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. 焊接時焊劑覆蓋著焊接區(qu),防止空氣中氧、氮在施焊時侵入焊接熔池以保(bao)護焊縫金屬。


  B. 焊(han)(han)(han)接渣殼覆(fu)蓋在(zai)焊(han)(han)(han)縫上,減慢(man)了焊(han)(han)(han)縫金屬的冷卻速度,改善了氣體逸出條件,有助于減少(shao)氣孔。降溫后,焊(han)(han)(han)渣容易從焊(han)(han)(han)縫金屬表面剝落。


  C. 焊接(jie)過程中穩定電(dian)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(han)劑的分類


 焊(han)劑(ji)的(de)分(fen)類(lei)方(fang)法有許多種,如按焊(han)劑(ji)的(de)制造方(fang)法和用途分(fen)類(lei),按焊(han)劑(ji)的(de)化(hua)學成分(fen)、化(hua)學性質、顆粒結構等進行分(fen)類(lei)。


  1. 按焊(han)劑的制造方法(fa)分類(lei)


     a. 熔煉焊劑


      將(jiang)一(yi)定(ding)比例的各種(zhong)配料放在(zai)爐內熔煉,然(ran)后經過水冷粒(li)化、烘干、篩(shai)選而(er)制成的焊劑。


     b. 非熔煉焊劑 


      根據焊劑烘焙(bei)溫(wen)度(du)不同又分(fen)為(wei)粘結(jie)焊劑與(yu)燒結(jie)焊劑。


          ①. 粘(zhan)結焊劑  


            將(jiang)一(yi)定(ding)比例的各種(zhong)粉狀配料加(jia)入適量粘結劑,經混(hun)合攪拌、粒化和(he)低(di)溫(400℃以下)烘干(gan)而制(zhi)成的焊(han)劑(原稱陶質焊(han)劑)。


          ②. 燒結焊劑 


           將一(yi)定比例(li)的各種(zhong)粉(fen)狀配料加人(ren)適(shi)量(liang)粘結劑(ji)(ji),混合(he)攪拌后(hou)經高溫(wen)(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)結成塊(kuai),然后(hou)粉(fen)碎、篩選而(er)制(zhi)成的一(yi)種(zhong)焊(han)劑(ji)(ji)。燒(shao)結焊(han)劑(ji)(ji)又可(ke)分為(wei)低(di)溫(wen)(wen)燒(shao)結焊(han)劑(ji)(ji)(燒(shao)結溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般(ban)為(wei)300℃~500℃)和高溫(wen)(wen)燒(shao)結焊(han)劑(ji)(ji)(燒(shao)結溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般(ban)高于700℃),前者可(ke)滲(shen)加合(he)金,后(hou)者則只有造(zao)渣(zha)保護(hu)作用(yong)。


  2. 按焊劑的化(hua)學成分(fen)分(fen)類


     a. 按(an)氧化物(wu)性(xing)質分為酸性(xing)焊(han)(han)劑、中性(xing)焊(han)(han)劑和堿(jian)性(xing)焊(han)(han)劑;


     b. 按二氧化(hua)硫含(han)量(liang)分(fen)為(wei)高硅焊(han)(han)劑(ji)、中(zhong)硅焊(han)(han)劑(ji)和低硅焊(han)(han)劑(ji);


     c. 按氧化(hua)錳含量分為高錳焊(han)劑(ji)、中錳焊(han)劑(ji)、低錳焊(han)劑(ji)和無(wu)錳焊(han)劑(ji)。無(wu)


     d. 錳(meng)焊劑中的氧化(hua)錳(meng)是混入的雜質(zhi),一般應小于2%;


     e. 按CaF2含量分為高氟焊劑、中氟焊劑和低氟焊劑。


  3. 按(an)焊劑的化學(xue)性質分類


    a. 氧化性焊劑(ji) 


       焊(han)(han)(han)劑(ji)對母材有較(jiao)強(qiang)的(de)氧化(hua)作用(yong)。氧化(hua)性焊(han)(han)(han)劑(ji)可分(fen)為(wei)兩種類型:一種是含(han)有大量(liang)SiO、MnO的(de)焊(han)(han)(han)劑(ji),另一種是含(han)有FeO較(jiao)多的(de)焊(han)(han)(han)劑(ji)。


    b. 弱氧化性(xing)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


   熔煉(lian)焊劑仍是我國不銹(xiu)鋼埋弧焊用的(de)主要(yao)焊劑,它是將原料按比例(li)混合后,經高溫加(jia)熱到1300℃以上,使其熔化(hua)煉(lian)制均勻后,逐漸倒入(ru)冷卻水中凝固和實現顆粒(li)化(hua),再經過烘干(有的(de)需進(jin)一(yi)步粉碎)、過篩(shai)成(cheng)所需要(yao)規格的(de)顆粒(li)。


