)中第二位數(shù)字含義 焊劑牌號(hào) 焊劑類(lèi)型 w(SiO 2 ) () w(CaF2) () HJ×1× 低硅低氟 <10 <10 HJ×2× 中硅低氟 1030 <10 HJ×3× 高硅低氟 >30 &l

20、t;10 HJ×4× 低硅中氟 <10 1030 HJ×5× 中硅中氟 1030 1030 HJ×6× 高硅中氟 >30 1030 HJ×7× 低硅高氟 <10 >30 HJ×8× 中硅高氟 1030 >30     例如：表 11 燒結(jié)焊劑牌號(hào)中第一位數(shù)字含義 焊劑牌號(hào)熔渣渣系類(lèi)型主要組成范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))()SJ1××氟堿型CaF215CaO+MgO+MnO+CaF2>50SiO220 SJ2

21、15;×高鋁型Al2O320Al2O3+CaO+MgO>45 SJ3××硅鈣型CaO+MgO+SiO2>60SJ4××硅錳型MgO+SiO2>50SJ5××鋁鈦型Al2O3+TiO2>45SJ6××其他型     牌號(hào)前“ SJ 廣表示埋弧焊用燒結(jié)焊劑。    牌號(hào)中第一位數(shù)字：表示焊劑熔渣渣系的類(lèi)型。    牌號(hào)中第二位、第三位數(shù)字：表示同一渣系類(lèi)型焊

22、劑中的不同牌號(hào)焊劑， 按 01 、02 、09 順序編排。    例如：國(guó)產(chǎn)焊劑牌號(hào)、成分及使用范圍，見(jiàn)表12 、表13 所示。    表12 國(guó)產(chǎn)熔煉型埋弧焊劑牌號(hào)、成分及其應(yīng)用范圍18 牌號(hào)成分類(lèi)型組成成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）(%)用途配用焊絲適用電源種類(lèi)SiO2CaF2CaOMgOAl2O3MnOFeOK2O+Na2OSP其他HJ130無(wú)錳高硅低氟354047101814191216020.050.05TiO2711 低碳鋼、低合鋼H10Mn2交直流HJ131無(wú)錳高硅低氟34382.54.54855691.01.53

23、.00.050.08鎳基合金(薄板)Ni基焊絲交直流HJ150無(wú)錳中硅中氟212325333791328321.030.080.08軋錕堆焊2Cr13直流HJ172無(wú)錳低硅高氟364555252835120.830.050.05ZrO224NaF23 高鉻鐵素體鋼相應(yīng)鋼種焊絲直流HJ173無(wú)錳低硅高氟44558132022331.00.050.04ZrO224錳、鋁高合金鋼相應(yīng)鋼種焊絲直流HJ230低錳高硅低氟4046711814101410175101.50.050.05低碳鋼、低合鋼H08MnA，H10Mn2交直流HJ250低錳中硅中氟182223304812161823581.530.0

24、50.05低合金高強(qiáng)度鋼相應(yīng)鋼種焊絲直流HJ251低錳中硅中氟1822233036141718237101.00.080.05珠光體耐熱鋼Cr-Mo鋼焊絲直流HJ253低錳中硅中氟20242430131712166101.00.080.05TiO224低合金高強(qiáng)度鋼(薄板)相應(yīng)鋼種焊絲直流HJ260低錳高硅中氟293420254715181924241.00.070.07不銹鋼，軋錕堆焊不銹鋼焊絲直流HJ330中錳高硅低氟44483631620422261.510.080.08重要低碳鋼及低合鋼H08MnA，H10Mn2交直流HJ350中錳中硅中氟303514201018131814191.0

25、0.060.07重要低合金高強(qiáng)度鋼Mn-MoMn-Si及含Ni高強(qiáng)度鋼焊絲交直流HJ430高錳高硅低氟3845596538471.80.100.10重要低碳鋼及低合鋼H08A，H08MnA交直流HJ431高錳高硅低氟404436.55.555.7434.5381.80.100.10重要低碳鋼及低合鋼H08A，H08MnA交直流HJ433高錳高硅低氟4245244314471.80.30.50.150.10低碳鋼H08A交直流 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5293-1999、GB/T12470-1999規(guī)定熔煉焊劑型號(hào)標(biāo)注方法為：HJ×1×2×3H××

26、15;，其中×1表示焊縫金屬的拉身力學(xué)性能；×2表示拉身和沖擊試樣的狀態(tài)；×3表示焊縫金屬?zèng)_擊吸收功不小于27J的最低試驗(yàn)溫度；H×××表示可配用焊絲牌號(hào)。但生產(chǎn)廠(chǎng)商的牌號(hào)是按成分類(lèi)型區(qū)分的，即HJabc中，a表示含錳量；b表示含硅含氟量；c表示同類(lèi)不同牌號(hào)，實(shí)際中應(yīng)注意辨明。表13 國(guó)產(chǎn)燒結(jié)焊劑牌號(hào)、成分及其使用范圍18 牌號(hào)渣系類(lèi)別堿度主要成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)配用焊絲用途使用電源種類(lèi)SiO2+TiO2CaO+MgOAl2O3+MnOCaF2SPSJ101氟堿1.82530252.00.060.08H08MnA，H08MnMoAH

27、08Mn2MoA，H10Mn2 多層焊、多絲焊、窄間隙雙單焊AC、DCRPSJ1023.51015354515252030DCRPSJ1042.73035202520252025H08Mn2，H08MnMoTiH08MnA SJ1052.01622303418201825AC、DCRPSJ301硅鈣1.0253520302540515H08A ，H08MnAH08MnMoA多層焊、多絲焊雙單焊DCRPSJ3021.1202520253040820SJ401硅錳< 1451040H08A常規(guī)單絲焊SJ4020.735454050515薄板較高速焊SJ4034520200.040.04H08

