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(shi)焊劑覆蓋著(zhu)焊接(jie)區,防止空氣(qi)中氧、氮(dan)在施焊時(shi)侵入焊接(jie)熔池以保護焊縫金屬。


  B. 焊(han)接渣殼覆(fu)蓋在焊(han)縫(feng)上,減慢(man)了(le)(le)焊(han)縫(feng)金屬的冷卻速度(du),改善(shan)了(le)(le)氣體逸(yi)出條件,有(you)助于減少氣孔。降溫后,焊(han)渣容易從焊(han)縫(feng)金屬表(biao)面剝(bo)落。


  C. 焊接(jie)過程中穩定(ding)電(dian)弧(hu)燃(ran)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、焊劑(ji)的(de)分類


 焊劑的分類方法有(you)許多種,如按焊劑的制造方法和用途分類,按焊劑的化學成分、化學性質、顆(ke)粒結構等(deng)進行分類。


  1. 按焊劑的制造方法分類


     a. 熔煉焊劑


      將一定比(bi)例的各種配料放在爐(lu)內熔煉,然后(hou)經(jing)過水冷粒(li)化、烘干、篩(shai)選而制成的焊劑。


     b. 非(fei)熔煉焊劑 


      根據焊劑(ji)(ji)烘焙溫(wen)度不同(tong)又(you)分為粘結(jie)焊劑(ji)(ji)與燒結(jie)焊劑(ji)(ji)。


          ①. 粘結焊劑  


            將一定比例的(de)各種粉狀配料加入適量粘結劑,經(jing)混合攪拌(ban)、粒化和低溫(400℃以下)烘干而(er)制(zhi)成的(de)焊劑(原稱(cheng)陶質(zhi)焊劑)。


          ②. 燒結焊劑 


           將一定比例的(de)各種(zhong)粉(fen)狀(zhuang)配料(liao)加(jia)(jia)人適量(liang)粘結劑,混合攪拌后經高溫(400℃~1000℃)燒(shao)結成塊,然后粉(fen)碎(sui)、篩選而(er)制成的(de)一種(zhong)焊(han)劑。燒(shao)結焊(han)劑又可分為(wei)低溫燒(shao)結焊(han)劑(燒(shao)結溫度一般為(wei)300℃~500℃)和高溫燒(shao)結焊(han)劑(燒(shao)結溫度一般高于700℃),前者可滲(shen)加(jia)(jia)合金,后者則只有造渣保(bao)護作用。


  2. 按焊(han)劑的(de)化學成分分類


     a. 按氧化物性(xing)(xing)質分為酸(suan)性(xing)(xing)焊(han)劑、中性(xing)(xing)焊(han)劑和堿(jian)性(xing)(xing)焊(han)劑;


     b. 按(an)二氧化(hua)硫含量分(fen)為高硅焊劑、中硅焊劑和低(di)硅焊劑;


     c. 按氧化(hua)錳含量(liang)分(fen)為高錳焊劑(ji)、中(zhong)錳焊劑(ji)、低錳焊劑(ji)和無錳焊劑(ji)。無


     d. 錳焊(han)劑中的氧化錳是混入(ru)的雜質,一(yi)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. 按焊劑的化(hua)學性質分類


    a. 氧化性焊劑 


       焊(han)(han)劑(ji)對母材有較(jiao)(jiao)強的氧(yang)化(hua)作(zuo)用。氧(yang)化(hua)性焊(han)(han)劑(ji)可分為兩種類型(xing):一種是含有大(da)量SiO、MnO的焊(han)(han)劑(ji),另(ling)一種是含有FeO較(jiao)(jiao)多的焊(han)(han)劑(ji)。


    b. 弱氧化性焊劑   


      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(duo)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(rong)煉(lian)焊(han)劑(ji)仍是我國不銹鋼埋弧(hu)焊(han)用的(de)主(zhu)要(yao)焊(han)劑(ji),它是將原料按比例混合后,經高溫(wen)加熱(re)到1300℃以上,使其熔(rong)化(hua)煉(lian)制均勻(yun)后,逐漸倒(dao)入冷卻水中凝固和實現顆(ke)粒化(hua),再經過烘干(有的(de)需進一步粉碎)、過篩成所需要(yao)規格的(de)顆(ke)粒。


