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)在施焊時侵入(ru)焊接(jie)熔(rong)池以保護焊縫金屬。


  B. 焊接渣殼(ke)覆蓋在焊縫上,減慢(man)了焊縫金(jin)屬的冷卻速度,改善了氣體逸出條件,有助(zhu)于減少(shao)氣孔(kong)。降溫后(hou),焊渣容易從焊縫金(jin)屬表(biao)面剝(bo)落。


  C. 焊接過(guo)程中穩定電弧燃(ran)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(xiu)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(ji)的分類(lei)


 焊(han)劑(ji)(ji)的(de)分類方(fang)法有許多(duo)種,如按焊(han)劑(ji)(ji)的(de)制造方(fang)法和用途分類,按焊(han)劑(ji)(ji)的(de)化(hua)(hua)學成分、化(hua)(hua)學性質、顆粒結(jie)構等進行分類。


  1. 按焊(han)劑的制造方法分類(lei)


     a. 熔煉焊劑(ji)


      將一定比例的(de)各種配料放在爐(lu)內熔(rong)煉,然后經過水冷粒化(hua)、烘干(gan)、篩選而制成(cheng)的(de)焊劑。


     b. 非熔(rong)煉焊劑 


      根據焊(han)劑(ji)烘(hong)焙溫度不(bu)同又分為粘結(jie)焊(han)劑(ji)與燒結(jie)焊(han)劑(ji)。


          ①. 粘結(jie)焊劑(ji)  


            將一(yi)定比(bi)例(li)的各種粉狀配料(liao)加入適量粘結劑,經混合(he)攪拌、粒化和低溫(wen)(400℃以下(xia))烘(hong)干而(er)制(zhi)成的焊劑(原稱陶質焊劑)。


          ②. 燒結焊劑 


           將一定比例(li)的(de)(de)各種粉狀配(pei)料加人適量粘結(jie)(jie)(jie)劑(ji),混合攪拌后(hou)(hou)經高溫(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)成塊,然(ran)后(hou)(hou)粉碎、篩(shai)選(xuan)而制(zhi)成的(de)(de)一種焊劑(ji)。燒(shao)結(jie)(jie)(jie)焊劑(ji)又可(ke)分為低(di)溫(wen)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)焊劑(ji)(燒(shao)結(jie)(jie)(jie)溫(wen)度一般為300℃~500℃)和高溫(wen)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)焊劑(ji)(燒(shao)結(jie)(jie)(jie)溫(wen)度一般高于700℃),前者可(ke)滲加合金,后(hou)(hou)者則只有造渣保護作用。


  2. 按(an)焊(han)劑(ji)的化(hua)學成分(fen)分(fen)類(lei)


     a. 按氧化物(wu)性質分為酸性焊劑、中性焊劑和堿性焊劑;


     b. 按(an)二(er)氧(yang)化硫含量分為高(gao)硅焊(han)劑(ji)、中硅焊(han)劑(ji)和低(di)硅焊(han)劑(ji);


     c. 按氧化錳含量(liang)分為高(gao)錳焊(han)劑、中錳焊(han)劑、低錳焊(han)劑和無錳焊(han)劑。無


     d. 錳焊劑中的(de)氧化錳是(shi)混入的(de)雜質,一般(ban)應小于(yu)2%;


     e. 按CaF2含量分為高氟焊劑、中氟焊劑和低氟焊劑。


  3. 按(an)焊劑的化學性質分類(lei)


    a. 氧化(hua)性焊劑(ji) 


       焊劑對母材有較(jiao)強的(de)氧化(hua)(hua)作用(yong)。氧化(hua)(hua)性(xing)焊劑可分為兩(liang)種類型(xing):一種是含有大量SiO、MnO的(de)焊劑,另一種是含有FeO較(jiao)多的(de)焊劑。


    b. 弱氧(yang)化性焊劑(ji)   


      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(xing)焊(han)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(han)(han)劑(ji)仍是(shi)我國(guo)不銹鋼埋弧(hu)焊(han)(han)用的主要焊(han)(han)劑(ji),它是(shi)將原料按比例(li)混合(he)后,經(jing)高溫(wen)加熱到1300℃以上(shang),使其熔化(hua)煉(lian)制(zhi)均(jun)勻后,逐漸倒入冷(leng)卻(que)水中(zhong)凝固和實現顆粒化(hua),再經(jing)過(guo)烘(hong)干(gan)(有的需進(jin)一步粉碎)、過(guo)篩成所需要規格(ge)的顆粒。


