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(jie)時(shi)焊(han)劑覆蓋著焊(han)接(jie)區,防止空氣(qi)中氧、氮在施焊(han)時(shi)侵(qin)入(ru)焊(han)接(jie)熔池以保護(hu)焊(han)縫金(jin)屬。


  B. 焊(han)接渣殼覆(fu)蓋在(zai)焊(han)縫(feng)上(shang),減(jian)慢了(le)焊(han)縫(feng)金屬的冷卻速度,改(gai)善了(le)氣體逸出條(tiao)件,有(you)助于減(jian)少氣孔。降溫(wen)后,焊(han)渣容易(yi)從焊(han)縫(feng)金屬表面剝落。


  C. 焊(han)接過程(cheng)中穩(wen)定電弧燃燒。


  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(han)劑的分類


 焊(han)(han)劑的(de)分(fen)類方(fang)法(fa)有許多種,如(ru)按焊(han)(han)劑的(de)制造方(fang)法(fa)和用途分(fen)類,按焊(han)(han)劑的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)、化(hua)學(xue)性質(zhi)、顆粒結構等進(jin)行分(fen)類。


  1. 按焊劑的制造(zao)方法分類(lei)


     a. 熔煉焊劑


      將一定比例的(de)各種配(pei)料放在爐(lu)內熔煉,然后經(jing)過(guo)水冷粒(li)化、烘(hong)干、篩選而制(zhi)成的(de)焊(han)劑。


     b. 非熔煉焊劑 


      根據焊劑烘焙溫度不同又分為(wei)粘結焊劑與燒結焊劑。


          ①. 粘結(jie)焊(han)劑  


            將一定比例的各(ge)種粉狀配(pei)料加入適量(liang)粘結(jie)劑,經混合攪拌、粒化和低溫(400℃以下)烘(hong)干而制成的焊劑(原(yuan)稱陶質焊劑)。


          ②. 燒結焊劑 


           將一(yi)(yi)定比例的各種粉狀配料加人適(shi)量(liang)粘結(jie)劑(ji),混合(he)攪(jiao)拌后(hou)經高溫(400℃~1000℃)燒結(jie)成塊,然后(hou)粉碎、篩選(xuan)而制成的一(yi)(yi)種焊(han)劑(ji)。燒結(jie)焊(han)劑(ji)又(you)可分為低溫燒結(jie)焊(han)劑(ji)(燒結(jie)溫度一(yi)(yi)般為300℃~500℃)和(he)高溫燒結(jie)焊(han)劑(ji)(燒結(jie)溫度一(yi)(yi)般高于700℃),前(qian)者可滲加合(he)金,后(hou)者則(ze)只有造(zao)渣保護(hu)作(zuo)用。


  2. 按焊劑的化學成分(fen)分(fen)類


     a. 按(an)氧化物性質分為酸(suan)性焊(han)劑(ji)、中性焊(han)劑(ji)和(he)堿性焊(han)劑(ji);


     b. 按(an)二氧化硫含(han)量分為高硅焊劑(ji)(ji)、中硅焊劑(ji)(ji)和低硅焊劑(ji)(ji);


     c. 按氧化錳(meng)含量分為(wei)高錳(meng)焊劑(ji)(ji)、中錳(meng)焊劑(ji)(ji)、低錳(meng)焊劑(ji)(ji)和無錳(meng)焊劑(ji)(ji)。無


     d. 錳(meng)焊(han)劑(ji)中(zhong)的(de)氧化錳(meng)是混(hun)入(ru)的(de)雜(za)質(zhi),一般應小(xiao)于2%;


     e. 按CaF2含量分為高氟焊劑、中氟焊劑和低氟焊劑。


  3. 按焊(han)劑的化(hua)學性質分類


    a. 氧化性焊劑 


       焊(han)劑(ji)(ji)對(dui)母材有較(jiao)強的氧化作(zuo)用。氧化性焊(han)劑(ji)(ji)可分為兩種(zhong)(zhong)類型:一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)是含有大量SiO、MnO的焊(han)劑(ji)(ji),另一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)是含有FeO較(jiao)多的焊(han)劑(ji)(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. 惰性(xing)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(rong)煉焊劑


   熔煉(lian)(lian)焊劑仍是我國不銹鋼(gang)埋(mai)弧焊用的主要焊劑,它(ta)是將原料(liao)按比例(li)混合后(hou),經高溫加熱(re)到1300℃以上,使其熔化煉(lian)(lian)制均勻后(hou),逐漸倒入冷卻(que)水中凝固和實現(xian)顆粒化,再經過(guo)烘干(有的需(xu)進(jin)一步粉碎)、過(guo)篩(shai)成(cheng)所需(xu)要規(gui)格的顆粒。


