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)(jie)時(shi)焊(han)劑覆(fu)蓋著焊(han)接(jie)(jie)區,防止空氣(qi)中氧、氮在施焊(han)時(shi)侵入焊(han)接(jie)(jie)熔池以保護焊(han)縫金屬。


  B. 焊(han)(han)(han)接渣(zha)殼覆(fu)蓋(gai)在焊(han)(han)(han)縫上,減慢了焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)冷卻速度(du),改(gai)善了氣體(ti)逸出條件,有助(zhu)于減少氣孔。降溫(wen)后,焊(han)(han)(han)渣(zha)容易從焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)表(biao)面剝落。


  C. 焊(han)接過程中穩定(ding)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、焊劑(ji)的分類


 焊(han)劑(ji)的(de)(de)分(fen)(fen)類方(fang)法(fa)有(you)許(xu)多(duo)種,如按焊(han)劑(ji)的(de)(de)制造(zao)方(fang)法(fa)和用途分(fen)(fen)類,按焊(han)劑(ji)的(de)(de)化學成分(fen)(fen)、化學性質、顆粒結構等(deng)進行分(fen)(fen)類。


  1. 按(an)焊劑的制造方(fang)法分類


     a. 熔煉焊(han)劑


      將一定比例的各種(zhong)配料(liao)放在爐內熔(rong)煉,然后經(jing)過水冷粒化(hua)、烘干、篩選而制成(cheng)的焊(han)劑。


     b. 非熔煉焊劑 


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


          ①. 粘結焊劑(ji)  


            將(jiang)一定比(bi)例的各種(zhong)粉狀配料加入適(shi)量粘結劑,經混合攪拌、粒化和(he)低溫(400℃以(yi)下)烘干而制成的焊劑(原稱(cheng)陶質(zhi)焊劑)。


          ②. 燒結焊劑 


           將(jiang)一(yi)定(ding)比例(li)的各種(zhong)粉狀(zhuang)配料加人適量(liang)粘結(jie)(jie)劑,混(hun)合(he)攪拌(ban)后(hou)經高溫(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)結(jie)(jie)成塊(kuai),然后(hou)粉碎、篩選(xuan)而制成的一(yi)種(zhong)焊(han)(han)劑。燒(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑又可分為低溫(wen)燒(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑(燒(shao)結(jie)(jie)溫(wen)度(du)一(yi)般(ban)為300℃~500℃)和高溫(wen)燒(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑(燒(shao)結(jie)(jie)溫(wen)度(du)一(yi)般(ban)高于700℃),前者可滲加合(he)金,后(hou)者則只有造渣(zha)保(bao)護(hu)作用。


  2. 按焊(han)劑的化(hua)學成分(fen)分(fen)類


     a. 按(an)氧化(hua)物性(xing)(xing)(xing)質分為酸性(xing)(xing)(xing)焊(han)劑(ji)、中性(xing)(xing)(xing)焊(han)劑(ji)和堿性(xing)(xing)(xing)焊(han)劑(ji);


     b. 按二氧(yang)化硫含量分為高(gao)硅焊劑、中硅焊劑和低(di)硅焊劑;


     c. 按氧化錳含量分(fen)為(wei)高錳焊(han)(han)劑(ji)(ji)、中錳焊(han)(han)劑(ji)(ji)、低錳焊(han)(han)劑(ji)(ji)和無(wu)錳焊(han)(han)劑(ji)(ji)。無(wu)


     d. 錳焊劑中的氧化(hua)錳是混入的雜(za)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. 按焊(han)劑的化學性質(zhi)分類(lei)


    a. 氧化性(xing)焊劑 


       焊劑(ji)對母材有(you)(you)較(jiao)強的(de)氧化作用。氧化性焊劑(ji)可分為(wei)兩(liang)種類型:一(yi)種是(shi)含有(you)(you)大(da)量SiO、MnO的(de)焊劑(ji),另(ling)一(yi)種是(shi)含有(you)(you)FeO較(jiao)多的(de)焊劑(ji)。


    b. 弱氧(yang)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(xing)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(er)、熔煉焊劑


   熔煉(lian)焊劑仍是我(wo)國不(bu)銹(xiu)鋼埋弧(hu)焊用的(de)主(zhu)要焊劑,它是將(jiang)原料按比例混合后,經(jing)高溫加熱(re)到1300℃以上,使其熔化煉(lian)制均勻后,逐漸倒(dao)入冷(leng)卻水中凝(ning)固(gu)和實現(xian)顆粒化,再經(jing)過烘干(有的(de)需(xu)(xu)進一步粉碎)、過篩成所需(xu)(xu)要規格的(de)顆粒。


