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(han)接時焊(han)劑(ji)覆蓋著焊(han)接區,防止空氣(qi)中氧、氮在施焊(han)時侵(qin)入(ru)焊(han)接熔(rong)池以(yi)保護(hu)焊(han)縫金屬。


  B. 焊(han)(han)接(jie)渣殼覆蓋(gai)在焊(han)(han)縫(feng)上,減(jian)慢了焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)冷卻(que)速度,改善了氣體逸出(chu)條件(jian),有助于(yu)減(jian)少氣孔。降溫后,焊(han)(han)渣容易從焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)表面剝落。


  C. 焊(han)接過程中穩(wen)定電(dian)弧燃燒(shao)。


  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(yi)、焊劑的分(fen)類


 焊劑的(de)分(fen)(fen)類方(fang)法(fa)有許多種,如按焊劑的(de)制(zhi)造(zao)方(fang)法(fa)和用途分(fen)(fen)類,按焊劑的(de)化學成分(fen)(fen)、化學性質(zhi)、顆(ke)粒結構(gou)等進行分(fen)(fen)類。


  1. 按焊(han)劑(ji)的(de)制(zhi)造方法分(fen)類


     a. 熔煉焊劑


      將一定比例的(de)各種配(pei)料放在(zai)爐內熔煉,然后(hou)經過水冷粒(li)化、烘干(gan)、篩選而制(zhi)成的(de)焊劑。


     b. 非(fei)熔(rong)煉(lian)焊(han)劑 


      根據(ju)焊(han)劑(ji)烘焙溫(wen)度(du)不同又分為粘(zhan)結焊(han)劑(ji)與燒結焊(han)劑(ji)。


          ①. 粘結焊(han)劑  


            將一定比例的(de)各種粉狀配料加入適量粘結劑(ji),經混合(he)攪拌(ban)、粒化和低溫(400℃以下)烘干而制成的(de)焊劑(ji)(原稱陶質焊劑(ji))。


          ②. 燒結焊劑 


           將一(yi)定(ding)比例的各種(zhong)粉(fen)狀配料加人適(shi)量粘結(jie)(jie)劑(ji),混合攪(jiao)拌后經(jing)高溫(400℃~1000℃)燒結(jie)(jie)成(cheng)塊(kuai),然后粉(fen)碎、篩選而制(zhi)成(cheng)的一(yi)種(zhong)焊劑(ji)。燒結(jie)(jie)焊劑(ji)又可分為(wei)低(di)溫燒結(jie)(jie)焊劑(ji)(燒結(jie)(jie)溫度(du)(du)一(yi)般為(wei)300℃~500℃)和高溫燒結(jie)(jie)焊劑(ji)(燒結(jie)(jie)溫度(du)(du)一(yi)般高于700℃),前(qian)者可滲加合金,后者則只(zhi)有造渣保護作(zuo)用。


  2. 按(an)焊劑的化學成分分類


     a. 按氧化(hua)物性質分為酸性焊(han)劑(ji)、中性焊(han)劑(ji)和堿性焊(han)劑(ji);


     b. 按二氧化硫(liu)含量分為高硅焊劑(ji)、中硅焊劑(ji)和(he)低硅焊劑(ji);


     c. 按(an)氧(yang)化錳(meng)(meng)含量分為高(gao)錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)(ji)(ji)、中錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)(ji)(ji)、低錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)(ji)(ji)和無錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)(ji)(ji)。無


     d. 錳焊劑中的氧(yang)化錳是混入的雜質,一般應小(xiao)于(yu)2%;


     e. 按CaF2含量分為高氟焊劑、中氟焊劑和低氟焊劑。


  3. 按焊劑的化學性質分類


    a. 氧化性(xing)焊(han)劑 


       焊劑(ji)(ji)(ji)對(dui)母材有(you)較(jiao)強的(de)氧化作用。氧化性焊劑(ji)(ji)(ji)可分為兩(liang)種類型:一種是含有(you)大量SiO、MnO的(de)焊劑(ji)(ji)(ji),另一種是含有(you)FeO較(jiao)多的(de)焊劑(ji)(ji)(ji)。


    b. 弱(ruo)氧化性焊(han)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   


    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、熔煉焊劑(ji)


   熔煉焊劑仍是我國不銹(xiu)鋼埋弧焊用的(de)主要焊劑,它(ta)是將原料按比例混合后,經高溫加熱到1300℃以上,使其熔化煉制均勻后,逐漸(jian)倒入冷卻水(shui)中凝固和實現(xian)顆粒化,再經過烘干(有的(de)需進一(yi)步粉碎(sui))、過篩成所(suo)需要規格的(de)顆粒。


