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)(han)(han)接時(shi)焊(han)(han)(han)劑(ji)覆(fu)蓋(gai)著焊(han)(han)(han)接區,防止空氣中氧、氮在施焊(han)(han)(han)時(shi)侵入(ru)焊(han)(han)(han)接熔(rong)池以(yi)保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬。


  B. 焊(han)接渣(zha)殼(ke)覆蓋在焊(han)縫上,減慢了焊(han)縫金屬的冷卻(que)速度(du),改(gai)善(shan)了氣(qi)體逸出條件,有助于減少氣(qi)孔。降溫后,焊(han)渣(zha)容易從焊(han)縫金屬表面(mian)剝落(luo)。


  C. 焊接(jie)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、焊劑的分類


 焊(han)劑(ji)的(de)(de)分類方法有(you)許(xu)多種(zhong),如按(an)焊(han)劑(ji)的(de)(de)制造方法和用(yong)途分類,按(an)焊(han)劑(ji)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分、化(hua)學性質(zhi)、顆粒結(jie)構(gou)等(deng)進(jin)行分類。


  1. 按焊劑的(de)制造方法(fa)分類


     a. 熔煉焊劑


      將一定比(bi)例的各種配(pei)料放(fang)在爐(lu)內熔煉,然后經(jing)過水冷粒化(hua)、烘干、篩選而制成的焊(han)劑。


     b. 非熔煉焊(han)劑 


      根據(ju)焊(han)劑烘焙溫度不同又(you)分為粘結(jie)焊(han)劑與(yu)燒結(jie)焊(han)劑。


          ①. 粘結焊劑  


            將一定比例的各種粉狀(zhuang)配料加入適量粘(zhan)結劑(ji),經混合攪(jiao)拌(ban)、粒(li)化和低溫(wen)(400℃以下(xia))烘(hong)干而制成(cheng)的焊(han)劑(ji)(原稱陶質焊(han)劑(ji))。


          ②. 燒結焊劑 


           將一(yi)(yi)定比例的各種(zhong)粉狀配料加人適量粘結(jie)劑,混合(he)攪(jiao)拌后(hou)(hou)經高(gao)(gao)溫(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)結(jie)成塊(kuai),然后(hou)(hou)粉碎、篩選而(er)制成的一(yi)(yi)種(zhong)焊(han)劑。燒(shao)結(jie)焊(han)劑又可分為低(di)溫(wen)燒(shao)結(jie)焊(han)劑(燒(shao)結(jie)溫(wen)度(du)一(yi)(yi)般為300℃~500℃)和高(gao)(gao)溫(wen)燒(shao)結(jie)焊(han)劑(燒(shao)結(jie)溫(wen)度(du)一(yi)(yi)般高(gao)(gao)于700℃),前者可滲(shen)加合(he)金,后(hou)(hou)者則只有造渣(zha)保護作用。


  2. 按(an)焊劑的化學成分(fen)分(fen)類


     a. 按氧化物性(xing)(xing)質分為酸性(xing)(xing)焊劑、中性(xing)(xing)焊劑和堿性(xing)(xing)焊劑;


     b. 按二(er)氧化硫含量分為高硅(gui)(gui)焊(han)劑、中硅(gui)(gui)焊(han)劑和低硅(gui)(gui)焊(han)劑;


     c. 按氧化(hua)錳含量分(fen)為高錳焊(han)劑、中錳焊(han)劑、低錳焊(han)劑和(he)無(wu)錳焊(han)劑。無(wu)


     d. 錳(meng)焊劑中(zhong)的(de)(de)氧化錳(meng)是混入的(de)(de)雜(za)質,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. 按焊劑的化學(xue)性質分類


    a. 氧化性焊劑 


       焊(han)劑(ji)對母材有(you)較強的(de)氧化作用。氧化性(xing)焊(han)劑(ji)可分為(wei)兩種(zhong)類(lei)型:一(yi)種(zhong)是(shi)含有(you)大量SiO、MnO的(de)焊(han)劑(ji),另一(yi)種(zhong)是(shi)含有(you)FeO較多的(de)焊(han)劑(ji)。


    b. 弱(ruo)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


   熔(rong)煉焊劑(ji)仍是我國(guo)不銹鋼埋弧(hu)焊用的主要焊劑(ji),它是將(jiang)原料按比例混合后(hou),經高(gao)溫加(jia)熱到1300℃以上,使其熔(rong)化煉制均勻后(hou),逐漸倒入冷(leng)卻水中凝固和(he)實現(xian)顆粒(li)化,再(zai)經過烘干(有的需進一步粉碎)、過篩(shai)成所需要規(gui)格的顆粒(li)。


