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(shi)焊(han)劑覆(fu)蓋(gai)著焊(han)接區,防止空(kong)氣(qi)中氧、氮在施焊(han)時(shi)侵入焊(han)接熔池以保護焊(han)縫金屬。
B. 焊接渣殼(ke)覆蓋在(zai)焊縫上(shang),減慢(man)了焊縫金屬的冷卻速度,改善了氣體(ti)逸出(chu)條(tiao)件,有助于減少(shao)氣孔。降溫(wen)后,焊渣容易從焊縫金屬表(biao)面剝落。
C. 焊接過(guo)程中穩定電弧(hu)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(gang)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)、焊劑的分類
焊(han)劑的(de)分(fen)(fen)類(lei)方(fang)法(fa)有許多種,如按焊(han)劑的(de)制造方(fang)法(fa)和用途分(fen)(fen)類(lei),按焊(han)劑的(de)化(hua)學成分(fen)(fen)、化(hua)學性質、顆粒結構等進行分(fen)(fen)類(lei)。
1. 按焊劑的制造方法分(fen)類
a. 熔(rong)煉焊劑
將一(yi)定比例的各種配料放在(zai)爐內熔煉,然后經(jing)過水冷粒化、烘干、篩選而制成的焊劑。
b. 非熔煉焊劑
根據(ju)焊(han)劑(ji)烘焙溫度不(bu)同(tong)又分為粘結(jie)焊(han)劑(ji)與燒結(jie)焊(han)劑(ji)。
①. 粘(zhan)結(jie)焊(han)劑
將一定比例(li)的各種粉狀(zhuang)配料加(jia)入適量粘結劑(ji)(ji),經混合攪拌、粒(li)化和低溫(wen)(400℃以下(xia))烘干而制成的焊劑(ji)(ji)(原稱陶質焊劑(ji)(ji))。
②. 燒結焊劑
將一定比例(li)的各種(zhong)粉狀配(pei)料(liao)加人適量粘結劑,混(hun)合攪拌后(hou)經高(gao)溫(wen)(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)結成(cheng)(cheng)塊,然后(hou)粉碎、篩選而(er)制(zhi)成(cheng)(cheng)的一種(zhong)焊劑。燒(shao)結焊劑又可分為低溫(wen)(wen)燒(shao)結焊劑(燒(shao)結溫(wen)(wen)度(du)一般(ban)為300℃~500℃)和高(gao)溫(wen)(wen)燒(shao)結焊劑(燒(shao)結溫(wen)(wen)度(du)一般(ban)高(gao)于700℃),前者可滲加合金,后(hou)者則只有造渣保(bao)護作用。
2. 按焊(han)劑的化學成分分類(lei)
a. 按(an)氧化物性(xing)質分為酸性(xing)焊(han)劑、中性(xing)焊(han)劑和堿性(xing)焊(han)劑;
b. 按(an)二氧化(hua)硫(liu)含量分(fen)為高硅焊劑(ji)、中(zhong)硅焊劑(ji)和低硅焊劑(ji);
c. 按氧化錳(meng)含量分為(wei)高錳(meng)焊(han)劑(ji)、中錳(meng)焊(han)劑(ji)、低(di)錳(meng)焊(han)劑(ji)和(he)無錳(meng)焊(han)劑(ji)。無
d. 錳(meng)焊劑中(zhong)的(de)氧化錳(meng)是混(hun)入的(de)雜質,一般應(ying)小(xiao)于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(ji)的化(hua)學(xue)性質分類(lei)
a. 氧化性(xing)焊劑
焊劑(ji)對(dui)母材有較強的(de)氧化作用。氧化性焊劑(ji)可分為兩種類型:一種是含(han)(han)有大量(liang)SiO、MnO的(de)焊劑(ji),另一種是含(han)(han)有FeO較多(duo)的(de)焊劑(ji)。
b. 弱(ruo)氧化性焊劑
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、熔煉焊劑
熔煉焊(han)(han)劑(ji)仍是我國不(bu)銹鋼埋弧焊(han)(han)用的(de)主要焊(han)(han)劑(ji),它(ta)是將原料按比例混合后,經(jing)高溫加熱到1300℃以上,使其熔化煉制均勻后,逐漸倒入冷卻水中凝固和實現顆(ke)粒(li)化,再經(jing)過烘(hong)干(gan)(有(you)的(de)需(xu)進一步(bu)粉碎)、過篩成所(suo)需(xu)要規格(ge)的(de)顆(ke)粒(li)。
我國熔煉焊劑的牌號用字(zi)母“HJ”和三(san)位數字(zi)表(biao)示。“HJ”表(biao)示埋弧焊用熔煉焊劑(ji);其后第一、第二位數字(zi)表示焊劑(ji)類型,分別代表MnO、SiO2及(ji)CaF2的含量(liang),詳見表3-19; 第三位數字表示相(xiang)同(tong)類型中的不同(tong)編(bian)號(hao),按(an)0,1,2 ... 9 順序排列。熔煉(lian)焊劑的牌號(hao)舉例如(ru)下:

三(san)、燒結焊劑
