不銹鋼埋弧焊所使用的焊接材料是焊劑和焊絲。焊絲的作用相當于焊條的焊芯,焊劑的作用相當于焊條的藥皮。埋弧焊焊劑的化學冶金性能、焊接工藝性能是決定焊縫金屬性能的主要因素之一。除此之外,焊劑還有下列作用:
A. 焊接(jie)時焊劑覆(fu)蓋著焊接(jie)區,防止空氣中氧、氮(dan)在施焊時侵(qin)入(ru)焊接(jie)熔池(chi)以保護焊縫(feng)金屬(shu)。
B. 焊(han)(han)接渣(zha)(zha)殼覆蓋(gai)在(zai)焊(han)(han)縫(feng)(feng)上,減慢了(le)焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)的冷卻速度,改善了(le)氣(qi)體(ti)逸出(chu)條件,有助于減少(shao)氣(qi)孔。降(jiang)溫后,焊(han)(han)渣(zha)(zha)容易從焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)表面剝落。
C. 焊接(jie)過程中穩定(ding)電弧燃燒。
對于焊劑的熔點,要求應比被焊鋼材的熔化溫度低200℃~300℃。對于不銹鋼埋弧焊用焊劑,還要求其焊劑的化學成分不致使焊縫金屬增碳,并且有可能使合金元素滲入焊縫中去,以提高焊接接頭的耐腐蝕性能。
一、焊劑的分類(lei)
焊(han)劑(ji)的分(fen)類方法有(you)許多種,如按焊(han)劑(ji)的制造方法和用(yong)途(tu)分(fen)類,按焊(han)劑(ji)的化學成分(fen)、化學性(xing)質、顆(ke)粒(li)結構等進(jin)行分(fen)類。
1. 按焊(han)劑的(de)制(zhi)造方法分類
a. 熔(rong)煉焊(han)劑
將一定比例的各種(zhong)配料(liao)放(fang)在爐(lu)內熔(rong)煉,然后經過水冷(leng)粒(li)化、烘干、篩選(xuan)而制(zhi)成(cheng)的焊(han)劑。
b. 非熔煉焊劑
根據焊(han)劑烘(hong)焙溫度不同又分為粘結焊(han)劑與燒(shao)結焊(han)劑。
①. 粘(zhan)結焊(han)劑(ji)
將一定比例的各種粉狀配料加入適(shi)量粘結劑,經混合攪拌、粒化和低(di)溫(wen)(400℃以下(xia))烘干而制成的焊劑(原(yuan)稱陶(tao)質焊劑)。
②. 燒結焊劑
將(jiang)一(yi)定比例的(de)各(ge)種粉狀配料加(jia)人(ren)適量(liang)粘結(jie)劑(ji)(ji),混(hun)合攪拌后經高溫(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)結(jie)成塊,然后粉碎、篩選而制成的(de)一(yi)種焊劑(ji)(ji)。燒(shao)結(jie)焊劑(ji)(ji)又可分為(wei)低溫(wen)燒(shao)結(jie)焊劑(ji)(ji)(燒(shao)結(jie)溫(wen)度一(yi)般為(wei)300℃~500℃)和高溫(wen)燒(shao)結(jie)焊劑(ji)(ji)(燒(shao)結(jie)溫(wen)度一(yi)般高于700℃),前者可滲加(jia)合金,后者則只有造(zao)渣保護作用。
2. 按(an)焊(han)劑的化學成分分類
a. 按氧化(hua)物(wu)性(xing)質(zhi)分為(wei)酸性(xing)焊(han)劑(ji)、中(zhong)性(xing)焊(han)劑(ji)和(he)堿性(xing)焊(han)劑(ji);
b. 按二氧化硫含量分為(wei)高硅焊(han)劑(ji)、中硅焊(han)劑(ji)和低硅焊(han)劑(ji);
c. 按氧化錳(meng)含量(liang)分為(wei)高(gao)錳(meng)焊(han)(han)(han)劑、中錳(meng)焊(han)(han)(han)劑、低錳(meng)焊(han)(han)(han)劑和無錳(meng)焊(han)(han)(han)劑。無
d. 錳焊劑中的氧化錳是混入的雜質,一般(ban)應小于2%;
e. 按CaF2含量分為高氟焊劑、中氟焊劑和低氟焊劑。
3. 按焊劑(ji)的化學性(xing)質分(fen)類
a. 氧化性焊(han)劑
焊(han)劑對母(mu)材(cai)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)氧化作用。氧化性焊(han)劑可分為兩種(zhong)類型:一(yi)種(zhong)是(shi)含有(you)大量SiO、MnO的(de)焊(han)劑,另一(yi)種(zhong)是(shi)含有(you)FeO較(jiao)多(duo)的(de)焊(han)劑。
b. 弱氧化(hua)性焊劑
焊劑含SiO2、MnO、FeO等活性氧化物較少,焊劑對金屬有較弱的氧化作用,焊縫金屬的含氧量較低。
c. 惰性焊劑(ji)
焊劑中基本不含SiO2,MnO、FeO等氧化物,所以對母材沒有氧化作用。此類焊劑的成分是由Al2O3、CaO、MgO、CaF2等組成的。
二、熔煉焊(han)劑
熔煉(lian)焊劑仍是(shi)(shi)我國不銹(xiu)鋼埋弧焊用的(de)主要焊劑,它是(shi)(shi)將(jiang)原(yuan)料按比(bi)例(li)混合后(hou),經高溫加熱到1300℃以上,使其熔化煉(lian)制均勻后(hou),逐漸倒入冷(leng)卻水(shui)中凝固和實現顆粒(li)化,再(zai)經過烘干(gan)(有的(de)需(xu)(xu)進一步粉碎)、過篩成所需(xu)(xu)要規(gui)格的(de)顆粒(li)。