  我國熔煉(lian)焊劑的牌號(hao)用字母“HJ”和三位數(shu)字表(biao)示。“HJ”表(biao)示埋(mai)弧焊用熔煉焊劑;其(qi)后第一、第二位數字表示(shi)焊劑類型,分(fen)別(bie)代表MnO、SiO2及(ji)CaF2的(de)含量(liang),詳見表(biao)(biao)3-19; 第三位數字表(biao)(biao)示相同類型(xing)中(zhong)的(de)不同編號(hao),按0,1,2 ... 9 順序排(pai)列。熔煉焊劑的(de)牌號(hao)舉例如(ru)下:


表 19.jpg



三(san)、燒結焊(han)劑


  制(zhi)(zhi)造燒(shao)(shao)(shao)結(jie)焊劑(ji)所(suo)采(cai)用的(de)(de)原材料與制(zhi)(zhi)造焊條所(suo)采(cai)用的(de)(de)藥皮原料相接近,對成分和顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)大小均有嚴格要求。按照(zhao)給定的(de)(de)比(bi)例配(pei)料后先進(jin)行(xing)干混(hun)合,然后加(jia)入粘結(jie)劑(ji)(水玻璃)進(jin)行(xing)濕混(hun)合,混(hun)合均勻后進(jin)入造粒(li)(li)(li)機加(jia)工成顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)狀(zhuang),然后將顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)狀(zhuang)焊劑(ji)進(jin)行(xing)150℃~200℃溫度(du)的(de)(de)固化、干燥(zao),最(zui)后送入燒(shao)(shao)(shao)結(jie)爐內進(jin)行(xing)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)。經400℃~500℃燒(shao)(shao)(shao)結(jie)后成為(wei)低溫燒(shao)(shao)(shao)結(jie)焊劑(ji),經700℃~1000℃燒(shao)(shao)(shao)結(jie)后為(wei)高溫燒(shao)(shao)(shao)結(jie)焊劑(ji)。


  燒(shao)結焊劑(ji)(ji)制造(zao)工藝簡(jian)單(dan),不要復雜(za)的熔煉設備,與熔煉焊劑(ji)(ji)相比(bi)有(you)下列特點(dian):


    1. 該焊劑(ji)無需用電(dian)弧爐(lu)熔煉,避免了石(shi)墨混人(ren)焊劑(ji)中(zhong),去除(chu)了向焊縫金屬中(zhong)增碳的可(ke)能性(xing);


    2. 焊(han)(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)合(he)金元素燒損少,且(qie)在焊(han)(han)劑中滲(shen)人合(he)金元素還有利于向焊(han)(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)過渡,以(yi)提(ti)高(gao)焊(han)(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)的耐腐蝕性能和低溫韌(ren)性;


   3. 焊(han)(han)接工藝性較好(hao),沒(mei)有像(xiang)采用熔煉(lian)焊(han)(han)劑施焊(han)(han)時那樣在焊(han)(han)縫兩邊粘渣嚴重和脫渣性差的現象。


 我國燒(shao)結(jie)焊(han)劑(ji)的牌號以字母“SJ”和(he)三位(wei)(wei)數字表(biao)示(shi)。其(qi)中,“SJ”表(biao)示(shi)埋弧焊(han)用燒(shao)結(jie)焊(han)劑(ji);其(qi)后第(di)一位(wei)(wei)數字表(biao)示(shi)焊(han)劑(ji)熔(rong)渣渣系(xi)(表(biao)3-20);第(di)二、第(di)三位(wei)(wei)數字表(biao)示(shi)同一渣系(xi)類型焊(han)劑(ji)的不(bu)同編號,按01,02···09順(shun)序(xu)排列。熔(rong)煉焊(han)劑(ji)的牌號舉例如下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘結焊劑


  粘結焊劑(ji)(ji)是(shi)把粉(fen)末原料(liao)(liao)進行(xing)混(hun)合(he)后加入水玻(bo)璃,濕混(hun)均勻后造(zao)粒(li),在較(jiao)低溫度(300℃~400℃)下(xia)干燥制成;也(ye)可以先烘(hong)干,再(zai)粉(fen)碎(sui)成所需(xu)的(de)粒(li)度。這(zhe)種焊劑(ji)(ji)與熔煉焊劑(ji)(ji)及燒結焊劑(ji)(ji)相(xiang)比(bi),具有多孔(kong)性。容易吸濕,焊劑(ji)(ji)顆粒(li)強(qiang)度差,但其(qi)制造(zao)簡(jian)單,原料(liao)(liao)選擇比(bi)較(jiao)方便(bian),能將合(he)金(jin)元素(su)任(ren)意(yi)地添加到焊劑(ji)(ji)中去,使(shi)焊縫金(jin)屬(shu)得到所需(xu)的(de)合(he)金(jin)元素(su)。