制造燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑所采用的原(yuan)材料(liao)(liao)與制造焊(han)(han)條所采用的藥皮(pi)原(yuan)料(liao)(liao)相接近(jin),對成(cheng)(cheng)分(fen)和顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)大小均有(you)嚴格要求。按照(zhao)給定的比例(li)配(pei)料(liao)(liao)后(hou)先進(jin)行(xing)(xing)(xing)干混合,然后(hou)加入粘結(jie)(jie)劑(水玻(bo)璃)進(jin)行(xing)(xing)(xing)濕混合,混合均勻后(hou)進(jin)入造粒(li)(li)(li)機加工成(cheng)(cheng)顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)狀(zhuang),然后(hou)將顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)狀(zhuang)焊(han)(han)劑進(jin)行(xing)(xing)(xing)150℃~200℃溫度的固化(hua)、干燥,最后(hou)送入燒(shao)(shao)結(jie)(jie)爐內進(jin)行(xing)(xing)(xing)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)。經400℃~500℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后(hou)成(cheng)(cheng)為低(di)溫燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑,經700℃~1000℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后(hou)為高溫燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑。
燒結焊劑(ji)制造工藝(yi)簡單,不要復雜(za)的熔煉(lian)設備(bei),與熔煉(lian)焊劑(ji)相比有下列特點:
1. 該焊劑無(wu)需用電弧爐(lu)熔煉(lian),避免了石墨混(hun)人焊劑中,去除了向焊縫金屬中增碳的可能性;
2. 焊縫(feng)金屬合(he)金元(yuan)素燒損少,且在焊劑中滲(shen)人合(he)金元(yuan)素還有利于(yu)向焊縫(feng)金屬過渡,以(yi)提高(gao)焊縫(feng)金屬的耐腐蝕(shi)性能和低溫韌性;
3. 焊接工(gong)藝性(xing)較好,沒(mei)有像采用熔煉(lian)焊劑施焊時那(nei)樣(yang)在(zai)焊縫兩(liang)邊(bian)粘渣(zha)嚴重和脫渣(zha)性(xing)差的現象。
我國燒結焊(han)劑的牌(pai)號以字(zi)母“SJ”和三(san)位(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)字(zi)表示(shi)(shi)。其中,“SJ”表示(shi)(shi)埋弧焊(han)用(yong)燒結焊(han)劑;其后第一位(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)字(zi)表示(shi)(shi)焊(han)劑熔(rong)渣渣系(xi)(表3-20);第二、第三(san)位(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)字(zi)表示(shi)(shi)同一渣系(xi)類型焊(han)劑的不同編號,按(an)01,02···09順(shun)序(xu)排列。熔(rong)煉焊(han)劑的牌(pai)號舉例(li)如下:


四(si)、粘結焊劑
粘結焊(han)劑(ji)是把粉(fen)末原料(liao)進(jin)行混(hun)合(he)后加入(ru)水玻璃,濕(shi)混(hun)均(jun)勻后造粒(li),在較低溫度(du)(300℃~400℃)下干燥制成(cheng);也可以先烘干,再(zai)粉(fen)碎(sui)成(cheng)所需的(de)粒(li)度(du)。這種焊(han)劑(ji)與熔(rong)煉焊(han)劑(ji)及燒結焊(han)劑(ji)相(xiang)比,具(ju)有多孔性。容易(yi)吸濕(shi),焊(han)劑(ji)顆粒(li)強度(du)差,但其制造簡單,原料(liao)選擇比較方(fang)便,能將合(he)金元素(su)任意地添加到焊(han)劑(ji)中去,使焊(han)縫金屬得到所需的(de)合(he)金元素(su)。
使用這種(zhong)焊(han)(han)劑(ji)時(shi),要考慮到焊(han)(han)劑(ji)強度低、易碎成粉(fen)末、且吸濕性強等特點,要及(ji)(ji)時(shi)采取烘(hong)干、保(bao)持干燥(zao)及(ji)(ji)篩去過細粉(fen)未等措施來保(bao)證焊(han)(han)劑(ji)質量,提高焊(han)(han)接過程的穩定性。