  我國(guo)熔煉(lian)焊(han)劑的(de)牌號用字母“HJ”和三位數字表示。“HJ”表示埋弧焊(han)用熔煉焊(han)劑;其后第一、第二位數(shu)字表(biao)示焊(han)劑類(lei)型,分別代表(biao)MnO、SiO2及CaF2的含量,詳見(jian)表(biao)3-19; 第三位(wei)數字表(biao)示相同類型中的不同編號(hao),按0,1,2 ... 9 順序排列。熔(rong)煉焊劑(ji)的牌號(hao)舉例(li)如下:


表 19.jpg



三、燒結焊(han)劑


  制造燒(shao)結(jie)(jie)焊劑(ji)(ji)所采用(yong)的(de)原材(cai)料與制造焊條所采用(yong)的(de)藥皮原料相接近,對成分和顆(ke)粒(li)(li)大小均有(you)嚴格要求。按照給定(ding)的(de)比例配料后(hou)先(xian)進(jin)行干混合(he),然(ran)后(hou)加(jia)(jia)入(ru)粘(zhan)結(jie)(jie)劑(ji)(ji)(水玻璃)進(jin)行濕混合(he),混合(he)均勻后(hou)進(jin)入(ru)造粒(li)(li)機(ji)加(jia)(jia)工成顆(ke)粒(li)(li)狀,然(ran)后(hou)將(jiang)顆(ke)粒(li)(li)狀焊劑(ji)(ji)進(jin)行150℃~200℃溫度(du)的(de)固化、干燥,最后(hou)送入(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)成為低溫燒(shao)結(jie)(jie)焊劑(ji)(ji),經700℃~1000℃燒(shao)結(jie)(jie)后(hou)為高(gao)溫燒(shao)結(jie)(jie)焊劑(ji)(ji)。


  燒結焊劑(ji)制(zhi)造工藝簡單,不(bu)要(yao)復(fu)雜的熔煉(lian)設(she)備,與(yu)熔煉(lian)焊劑(ji)相(xiang)比有下列特點(dian):


    1. 該焊劑無需用電弧爐(lu)熔煉,避免了(le)石墨混(hun)人焊劑中,去除了(le)向焊縫金屬(shu)中增(zeng)碳(tan)的可能性;


    2. 焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)合金(jin)元素(su)燒(shao)損(sun)少(shao),且在焊(han)劑中滲(shen)人合金(jin)元素(su)還(huan)有利于向焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)過渡,以提高(gao)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)耐(nai)腐蝕性能和(he)低溫韌性;


   3. 焊接工藝性較(jiao)好,沒有像采(cai)用熔煉焊劑(ji)施焊時那樣(yang)在焊縫兩(liang)邊粘渣嚴重和脫渣性差的現象。


 我(wo)國燒(shao)結焊(han)(han)(han)劑的(de)牌號以字母“SJ”和三(san)位(wei)數(shu)字表(biao)示。其中(zhong),“SJ”表(biao)示埋弧焊(han)(han)(han)用燒(shao)結焊(han)(han)(han)劑;其后第(di)一位(wei)數(shu)字表(biao)示焊(han)(han)(han)劑熔渣(zha)渣(zha)系(表(biao)3-20);第(di)二、第(di)三(san)位(wei)數(shu)字表(biao)示同一渣(zha)系類型焊(han)(han)(han)劑的(de)不(bu)同編號,按01,02···09順(shun)序(xu)排(pai)列。熔煉焊(han)(han)(han)劑的(de)牌號舉例如下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘結焊劑


  粘結(jie)(jie)焊(han)劑(ji)(ji)是把粉末原料進行混(hun)合(he)后加入(ru)水玻璃,濕(shi)混(hun)均勻后造(zao)粒(li)(li),在較(jiao)(jiao)低溫度(du)(du)(300℃~400℃)下干燥制(zhi)成;也可(ke)以(yi)先烘干,再(zai)粉碎成所需的粒(li)(li)度(du)(du)。這種焊(han)劑(ji)(ji)與熔煉焊(han)劑(ji)(ji)及燒結(jie)(jie)焊(han)劑(ji)(ji)相比,具(ju)有多孔性。容易吸(xi)濕(shi),焊(han)劑(ji)(ji)顆粒(li)(li)強度(du)(du)差,但其制(zhi)造(zao)簡單,原料選擇比較(jiao)(jiao)方(fang)便,能將合(he)金元素(su)任意地添加到焊(han)劑(ji)(ji)中去(qu),使焊(han)縫金屬得到所需的合(he)金元素(su)。


