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)時焊劑覆蓋著焊接(jie)區,防止空氣(qi)中氧、氮(dan)在施焊時侵(qin)入焊接(jie)熔池以保護焊縫金(jin)屬。


  B. 焊(han)接渣(zha)殼覆蓋(gai)在焊(han)縫上,減慢了焊(han)縫金屬的冷卻速度,改善(shan)了氣體(ti)逸出條(tiao)件,有助(zhu)于減少氣孔。降溫后,焊(han)渣(zha)容易從焊(han)縫金屬表面剝落。


  C. 焊(han)接過程(cheng)中(zhong)穩定電弧(hu)燃燒。


  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、焊劑的分類


 焊(han)劑的分(fen)(fen)類方(fang)法有許多種,如按焊(han)劑的制造方(fang)法和用(yong)途(tu)分(fen)(fen)類,按焊(han)劑的化(hua)學成分(fen)(fen)、化(hua)學性(xing)質(zhi)、顆(ke)粒結構(gou)等進行分(fen)(fen)類。


  1. 按(an)焊劑(ji)的制造方法分(fen)類


     a. 熔煉(lian)焊劑


      將(jiang)一(yi)定比例(li)的各種(zhong)配料(liao)放在爐內熔煉,然后經(jing)過水冷粒化、烘干、篩選而制成的焊劑。


     b. 非熔煉(lian)焊劑 


      根據(ju)焊(han)劑烘焙溫度不同又分為粘結焊(han)劑與燒結焊(han)劑。


          ①. 粘結焊劑  


            將一(yi)定比例的各種(zhong)粉狀配料加入適量粘結劑,經(jing)混合攪拌、粒(li)化(hua)和(he)低溫(400℃以(yi)下(xia))烘干而制(zhi)成的焊劑(原稱陶質焊劑)。


          ②. 燒結焊劑 


           將一定(ding)比(bi)例的(de)各種粉(fen)狀配料加人適量粘(zhan)結(jie)劑(ji),混合(he)攪拌(ban)后經高(gao)溫(400℃~1000℃)燒(shao)結(jie)成(cheng)塊,然后粉(fen)碎、篩選而制成(cheng)的(de)一種焊劑(ji)。燒(shao)結(jie)焊劑(ji)又可分為低(di)溫燒(shao)結(jie)焊劑(ji)(燒(shao)結(jie)溫度(du)一般(ban)為300℃~500℃)和(he)高(gao)溫燒(shao)結(jie)焊劑(ji)(燒(shao)結(jie)溫度(du)一般(ban)高(gao)于700℃),前者可滲加合(he)金(jin),后者則只有造渣保護作用。


  2. 按(an)焊劑的(de)化學成(cheng)分(fen)(fen)分(fen)(fen)類


     a. 按(an)氧化物性質分為酸性焊(han)劑、中(zhong)性焊(han)劑和(he)堿(jian)性焊(han)劑;


     b. 按二氧化硫含量分為高(gao)硅焊(han)劑、中(zhong)硅焊(han)劑和低硅焊(han)劑;


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


     d. 錳(meng)焊劑(ji)中(zhong)的氧化錳(meng)是混入的雜質,一般(ban)應(ying)小于2%;


     e. 按CaF2含量分為高氟焊劑、中氟焊劑和低氟焊劑。


  3. 按焊劑的化學(xue)性質分(fen)類


    a. 氧(yang)化(hua)性焊(han)劑(ji) 


       焊(han)劑(ji)對母(mu)材有較強的氧化作用。氧化性焊(han)劑(ji)可分為兩種類型(xing):一(yi)種是含有大量SiO、MnO的焊(han)劑(ji),另(ling)一(yi)種是含有FeO較多的焊(han)劑(ji)。


    b. 弱(ruo)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. 惰性焊(han)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(rong)煉(lian)焊劑


   熔(rong)煉焊劑(ji)仍(reng)是(shi)我國(guo)不銹(xiu)鋼埋弧焊用的(de)主要焊劑(ji),它是(shi)將原(yuan)料按(an)比(bi)例混合(he)后,經高溫加熱到1300℃以上,使其(qi)熔(rong)化煉制均勻(yun)后,逐漸倒(dao)入冷卻水中凝固和(he)實現(xian)顆粒化,再經過烘干(有的(de)需(xu)進一步粉碎)、過篩成(cheng)所(suo)需(xu)要規格的(de)顆粒。