我國熔(rong)煉焊劑的牌號(hao)用字(zi)母“HJ”和三位數字(zi)表示(shi)。“HJ”表示(shi)埋弧焊用熔煉焊劑;其后第一、第二(er)位數字表示焊劑類型(xing),分別代表MnO、SiO2及CaF2的含(han)量,詳見(jian)表(biao)(biao)3-19; 第三位數字表(biao)(biao)示(shi)相同類型(xing)中的不同編號,按0,1,2 ... 9 順序排(pai)列(lie)。熔煉焊(han)劑的牌號舉例如(ru)下:

三、燒(shao)結焊劑
制(zhi)造燒(shao)結(jie)(jie)焊(han)劑所(suo)采用(yong)的原材料與制(zhi)造焊(han)條所(suo)采用(yong)的藥皮原料相(xiang)接(jie)近,對(dui)成(cheng)分(fen)和顆粒大小均有(you)嚴格(ge)要求。按照給(gei)定的比(bi)例配料后(hou)(hou)先進(jin)行干(gan)混(hun)合(he),然(ran)后(hou)(hou)加入(ru)粘結(jie)(jie)劑(水玻(bo)璃)進(jin)行濕(shi)混(hun)合(he),混(hun)合(he)均勻后(hou)(hou)進(jin)入(ru)造粒機加工成(cheng)顆粒狀,然(ran)后(hou)(hou)將顆粒狀焊(han)劑進(jin)行150℃~200℃溫度的固(gu)化、干(gan)燥,最(zui)后(hou)(hou)送(song)入(ru)燒(shao)結(jie)(jie)爐內進(jin)行燒(shao)結(jie)(jie)。經400℃~500℃燒(shao)結(jie)(jie)后(hou)(hou)成(cheng)為低溫燒(shao)結(jie)(jie)焊(han)劑,經700℃~1000℃燒(shao)結(jie)(jie)后(hou)(hou)為高溫燒(shao)結(jie)(jie)焊(han)劑。
燒結焊劑制造工(gong)藝(yi)簡單,不要復雜的熔煉設備,與熔煉焊劑相比有(you)下列特點:
1. 該焊(han)(han)劑無需(xu)用電弧爐熔煉(lian),避免了(le)石墨混人焊(han)(han)劑中(zhong),去除了(le)向(xiang)焊(han)(han)縫金屬中(zhong)增碳(tan)的可能性;
2. 焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬合金(jin)(jin)元素燒損(sun)少,且在焊(han)劑中滲人合金(jin)(jin)元素還有利(li)于(yu)向焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬過渡,以提高焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬的(de)耐腐蝕(shi)性能和低溫韌性;
3. 焊接工藝性較好,沒有像采用熔(rong)煉焊劑(ji)施焊時那樣在(zai)焊縫兩邊粘渣嚴重(zhong)和脫渣性差的現象(xiang)。
我國燒結(jie)焊劑(ji)的牌號(hao)以字(zi)(zi)母“SJ”和三(san)位(wei)數(shu)字(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)示。其中(zhong),“SJ”表(biao)(biao)(biao)示埋弧焊用燒結(jie)焊劑(ji);其后第(di)一位(wei)數(shu)字(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)示焊劑(ji)熔(rong)渣(zha)渣(zha)系(xi)(表(biao)(biao)(biao)3-20);第(di)二(er)、第(di)三(san)位(wei)數(shu)字(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)示同(tong)一渣(zha)系(xi)類(lei)型(xing)焊劑(ji)的不同(tong)編號(hao),按(an)01,02···09順序排列。熔(rong)煉焊劑(ji)的牌號(hao)舉例如下(xia):


四(si)、粘結焊(han)劑
粘結焊(han)(han)劑是把粉末原料進行(xing)混(hun)(hun)合(he)后加入水(shui)玻璃,濕混(hun)(hun)均勻后造(zao)粒,在(zai)較低溫度(du)(300℃~400℃)下干(gan)燥(zao)制成;也可以先烘干(gan),再粉碎(sui)成所(suo)需的粒度(du)。這種焊(han)(han)劑與(yu)熔煉焊(han)(han)劑及燒結焊(han)(han)劑相比,具有多(duo)孔性(xing)。容易吸濕,焊(han)(han)劑顆(ke)粒強度(du)差(cha),但其制造(zao)簡單,原料選擇比較方便,能將合(he)金元素任意(yi)地添加到(dao)(dao)焊(han)(han)劑中去,使(shi)焊(han)(han)縫金屬得到(dao)(dao)所(suo)需的合(he)金元素。
使用(yong)這種焊(han)(han)劑時(shi),要考慮(lv)到焊(han)(han)劑強(qiang)度低、易碎(sui)成粉(fen)(fen)末、且吸濕(shi)性強(qiang)等特點(dian),要及時(shi)采取烘干、保持干燥及篩去過細粉(fen)(fen)未等措(cuo)施來(lai)保證焊(han)(han)劑質(zhi)量,提(ti)高焊(han)(han)接過程的穩定性。