  使用這種焊劑時(shi),要考慮(lv)到焊劑強度(du)低、易(yi)碎成粉末、且吸(xi)濕性(xing)強等特點(dian),要及時(shi)采取(qu)烘干(gan)、保(bao)持干(gan)燥(zao)及篩去過細粉未(wei)等措施來保(bao)證焊劑質量,提高焊接(jie)過程的穩定性(xing)。


五、埋(mai)弧焊(han)用不銹鋼(gang)焊(han)絲(si)、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(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。


 不銹鋼(gang)焊(han)絲(si)和焊(han)劑型號(hao)編(bian)制方法為:字(zi)(zi)母“F”表示(shi)焊(han)劑;“F”后面的(de)數(shu)字(zi)(zi)表示(shi)熔敷(fu)金屬種類代(dai)號(hao),如(ru)有特殊(shu)要求的(de)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen),該化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)用元(yuan)素(su)符(fu)號(hao)表示(shi),放在數(shu)字(zi)(zi)的(de)后面;“-”后面表示(shi)焊(han)絲(si)的(de)牌號(hao),焊(han)絲(si)的(de)牌號(hao)執行 YB/T 5092-1996。


六、不銹(xiu)鋼埋弧焊焊絲與焊劑(ji)的匹配


  埋弧(hu)焊(han)(han)時(shi)(shi),焊(han)(han)縫(feng)(feng)化學(xue)成分(fen)和性能除了由焊(han)(han)絲(si)(si)決定之外,還會受到所(suo)使用(yong)焊(han)(han)劑(ji)的(de)影響(xiang)。為(wei)了得到理想的(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)化學(xue)成分(fen),可以(yi)通過同(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)劑(ji)與(yu)幾(ji)種(zhong)不(bu)同(tong)成分(fen)的(de)焊(han)(han)絲(si)(si)配(pei)(pei)合來(lai)實現(xian);也(ye)可以(yi)通過用(yong)同(tong)一(yi)種(zhong)焊(han)(han)絲(si)(si)與(yu)幾(ji)種(zhong)不(bu)同(tong)成分(fen)的(de)焊(han)(han)劑(ji)配(pei)(pei)合來(lai)實現(xian)。另外,埋弧(hu)焊(han)(han)時(shi)(shi)焊(han)(han)接電流大,熔(rong)深大,母材金(jin)(jin)(jin)屬(shu)融合比高,故母材金(jin)(jin)(jin)屬(shu)對焊(han)(han)縫(feng)(feng)成分(fen)也(ye)有影響(xiang)。所(suo)以(yi)對埋弧(hu)焊(han)(han)用(yong)焊(han)(han)絲(si)(si)的(de)選擇,既要(yao)考(kao)慮(lv)焊(han)(han)劑(ji)成分(fen)的(de)影響(xiang),又要(yao)考(kao)慮(lv)母材金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)影響(xiang)。有關(guan)不(bu)銹鋼埋弧(hu)焊(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)劑(ji)與(yu)所(suo)焊(han)(han)鋼種(zhong)的(de)匹(pi)配(pei)(pei)見表(biao)3-21,沉淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹鋼埋弧(hu)焊(han)(han)絲(si)(si)、焊(han)(han)劑(ji)與(yu)所(suo)焊(han)(han)鋼種(zhong)的(de)匹(pi)配(pei)(pei)見表(biao)3-22。


 完整的焊絲-焊劑型號舉例(li)如(ru)下(xia):

表 21.jpg

表 22.jpg



七、對(dui)焊劑工藝性能及質量(liang)的要求


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


(1) . 焊(han)(han)劑應具有(you)良好(hao)的(de)(de)冶金(jin)性(xing)能,焊(han)(han)接時配以適當的(de)(de)焊(han)(han)絲和合理的(de)(de)焊(han)(han)接工藝,焊(han)(han)縫金(jin)屬應能得(de)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(與母材相應的(de)(de)強度和較高的(de)(de)塑(su)性(xing)、韌性(xing))以及(ji)較強的(de)(de)抗冷裂(lie)紋和熱裂(lie)紋的(de)(de)能力(li)。