  我(wo)國熔(rong)煉焊劑的牌號用字(zi)母“HJ”和三位(wei)數字(zi)表示(shi)。“HJ”表示(shi)埋弧焊用熔(rong)煉焊劑(ji);其后第一(yi)、第二位數字表示焊劑(ji)類(lei)型,分別代表MnO、SiO2及CaF2的含量(liang),詳見(jian)表(biao)3-19; 第三位數字表(biao)示(shi)相同類型中的不同編(bian)號(hao),按0,1,2 ... 9 順序排列。熔(rong)煉焊(han)劑的牌號(hao)舉(ju)例如下(xia):


表 19.jpg



三、燒(shao)結焊(han)劑


  制造燒(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)劑所(suo)采用的(de)原材料與制造焊(han)條所(suo)采用的(de)藥皮原料相(xiang)接(jie)近,對成分和顆粒(li)(li)(li)大小均有(you)嚴格要求。按照(zhao)給定的(de)比(bi)例配料后(hou)先進(jin)行干混合(he),然(ran)(ran)后(hou)加入粘(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(水玻璃)進(jin)行濕混合(he),混合(he)均勻(yun)后(hou)進(jin)入造粒(li)(li)(li)機加工成顆粒(li)(li)(li)狀(zhuang),然(ran)(ran)后(hou)將(jiang)顆粒(li)(li)(li)狀(zhuang)焊(han)劑進(jin)行150℃~200℃溫度的(de)固(gu)化、干燥,最后(hou)送入燒(shao)結(jie)(jie)(jie)爐內進(jin)行燒(shao)結(jie)(jie)(jie)。經400℃~500℃燒(shao)結(jie)(jie)(jie)后(hou)成為低溫燒(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)劑,經700℃~1000℃燒(shao)結(jie)(jie)(jie)后(hou)為高溫燒(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)劑。


  燒結焊劑(ji)制造工藝(yi)簡單,不要(yao)復雜的熔煉設備(bei),與(yu)熔煉焊劑(ji)相(xiang)比有下列特點:


    1. 該焊劑無需(xu)用電弧爐熔(rong)煉,避免了石墨(mo)混人焊劑中(zhong),去除了向焊縫金(jin)屬中(zhong)增碳的可(ke)能(neng)性;


    2. 焊(han)縫(feng)金屬合金元素(su)燒損少,且在焊(han)劑中滲人合金元素(su)還有利于向焊(han)縫(feng)金屬過渡,以提(ti)高焊(han)縫(feng)金屬的耐腐蝕性(xing)能和低溫韌性(xing);


   3. 焊(han)(han)接工藝性較好,沒有(you)像采(cai)用熔煉焊(han)(han)劑施焊(han)(han)時那樣在焊(han)(han)縫(feng)兩邊(bian)粘渣(zha)嚴重(zhong)和脫渣(zha)性差的現象。


 我國燒(shao)(shao)結(jie)焊(han)(han)劑的(de)牌(pai)號以字(zi)母“SJ”和三(san)位數(shu)(shu)字(zi)表(biao)(biao)示。其(qi)中(zhong),“SJ”表(biao)(biao)示埋弧焊(han)(han)用燒(shao)(shao)結(jie)焊(han)(han)劑;其(qi)后第一位數(shu)(shu)字(zi)表(biao)(biao)示焊(han)(han)劑熔渣渣系(表(biao)(biao)3-20);第二(er)、第三(san)位數(shu)(shu)字(zi)表(biao)(biao)示同(tong)一渣系類型焊(han)(han)劑的(de)不同(tong)編(bian)號,按01,02···09順序排列。熔煉焊(han)(han)劑的(de)牌(pai)號舉例(li)如下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘結焊劑


  粘結焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)是把粉末原(yuan)料(liao)進(jin)行混(hun)合(he)后(hou)加(jia)入水玻璃,濕(shi)混(hun)均勻后(hou)造粒,在較低溫(wen)度(300℃~400℃)下干(gan)(gan)燥制成(cheng);也可以先烘干(gan)(gan),再粉碎成(cheng)所需的粒度。這(zhe)種焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)與熔煉焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)及燒(shao)結焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)相比,具(ju)有多孔性。容易吸(xi)濕(shi),焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)顆粒強度差,但其制造簡單(dan),原(yuan)料(liao)選(xuan)擇比較方便,能將(jiang)合(he)金(jin)元(yuan)素任(ren)意地(di)添(tian)加(jia)到焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)中去,使焊(han)(han)縫金(jin)屬得到所需的合(he)金(jin)元(yuan)素。