  我國熔煉焊劑的牌號用字母“HJ”和三(san)位數字表示(shi)。“HJ”表示(shi)埋(mai)弧焊用(yong)熔煉焊劑;其后第一、第二位數字(zi)表(biao)示焊劑類型,分別(bie)代表(biao)MnO、SiO2及CaF2的(de)(de)含量,詳見表(biao)3-19; 第三(san)位數字表(biao)示相同類型(xing)中的(de)(de)不同編號(hao),按(an)0,1,2 ... 9 順序排列。熔煉焊劑的(de)(de)牌號(hao)舉例(li)如(ru)下:


表 19.jpg



三(san)、燒結焊劑


  制造(zao)(zao)(zao)燒結焊(han)劑(ji)所采用(yong)的原材料與制造(zao)(zao)(zao)焊(han)條所采用(yong)的藥皮原料相接(jie)近,對成分和(he)顆(ke)粒(li)(li)大小均(jun)有嚴格(ge)要求(qiu)。按照給(gei)定的比例配料后先進(jin)行(xing)干(gan)混合(he),然(ran)后加入(ru)粘結劑(ji)(水玻璃)進(jin)行(xing)濕混合(he),混合(he)均(jun)勻(yun)后進(jin)入(ru)造(zao)(zao)(zao)粒(li)(li)機(ji)加工成顆(ke)粒(li)(li)狀(zhuang),然(ran)后將顆(ke)粒(li)(li)狀(zhuang)焊(han)劑(ji)進(jin)行(xing)150℃~200℃溫(wen)度的固化、干(gan)燥,最后送入(ru)燒結爐內(nei)進(jin)行(xing)燒結。經(jing)400℃~500℃燒結后成為低溫(wen)燒結焊(han)劑(ji),經(jing)700℃~1000℃燒結后為高溫(wen)燒結焊(han)劑(ji)。


  燒結焊(han)劑(ji)制造工藝簡(jian)單,不要(yao)復雜(za)的熔煉設備,與熔煉焊(han)劑(ji)相比(bi)有下列特點:


    1. 該(gai)焊(han)劑(ji)無需用電(dian)弧爐(lu)熔煉,避免(mian)了(le)石墨混人(ren)焊(han)劑(ji)中,去除了(le)向焊(han)縫金(jin)屬中增(zeng)碳的可能性;


    2. 焊縫(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)素燒(shao)損少,且在(zai)焊劑中滲人合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)素還有利(li)于向(xiang)焊縫(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬過(guo)渡,以提高焊縫(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的耐腐蝕性能和(he)低溫韌性;


   3. 焊(han)接工藝性較好(hao),沒有像(xiang)采用熔煉焊(han)劑施(shi)焊(han)時那樣在(zai)焊(han)縫兩邊粘渣(zha)嚴重和脫渣(zha)性差的現象(xiang)。


 我國(guo)燒結(jie)焊(han)劑(ji)的(de)牌(pai)號以字(zi)母(mu)“SJ”和三(san)位數字(zi)表示。其中,“SJ”表示埋(mai)弧焊(han)用燒結(jie)焊(han)劑(ji);其后第(di)一(yi)位數字(zi)表示焊(han)劑(ji)熔渣(zha)(zha)渣(zha)(zha)系(表3-20);第(di)二、第(di)三(san)位數字(zi)表示同一(yi)渣(zha)(zha)系類(lei)型(xing)焊(han)劑(ji)的(de)不(bu)同編號,按01,02···09順序排列。熔煉焊(han)劑(ji)的(de)牌(pai)號舉(ju)例如下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘結焊劑


  粘(zhan)結焊(han)劑是把粉末原料(liao)進行(xing)混(hun)合后加入(ru)水玻璃,濕(shi)混(hun)均勻后造(zao)粒(li),在(zai)較低(di)溫(wen)度(300℃~400℃)下干燥制(zhi)成(cheng);也可以先(xian)烘干,再粉碎成(cheng)所需的(de)粒(li)度。這種焊(han)劑與熔(rong)煉(lian)焊(han)劑及(ji)燒結焊(han)劑相比(bi),具有多孔(kong)性。容易吸(xi)濕(shi),焊(han)劑顆粒(li)強度差,但其制(zhi)造(zao)簡單(dan),原料(liao)選擇比(bi)較方便,能將合金(jin)元(yuan)素(su)任意(yi)地添(tian)加到焊(han)劑中去(qu),使焊(han)縫金(jin)屬得到所需的(de)合金(jin)元(yuan)素(su)。