五、埋弧焊(han)用不銹(xiu)鋼焊(han)絲、焊(han)劑的型號
在GB/T 17854-1999《埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑》中,規定了埋弧焊用不(bu)銹鋼焊(han)絲和焊劑的型號分類。其型號分類是根據焊絲一焊劑組合的熔敷金屬化學成分、熔敷金屬力學性能進行劃分的。
不銹鋼焊絲和焊劑(ji)型號(hao)編制方(fang)法為:字母“F”表示(shi)焊劑(ji);“F”后(hou)面(mian)的(de)(de)數字表示(shi)熔敷金屬(shu)種(zhong)類(lei)代號(hao),如(ru)有特殊要求的(de)(de)化學成分,該化學成分用元素(su)符號(hao)表示(shi),放在數字的(de)(de)后(hou)面(mian);“-”后(hou)面(mian)表示(shi)焊絲的(de)(de)牌號(hao),焊絲的(de)(de)牌號(hao)執行(xing) YB/T 5092-1996。
六、不銹鋼埋弧焊焊絲與焊劑的匹配
埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)縫(feng)化學(xue)成(cheng)分(fen)和性能除了(le)由(you)焊(han)(han)(han)絲決定之外,還會(hui)受(shou)到(dao)所使用(yong)焊(han)(han)(han)劑的(de)(de)(de)影響。為了(le)得(de)到(dao)理想的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)化學(xue)成(cheng)分(fen),可以通過(guo)同(tong)(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)(han)劑與幾(ji)種(zhong)不同(tong)(tong)成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)絲配(pei)合來實(shi)現(xian);也可以通過(guo)用(yong)同(tong)(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)(han)絲與幾(ji)種(zhong)不同(tong)(tong)成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)劑配(pei)合來實(shi)現(xian)。另外,埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)接電流大,熔深大,母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)融合比高,故母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)對(dui)焊(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)分(fen)也有(you)影響。所以對(dui)埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)用(yong)焊(han)(han)(han)絲的(de)(de)(de)選擇,既(ji)要考慮(lv)焊(han)(han)(han)劑成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)影響,又要考慮(lv)母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)影響。有(you)關不銹(xiu)鋼埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)劑與所焊(han)(han)(han)鋼種(zhong)的(de)(de)(de)匹(pi)(pi)配(pei)見表3-21,沉淀(dian)硬化不銹(xiu)鋼埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)劑與所焊(han)(han)(han)鋼種(zhong)的(de)(de)(de)匹(pi)(pi)配(pei)見表3-22。
完(wan)整的焊絲-焊劑型號舉(ju)例(li)如下:


七、對焊劑工藝(yi)性能(neng)及質(zhi)量的(de)要求
為保證焊接質量,對焊劑的基(ji)本要求是:
(1) . 焊劑應(ying)具有良(liang)好的(de)(de)冶金(jin)性(xing)(xing)能,焊接時(shi)配以適當的(de)(de)焊絲和合理的(de)(de)焊接工藝,焊縫金(jin)屬應(ying)能得到適宜(yi)的(de)(de)化(hua)學成分與良(liang)好的(de)(de)力學性(xing)(xing)能(與母材相應(ying)的(de)(de)強(qiang)度和較高的(de)(de)塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing))以及較強(qiang)的(de)(de)抗(kang)冷裂(lie)紋和熱裂(lie)紋的(de)(de)能力。