  我國熔煉焊劑的牌號(hao)用字母“HJ”和三位數字表示(shi)。“HJ”表示(shi)埋弧焊用熔煉焊劑;其后第一、第二(er)位數(shu)字表示焊劑類型,分別代表MnO、SiO2及CaF2的含量(liang),詳見(jian)表3-19; 第三位數字(zi)表示相(xiang)同類型中的不(bu)同編號,按0,1,2 ... 9 順序排(pai)列。熔煉焊劑的牌號舉例如下:


表 19.jpg



三、燒結焊(han)劑


  制造(zao)(zao)燒結(jie)(jie)焊劑所采(cai)用(yong)的原材(cai)料與制造(zao)(zao)焊條所采(cai)用(yong)的藥(yao)皮原料相接近,對成(cheng)分和(he)顆(ke)粒(li)大(da)小均有嚴格要求(qiu)。按照(zhao)給定(ding)的比例配(pei)料后(hou)(hou)(hou)先進(jin)行干(gan)混合(he)(he),然(ran)后(hou)(hou)(hou)加入粘結(jie)(jie)劑(水玻璃)進(jin)行濕混合(he)(he),混合(he)(he)均勻(yun)后(hou)(hou)(hou)進(jin)入造(zao)(zao)粒(li)機加工(gong)成(cheng)顆(ke)粒(li)狀(zhuang),然(ran)后(hou)(hou)(hou)將(jiang)顆(ke)粒(li)狀(zhuang)焊劑進(jin)行150℃~200℃溫度的固化、干(gan)燥,最后(hou)(hou)(hou)送入燒結(jie)(jie)爐內(nei)進(jin)行燒結(jie)(jie)。經400℃~500℃燒結(jie)(jie)后(hou)(hou)(hou)成(cheng)為(wei)低溫燒結(jie)(jie)焊劑,經700℃~1000℃燒結(jie)(jie)后(hou)(hou)(hou)為(wei)高溫燒結(jie)(jie)焊劑。


  燒結焊(han)劑(ji)制造工(gong)藝簡單,不要復雜的熔(rong)煉設備(bei),與熔(rong)煉焊(han)劑(ji)相比有下(xia)列特(te)點(dian):


    1. 該焊劑無需用電弧爐(lu)熔煉,避免了石墨混人焊劑中(zhong),去除了向焊縫金屬中(zhong)增碳的可能性;


    2. 焊(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)(shu)合(he)金元(yuan)素(su)燒損少,且在(zai)焊(han)劑(ji)中滲人合(he)金元(yuan)素(su)還有利(li)于向焊(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)(shu)過渡,以提高焊(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)(shu)的耐腐蝕性(xing)能和低溫韌(ren)性(xing);


   3. 焊(han)接工藝性(xing)較好,沒有像(xiang)采用(yong)熔煉(lian)焊(han)劑施焊(han)時那樣在焊(han)縫(feng)兩邊(bian)粘(zhan)渣嚴重(zhong)和(he)脫渣性(xing)差(cha)的(de)現象。


 我國(guo)燒(shao)結焊(han)(han)劑(ji)的牌號(hao)以字母(mu)“SJ”和三位(wei)數(shu)字表(biao)示(shi)。其中,“SJ”表(biao)示(shi)埋弧焊(han)(han)用燒(shao)結焊(han)(han)劑(ji);其后第一位(wei)數(shu)字表(biao)示(shi)焊(han)(han)劑(ji)熔渣渣系(表(biao)3-20);第二、第三位(wei)數(shu)字表(biao)示(shi)同(tong)一渣系類(lei)型焊(han)(han)劑(ji)的不同(tong)編號(hao),按01,02···09順序排列。熔煉(lian)焊(han)(han)劑(ji)的牌號(hao)舉例(li)如下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四(si)、粘結焊(han)劑


  粘結焊(han)劑是把粉(fen)末原料(liao)進行混(hun)合(he)后(hou)加(jia)入(ru)水玻璃,濕混(hun)均勻后(hou)造粒,在較低溫度(du)(300℃~400℃)下干燥制成;也可以先烘(hong)干,再(zai)粉(fen)碎成所(suo)需(xu)的粒度(du)。這種(zhong)焊(han)劑與(yu)熔煉焊(han)劑及燒結焊(han)劑相比(bi),具有多孔性(xing)。容易吸濕,焊(han)劑顆粒強(qiang)度(du)差(cha),但其制造簡(jian)單,原料(liao)選擇(ze)比(bi)較方便,能(neng)將合(he)金元(yuan)素(su)任(ren)意(yi)地添加(jia)到(dao)焊(han)劑中(zhong)去,使焊(han)縫金屬得到(dao)所(suo)需(xu)的合(he)金元(yuan)素(su)。