  使用這(zhe)種焊(han)劑時(shi),要考慮到焊(han)劑強(qiang)度低、易碎成粉末(mo)、且吸濕性(xing)強(qiang)等特點,要及時(shi)采取烘(hong)干、保持(chi)干燥及篩去過(guo)細粉未等措施來(lai)保證焊(han)劑質量(liang),提高焊(han)接過(guo)程的穩定性(xing)。


五、埋弧焊(han)用不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)絲、焊(han)劑(ji)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。


 不銹鋼焊絲和焊劑型號(hao)編制(zhi)方(fang)法(fa)為(wei):字(zi)(zi)母(mu)“F”表(biao)示(shi)焊劑;“F”后面的(de)數字(zi)(zi)表(biao)示(shi)熔敷金屬(shu)種類代號(hao),如有特殊(shu)要(yao)求的(de)化(hua)學(xue)成分(fen),該化(hua)學(xue)成分(fen)用元素符號(hao)表(biao)示(shi),放(fang)在數字(zi)(zi)的(de)后面;“-”后面表(biao)示(shi)焊絲的(de)牌(pai)號(hao),焊絲的(de)牌(pai)號(hao)執(zhi)行 YB/T 5092-1996。


六(liu)、不銹(xiu)鋼埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)絲(si)與(yu)焊(han)(han)劑的匹(pi)配


  埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)和性能除了由焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)決(jue)定之外,還會受(shou)到所(suo)(suo)使(shi)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。為了得到理想(xiang)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen),可以(yi)通過同(tong)(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑與幾種(zhong)不同(tong)(tong)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)配(pei)(pei)合(he)來實現(xian);也可以(yi)通過用同(tong)(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)與幾種(zhong)不同(tong)(tong)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑配(pei)(pei)合(he)來實現(xian)。另外,埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接電流大,熔深(shen)大,母材金(jin)屬(shu)融合(he)比高,故母材金(jin)屬(shu)對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)分(fen)(fen)(fen)也有影(ying)響(xiang)(xiang)。所(suo)(suo)以(yi)對(dui)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)選擇,既要考(kao)慮焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑成(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)影(ying)響(xiang)(xiang),又要考(kao)慮母材金(jin)屬(shu)的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。有關不銹鋼埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑與所(suo)(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼種(zhong)的(de)匹配(pei)(pei)見(jian)表(biao)(biao)3-21,沉淀硬化不銹鋼埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑與所(suo)(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼種(zhong)的(de)匹配(pei)(pei)見(jian)表(biao)(biao)3-22。


 完(wan)整的焊絲-焊劑型(xing)號舉(ju)例如下(xia):

表 21.jpg

表 22.jpg



七、對焊劑工藝性能及質量的(de)要求


 為保證焊接(jie)質量(liang),對(dui)焊劑的基本要求是:


(1) . 焊(han)劑應具(ju)有良(liang)好(hao)的冶金(jin)性(xing)能(neng),焊(han)接(jie)時配(pei)以適當的焊(han)絲(si)和合理的焊(han)接(jie)工藝,焊(han)縫金(jin)屬應能(neng)得到適宜的化學成分與良(liang)好(hao)的力學性(xing)能(neng)(與母材相應的強度和較高的塑性(xing)、韌(ren)性(xing))以及較強的抗冷裂紋和熱(re)裂紋的能(neng)力。


(2). 焊(han)劑(ji)應具有良好工(gong)藝特性,電弧燃燒穩定,熔渣具有適宜的(de)熔點(dian)、黏度和(he)表面張(zhang)力;焊(han)道(dao)間(jian)及焊(han)道(dao)與母(mu)材間(jian)充(chong)分熔合,過(guo)渡平滑沒有明顯咬邊,脫渣容易(yi),焊(han)縫(feng)成型(xing)良好以及焊(han)接過(guo)程(cheng)中產(chan)生的(de)有害氣體少。


(3). 焊劑要有(you)一定的(de)顆(ke)粒(li)度,并(bing)且應有(you)一定的(de)顆(ke)粒(li)強(qiang)度,以(yi)便多次使用。