  我國熔(rong)煉焊劑的牌(pai)號用字母“HJ”和三位數(shu)字表示。“HJ”表示埋弧(hu)焊用熔煉焊劑(ji);其后第一、第二位數字表示(shi)焊劑(ji)類型(xing),分別(bie)代表MnO、SiO2及CaF2的含量(liang),詳(xiang)見表3-19; 第三位數字表示相同類型中的不同編號(hao),按0,1,2 ... 9 順序排列。熔煉焊劑的牌號(hao)舉(ju)例如下:


表 19.jpg



三、燒結(jie)焊劑


  制造(zao)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊劑所采用的(de)原(yuan)材料與制造(zao)焊條所采用的(de)藥皮原(yuan)料相接近,對成(cheng)分和(he)顆(ke)粒大小均(jun)有嚴格要求。按(an)照(zhao)給(gei)定的(de)比(bi)例配料后先進(jin)(jin)(jin)行(xing)干(gan)混合,然(ran)后加入粘結(jie)(jie)劑(水玻(bo)璃)進(jin)(jin)(jin)行(xing)濕混合,混合均(jun)勻后進(jin)(jin)(jin)入造(zao)粒機(ji)加工成(cheng)顆(ke)粒狀,然(ran)后將顆(ke)粒狀焊劑進(jin)(jin)(jin)行(xing)150℃~200℃溫(wen)度的(de)固化、干(gan)燥(zao),最后送入燒(shao)(shao)結(jie)(jie)爐內進(jin)(jin)(jin)行(xing)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)。經400℃~500℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后成(cheng)為低溫(wen)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊劑,經700℃~1000℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后為高溫(wen)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊劑。


  燒結焊劑(ji)制造工(gong)藝簡單,不(bu)要復雜(za)的熔煉設備,與熔煉焊劑(ji)相(xiang)比有(you)下列特點:


    1. 該焊劑無(wu)需(xu)用電弧爐(lu)熔煉(lian),避免了石墨混人焊劑中(zhong),去除了向(xiang)焊縫金屬(shu)中(zhong)增碳的可能性;


    2. 焊縫(feng)(feng)金(jin)屬合金(jin)元素燒損少,且在焊劑中滲人(ren)合金(jin)元素還(huan)有利于向(xiang)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬過渡(du),以提(ti)高焊縫(feng)(feng)金(jin)屬的耐腐蝕性(xing)能和低溫韌性(xing);


   3. 焊接工藝性(xing)較好,沒有像采用熔煉焊劑施焊時那樣在(zai)焊縫兩邊粘渣嚴重和脫渣性(xing)差的現象。


 我國燒結焊(han)劑的牌號(hao)(hao)以字母“SJ”和三位(wei)數字表示(shi)。其中,“SJ”表示(shi)埋弧焊(han)用燒結焊(han)劑;其后第一位(wei)數字表示(shi)焊(han)劑熔(rong)渣(zha)渣(zha)系(表3-20);第二、第三位(wei)數字表示(shi)同(tong)一渣(zha)系類型焊(han)劑的不同(tong)編號(hao)(hao),按01,02···09順序排列。熔(rong)煉(lian)焊(han)劑的牌號(hao)(hao)舉例如下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘結焊(han)劑


  粘(zhan)結(jie)焊(han)(han)劑(ji)是把粉末(mo)原料(liao)進行混(hun)合(he)后(hou)加(jia)入(ru)水(shui)玻璃,濕混(hun)均勻后(hou)造粒(li),在較(jiao)低溫(wen)度(300℃~400℃)下干(gan)燥制成;也可以先烘干(gan),再粉碎成所(suo)需的粒(li)度。這種焊(han)(han)劑(ji)與熔煉焊(han)(han)劑(ji)及燒結(jie)焊(han)(han)劑(ji)相比,具有多(duo)孔性。容(rong)易(yi)吸(xi)濕,焊(han)(han)劑(ji)顆粒(li)強度差,但其制造簡單,原料(liao)選(xuan)擇(ze)比較(jiao)方便,能將合(he)金元素(su)任意地添加(jia)到焊(han)(han)劑(ji)中去,使焊(han)(han)縫金屬得(de)到所(suo)需的合(he)金元素(su)。