  使用這種(zhong)焊(han)劑時(shi),要考慮到焊(han)劑強度低、易碎成(cheng)粉末、且(qie)吸濕性強等(deng)特點,要及時(shi)采取烘干(gan)(gan)、保(bao)(bao)持干(gan)(gan)燥及篩去過細粉未等(deng)措(cuo)施來保(bao)(bao)證焊(han)劑質量,提高焊(han)接過程的穩(wen)定性。


五、埋弧焊(han)用不銹鋼焊(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(xiu)鋼焊(han)(han)絲(si)和焊(han)(han)劑型號(hao)(hao)編制(zhi)方(fang)法為:字母“F”表(biao)示焊(han)(han)劑;“F”后面(mian)的(de)數字表(biao)示熔(rong)敷金屬種類代(dai)號(hao)(hao),如有(you)特殊要求的(de)化學成(cheng)分,該化學成(cheng)分用元素符號(hao)(hao)表(biao)示,放(fang)在數字的(de)后面(mian);“-”后面(mian)表(biao)示焊(han)(han)絲(si)的(de)牌(pai)(pai)號(hao)(hao),焊(han)(han)絲(si)的(de)牌(pai)(pai)號(hao)(hao)執(zhi)行 YB/T 5092-1996。


六、不銹鋼埋(mai)弧焊焊絲與焊劑的匹配


  埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)和(he)性能除了(le)由焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)決(jue)定之外(wai),還會受到所(suo)(suo)使(shi)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)的(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)。為了(le)得到理(li)想的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen),可以通過同(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與幾種(zhong)不(bu)同(tong)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)配合(he)來(lai)實現(xian);也(ye)可以通過用同(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)與幾種(zhong)不(bu)同(tong)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)配合(he)來(lai)實現(xian)。另(ling)外(wai),埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接電流大(da),熔深大(da),母材(cai)(cai)金屬(shu)融(rong)合(he)比高,故母材(cai)(cai)金屬(shu)對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)分(fen)(fen)也(ye)有影響(xiang)(xiang)(xiang)。所(suo)(suo)以對埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)選擇(ze),既要考慮(lv)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)影響(xiang)(xiang)(xiang),又要考慮(lv)母材(cai)(cai)金屬(shu)的(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)。有關不(bu)銹鋼(gang)(gang)埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與所(suo)(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)(gang)種(zhong)的(de)匹配見表3-21,沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼(gang)(gang)埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與所(suo)(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)(gang)種(zhong)的(de)匹配見表3-22。


 完(wan)整的焊絲-焊劑型號舉(ju)例如下:

表 21.jpg

表 22.jpg



七、對焊劑工藝性能及質(zhi)量的要求


 為(wei)保(bao)證焊接(jie)質量,對焊劑的(de)基本要求是:


(1) . 焊(han)劑應(ying)(ying)具有良好(hao)的(de)冶金性能(neng),焊(han)接時(shi)配以(yi)(yi)適(shi)當的(de)焊(han)絲和(he)合理的(de)焊(han)接工藝,焊(han)縫(feng)金屬(shu)應(ying)(ying)能(neng)得到適(shi)宜的(de)化學成分與良好(hao)的(de)力學性能(neng)(與母(mu)材(cai)相應(ying)(ying)的(de)強(qiang)度和(he)較(jiao)(jiao)高的(de)塑性、韌性)以(yi)(yi)及較(jiao)(jiao)強(qiang)的(de)抗(kang)冷裂紋(wen)和(he)熱裂紋(wen)的(de)能(neng)力。


(2). 焊(han)(han)劑應具(ju)有(you)良好工藝特性,電弧(hu)燃(ran)燒(shao)穩定,熔(rong)渣具(ju)有(you)適宜(yi)的(de)熔(rong)點(dian)、黏度和表(biao)面張力;焊(han)(han)道間(jian)及焊(han)(han)道與母材間(jian)充分熔(rong)合,過(guo)渡平(ping)滑沒有(you)明顯咬邊,脫渣容易(yi),焊(han)(han)縫成型良好以及焊(han)(han)接過(guo)程中產生的(de)有(you)害氣體少。