       焊(han)(han)劑(ji)的顆粒(li)(li)(li)(li)度(du)(du)分為(wei)兩種,普(pu)通顆粒(li)(li)(li)(li)度(du)(du)為(wei):2.5mm~0.45mm(8目(mu)(mu)~40目(mu)(mu)),用于普(pu)通埋弧焊(han)(han)和電渣焊(han)(han)。細顆粒(li)(li)(li)(li)度(du)(du)焊(han)(han)劑(ji)粒(li)(li)(li)(li)度(du)(du)為(wei):1.5mm~0.28mm(14目(mu)(mu)~60目(mu)(mu)),適用于半(ban)自(zi)動(dong)或細絲理弧焊(han)(han);并(bing)規(gui)定粒(li)(li)(li)(li)度(du)(du)60目(mu)(mu)以下的細顆粒(li)(li)(li)(li)不大于5%,規(gui)定14目(mu)(mu)以上的粗顆粒(li)(li)(li)(li)不大于2%。


(4). 焊劑應(ying)有(you)較低(di)的含水量(liang)和(he)良好的抗(kang)潮性。出廠(chang)焊劑含水量(liang)的質量(liang)分(fen)數不得大于(yu)0.1%;焊劑在(zai)溫度25℃、相對濕度70%的環境條件下,放置(zhi)24小(xiao)時其吸(xi)潮率應(ying)不大于(yu)0.15%。


(5). 焊(han)劑機(ji)械夾雜物(wu)(碳(tan)粒(li)、生(sheng)料、鐵(tie)合金凝珠及其他雜質)的含量不(bu)得(de)大于焊(han)劑質量分數的0.03%。


(6). 焊劑應有較低的硫(liu)、磷含量,一般為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.


(7). 焊劑(ji)對硫(liu)、磷、鐵銹、油及其他雜質的敏感(gan)性要小(xiao),以保證(zheng)焊縫中(zhong)不(bu)產生裂紋和氣孔等(deng)缺陷。


八、焊劑(ji)的使用及(ji)保管


  埋弧焊用焊劑不能受潮、污染及(ji)摻入雜物,并應保持其(qi)顆粒度。


  焊劑的使用及保(bao)管應注意以下事(shi)項:


(1) . 熔煉焊(han)劑(ji)不吸潮(chao),因(yin)此,可簡化其包裝、運輸(shu)與儲藏等過程(cheng)。非熔煉焊(han)劑(ji)極易吸水,這是引起焊(han)縫金屬產生氣孔(kong)和氫裂紋的主(zhu)要原因(yin)。因(yin)此,出(chu)廠前經(jing)烘干的焊(han)劑(ji)應裝在防(fang)潮(chao)容器內并密(mi)封,運輸(shu)過程(cheng)應防(fang)止容器破損。


     各種焊劑應存放(fang)在(zai)干(gan)燥的庫房內,室(shi)溫(wen)5℃~50℃,不能(neng)放(fang)在(zai)高溫(wen)、高濕環境中。


(2). 焊(han)(han)劑的顆粒度小于(yu)0.1mm時,粉(fen)塵大,影(ying)響環境(jing)衛生(sheng),不(bu)(bu)能(neng)(neng)使用;大于(yu)2.5mm時,不(bu)(bu)能(neng)(neng)很(hen)好地隔絕空氣(qi),以(yi)保護焊(han)(han)縫金屬,而且對(dui)合金元素過渡(du)也會產(chan)生(sheng)不(bu)(bu)良影(ying)響。因此,在儲運和回收焊(han)(han)劑時,應防止焊(han)(han)劑結塊和粉(fen)化,以(yi)防止焊(han)(han)劑對(dui)焊(han)(han)接過程(cheng)的不(bu)(bu)利影(ying)響。


(3). 焊(han)劑(ji)烘(hong)干(gan)參數(shu):焊(han)劑(ji)使用前,應(ying)按產品說明書(shu)所(suo)規定的溫(wen)度(du)(du)、時(shi)間(jian)進(jin)行烘(hong)干(gan)。熔煉(lian)焊(han)劑(ji)通常在250℃~300℃烘(hong)干(gan)2小時(shi);燒結焊(han)劑(ji)通常在300℃~400℃烘(hong)干(gan)2小時(shi)。烘(hong)干(gan)時(shi),焊(han)劑(ji)應(ying)散放,厚度(du)(du)不趟過5mm。


(4). 熔煉型(xing)焊劑(ji)回(hui)收使用時,應經過(guo)粗(cu)、細篩子過(guo)篩,并隨時添加新焊劑(ji),經充分攪拌均(jun)勻后再使用。