  我(wo)國熔(rong)煉(lian)焊(han)劑(ji)的牌號用字(zi)母(mu)“HJ”和三位數字(zi)表示。“HJ”表示埋(mai)弧焊(han)用熔煉焊(han)劑;其后第(di)一、第(di)二位數字表(biao)示焊(han)劑類型,分別代表(biao)MnO、SiO2及CaF2的含量,詳見表3-19; 第(di)三(san)位數字表示相同(tong)類型(xing)中的不同(tong)編(bian)號,按0,1,2 ... 9 順序排列。熔煉焊劑的牌號舉例如下(xia):


表 19.jpg



三、燒結焊劑(ji)


  制(zhi)造(zao)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)劑所采用(yong)的(de)原(yuan)材料(liao)與制(zhi)造(zao)焊(han)(han)(han)(han)條所采用(yong)的(de)藥皮原(yuan)料(liao)相接近,對成(cheng)分和顆(ke)粒(li)(li)大小均有嚴(yan)格要求。按照給定的(de)比例配料(liao)后(hou)(hou)先進(jin)行(xing)(xing)干混(hun)合(he),然后(hou)(hou)加入(ru)粘結(jie)(jie)劑(水玻璃)進(jin)行(xing)(xing)濕混(hun)合(he),混(hun)合(he)均勻后(hou)(hou)進(jin)入(ru)造(zao)粒(li)(li)機加工(gong)成(cheng)顆(ke)粒(li)(li)狀,然后(hou)(hou)將顆(ke)粒(li)(li)狀焊(han)(han)(han)(han)劑進(jin)行(xing)(xing)150℃~200℃溫度的(de)固化、干燥(zao),最后(hou)(hou)送入(ru)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)爐內進(jin)行(xing)(xing)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)。經(jing)400℃~500℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后(hou)(hou)成(cheng)為(wei)低溫燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)劑,經(jing)700℃~1000℃燒(shao)(shao)結(jie)(jie)后(hou)(hou)為(wei)高溫燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)劑。


  燒結焊(han)劑(ji)制(zhi)造工藝簡單,不(bu)要復雜的(de)熔(rong)煉設備(bei),與熔(rong)煉焊(han)劑(ji)相比有下列特點:


    1. 該焊(han)劑(ji)無需用電弧爐熔煉,避免了石墨混人焊(han)劑(ji)中,去除(chu)了向(xiang)焊(han)縫金屬中增(zeng)碳(tan)的可能性;


    2. 焊(han)縫(feng)金(jin)屬合(he)金(jin)元(yuan)素燒損少,且(qie)在(zai)焊(han)劑中滲人合(he)金(jin)元(yuan)素還有利于向焊(han)縫(feng)金(jin)屬過渡,以提(ti)高焊(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能和低(di)溫韌(ren)性(xing);


   3. 焊(han)(han)接工(gong)藝(yi)性較好,沒有(you)像采用熔煉(lian)焊(han)(han)劑施焊(han)(han)時那樣(yang)在焊(han)(han)縫(feng)兩邊(bian)粘渣(zha)嚴重和脫渣(zha)性差的現象。


 我國燒結(jie)焊(han)劑(ji)的牌(pai)號以(yi)字(zi)母“SJ”和三位數字(zi)表示(shi)。其中,“SJ”表示(shi)埋弧焊(han)用(yong)燒結(jie)焊(han)劑(ji);其后第一位數字(zi)表示(shi)焊(han)劑(ji)熔渣渣系(xi)(表3-20);第二、第三位數字(zi)表示(shi)同(tong)(tong)一渣系(xi)類型焊(han)劑(ji)的不同(tong)(tong)編號,按01,02···09順序排(pai)列。熔煉焊(han)劑(ji)的牌(pai)號舉例如(ru)下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘(zhan)結(jie)焊劑