  使用這種焊劑(ji)時,要考慮到焊劑(ji)強度(du)低、易(yi)碎成(cheng)粉(fen)末、且吸濕性強等(deng)特點,要及(ji)時采(cai)取烘干(gan)、保持干(gan)燥及(ji)篩去(qu)過細粉(fen)未等(deng)措施來保證焊劑(ji)質量,提高焊接過程的(de)穩定(ding)性。


五、埋弧(hu)焊(han)用不銹(xiu)鋼焊(han)絲、焊(han)劑的(de)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(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)絲和焊(han)(han)劑(ji)型號(hao)編(bian)制方法為:字母“F”表(biao)示焊(han)(han)劑(ji);“F”后面的數(shu)字表(biao)示熔敷金屬(shu)種類代號(hao),如有特殊要求的化(hua)學成分,該化(hua)學成分用元素符(fu)號(hao)表(biao)示,放(fang)在數(shu)字的后面;“-”后面表(biao)示焊(han)(han)絲的牌(pai)(pai)號(hao),焊(han)(han)絲的牌(pai)(pai)號(hao)執行(xing) YB/T 5092-1996。


六(liu)、不銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)絲與焊(han)(han)(han)劑的匹配


  埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)化學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)和(he)性(xing)能(neng)除了(le)由焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)決定(ding)之外,還會(hui)受到所(suo)(suo)(suo)使用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)的(de)(de)影(ying)響。為了(le)得到理想的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)化學(xue)(xue)成(cheng)分(fen),可以通過(guo)(guo)同(tong)一種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與幾(ji)種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)成(cheng)分(fen)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)配(pei)合來實現;也(ye)可以通過(guo)(guo)用(yong)同(tong)一種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)與幾(ji)種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)成(cheng)分(fen)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)配(pei)合來實現。另外,埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接電流大,熔深大,母材金屬(shu)融合比高(gao),故母材金屬(shu)對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)分(fen)也(ye)有(you)影(ying)響。所(suo)(suo)(suo)以對(dui)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)的(de)(de)選擇(ze),既要(yao)考(kao)慮(lv)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)成(cheng)分(fen)的(de)(de)影(ying)響,又要(yao)考(kao)慮(lv)母材金屬(shu)的(de)(de)影(ying)響。有(you)關不(bu)銹鋼(gang)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與所(suo)(suo)(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)匹(pi)配(pei)見表(biao)3-21,沉淀硬(ying)化不(bu)銹鋼(gang)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與所(suo)(suo)(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)匹(pi)配(pei)見表(biao)3-22。


 完整的焊絲-焊劑型號舉例如下:

表 21.jpg

表 22.jpg



七、對焊劑工藝性能(neng)及質(zhi)量(liang)的要求


 為保證焊接質量,對焊劑(ji)的基本要求是(shi):


(1) . 焊(han)劑應具有(you)良好的(de)(de)冶金(jin)性(xing)(xing)能(neng),焊(han)接時配以適當(dang)的(de)(de)焊(han)絲(si)和合(he)理的(de)(de)焊(han)接工藝,焊(han)縫金(jin)屬(shu)應能(neng)得到適宜的(de)(de)化學成分與良好的(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)(與母材相應的(de)(de)強度和較(jiao)高的(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing))以及較(jiao)強的(de)(de)抗(kang)冷(leng)裂紋和熱(re)裂紋的(de)(de)能(neng)力。


(2). 焊(han)劑(ji)應具(ju)有(you)良好(hao)工藝特性,電弧燃燒穩定,熔渣具(ju)有(you)適宜的熔點、黏(nian)度和表面張力;焊(han)道(dao)間及(ji)焊(han)道(dao)與母材間充分熔合(he),過(guo)渡(du)平(ping)滑沒(mei)有(you)明(ming)顯咬邊(bian),脫渣容易,焊(han)縫成型(xing)良好(hao)以及(ji)焊(han)接過(guo)程中(zhong)產生的有(you)害(hai)氣體少。


