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)(jie)(jie)時(shi)焊劑覆蓋著(zhu)焊接(jie)(jie)(jie)區(qu),防止空氣中氧、氮(dan)在施(shi)焊時(shi)侵入焊接(jie)(jie)(jie)熔(rong)池以保(bao)護焊縫金屬。
B. 焊(han)接渣(zha)殼覆蓋在(zai)焊(han)縫上,減(jian)慢了焊(han)縫金(jin)屬(shu)的冷卻速度,改善(shan)了氣(qi)體(ti)逸出(chu)條件,有助于減(jian)少氣(qi)孔。降溫后,焊(han)渣(zha)容易從焊(han)縫金(jin)屬(shu)表面剝(bo)落。
C. 焊(han)接過程中穩(wen)定電弧燃燒(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(yi)、焊(han)劑的分(fen)類
焊(han)劑(ji)的(de)分(fen)類方法有許多種(zhong),如按(an)焊(han)劑(ji)的(de)制造方法和用途分(fen)類,按(an)焊(han)劑(ji)的(de)化(hua)學成分(fen)、化(hua)學性(xing)質(zhi)、顆(ke)粒結(jie)構等(deng)進行分(fen)類。
1. 按焊劑(ji)的制造方法分(fen)類
a. 熔煉(lian)焊劑
將一定比例的各種配料放在爐內熔煉,然后經過(guo)水冷(leng)粒化、烘(hong)干、篩選而(er)制成的焊劑。
b. 非熔煉(lian)焊劑(ji)
根據焊(han)(han)劑烘焙溫度不同(tong)又(you)分(fen)為粘結焊(han)(han)劑與燒(shao)結焊(han)(han)劑。
①. 粘(zhan)結焊(han)劑(ji)
將一定(ding)比例的各種粉狀配(pei)料加入適量(liang)粘結劑(ji)(ji),經(jing)混合(he)攪拌、粒化(hua)和低溫(wen)(400℃以下)烘干而制成的焊(han)劑(ji)(ji)(原(yuan)稱陶質焊(han)劑(ji)(ji))。
②. 燒結焊劑
將一(yi)(yi)定比例(li)的(de)各種(zhong)粉狀配料加人適量(liang)粘(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑,混合(he)攪拌后經高溫(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)成塊(kuai),然后粉碎、篩選(xuan)而制(zhi)成的(de)一(yi)(yi)種(zhong)焊(han)(han)劑。燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)劑又可(ke)分(fen)為低溫(wen)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)劑(燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)一(yi)(yi)般(ban)為300℃~500℃)和高溫(wen)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)劑(燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)一(yi)(yi)般(ban)高于700℃),前(qian)者(zhe)可(ke)滲加合(he)金,后者(zhe)則只有造渣保護作用。
2. 按焊劑的(de)化學成分分類
a. 按氧化(hua)物(wu)性質(zhi)分為酸(suan)性焊(han)(han)劑(ji)、中性焊(han)(han)劑(ji)和(he)堿性焊(han)(han)劑(ji);
b. 按二氧化硫含量(liang)分為(wei)高(gao)硅(gui)(gui)焊(han)劑、中硅(gui)(gui)焊(han)劑和(he)低硅(gui)(gui)焊(han)劑;
c. 按(an)氧化錳(meng)(meng)含量(liang)分為高錳(meng)(meng)焊劑、中錳(meng)(meng)焊劑、低(di)錳(meng)(meng)焊劑和(he)無錳(meng)(meng)焊劑。無
d. 錳焊劑中的氧化錳是混(hun)入的雜質(zhi),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(xue)性質(zhi)分類
a. 氧化(hua)性(xing)焊劑
焊(han)劑對母材有(you)較強的氧化作用。氧化性焊(han)劑可分為兩種(zhong)類型:一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)含(han)有(you)大量SiO、MnO的焊(han)劑,另一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)含(han)有(you)FeO較多(duo)的焊(han)劑。
b. 弱氧化性焊(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(ji)
熔煉焊劑仍是我(wo)國不銹鋼埋弧焊用(yong)的(de)(de)主(zhu)要焊劑,它是將原料按比(bi)例(li)混(hun)合(he)后(hou)(hou),經(jing)高溫(wen)加熱到(dao)1300℃以上,使其熔化煉制均勻后(hou)(hou),逐漸倒入冷卻水中(zhong)凝固和實現顆粒化,再經(jing)過(guo)烘干(有的(de)(de)需進一步粉碎)、過(guo)篩成所需要規格的(de)(de)顆粒。