(3). 焊劑要有(you)一定的顆(ke)粒(li)度(du),并且(qie)應有(you)一定的顆(ke)粒(li)強度(du),以(yi)便多次使用。


       焊(han)劑的顆粒(li)度(du)(du)分為兩種,普通顆粒(li)度(du)(du)為:2.5mm~0.45mm(8目(mu)~40目(mu)),用于普通埋弧焊(han)和電渣焊(han)。細顆粒(li)度(du)(du)焊(han)劑粒(li)度(du)(du)為:1.5mm~0.28mm(14目(mu)~60目(mu)),適用于半自動或細絲理弧焊(han);并規定粒(li)度(du)(du)60目(mu)以(yi)下的細顆粒(li)不(bu)大于5%,規定14目(mu)以(yi)上的粗顆粒(li)不(bu)大于2%。


(4). 焊(han)劑(ji)應有較低的(de)含水量和良好的(de)抗潮性(xing)。出廠(chang)焊(han)劑(ji)含水量的(de)質量分數(shu)不得大于(yu)0.1%;焊(han)劑(ji)在溫度25℃、相(xiang)對濕(shi)度70%的(de)環境(jing)條件下,放置24小(xiao)時其吸潮率(lv)應不大于(yu)0.15%。


(5). 焊劑(ji)(ji)機械夾雜物(碳粒、生料、鐵合金凝(ning)珠及其(qi)他(ta)雜質(zhi))的含(han)量(liang)不得大于焊劑(ji)(ji)質(zhi)量(liang)分數的0.03%。


(6). 焊(han)劑應有較低(di)的(de)硫、磷(lin)含量,一般為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.


(7). 焊(han)劑對硫、磷(lin)、鐵銹(xiu)、油及其(qi)他(ta)雜質的敏感性要小,以保(bao)證焊(han)縫(feng)中不產生裂(lie)紋和氣(qi)孔(kong)等缺(que)陷。


八、焊劑的使(shi)用(yong)及保管


  埋(mai)弧焊用焊劑(ji)不能受潮(chao)、污染(ran)及摻入雜物,并應保持(chi)其顆(ke)粒度。


  焊劑的使(shi)用及(ji)保管應注(zhu)意以下(xia)事項:


(1) . 熔(rong)(rong)煉焊(han)(han)劑不吸潮,因此(ci),可簡化(hua)其包(bao)裝(zhuang)、運輸與儲藏(zang)等過(guo)程。非熔(rong)(rong)煉焊(han)(han)劑極(ji)易吸水,這是引(yin)起焊(han)(han)縫金屬產生氣孔和(he)氫裂紋的主要原因。因此(ci),出廠前(qian)經烘干(gan)的焊(han)(han)劑應(ying)(ying)裝(zhuang)在防(fang)(fang)潮容器內并密封,運輸過(guo)程應(ying)(ying)防(fang)(fang)止容器破(po)損。


     各(ge)種焊劑應存(cun)放(fang)在干(gan)燥的庫房內,室(shi)溫(wen)5℃~50℃,不能放(fang)在高溫(wen)、高濕環境中。


(2). 焊劑(ji)的顆粒度小于(yu)0.1mm時(shi)(shi),粉塵大,影響(xiang)環(huan)境衛生,不(bu)能使用;大于(yu)2.5mm時(shi)(shi),不(bu)能很好地隔絕空氣,以保護焊縫金屬,而且(qie)對(dui)合金元素過(guo)(guo)渡也會(hui)產生不(bu)良影響(xiang)。因(yin)此,在儲(chu)運和回(hui)收焊劑(ji)時(shi)(shi),應防止焊劑(ji)結塊和粉化,以防止焊劑(ji)對(dui)焊接過(guo)(guo)程的不(bu)利影響(xiang)。


(3). 焊劑烘(hong)干參(can)數(shu):焊劑使用前,應按產品說(shuo)明書所(suo)規定(ding)的(de)溫度、時(shi)間進(jin)行烘(hong)干。熔(rong)煉(lian)焊劑通常(chang)在250℃~300℃烘(hong)干2小(xiao)時(shi);燒結焊劑通常(chang)在300℃~400℃烘(hong)干2小(xiao)時(shi)。烘(hong)干時(shi),焊劑應散放,厚度不趟過5mm。


(4). 熔煉型焊劑回收使用(yong)時,應經過(guo)粗、細篩(shai)子過(guo)篩(shai),并隨(sui)時添加新焊劑,經充(chong)分攪拌(ban)均勻后再使用(yong)。