28、A耐磨堆焊SJ501鋁鈦0.50.825404560100.060.08H08A，H08MnA，H08MnMoA多絲高速焊SJ502< 14530105H08A薄板較高速焊SJ5030.70.92535456017H08A，H08MnA常規(guī)單絲焊SJ601其他1.8510304061040500.060.06H00Cr21Ni10，H0Cr21NiTi多道焊不銹鋼SJ6041.8583035484050SJ6412.02025202215202025CHF6023.03.2(SiO2)812 (MgO)2430(Al2O3)8122025(BaCO3) 3821H08MnNiMoA，H1

29、0Cr2Mo1A厚壁壓力容器DCRPCH6032.32.7(SiO2)610(MgO)222818231520(CaCO3) 2024H13Cr2Mo1A，H11CrMoAH04Ni13A，H08Mn2Ni2ACr-Mo鋼Ni鋼 AC、DCRP    (3)焊劑質(zhì)量要求      1)焊劑應(yīng)具有良好的冶金性能   在焊接時(shí)配合適當(dāng)?shù)暮附z及合理的焊接工藝，焊縫金屬應(yīng)能得到適宜的化學(xué)成分及良好的力學(xué)性能，以及較強(qiáng)的抗氣孔、抗裂紋的能力。     &#

30、160;2)焊劑應(yīng)具有良好的工藝性能   焊接過(guò)程中電弧燃燒穩(wěn)定，熔渣具有適宜的熔點(diǎn)、粘度和表面張力。焊縫表面成形良好、脫渣容易、以及產(chǎn)生的有毒氣體少。     3)焊劑顆粒度應(yīng)符合要求   普通焊劑的顆粒度為0.4502.50mm。0.450mm 以下的細(xì)粒不得大于5。2.50mm 以上的粗粒不得大于2。細(xì)顆粒度的焊劑，粒度為0.2801.425mm。0.280mm 以下的細(xì)粒不得大于5 。1.425mm 以上的粗粒不得大于2。   4) 焊劑 w(H2O)0.10。  &

31、#160; 5) 焊劑中機(jī)械夾雜物的含量不得大于0.30 ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù) )    6) 焊劑的 w(S)0.060 ；w(P)0.080。    牌號(hào)為“HJ431”的焊劑，在其質(zhì)量保證單、使用說(shuō)明書(shū)及包裝上標(biāo)注“符合GBT52931985 HJ431H08A”。其含義為此焊劑與H08A 焊絲配合使用，按所規(guī)定的母材及焊接工藝焊接試板，其焊接熔敷金屬的力學(xué)性能為：b=410 550MPa(42.056.0kgfmm2) ：=330MPa(33.6kgff mm2)；22.0：在O°C 時(shí)的沖擊吸

32、收功 Akv27J ；焊劑的焊接工藝性能、顆粒度、含水量、機(jī)械夾雜物、硫與磷的含量均滿(mǎn)足GBT52931985 的規(guī)定要求。     熔煉焊劑與燒結(jié)焊劑比較，如表 14 所示。表 14 熔煉焊劑與燒結(jié)焊劑比較 比較項(xiàng)目 熔煉焊劑 燒結(jié)焊劑 焊接工藝性 能 高速焊接性能 焊道均勻，不易產(chǎn)生氣孔和夾渣 焊道無(wú)光澤，易產(chǎn)生氣孔，夾渣 大電流焊接性能 焊道凹凸顯著，易粘渣 焊道均勻，易脫渣 吸潮性能 比較小，可不必再烘干 比較大，必須再烘干 抗銹性能 比較敏感 不敏感 韌性 受焊絲成分和焊劑堿度影響大 比較容易得到較好的韌性 焊縫性能 成分波動(dòng) 焊絲參數(shù)變化時(shí)，

33、成分波動(dòng)小，均勻 成分波動(dòng)大，不容易均勻 多層焊性能 焊縫金屬的成分變動(dòng)小 焊縫金屬成分波動(dòng)比較大 合金劑的添加 幾乎不可能 容 易     (4) 各類(lèi)型焊劑的主要用途 各種類(lèi)型焊劑的主要用途介紹如下：     1)高硅型熔煉焊劑   根據(jù)含 MnO 量的不同，高硅焊劑又可分為：高錳高硅焊劑、中錳高硅焊劑、低錳高硅焊劑和無(wú)錳高硅焊劑等 4 竹。由于w(SiO2)>30，可通過(guò)焊劑向焊縫中過(guò)渡硅，其中含 MnO 高的焊劑有向焊縫金屬過(guò)渡錳的作用。當(dāng)焊劑中的 SiO 2 和 MnO 含量加大時(shí)，硅、錳的過(guò)渡量增加。硅的過(guò)渡10(w(SiO2) 為4248時(shí)，錳會(huì)燒損：當(dāng) w(MnO) 從10增加到25 35時(shí)，錳的過(guò)渡量顯著增大：但當(dāng) w(MnO)>2530后，再增加MnO 對(duì)錳的過(guò)渡影響不大。錳的過(guò)渡量不但與焊劑中 SiO2 含量有關(guān)，而且與焊絲的含錳量也有很大關(guān)系。焊絲含錳量越低，通過(guò)焊劑過(guò)渡錳的效果越好。因此，