我國熔煉焊(han)劑的牌號用(yong)字(zi)母“HJ”和三位數字(zi)表(biao)示。“HJ”表(biao)示埋弧(hu)焊用(yong)熔煉(lian)焊劑(ji)(ji);其后第一、第二位數字表(biao)示焊劑(ji)(ji)類型,分別代表(biao)MnO、SiO2及CaF2的(de)含(han)量,詳見表3-19; 第三位數字表示相同(tong)類型中的(de)不同(tong)編號,按0,1,2 ... 9 順序(xu)排列。熔(rong)煉焊劑的(de)牌號舉例如下:

三、燒結焊劑
制(zhi)(zhi)造燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)劑(ji)所采用(yong)的原材料與(yu)制(zhi)(zhi)造焊(han)條所采用(yong)的藥皮原料相接近,對成(cheng)分和顆(ke)粒(li)大小均有嚴格(ge)要求。按照(zhao)給定(ding)的比例配(pei)料后(hou)(hou)先進行(xing)干混(hun)合,然(ran)后(hou)(hou)加入(ru)粘結(jie)(jie)劑(ji)(水(shui)玻(bo)璃)進行(xing)濕(shi)混(hun)合,混(hun)合均勻后(hou)(hou)進入(ru)造粒(li)機加工成(cheng)顆(ke)粒(li)狀,然(ran)后(hou)(hou)將顆(ke)粒(li)狀焊(han)劑(ji)進行(xing)150℃~200℃溫度(du)的固(gu)化、干燥,最(zui)后(hou)(hou)送入(ru)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)爐(lu)內進行(xing)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)。經400℃~500℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后(hou)(hou)成(cheng)為低溫燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)劑(ji),經700℃~1000℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后(hou)(hou)為高溫燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)劑(ji)。
燒結(jie)焊劑制造工藝簡單(dan),不要復雜的熔煉設(she)備,與熔煉焊劑相比有下列特(te)點:
1. 該焊劑無(wu)需(xu)用電(dian)弧(hu)爐熔煉,避免了石墨混人焊劑中,去除了向焊縫金屬中增碳的可能性;
2. 焊(han)縫金(jin)(jin)屬合金(jin)(jin)元(yuan)素燒(shao)損少,且在焊(han)劑中滲人合金(jin)(jin)元(yuan)素還有利(li)于向焊(han)縫金(jin)(jin)屬過(guo)渡,以提高焊(han)縫金(jin)(jin)屬的耐(nai)腐蝕性能(neng)和低溫(wen)韌(ren)性;
3. 焊(han)接(jie)工藝性(xing)(xing)較好,沒有像采用熔煉焊(han)劑施焊(han)時那(nei)樣(yang)在焊(han)縫兩邊粘(zhan)渣(zha)嚴(yan)重和脫渣(zha)性(xing)(xing)差的(de)現象。
我國燒(shao)結(jie)焊(han)劑的(de)牌號(hao)以字母“SJ”和三位數字表示(shi)(shi)。其(qi)中,“SJ”表示(shi)(shi)埋(mai)弧焊(han)用燒(shao)結(jie)焊(han)劑;其(qi)后第一位數字表示(shi)(shi)焊(han)劑熔渣渣系(表3-20);第二(er)、第三位數字表示(shi)(shi)同一渣系類型焊(han)劑的(de)不(bu)同編號(hao),按01,02···09順序排列。熔煉焊(han)劑的(de)牌號(hao)舉例(li)如(ru)下:


四(si)、粘(zhan)結(jie)焊劑
粘(zhan)結(jie)焊(han)(han)(han)劑(ji)是把粉末原料(liao)進(jin)行(xing)混合(he)后加(jia)(jia)入水玻璃,濕(shi)混均勻后造(zao)粒(li),在(zai)較低(di)溫度(300℃~400℃)下干(gan)燥制成(cheng);也(ye)可以(yi)先烘干(gan),再粉碎(sui)成(cheng)所需的粒(li)度。這種(zhong)焊(han)(han)(han)劑(ji)與熔(rong)煉焊(han)(han)(han)劑(ji)及燒結(jie)焊(han)(han)(han)劑(ji)相比(bi),具有多孔(kong)性。容易吸濕(shi),焊(han)(han)(han)劑(ji)顆粒(li)強度差,但其(qi)制造(zao)簡單,原料(liao)選擇比(bi)較方便,能將(jiang)合(he)金元素任意地添加(jia)(jia)到(dao)焊(han)(han)(han)劑(ji)中去,使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)得(de)到(dao)所需的合(he)金元素。
使用這種焊(han)劑(ji)時,要(yao)考慮到焊(han)劑(ji)強(qiang)度低、易碎成(cheng)粉末、且(qie)吸(xi)濕(shi)性強(qiang)等(deng)特點,要(yao)及時采取(qu)烘干、保(bao)持干燥及篩去過(guo)細粉未等(deng)措施(shi)來(lai)保(bao)證焊(han)劑(ji)質量,提高(gao)焊(han)接過(guo)程的穩定性。