五、埋弧焊(han)用不銹鋼(gang)焊(han)絲、焊(han)劑的型(xing)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)銹鋼焊(han)絲(si)和焊(han)劑(ji)型號(hao)編制方法為:字(zi)母“F”表示焊(han)劑(ji);“F”后面的(de)(de)數(shu)字(zi)表示熔(rong)敷金屬種類代號(hao),如有特殊(shu)要求(qiu)的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分,該化學(xue)成(cheng)分用元素符號(hao)表示,放在數(shu)字(zi)的(de)(de)后面;“-”后面表示焊(han)絲(si)的(de)(de)牌(pai)號(hao),焊(han)絲(si)的(de)(de)牌(pai)號(hao)執行(xing) YB/T 5092-1996。
六、不銹鋼(gang)埋弧(hu)焊(han)焊(han)絲(si)與焊(han)劑(ji)的匹配
埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)時,焊(han)(han)縫化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)和(he)性(xing)能除了(le)由焊(han)(han)絲決定之外(wai),還會(hui)受到所使用焊(han)(han)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。為了(le)得到理(li)想的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金屬化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen),可以(yi)通過同一(yi)種(zhong)(zhong)焊(han)(han)劑(ji)(ji)與(yu)(yu)幾(ji)種(zhong)(zhong)不(bu)同成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)絲配(pei)(pei)合來實(shi)現;也(ye)可以(yi)通過用同一(yi)種(zhong)(zhong)焊(han)(han)絲與(yu)(yu)幾(ji)種(zhong)(zhong)不(bu)同成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)劑(ji)(ji)配(pei)(pei)合來實(shi)現。另外(wai),埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)時焊(han)(han)接電流(liu)大,熔深大,母材(cai)金屬融(rong)合比(bi)高,故母材(cai)金屬對(dui)(dui)焊(han)(han)縫成(cheng)分(fen)(fen)也(ye)有(you)影(ying)響(xiang)(xiang)。所以(yi)對(dui)(dui)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)用焊(han)(han)絲的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze),既要考慮焊(han)(han)劑(ji)(ji)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),又要考慮母材(cai)金屬的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。有(you)關不(bu)銹鋼埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)絲、焊(han)(han)劑(ji)(ji)與(yu)(yu)所焊(han)(han)鋼種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)匹配(pei)(pei)見(jian)表(biao)3-21,沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹鋼埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)絲、焊(han)(han)劑(ji)(ji)與(yu)(yu)所焊(han)(han)鋼種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)匹配(pei)(pei)見(jian)表(biao)3-22。
完整的焊(han)絲(si)-焊(han)劑型號舉例如下:


七、對焊劑工藝性能及質量的要求
為保(bao)證焊(han)接質量,對焊(han)劑(ji)的(de)基本要求是:
(1) . 焊(han)(han)(han)劑應(ying)具有良(liang)好的(de)(de)冶金性(xing)能,焊(han)(han)(han)接時配以適當(dang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)絲和(he)合理的(de)(de)焊(han)(han)(han)接工藝,焊(han)(han)(han)縫金屬應(ying)能得(de)到適宜的(de)(de)化學成分與良(liang)好的(de)(de)力學性(xing)能(與母材相(xiang)應(ying)的(de)(de)強度和(he)較高的(de)(de)塑性(xing)、韌性(xing))以及較強的(de)(de)抗冷裂紋和(he)熱裂紋的(de)(de)能力。