  我國(guo)熔(rong)煉焊劑的牌號用字母“HJ”和(he)三位數字表示。“HJ”表示埋(mai)弧焊(han)用熔煉焊(han)劑;其后(hou)第一、第二位數字(zi)表示焊(han)劑類型,分別代表MnO、SiO2及(ji)CaF2的(de)含量(liang),詳見表(biao)3-19; 第三位數字(zi)表(biao)示相同類(lei)型(xing)中的(de)不同編號(hao),按(an)0,1,2 ... 9 順(shun)序排列。熔煉焊劑的(de)牌號(hao)舉例(li)如下:


表 19.jpg



三、燒結焊劑


  制造燒(shao)(shao)結焊劑(ji)所(suo)采(cai)用的(de)(de)原材料與制造焊條所(suo)采(cai)用的(de)(de)藥皮原料相接近,對成分(fen)和顆粒(li)大小均有嚴(yan)格要求。按(an)照給定的(de)(de)比例配料后(hou)先進行(xing)(xing)干混(hun)合(he)(he),然(ran)(ran)后(hou)加入(ru)粘結劑(ji)(水玻(bo)璃)進行(xing)(xing)濕(shi)混(hun)合(he)(he),混(hun)合(he)(he)均勻(yun)后(hou)進入(ru)造粒(li)機加工成顆粒(li)狀,然(ran)(ran)后(hou)將顆粒(li)狀焊劑(ji)進行(xing)(xing)150℃~200℃溫度的(de)(de)固化、干燥,最后(hou)送(song)入(ru)燒(shao)(shao)結爐內進行(xing)(xing)燒(shao)(shao)結。經400℃~500℃燒(shao)(shao)結后(hou)成為(wei)(wei)低溫燒(shao)(shao)結焊劑(ji),經700℃~1000℃燒(shao)(shao)結后(hou)為(wei)(wei)高溫燒(shao)(shao)結焊劑(ji)。


  燒結(jie)焊劑(ji)(ji)制造工(gong)藝簡(jian)單(dan),不要復雜的(de)熔煉設(she)備(bei),與(yu)熔煉焊劑(ji)(ji)相比有下(xia)列特點:


    1. 該焊劑無需用電弧爐熔煉,避(bi)免了石(shi)墨混人(ren)焊劑中,去(qu)除了向焊縫金屬中增碳的(de)可能性;


    2. 焊(han)縫(feng)金屬(shu)合(he)金元(yuan)素燒損少,且在焊(han)劑中(zhong)滲(shen)人(ren)合(he)金元(yuan)素還有(you)利于向焊(han)縫(feng)金屬(shu)過(guo)渡,以提高焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)耐腐蝕性能和低溫韌性;


   3. 焊(han)接工藝性較好,沒有像采用熔煉焊(han)劑施(shi)焊(han)時(shi)那樣(yang)在焊(han)縫兩(liang)邊(bian)粘渣(zha)嚴重和脫渣(zha)性差(cha)的現象。


 我國燒結焊(han)(han)劑的(de)牌號以字(zi)(zi)母“SJ”和三(san)位數(shu)字(zi)(zi)表示(shi)。其(qi)中,“SJ”表示(shi)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)用(yong)燒結焊(han)(han)劑;其(qi)后第(di)一位數(shu)字(zi)(zi)表示(shi)焊(han)(han)劑熔(rong)渣(zha)渣(zha)系(表3-20);第(di)二、第(di)三(san)位數(shu)字(zi)(zi)表示(shi)同一渣(zha)系類(lei)型(xing)焊(han)(han)劑的(de)不同編號,按01,02···09順序排列。熔(rong)煉焊(han)(han)劑的(de)牌號舉例如(ru)下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘結(jie)焊劑


  粘結(jie)焊(han)(han)劑是把粉(fen)末原料(liao)進行混(hun)合(he)后加(jia)入水玻璃,濕混(hun)均(jun)勻后造粒(li),在(zai)較低溫度(du)(du)(300℃~400℃)下(xia)干(gan)燥制(zhi)成;也可(ke)以(yi)先烘干(gan),再粉(fen)碎成所(suo)需的(de)粒(li)度(du)(du)。這種焊(han)(han)劑與熔(rong)煉焊(han)(han)劑及燒結(jie)焊(han)(han)劑相比,具有多孔性。容易(yi)吸濕,焊(han)(han)劑顆(ke)粒(li)強度(du)(du)差(cha),但其制(zhi)造簡(jian)單,原料(liao)選擇比較方(fang)便,能將合(he)金元素任意(yi)地添加(jia)到焊(han)(han)劑中去,使焊(han)(han)縫金屬(shu)得到所(suo)需的(de)合(he)金元素。