(3). 焊劑要有一(yi)定的顆粒度,并且應有一(yi)定的顆粒強度,以便多次使(shi)用。


       焊(han)劑的顆(ke)(ke)粒(li)(li)度(du)分為兩種,普(pu)通顆(ke)(ke)粒(li)(li)度(du)為:2.5mm~0.45mm(8目(mu)~40目(mu)),用于(yu)(yu)普(pu)通埋弧焊(han)和電渣焊(han)。細(xi)顆(ke)(ke)粒(li)(li)度(du)焊(han)劑粒(li)(li)度(du)為:1.5mm~0.28mm(14目(mu)~60目(mu)),適(shi)用于(yu)(yu)半(ban)自動或細(xi)絲理弧焊(han);并規定粒(li)(li)度(du)60目(mu)以(yi)下的細(xi)顆(ke)(ke)粒(li)(li)不(bu)大(da)于(yu)(yu)5%,規定14目(mu)以(yi)上的粗顆(ke)(ke)粒(li)(li)不(bu)大(da)于(yu)(yu)2%。


(4). 焊(han)劑應有較低的(de)(de)含水量(liang)和良好的(de)(de)抗(kang)潮性。出廠焊(han)劑含水量(liang)的(de)(de)質量(liang)分數不得大于0.1%;焊(han)劑在溫度(du)(du)25℃、相對濕度(du)(du)70%的(de)(de)環境條(tiao)件下,放置24小(xiao)時其吸潮率應不大于0.15%。


(5). 焊(han)劑機械夾雜(za)物(碳(tan)粒、生料、鐵合(he)金凝珠及其他雜(za)質(zhi))的(de)含量(liang)不得大于焊(han)劑質(zhi)量(liang)分數的(de)0.03%。


(6). 焊劑(ji)應有較低的硫、磷含(han)量,一般為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.


(7). 焊(han)劑對硫(liu)、磷、鐵銹、油及其他雜(za)質(zhi)的敏感性要小,以保證焊(han)縫中(zhong)不產(chan)生(sheng)裂紋和氣(qi)孔等缺陷。


八、焊劑的(de)使用及保管


  埋弧(hu)焊(han)(han)用焊(han)(han)劑不能受潮(chao)、污染及摻(chan)入雜物,并(bing)應(ying)保持其顆粒(li)度。


  焊劑的使用及保管應注意以下事項:


(1) . 熔煉焊劑不吸潮(chao),因此,可簡化(hua)其包裝、運輸與(yu)儲藏等過程。非熔煉焊劑極易吸水,這是引起焊縫金屬產(chan)生氣孔和氫裂紋的主(zhu)要原因。因此,出廠前(qian)經烘干的焊劑應裝在(zai)防(fang)潮(chao)容(rong)器(qi)內(nei)并密封,運輸過程應防(fang)止容(rong)器(qi)破損。


     各(ge)種焊劑應存放在干燥的庫房(fang)內,室溫5℃~50℃,不能放在高溫、高濕環境中。


(2). 焊(han)(han)劑的顆粒(li)度小(xiao)于0.1mm時,粉塵(chen)大,影響環境(jing)衛(wei)生(sheng),不(bu)能使(shi)用(yong);大于2.5mm時,不(bu)能很(hen)好地(di)隔絕空氣(qi),以保護焊(han)(han)縫金屬(shu),而且對(dui)合金元素(su)過渡(du)也會產生(sheng)不(bu)良影響。因此,在儲運和回收焊(han)(han)劑時,應防(fang)(fang)止焊(han)(han)劑結塊和粉化,以防(fang)(fang)止焊(han)(han)劑對(dui)焊(han)(han)接(jie)過程的不(bu)利(li)影響。


(3). 焊(han)劑(ji)烘(hong)干(gan)參數(shu):焊(han)劑(ji)使用前(qian),應按產(chan)品說明書所(suo)規定的溫度、時(shi)(shi)間(jian)進行(xing)烘(hong)干(gan)。熔煉(lian)焊(han)劑(ji)通常在250℃~300℃烘(hong)干(gan)2小時(shi)(shi);燒結焊(han)劑(ji)通常在300℃~400℃烘(hong)干(gan)2小時(shi)(shi)。烘(hong)干(gan)時(shi)(shi),焊(han)劑(ji)應散放(fang),厚度不趟(tang)過(guo)5mm。


(4). 熔(rong)煉型焊劑回收使(shi)用時(shi),應(ying)經(jing)過(guo)粗、細篩(shai)子過(guo)篩(shai),并隨時(shi)添加新焊劑,經(jing)充分攪(jiao)拌均(jun)勻后再使(shi)用。