  使用這種焊(han)劑(ji)時,要考慮到焊(han)劑(ji)強度低、易碎成粉末(mo)、且(qie)吸濕性(xing)強等特點,要及(ji)時采取烘干、保持(chi)干燥及(ji)篩(shai)去過(guo)細粉未等措施來(lai)保證焊(han)劑(ji)質量,提高(gao)焊(han)接過(guo)程的穩定(ding)性(xing)。


五、埋弧焊(han)用不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)絲、焊(han)劑的型號


 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(xiu)鋼焊(han)(han)絲(si)和(he)焊(han)(han)劑型(xing)號編制方(fang)法為:字母“F”表示(shi)(shi)焊(han)(han)劑;“F”后面的(de)數字表示(shi)(shi)熔(rong)敷金屬種(zhong)類代號,如有特(te)殊要求(qiu)的(de)化學(xue)(xue)成(cheng)分,該化學(xue)(xue)成(cheng)分用元素符號表示(shi)(shi),放在數字的(de)后面;“-”后面表示(shi)(shi)焊(han)(han)絲(si)的(de)牌號,焊(han)(han)絲(si)的(de)牌號執行 YB/T 5092-1996。


六、不銹鋼(gang)埋弧焊(han)焊(han)絲與焊(han)劑(ji)的(de)匹配(pei)


  埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)和性(xing)能除了(le)由焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)決(jue)定之外,還(huan)會受到所(suo)使用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)的(de)(de)(de)影(ying)響。為了(le)得到理想(xiang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen),可(ke)以通過(guo)(guo)同(tong)一種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與(yu)幾種(zhong)不同(tong)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)配(pei)(pei)(pei)合(he)來實(shi)現;也(ye)可(ke)以通過(guo)(guo)用同(tong)一種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)與(yu)幾種(zhong)不同(tong)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)配(pei)(pei)(pei)合(he)來實(shi)現。另外,埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電流大,熔深大,母(mu)(mu)材金(jin)屬(shu)融(rong)合(he)比高,故母(mu)(mu)材金(jin)屬(shu)對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)分(fen)也(ye)有影(ying)響。所(suo)以對埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze),既(ji)要考慮焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)影(ying)響,又要考慮母(mu)(mu)材金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)影(ying)響。有關(guan)不銹鋼(gang)(gang)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與(yu)所(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)匹配(pei)(pei)(pei)見表3-21,沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)(gang)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)與(yu)所(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)匹配(pei)(pei)(pei)見表3-22。


 完整(zheng)的焊絲-焊劑型號舉例(li)如下:

表 21.jpg

表 22.jpg



七、對(dui)焊劑工藝性能及質量的要求


 為(wei)保(bao)證焊接質量,對(dui)焊劑的基本要求是(shi):


(1) . 焊(han)劑應具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)冶金性(xing)能,焊(han)接時配以(yi)適當的(de)(de)(de)(de)焊(han)絲和合理的(de)(de)(de)(de)焊(han)接工(gong)藝,焊(han)縫金屬應能得到(dao)適宜的(de)(de)(de)(de)化學成分與良好(hao)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)能(與母材相應的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度和較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)、韌(ren)性(xing))以(yi)及較(jiao)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)冷裂紋(wen)和熱裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)能力(li)(li)。


(2). 焊劑(ji)應具有良(liang)好工藝特性,電弧燃燒穩定(ding),熔(rong)渣(zha)具有適宜的(de)熔(rong)點(dian)、黏度和表面張力;焊道(dao)間及焊道(dao)與母材間充(chong)分熔(rong)合,過(guo)渡(du)平滑沒有明(ming)顯咬邊,脫渣(zha)容易(yi),焊縫(feng)成型良(liang)好以及焊接過(guo)程中(zhong)產生的(de)有害(hai)氣體少。