  使用這(zhe)種焊(han)劑時(shi),要考慮(lv)到焊(han)劑強(qiang)度低、易碎成粉末(mo)、且吸濕性強(qiang)等特點,要及時(shi)采取烘干、保持干燥(zao)及篩去過(guo)細粉未等措施(shi)來保證(zheng)焊(han)劑質量,提高焊(han)接過(guo)程的穩定性。


五(wu)、埋弧焊用不銹鋼焊絲、焊劑的型(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。


 不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)絲(si)和焊(han)(han)(han)劑型號編制方(fang)法為(wei):字(zi)母(mu)“F”表(biao)示(shi)焊(han)(han)(han)劑;“F”后(hou)面的(de)(de)(de)數(shu)字(zi)表(biao)示(shi)熔敷金(jin)屬(shu)種類代號,如有(you)特殊要求(qiu)的(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen),該化學(xue)成(cheng)分(fen)用元素符號表(biao)示(shi),放在數(shu)字(zi)的(de)(de)(de)后(hou)面;“-”后(hou)面表(biao)示(shi)焊(han)(han)(han)絲(si)的(de)(de)(de)牌(pai)號,焊(han)(han)(han)絲(si)的(de)(de)(de)牌(pai)號執行 YB/T 5092-1996。


六、不銹鋼埋弧焊焊絲(si)與焊劑的匹配(pei)


  埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)和(he)性能除了由焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲決(jue)定之(zhi)外,還會受(shou)到(dao)(dao)所(suo)使用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)的(de)(de)影響。為了得(de)到(dao)(dao)理想(xiang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen),可以通(tong)過同(tong)(tong)一(yi)種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)與幾(ji)種不(bu)(bu)同(tong)(tong)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲配(pei)(pei)合(he)(he)來實現;也可以通(tong)過用同(tong)(tong)一(yi)種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲與幾(ji)種不(bu)(bu)同(tong)(tong)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)配(pei)(pei)合(he)(he)來實現。另外,埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接電流大,熔深大,母(mu)材金(jin)(jin)屬(shu)融(rong)合(he)(he)比高,故母(mu)材金(jin)(jin)屬(shu)對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)分(fen)(fen)(fen)也有影響。所(suo)以對埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲的(de)(de)選擇,既要考(kao)慮焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)影響,又要考(kao)慮母(mu)材金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)影響。有關不(bu)(bu)銹鋼埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼種的(de)(de)匹(pi)配(pei)(pei)見表(biao)(biao)3-21,沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹鋼埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼種的(de)(de)匹(pi)配(pei)(pei)見表(biao)(biao)3-22。


 完整的焊(han)絲-焊(han)劑型號(hao)舉例如(ru)下:

表 21.jpg

表 22.jpg



七(qi)、對焊劑工藝(yi)性(xing)能及質量的要求


 為保證焊接質(zhi)量,對焊劑的(de)基本(ben)要求是(shi):


(1) . 焊(han)劑應具(ju)有良好的(de)冶金性(xing)能(neng)(neng)(neng),焊(han)接時配以適當的(de)焊(han)絲和合(he)理的(de)焊(han)接工藝,焊(han)縫金屬(shu)應能(neng)(neng)(neng)得到適宜的(de)化學成分與(yu)良好的(de)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)(neng)(與(yu)母材相應的(de)強度和較高的(de)塑性(xing)、韌性(xing))以及較強的(de)抗冷裂紋和熱裂紋的(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)。


(2). 焊(han)劑應具有(you)良好工藝特性,電弧燃燒(shao)穩定,熔渣(zha)具有(you)適宜(yi)的熔點、黏(nian)度和(he)表面張力;焊(han)道間(jian)及焊(han)道與母材間(jian)充(chong)分熔合,過渡平滑(hua)沒有(you)明顯咬邊(bian),脫渣(zha)容易,焊(han)縫成型良好以及焊(han)接過程(cheng)中產生的有(you)害氣體少(shao)。