  粘(zhan)結焊(han)劑(ji)(ji)(ji)是把粉末原(yuan)料(liao)進(jin)行混合(he)(he)后加(jia)(jia)入水玻璃,濕(shi)混均勻后造(zao)粒(li),在較低溫度(300℃~400℃)下干(gan)燥制(zhi)成;也(ye)可以(yi)先(xian)烘(hong)干(gan),再粉碎成所需的(de)粒(li)度。這(zhe)種焊(han)劑(ji)(ji)(ji)與(yu)熔煉焊(han)劑(ji)(ji)(ji)及燒結焊(han)劑(ji)(ji)(ji)相比,具有多孔性(xing)。容易吸濕(shi),焊(han)劑(ji)(ji)(ji)顆(ke)粒(li)強度差,但其(qi)制(zhi)造(zao)簡單,原(yuan)料(liao)選(xuan)擇比較方便,能將合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素任意地添加(jia)(jia)到焊(han)劑(ji)(ji)(ji)中去,使焊(han)縫金屬(shu)得(de)到所需的(de)合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素。


  使用這種焊(han)劑時(shi),要考慮到(dao)焊(han)劑強度(du)低、易碎成(cheng)粉(fen)末(mo)、且吸濕性(xing)強等特點,要及(ji)時(shi)采取(qu)烘干、保(bao)持干燥及(ji)篩(shai)去過(guo)細粉(fen)未等措施(shi)來(lai)保(bao)證焊(han)劑質量,提高焊(han)接過(guo)程的穩定性(xing)。


五、埋(mai)弧焊用不銹鋼(gang)焊絲、焊劑的型號


 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。


 不銹鋼焊(han)絲(si)和焊(han)劑(ji)型號(hao)編制方法為:字(zi)母“F”表示(shi)焊(han)劑(ji);“F”后面的數(shu)(shu)字(zi)表示(shi)熔敷金(jin)屬(shu)種(zhong)類代號(hao),如有(you)特(te)殊要(yao)求的化學(xue)成分,該(gai)化學(xue)成分用元素符號(hao)表示(shi),放(fang)在數(shu)(shu)字(zi)的后面;“-”后面表示(shi)焊(han)絲(si)的牌號(hao),焊(han)絲(si)的牌號(hao)執行 YB/T 5092-1996。


六、不銹鋼埋弧焊焊絲與焊劑的(de)匹(pi)配


  埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分和性能除了由(you)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)決定之外,還(huan)會受到所(suo)使(shi)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。為了得(de)到理想(xiang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分,可(ke)以(yi)通過(guo)同(tong)一種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑與幾(ji)種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)成(cheng)分的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)配合(he)來(lai)實現;也可(ke)以(yi)通過(guo)用(yong)同(tong)一種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)與幾(ji)種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)成(cheng)分的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑配合(he)來(lai)實現。另外,埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電流大(da),熔深(shen)大(da),母(mu)材金屬(shu)融(rong)合(he)比高,故母(mu)材金屬(shu)對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)分也有影(ying)響(xiang)(xiang)。所(suo)以(yi)對(dui)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)(de)選擇,既要考(kao)慮焊(han)(han)(han)(han)(han)劑成(cheng)分的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),又(you)要考(kao)慮母(mu)材金屬(shu)的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。有關(guan)不(bu)銹鋼埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)劑與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼種(zhong)(zhong)的(de)(de)匹配見表3-21,沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)(han)(han)(han)劑與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼種(zhong)(zhong)的(de)(de)匹配見表3-22。


 完整(zheng)的焊絲-焊劑型號(hao)舉例如(ru)下:

表 21.jpg

表 22.jpg



七(qi)、對焊(han)劑工(gong)藝性能及質量的要(yao)求


 為(wei)保證焊接質量,對(dui)焊劑的(de)基本要求是:


(1) . 焊劑應(ying)具有(you)良好(hao)的(de)(de)冶金(jin)性(xing)能,焊接時配以(yi)適當的(de)(de)焊絲和合理的(de)(de)焊接工藝,焊縫(feng)金(jin)屬應(ying)能得到(dao)適宜的(de)(de)化學成(cheng)分(fen)與良好(hao)的(de)(de)力(li)學性(xing)能(與母(mu)材相應(ying)的(de)(de)強度(du)和較(jiao)高的(de)(de)塑(su)性(xing)、韌性(xing))以(yi)及(ji)較(jiao)強的(de)(de)抗冷裂(lie)(lie)紋和熱裂(lie)(lie)紋的(de)(de)能力(li)。


(2). 焊劑(ji)應(ying)具(ju)有良好(hao)工(gong)藝(yi)特性,電弧燃燒穩定,熔(rong)渣具(ju)有適宜的熔(rong)點、黏度(du)和表(biao)面張力;焊道間及(ji)(ji)焊道與母材間充分(fen)熔(rong)合,過渡平滑(hua)沒(mei)有明顯咬(yao)邊,脫(tuo)渣容(rong)易(yi),焊縫成型良好(hao)以及(ji)(ji)焊接過程中產生的有害氣(qi)體少。