(3). 焊劑要有一(yi)定的顆粒(li)度(du),并且應(ying)有一(yi)定的顆粒(li)強度(du),以便多次(ci)使用。


       焊(han)(han)劑(ji)的(de)(de)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)分為(wei)兩種,普通(tong)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)為(wei):2.5mm~0.45mm(8目(mu)(mu)~40目(mu)(mu)),用(yong)于普通(tong)埋弧焊(han)(han)和電(dian)渣焊(han)(han)。細顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)焊(han)(han)劑(ji)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)為(wei):1.5mm~0.28mm(14目(mu)(mu)~60目(mu)(mu)),適用(yong)于半自動或細絲理弧焊(han)(han);并規定粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)60目(mu)(mu)以(yi)下的(de)(de)細顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)不大于5%,規定14目(mu)(mu)以(yi)上的(de)(de)粗顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)不大于2%。


(4). 焊劑(ji)應有較低的(de)(de)含水量(liang)和(he)良好的(de)(de)抗潮(chao)(chao)性(xing)。出廠焊劑(ji)含水量(liang)的(de)(de)質(zhi)量(liang)分數不得(de)大(da)于(yu)0.1%;焊劑(ji)在溫度25℃、相對濕度70%的(de)(de)環境條(tiao)件下,放置(zhi)24小時其(qi)吸潮(chao)(chao)率應不大(da)于(yu)0.15%。


(5). 焊劑(ji)機械夾雜物(碳粒、生料、鐵合金凝珠及(ji)其他(ta)雜質)的含量不得大于焊劑(ji)質量分數(shu)的0.03%。


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


(7). 焊(han)劑對硫、磷(lin)、鐵銹、油及其他雜質的敏(min)感性(xing)要小,以保證(zheng)焊(han)縫中不產生裂紋和氣孔等缺陷。


八、焊劑(ji)的使用及保管


  埋弧(hu)焊用焊劑(ji)不能受潮、污(wu)染(ran)及摻入雜物,并應保持其顆粒度。


  焊劑的使用(yong)及(ji)保管應注意以下事項:


(1) . 熔煉(lian)焊(han)劑(ji)不(bu)吸(xi)潮(chao),因(yin)此(ci),可簡化(hua)其包裝(zhuang)、運輸與儲藏等過(guo)程。非熔煉(lian)焊(han)劑(ji)極易(yi)吸(xi)水,這是引起焊(han)縫金屬(shu)產(chan)生氣孔和氫裂紋的(de)主要原因(yin)。因(yin)此(ci),出廠前經烘干(gan)的(de)焊(han)劑(ji)應裝(zhuang)在(zai)防潮(chao)容器內并密封,運輸過(guo)程應防止容器破損。


     各種焊劑應(ying)存(cun)放(fang)在干燥的庫房內,室溫(wen)5℃~50℃,不能放(fang)在高溫(wen)、高濕(shi)環境中。


(2). 焊(han)(han)劑的顆粒(li)度小于0.1mm時(shi)(shi),粉塵大,影(ying)響(xiang)環境衛(wei)生,不(bu)(bu)能使用(yong);大于2.5mm時(shi)(shi),不(bu)(bu)能很好(hao)地隔絕空氣,以保護焊(han)(han)縫(feng)金屬,而且對(dui)合(he)金元(yuan)素過(guo)渡也會產生不(bu)(bu)良影(ying)響(xiang)。因此(ci),在儲運和回收焊(han)(han)劑時(shi)(shi),應防(fang)止焊(han)(han)劑結塊和粉化,以防(fang)止焊(han)(han)劑對(dui)焊(han)(han)接過(guo)程的不(bu)(bu)利影(ying)響(xiang)。


(3). 焊劑(ji)(ji)烘(hong)(hong)干(gan)參數:焊劑(ji)(ji)使(shi)用前,應按產品說明書所規定(ding)的溫度、時(shi)(shi)間進行烘(hong)(hong)干(gan)。熔煉焊劑(ji)(ji)通(tong)常在250℃~300℃烘(hong)(hong)干(gan)2小(xiao)時(shi)(shi);燒結焊劑(ji)(ji)通(tong)常在300℃~400℃烘(hong)(hong)干(gan)2小(xiao)時(shi)(shi)。烘(hong)(hong)干(gan)時(shi)(shi),焊劑(ji)(ji)應散放(fang),厚度不趟過5mm。


(4). 熔煉型焊劑回收使用(yong)時,應經過粗、細篩子過篩,并(bing)隨(sui)時添加新焊劑,經充分攪拌均勻(yun)后再使用(yong)。