(3). 焊劑要有(you)一定的(de)顆粒度(du)(du),并且應有(you)一定的(de)顆粒強度(du)(du),以便(bian)多(duo)次使用。


       焊(han)(han)劑的顆(ke)粒度(du)分為(wei)(wei)兩種,普(pu)(pu)通(tong)顆(ke)粒度(du)為(wei)(wei):2.5mm~0.45mm(8目~40目),用于普(pu)(pu)通(tong)埋弧焊(han)(han)和電渣焊(han)(han)。細(xi)(xi)顆(ke)粒度(du)焊(han)(han)劑粒度(du)為(wei)(wei):1.5mm~0.28mm(14目~60目),適用于半自(zi)動或細(xi)(xi)絲理弧焊(han)(han);并規定粒度(du)60目以下的細(xi)(xi)顆(ke)粒不大于5%,規定14目以上的粗(cu)顆(ke)粒不大于2%。


(4). 焊(han)(han)劑應(ying)有較低(di)的含水量(liang)和良好的抗潮性(xing)。出廠焊(han)(han)劑含水量(liang)的質量(liang)分數(shu)不得大(da)于(yu)0.1%;焊(han)(han)劑在溫度25℃、相對濕(shi)度70%的環境條件下,放置24小時其吸潮率應(ying)不大(da)于(yu)0.15%。


(5). 焊劑機械(xie)夾(jia)雜(za)物(碳粒、生料、鐵合金凝珠(zhu)及(ji)其他雜(za)質(zhi))的含量(liang)不得大于焊劑質(zhi)量(liang)分(fen)數的0.03%。


(6). 焊(han)劑應(ying)有較低的硫、磷含量,一般為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.


(7). 焊(han)(han)劑對硫、磷(lin)、鐵(tie)銹、油及其(qi)他(ta)雜質的敏感(gan)性要小(xiao),以保證焊(han)(han)縫中不(bu)產生裂(lie)紋和氣孔等(deng)缺陷(xian)。


八、焊劑(ji)的使用及保管


  埋弧焊(han)用焊(han)劑不能受潮、污染(ran)及摻入(ru)雜物,并應保持其顆粒度。


  焊劑的使(shi)用及保(bao)管應注意以下事(shi)項:


(1) . 熔(rong)煉焊劑(ji)不吸潮,因此(ci),可簡化其包裝、運輸與儲藏等過程。非熔(rong)煉焊劑(ji)極易吸水,這是引起(qi)焊縫(feng)金屬(shu)產生氣孔和氫裂紋的主要原因。因此(ci),出廠前經烘干的焊劑(ji)應(ying)裝在防潮容(rong)器內(nei)并密(mi)封,運輸過程應(ying)防止(zhi)容(rong)器破(po)損。


     各種焊劑應(ying)存放在干燥的庫房(fang)內(nei),室溫5℃~50℃,不能放在高(gao)溫、高(gao)濕環境中(zhong)。


(2). 焊(han)劑(ji)的顆粒度小于0.1mm時(shi),粉塵大(da),影(ying)響(xiang)(xiang)環境(jing)衛生,不(bu)能使用(yong);大(da)于2.5mm時(shi),不(bu)能很好地隔(ge)絕空氣,以保護(hu)焊(han)縫金屬,而且對合金元素過(guo)渡也會產(chan)生不(bu)良影(ying)響(xiang)(xiang)。因此(ci),在儲運和回收(shou)焊(han)劑(ji)時(shi),應防(fang)止(zhi)焊(han)劑(ji)結塊和粉化,以防(fang)止(zhi)焊(han)劑(ji)對焊(han)接過(guo)程的不(bu)利影(ying)響(xiang)(xiang)。


(3). 焊(han)劑(ji)(ji)烘(hong)(hong)干(gan)參數:焊(han)劑(ji)(ji)使用(yong)前,應按產品說明(ming)書所規定(ding)的溫(wen)度、時(shi)間進行(xing)烘(hong)(hong)干(gan)。熔煉(lian)焊(han)劑(ji)(ji)通(tong)常(chang)在250℃~300℃烘(hong)(hong)干(gan)2小(xiao)時(shi);燒結焊(han)劑(ji)(ji)通(tong)常(chang)在300℃~400℃烘(hong)(hong)干(gan)2小(xiao)時(shi)。烘(hong)(hong)干(gan)時(shi),焊(han)劑(ji)(ji)應散放,厚度不趟(tang)過5mm。


(4). 熔(rong)煉型焊(han)(han)劑回收使用時(shi),應經過粗(cu)、細(xi)篩子過篩,并隨時(shi)添加新焊(han)(han)劑,經充分攪拌(ban)均勻(yun)后(hou)再(zai)使用。