五、埋弧焊(han)用不(bu)銹(xiu)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,規定了埋弧焊用不銹鋼焊絲(si)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)絲和焊(han)(han)劑型(xing)號(hao)(hao)編制方法為(wei):字母“F”表(biao)示(shi)焊(han)(han)劑;“F”后(hou)面的(de)(de)數字表(biao)示(shi)熔敷金屬(shu)種類代號(hao)(hao),如(ru)有特(te)殊要求的(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)成分,該化(hua)學(xue)(xue)成分用元(yuan)素符號(hao)(hao)表(biao)示(shi),放(fang)在(zai)數字的(de)(de)后(hou)面;“-”后(hou)面表(biao)示(shi)焊(han)(han)絲的(de)(de)牌(pai)(pai)號(hao)(hao),焊(han)(han)絲的(de)(de)牌(pai)(pai)號(hao)(hao)執行 YB/T 5092-1996。
六、不銹鋼埋弧焊(han)焊(han)絲與(yu)焊(han)劑的匹配
埋弧焊(han)(han)(han)(han)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)和性能除了(le)由(you)焊(han)(han)(han)(han)絲決定之外(wai),還會受到所(suo)使用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。為了(le)得(de)到理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen),可以(yi)通過同一(yi)(yi)種焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)與幾(ji)種不(bu)同成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)絲配合(he)來實(shi)現;也可以(yi)通過用(yong)(yong)同一(yi)(yi)種焊(han)(han)(han)(han)絲與幾(ji)種不(bu)同成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)配合(he)來實(shi)現。另(ling)外(wai),埋弧焊(han)(han)(han)(han)時(shi)焊(han)(han)(han)(han)接電流大,熔深大,母(mu)(mu)(mu)材金(jin)屬(shu)融合(he)比(bi)高,故母(mu)(mu)(mu)材金(jin)屬(shu)對焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)也有影響(xiang)(xiang)。所(suo)以(yi)對埋弧焊(han)(han)(han)(han)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)絲的(de)(de)(de)(de)選擇,既(ji)要(yao)(yao)考(kao)慮焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),又要(yao)(yao)考(kao)慮母(mu)(mu)(mu)材金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。有關不(bu)銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)鋼(gang)種的(de)(de)(de)(de)匹配見(jian)表3-21,沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)鋼(gang)種的(de)(de)(de)(de)匹配見(jian)表3-22。
完整的焊絲-焊劑型號舉例如(ru)下:


七、對焊劑(ji)工藝性能及質量的要求
為(wei)保(bao)證焊接質量,對焊劑(ji)的基(ji)本(ben)要求(qiu)是:
(1) . 焊(han)劑(ji)應具(ju)有良好的(de)(de)冶金性(xing)能,焊(han)接(jie)時(shi)配以適當的(de)(de)焊(han)絲和(he)合理的(de)(de)焊(han)接(jie)工藝,焊(han)縫(feng)金屬應能得到適宜的(de)(de)化學成分與良好的(de)(de)力學性(xing)能(與母(mu)材相應的(de)(de)強度和(he)較高的(de)(de)塑(su)性(xing)、韌性(xing))以及較強的(de)(de)抗(kang)冷裂紋和(he)熱(re)裂紋的(de)(de)能力。
(2). 焊(han)(han)劑應(ying)具有良(liang)好(hao)工藝(yi)特性,電弧(hu)燃燒穩定,熔(rong)渣具有適(shi)宜的熔(rong)點、黏度和(he)表(biao)面(mian)張(zhang)力;焊(han)(han)道間及焊(han)(han)道與母材間充(chong)分熔(rong)合,過渡(du)平滑沒有明(ming)顯咬邊,脫渣容易,焊(han)(han)縫成型良(liang)好(hao)以(yi)及焊(han)(han)接過程中產生的有害氣體(ti)少。