(2). 焊(han)劑應具有(you)良(liang)好工藝特(te)性,電(dian)弧燃燒穩定(ding),熔(rong)渣具有(you)適宜的熔(rong)點、黏(nian)度和表面張力;焊(han)道(dao)間及(ji)焊(han)道(dao)與母(mu)材(cai)間充分熔(rong)合,過渡(du)平滑沒有(you)明顯咬邊,脫渣容易,焊(han)縫成型良(liang)好以及(ji)焊(han)接過程中產(chan)生的有(you)害氣體少。
(3). 焊劑(ji)要有一定的(de)顆粒度,并且(qie)應(ying)有一定的(de)顆粒強度,以便多(duo)次使用。
焊劑(ji)的(de)顆粒(li)度(du)(du)分為兩(liang)種,普通(tong)顆粒(li)度(du)(du)為:2.5mm~0.45mm(8目(mu)~40目(mu)),用于普通(tong)埋弧焊和電渣(zha)焊。細(xi)顆粒(li)度(du)(du)焊劑(ji)粒(li)度(du)(du)為:1.5mm~0.28mm(14目(mu)~60目(mu)),適用于半自動或(huo)細(xi)絲(si)理(li)弧焊;并規(gui)定(ding)粒(li)度(du)(du)60目(mu)以下的(de)細(xi)顆粒(li)不大于5%,規(gui)定(ding)14目(mu)以上的(de)粗(cu)顆粒(li)不大于2%。
(4). 焊劑應有較低的含(han)水(shui)量和良好的抗潮(chao)性。出廠(chang)焊劑含(han)水(shui)量的質量分數不得大于0.1%;焊劑在溫度(du)25℃、相(xiang)對濕度(du)70%的環境條件下,放置24小時其吸潮(chao)率(lv)應不大于0.15%。
(5). 焊(han)劑機械夾雜物(wu)(碳粒、生料、鐵合(he)金(jin)凝珠(zhu)及其他雜質(zhi)(zhi))的(de)含量(liang)不(bu)得大(da)于(yu)焊(han)劑質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數的(de)0.03%。
(6). 焊劑應有(you)較低的硫、磷(lin)含量(liang),一(yi)般(ban)為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.
(7). 焊劑對硫(liu)、磷、鐵銹(xiu)、油及其他雜質的敏感性要小,以(yi)保(bao)證焊縫中不產生裂紋和(he)氣孔等缺陷。
八、焊(han)劑的使用及保(bao)管(guan)
埋弧焊用焊劑不能(neng)受(shou)潮、污染及(ji)摻入(ru)雜物(wu),并應(ying)保(bao)持其顆粒度。
焊劑的使用(yong)及保管應注(zhu)意以下事項:
(1) . 熔煉(lian)焊(han)劑不吸(xi)潮(chao),因(yin)此,可(ke)簡化其包裝、運(yun)輸(shu)與儲藏(zang)等過程。非熔煉(lian)焊(han)劑極(ji)易(yi)吸(xi)水,這(zhe)是引起焊(han)縫金屬產(chan)生氣孔和氫(qing)裂紋的主要(yao)原因(yin)。因(yin)此,出廠前(qian)經烘干的焊(han)劑應(ying)裝在防潮(chao)容(rong)器(qi)內并密封,運(yun)輸(shu)過程應(ying)防止(zhi)容(rong)器(qi)破(po)損。
各種焊劑(ji)應存放在干燥的(de)庫房(fang)內,室溫(wen)5℃~50℃,不能放在高(gao)溫(wen)、高(gao)濕環境(jing)中。
(2). 焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)的顆粒度小于0.1mm時(shi),粉塵大(da)(da),影(ying)響(xiang)環境衛(wei)生,不(bu)能使用(yong);大(da)(da)于2.5mm時(shi),不(bu)能很好地(di)隔(ge)絕空氣,以(yi)保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)縫金屬,而(er)且對合金元素過渡也會(hui)產生不(bu)良影(ying)響(xiang)。因此,在儲運和(he)回收焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)時(shi),應防(fang)止焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)結塊和(he)粉化(hua),以(yi)防(fang)止焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)對焊(han)(han)(han)(han)接過程的不(bu)利影(ying)響(xiang)。
(3). 焊劑烘(hong)干(gan)參數:焊劑使用前,應(ying)按(an)產品(pin)說明書所規定的溫(wen)度、時間進(jin)行(xing)烘(hong)干(gan)。熔煉焊劑通(tong)(tong)常在(zai)250℃~300℃烘(hong)干(gan)2小時;燒結(jie)焊劑通(tong)(tong)常在(zai)300℃~400℃烘(hong)干(gan)2小時。烘(hong)干(gan)時,焊劑應(ying)散放(fang),厚度不趟過(guo)5mm。
(4). 熔煉(lian)型焊(han)劑(ji)回(hui)收使(shi)用時,應經過粗、細篩子過篩,并隨時添加新(xin)焊(han)劑(ji),經充分攪拌(ban)均勻后再(zai)使(shi)用。