(2). 焊(han)劑應具有(you)(you)良好工藝特性,電弧燃(ran)燒穩定,熔渣(zha)具有(you)(you)適宜的(de)熔點、黏度和表面張力;焊(han)道間及焊(han)道與(yu)母材(cai)間充分熔合,過(guo)渡平滑沒(mei)有(you)(you)明顯(xian)咬(yao)邊,脫渣(zha)容易,焊(han)縫成型良好以及焊(han)接過(guo)程中(zhong)產生(sheng)的(de)有(you)(you)害氣(qi)體少。
(3). 焊(han)劑要有一定的顆(ke)粒(li)度,并且應(ying)有一定的顆(ke)粒(li)強度,以便(bian)多次使用(yong)。
焊(han)(han)劑的(de)(de)顆(ke)粒度分為(wei)兩種(zhong),普(pu)通(tong)顆(ke)粒度為(wei):2.5mm~0.45mm(8目(mu)(mu)(mu)~40目(mu)(mu)(mu)),用(yong)于(yu)普(pu)通(tong)埋弧(hu)焊(han)(han)和(he)電渣(zha)焊(han)(han)。細顆(ke)粒度焊(han)(han)劑粒度為(wei):1.5mm~0.28mm(14目(mu)(mu)(mu)~60目(mu)(mu)(mu)),適用(yong)于(yu)半自動(dong)或細絲(si)理弧(hu)焊(han)(han);并規定(ding)粒度60目(mu)(mu)(mu)以下的(de)(de)細顆(ke)粒不大于(yu)5%,規定(ding)14目(mu)(mu)(mu)以上的(de)(de)粗(cu)顆(ke)粒不大于(yu)2%。
(4). 焊(han)劑(ji)(ji)應(ying)有(you)較(jiao)低的(de)含水量和良(liang)好的(de)抗潮(chao)性。出(chu)廠焊(han)劑(ji)(ji)含水量的(de)質(zhi)量分數不(bu)得大(da)于(yu)0.1%;焊(han)劑(ji)(ji)在溫度25℃、相對濕度70%的(de)環(huan)境(jing)條件下,放(fang)置(zhi)24小(xiao)時其吸潮(chao)率應(ying)不(bu)大(da)于(yu)0.15%。
(5). 焊劑機(ji)械夾(jia)雜物(wu)(碳粒、生料、鐵(tie)合金凝珠及其他雜質(zhi))的含量(liang)不得(de)大于焊劑質(zhi)量(liang)分數的0.03%。
(6). 焊劑應有較低的硫、磷含量,一般(ban)為(wei) S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.
(7). 焊(han)(han)劑對(dui)硫、磷、鐵銹、油及(ji)其他(ta)雜(za)質的敏感性要小,以保證焊(han)(han)縫(feng)中不產生裂紋和氣孔等(deng)缺陷。
八、焊劑的(de)使用及保管
埋弧焊(han)用(yong)焊(han)劑不(bu)能受潮、污染及(ji)摻(chan)入雜物,并應保(bao)持其顆粒度(du)。
焊(han)劑的使用及保管應注意以(yi)下(xia)事項:
(1) . 熔煉焊(han)劑不吸(xi)潮(chao),因(yin)此(ci)(ci),可簡化其包裝、運(yun)輸(shu)與(yu)儲(chu)藏等過程(cheng)。非熔煉焊(han)劑極易吸(xi)水,這是引起焊(han)縫(feng)金屬產生氣孔和氫裂紋(wen)的(de)主要原(yuan)因(yin)。因(yin)此(ci)(ci),出廠前經(jing)烘干的(de)焊(han)劑應裝在防潮(chao)容器(qi)內并(bing)密封,運(yun)輸(shu)過程(cheng)應防止(zhi)容器(qi)破(po)損(sun)。
各種焊劑應存放在干燥的庫房(fang)內,室溫(wen)5℃~50℃,不(bu)能放在高溫(wen)、高濕環境中。
(2). 焊(han)劑(ji)的顆粒度小于(yu)0.1mm時,粉塵大,影響環境(jing)衛生,不能使用(yong);大于(yu)2.5mm時,不能很(hen)好(hao)地(di)隔絕(jue)空(kong)氣,以(yi)保護焊(han)縫金(jin)(jin)屬,而(er)且對合金(jin)(jin)元(yuan)素過渡也會產生不良影響。因此,在(zai)儲運和回收焊(han)劑(ji)時,應防止焊(han)劑(ji)結塊和粉化,以(yi)防止焊(han)劑(ji)對焊(han)接(jie)過程的不利(li)影響。
(3). 焊(han)劑(ji)(ji)烘(hong)(hong)干參數:焊(han)劑(ji)(ji)使用前,應按產品說明書所(suo)規定的溫度、時(shi)(shi)間(jian)進行烘(hong)(hong)干。熔煉焊(han)劑(ji)(ji)通常(chang)在250℃~300℃烘(hong)(hong)干2小(xiao)時(shi)(shi);燒結(jie)焊(han)劑(ji)(ji)通常(chang)在300℃~400℃烘(hong)(hong)干2小(xiao)時(shi)(shi)。烘(hong)(hong)干時(shi)(shi),焊(han)劑(ji)(ji)應散放,厚(hou)度不趟過5mm。
(4). 熔(rong)煉型焊劑(ji)回收使用(yong)時,應經過粗、細篩子過篩,并隨時添加(jia)新焊劑(ji),經充分攪拌(ban)均勻后再(zai)使用(yong)。