(3). 焊劑(ji)要有(you)一定的顆(ke)粒度(du),并且應有(you)一定的顆(ke)粒強度(du),以便(bian)多次使(shi)用。
焊劑(ji)的(de)(de)顆(ke)粒(li)度分為(wei)兩種(zhong),普通(tong)顆(ke)粒(li)度為(wei):2.5mm~0.45mm(8目(mu)(mu)~40目(mu)(mu)),用(yong)于(yu)普通(tong)埋弧焊和電渣焊。細(xi)顆(ke)粒(li)度焊劑(ji)粒(li)度為(wei):1.5mm~0.28mm(14目(mu)(mu)~60目(mu)(mu)),適用(yong)于(yu)半自動或(huo)細(xi)絲理弧焊;并規(gui)定粒(li)度60目(mu)(mu)以(yi)下的(de)(de)細(xi)顆(ke)粒(li)不大(da)于(yu)5%,規(gui)定14目(mu)(mu)以(yi)上的(de)(de)粗(cu)顆(ke)粒(li)不大(da)于(yu)2%。
(4). 焊(han)劑(ji)應有(you)較低(di)的(de)含(han)水(shui)量(liang)(liang)和良好的(de)抗潮(chao)性。出廠焊(han)劑(ji)含(han)水(shui)量(liang)(liang)的(de)質量(liang)(liang)分數不得大(da)于0.1%;焊(han)劑(ji)在溫度25℃、相對濕度70%的(de)環境條(tiao)件下,放置24小時其(qi)吸(xi)潮(chao)率應不大(da)于0.15%。
(5). 焊(han)(han)劑機械夾雜物(碳粒(li)、生料、鐵合金(jin)凝(ning)珠及其(qi)他雜質)的(de)含量不得大于焊(han)(han)劑質量分數的(de)0.03%。
(6). 焊(han)劑(ji)應有較低的硫、磷含量,一般(ban)為(wei) S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.
(7). 焊劑對硫(liu)、磷、鐵銹、油及(ji)其他雜質的敏感(gan)性要小(xiao),以保(bao)證(zheng)焊縫中(zhong)不產生裂紋和氣孔等缺陷。
八、焊劑的使(shi)用及(ji)保管
埋弧(hu)焊用焊劑不能受(shou)潮(chao)、污染及摻入(ru)雜物,并應保(bao)持其顆粒度。
焊(han)劑的(de)使用及保(bao)管(guan)應注意以下(xia)事項:
(1) . 熔煉焊(han)劑(ji)不吸(xi)潮(chao),因(yin)此(ci),可簡化(hua)其包裝、運輸與儲(chu)藏等過程(cheng)。非(fei)熔煉焊(han)劑(ji)極易吸(xi)水(shui),這(zhe)是引起焊(han)縫金屬產生(sheng)氣孔和(he)氫裂紋的(de)(de)主要(yao)原(yuan)因(yin)。因(yin)此(ci),出(chu)廠前經烘干的(de)(de)焊(han)劑(ji)應(ying)裝在防(fang)潮(chao)容(rong)器(qi)內(nei)并(bing)密封,運輸過程(cheng)應(ying)防(fang)止容(rong)器(qi)破損(sun)。
各種(zhong)焊劑應存(cun)放在干燥的庫房內,室溫(wen)5℃~50℃,不能放在高(gao)溫(wen)、高(gao)濕環境中。
(2). 焊(han)(han)(han)劑的(de)顆(ke)粒度(du)小(xiao)于(yu)0.1mm時,粉(fen)塵大(da),影響(xiang)環(huan)境衛生(sheng),不能(neng)使用;大(da)于(yu)2.5mm時,不能(neng)很好(hao)地隔絕空氣,以保(bao)護焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu),而且對(dui)合金元素過渡也會產(chan)生(sheng)不良影響(xiang)。因此(ci),在儲(chu)運和回收焊(han)(han)(han)劑時,應(ying)防(fang)止(zhi)焊(han)(han)(han)劑結(jie)塊和粉(fen)化,以防(fang)止(zhi)焊(han)(han)(han)劑對(dui)焊(han)(han)(han)接過程的(de)不利影響(xiang)。
(3). 焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)烘(hong)干(gan)參數:焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)使(shi)用前,應按產(chan)品(pin)說明(ming)書所規定的溫(wen)度(du)、時間進行(xing)烘(hong)干(gan)。熔煉焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)通(tong)(tong)常在250℃~300℃烘(hong)干(gan)2小時;燒結焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)通(tong)(tong)常在300℃~400℃烘(hong)干(gan)2小時。烘(hong)干(gan)時,焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)應散放,厚度(du)不趟(tang)過(guo)5mm。
(4). 熔煉型焊(han)劑(ji)回收使用時,應(ying)經(jing)(jing)過(guo)粗、細篩子過(guo)篩,并隨時添加新(xin)焊(han)劑(ji),經(jing)(jing)充分攪拌(ban)均勻后再使用。