(3). 焊(han)劑(ji)要(yao)有一定的(de)顆(ke)粒度,并且應有一定的(de)顆(ke)粒強度,以便(bian)多(duo)次使用。


       焊(han)(han)劑(ji)的顆粒(li)度(du)分為兩種,普通(tong)顆粒(li)度(du)為:2.5mm~0.45mm(8目~40目),用于(yu)(yu)(yu)普通(tong)埋弧焊(han)(han)和電渣焊(han)(han)。細顆粒(li)度(du)焊(han)(han)劑(ji)粒(li)度(du)為:1.5mm~0.28mm(14目~60目),適用于(yu)(yu)(yu)半自動或細絲理弧焊(han)(han);并規定粒(li)度(du)60目以下的細顆粒(li)不大(da)于(yu)(yu)(yu)5%,規定14目以上的粗顆粒(li)不大(da)于(yu)(yu)(yu)2%。


(4). 焊(han)劑應(ying)有較低的(de)(de)(de)含(han)水量和(he)良好的(de)(de)(de)抗潮性。出廠焊(han)劑含(han)水量的(de)(de)(de)質量分(fen)數不得(de)大(da)于(yu)0.1%;焊(han)劑在溫度25℃、相對(dui)濕度70%的(de)(de)(de)環境條(tiao)件(jian)下,放(fang)置24小時其(qi)吸潮率(lv)應(ying)不大(da)于(yu)0.15%。


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


(6). 焊劑(ji)應有較低的硫、磷含量,一般為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.


(7). 焊(han)劑對硫、磷、鐵銹(xiu)、油(you)及(ji)其他雜(za)質的(de)敏感(gan)性要小,以保證焊(han)縫中不產生裂(lie)紋和(he)氣孔等缺陷。


八、焊劑的使(shi)用及(ji)保管


  埋弧焊用(yong)焊劑不(bu)能受潮、污染及摻(chan)入雜物,并應(ying)保持其顆粒度。


  焊劑的(de)使用及保管應注意以下(xia)事項(xiang):


(1) . 熔(rong)煉焊(han)劑不(bu)吸潮,因此(ci),可簡(jian)化(hua)其(qi)包裝(zhuang)、運(yun)輸(shu)與儲藏等(deng)過(guo)程(cheng)。非熔(rong)煉焊(han)劑極易(yi)吸水,這是(shi)引起(qi)焊(han)縫金屬(shu)產生氣孔和氫裂紋的(de)主(zhu)要(yao)原因。因此(ci),出廠前經(jing)烘干的(de)焊(han)劑應裝(zhuang)在防(fang)潮容器內并密封(feng),運(yun)輸(shu)過(guo)程(cheng)應防(fang)止容器破(po)損。


     各種焊(han)劑應(ying)存放在(zai)干燥的庫房內(nei),室溫5℃~50℃,不(bu)能放在(zai)高溫、高濕環(huan)境中。


(2). 焊(han)劑的(de)顆粒度小于0.1mm時,粉(fen)(fen)塵大,影(ying)響環境(jing)衛生,不能使用;大于2.5mm時,不能很好地(di)隔絕空(kong)氣,以保護焊(han)縫(feng)金(jin)屬,而且對合(he)金(jin)元(yuan)素過渡也(ye)會產生不良影(ying)響。因此(ci),在儲運和(he)回收焊(han)劑時,應(ying)防止(zhi)焊(han)劑結塊和(he)粉(fen)(fen)化,以防止(zhi)焊(han)劑對焊(han)接過程的(de)不利影(ying)響。


(3). 焊(han)(han)劑烘(hong)干(gan)參數:焊(han)(han)劑使(shi)用前,應(ying)(ying)按(an)產品說(shuo)明書(shu)所(suo)規定的溫度、時間進(jin)行烘(hong)干(gan)。熔煉焊(han)(han)劑通常在250℃~300℃烘(hong)干(gan)2小時;燒結焊(han)(han)劑通常在300℃~400℃烘(hong)干(gan)2小時。烘(hong)干(gan)時,焊(han)(han)劑應(ying)(ying)散放,厚度不(bu)趟過5mm。


(4). 熔(rong)煉型焊(han)劑回收使(shi)(shi)用時,應經過粗、細篩子過篩,并隨時添(tian)加新焊(han)劑,經充分攪拌均勻后再使(shi)(shi)用。