  使用(yong)這種焊劑(ji)時,要(yao)考慮(lv)到(dao)焊劑(ji)強度低、易碎成(cheng)粉末、且吸濕(shi)性(xing)強等(deng)特(te)點,要(yao)及時采(cai)取(qu)烘干(gan)、保(bao)持干(gan)燥(zao)及篩去過(guo)細(xi)粉未等(deng)措施來保(bao)證焊劑(ji)質(zhi)量,提高焊接(jie)過(guo)程的穩(wen)定性(xing)。


五、埋弧焊用不銹(xiu)鋼焊絲、焊劑(ji)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。


 不銹鋼焊(han)絲和焊(han)劑(ji)型(xing)號(hao)(hao)編制(zhi)方法為:字母“F”表(biao)示(shi)(shi)(shi)焊(han)劑(ji);“F”后(hou)面(mian)的(de)數字表(biao)示(shi)(shi)(shi)熔敷金屬種類(lei)代號(hao)(hao),如(ru)有(you)特(te)殊要求的(de)化學成分,該化學成分用元素符號(hao)(hao)表(biao)示(shi)(shi)(shi),放在數字的(de)后(hou)面(mian);“-”后(hou)面(mian)表(biao)示(shi)(shi)(shi)焊(han)絲的(de)牌(pai)號(hao)(hao),焊(han)絲的(de)牌(pai)號(hao)(hao)執(zhi)行 YB/T 5092-1996。


六、不銹(xiu)鋼(gang)埋弧焊焊絲與(yu)焊劑的匹配


  埋弧焊(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)縫化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)和(he)性(xing)能(neng)除了由焊(han)(han)(han)絲(si)決定之(zhi)外,還(huan)會受到所(suo)使用焊(han)(han)(han)劑(ji)的(de)(de)(de)影響(xiang)。為了得到理想的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen),可以(yi)通過同(tong)一種(zhong)焊(han)(han)(han)劑(ji)與(yu)幾種(zhong)不(bu)(bu)同(tong)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)絲(si)配(pei)合來(lai)實(shi)現;也(ye)可以(yi)通過用同(tong)一種(zhong)焊(han)(han)(han)絲(si)與(yu)幾種(zhong)不(bu)(bu)同(tong)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)劑(ji)配(pei)合來(lai)實(shi)現。另外,埋弧焊(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)接(jie)電流(liu)大,熔深(shen)大,母(mu)材(cai)(cai)金(jin)(jin)屬融合比高,故母(mu)材(cai)(cai)金(jin)(jin)屬對焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)也(ye)有(you)影響(xiang)。所(suo)以(yi)對埋弧焊(han)(han)(han)用焊(han)(han)(han)絲(si)的(de)(de)(de)選擇,既要(yao)考(kao)慮(lv)焊(han)(han)(han)劑(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)影響(xiang),又要(yao)考(kao)慮(lv)母(mu)材(cai)(cai)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)影響(xiang)。有(you)關不(bu)(bu)銹(xiu)鋼埋弧焊(han)(han)(han)絲(si)、焊(han)(han)(han)劑(ji)與(yu)所(suo)焊(han)(han)(han)鋼種(zhong)的(de)(de)(de)匹配(pei)見表3-21,沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼埋弧焊(han)(han)(han)絲(si)、焊(han)(han)(han)劑(ji)與(yu)所(suo)焊(han)(han)(han)鋼種(zhong)的(de)(de)(de)匹配(pei)見表3-22。


 完(wan)整的焊(han)絲-焊(han)劑(ji)型(xing)號舉(ju)例如下(xia):

表 21.jpg

表 22.jpg



七(qi)、對焊劑工(gong)藝性能及質量(liang)的要求


 為保證焊接(jie)質量,對焊劑的(de)基本(ben)要求是:


(1) . 焊(han)(han)劑應具有良(liang)好的冶金性能,焊(han)(han)接(jie)時配(pei)以適(shi)當的焊(han)(han)絲和合理的焊(han)(han)接(jie)工藝,焊(han)(han)縫金屬應能得到適(shi)宜的化學(xue)成分(fen)與良(liang)好的力(li)學(xue)性能(與母(mu)材相應的強(qiang)度和較(jiao)高的塑性、韌性)以及較(jiao)強(qiang)的抗冷裂紋(wen)和熱裂紋(wen)的能力(li)。


(2). 焊(han)劑應具(ju)有(you)(you)良(liang)好工藝特性,電弧燃(ran)燒穩定,熔渣具(ju)有(you)(you)適宜的熔點、黏度和表面張力(li);焊(han)道(dao)間及焊(han)道(dao)與母(mu)材間充分熔合,過渡平滑沒有(you)(you)明顯咬邊,脫(tuo)渣容易,焊(han)縫(feng)成型(xing)良(liang)好以及焊(han)接過程(cheng)中產(chan)生的有(you)(you)害氣體少。


(3). 焊(han)劑要有一定(ding)的顆(ke)粒度,并且應有一定(ding)的顆(ke)粒強度,以(yi)便多(duo)次使(shi)用(yong)。


       焊(han)(han)劑(ji)(ji)的(de)顆粒(li)度分為兩(liang)種,普通顆粒(li)度為:2.5mm~0.45mm(8目~40目),用(yong)(yong)于(yu)普通埋弧(hu)焊(han)(han)和電渣(zha)焊(han)(han)。細顆粒(li)度焊(han)(han)劑(ji)(ji)粒(li)度為:1.5mm~0.28mm(14目~60目),適用(yong)(yong)于(yu)半自動或(huo)細絲理弧(hu)焊(han)(han);并規定粒(li)度60目以下(xia)的(de)細顆粒(li)不大于(yu)5%,規定14目以上(shang)的(de)粗顆粒(li)不大于(yu)2%。


(4). 焊(han)劑應(ying)有較低的(de)含(han)水量和良(liang)好的(de)抗潮(chao)性(xing)。出(chu)廠焊(han)劑含(han)水量的(de)質量分數不(bu)得大于0.1%;焊(han)劑在溫度(du)(du)25℃、相對濕度(du)(du)70%的(de)環境條件下,放置24小時(shi)其吸潮(chao)率應(ying)不(bu)大于0.15%。


(5). 焊劑機械夾雜物(碳粒、生料、鐵合金凝(ning)珠及其他雜質)的(de)含(han)量不得大于焊劑質量分數的(de)0.03%。


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


(7). 焊劑對硫、磷、鐵銹、油及其(qi)他雜(za)質的(de)敏感性要(yao)小(xiao),以保證焊縫中不(bu)產生裂(lie)紋和氣孔等缺陷。


八(ba)、焊劑的使用及保管


  埋弧焊(han)用焊(han)劑不能受潮、污染及(ji)摻入雜物,并應(ying)保(bao)持其顆粒度。


  焊劑的使用及保(bao)管應注意以(yi)下(xia)事(shi)項:


(1) . 熔(rong)煉(lian)焊(han)(han)劑不吸潮(chao),因此,可簡化其(qi)包裝(zhuang)、運(yun)輸與儲藏等過程。非熔(rong)煉(lian)焊(han)(han)劑極易吸水,這是引(yin)起焊(han)(han)縫金屬產生氣孔(kong)和氫裂(lie)紋的主要(yao)原因。因此,出廠前經烘干的焊(han)(han)劑應裝(zhuang)在防(fang)潮(chao)容器內并密封,運(yun)輸過程應防(fang)止容器破損。


     各種焊劑應(ying)存放(fang)在(zai)干燥的庫房內,室溫(wen)5℃~50℃,不能放(fang)在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)濕環境(jing)中。


(2). 焊劑(ji)(ji)的顆(ke)粒度小于0.1mm時,粉塵大,影響環境衛生,不(bu)能(neng)使用;大于2.5mm時,不(bu)能(neng)很好地隔絕空氣,以保(bao)護(hu)焊縫金屬(shu),而且(qie)對(dui)合(he)金元素過渡也(ye)會產生不(bu)良影響。因此(ci),在儲(chu)運和回收焊劑(ji)(ji)時,應防(fang)(fang)止焊劑(ji)(ji)結塊(kuai)和粉化,以防(fang)(fang)止焊劑(ji)(ji)對(dui)焊接過程的不(bu)利影響。


(3). 焊劑(ji)(ji)烘干(gan)參數:焊劑(ji)(ji)使用前,應按產品(pin)說明書所規定的溫度、時間進行(xing)烘干(gan)。熔煉焊劑(ji)(ji)通常在(zai)250℃~300℃烘干(gan)2小(xiao)時;燒結焊劑(ji)(ji)通常在(zai)300℃~400℃烘干(gan)2小(xiao)時。烘干(gan)時,焊劑(ji)(ji)應散放,厚(hou)度不趟(tang)過5mm。


(4). 熔(rong)煉型焊(han)劑回收使(shi)(shi)用(yong)時,應(ying)經過(guo)粗、細篩(shai)子過(guo)篩(shai),并隨(sui)時添(tian)加新焊(han)劑,經充分(fen)攪拌(ban)均勻后再使(shi)(shi)用(yong)。