(2). 焊(han)劑(ji)應具有良(liang)好(hao)工(gong)藝特性(xing),電弧燃燒穩定(ding),熔渣具有適宜的熔點、黏度和表面(mian)張(zhang)力;焊(han)道間(jian)及焊(han)道與母材間(jian)充分熔合,過渡平滑(hua)沒有明顯咬(yao)邊,脫渣容易,焊(han)縫成(cheng)型良(liang)好(hao)以(yi)及焊(han)接(jie)過程中產生的有害氣體少。


(3). 焊(han)劑要有一定(ding)的(de)顆粒度,并且應(ying)有一定(ding)的(de)顆粒強(qiang)度,以便多次使用。


       焊(han)劑的顆(ke)粒(li)(li)度(du)分為兩種,普通顆(ke)粒(li)(li)度(du)為:2.5mm~0.45mm(8目(mu)(mu)~40目(mu)(mu)),用于(yu)普通埋(mai)弧(hu)焊(han)和電渣焊(han)。細顆(ke)粒(li)(li)度(du)焊(han)劑粒(li)(li)度(du)為:1.5mm~0.28mm(14目(mu)(mu)~60目(mu)(mu)),適用于(yu)半自(zi)動或細絲理弧(hu)焊(han);并規(gui)定粒(li)(li)度(du)60目(mu)(mu)以(yi)下的細顆(ke)粒(li)(li)不大于(yu)5%,規(gui)定14目(mu)(mu)以(yi)上的粗顆(ke)粒(li)(li)不大于(yu)2%。


(4). 焊(han)劑(ji)應有較低的(de)含(han)水量(liang)和良好的(de)抗潮(chao)性。出廠(chang)焊(han)劑(ji)含(han)水量(liang)的(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數不得(de)大于(yu)0.1%;焊(han)劑(ji)在溫度25℃、相對濕度70%的(de)環(huan)境條件下(xia),放(fang)置24小時其吸潮(chao)率應不大于(yu)0.15%。


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


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


(7). 焊(han)劑對(dui)硫(liu)、磷(lin)、鐵銹、油及(ji)其他(ta)雜質的敏感性要(yao)小,以保證(zheng)焊(han)縫(feng)中不產(chan)生裂(lie)紋和氣孔等(deng)缺陷。


八、焊劑的使用及保(bao)管


  埋弧焊用焊劑(ji)不能受潮、污染及(ji)摻入雜(za)物,并應(ying)保持(chi)其顆粒度。


  焊劑的使(shi)用及保管應注(zhu)意以下(xia)事項:


(1) . 熔(rong)煉(lian)焊(han)劑(ji)不(bu)吸潮,因此(ci),可簡(jian)化其包裝、運輸(shu)與儲藏等(deng)過(guo)程。非(fei)熔(rong)煉(lian)焊(han)劑(ji)極易(yi)吸水,這是(shi)引起焊(han)縫金屬(shu)產生氣孔和氫裂紋(wen)的(de)主(zhu)要原因。因此(ci),出廠前經烘干(gan)的(de)焊(han)劑(ji)應裝在(zai)防潮容器內并密封,運輸(shu)過(guo)程應防止容器破損(sun)。


     各種焊劑(ji)應存(cun)放在(zai)干燥的庫房內,室溫5℃~50℃,不能(neng)放在(zai)高(gao)溫、高(gao)濕(shi)環境中。


(2). 焊(han)(han)劑(ji)的顆粒度(du)小于(yu)0.1mm時,粉(fen)塵大(da),影響環境衛(wei)生,不(bu)能使(shi)用;大(da)于(yu)2.5mm時,不(bu)能很好地隔(ge)絕(jue)空(kong)氣,以保護焊(han)(han)縫金屬(shu),而且對合金元素(su)過(guo)渡也(ye)會產(chan)生不(bu)良(liang)影響。因此,在儲運(yun)和(he)回收焊(han)(han)劑(ji)時,應防止(zhi)焊(han)(han)劑(ji)結塊和(he)粉(fen)化,以防止(zhi)焊(han)(han)劑(ji)對焊(han)(han)接過(guo)程的不(bu)利影響。


(3). 焊(han)劑(ji)(ji)(ji)烘干(gan)(gan)參數(shu):焊(han)劑(ji)(ji)(ji)使用前(qian),應(ying)按產品(pin)說(shuo)明(ming)書所規定的溫度、時(shi)間進行烘干(gan)(gan)。熔煉(lian)焊(han)劑(ji)(ji)(ji)通常在250℃~300℃烘干(gan)(gan)2小(xiao)時(shi);燒結(jie)焊(han)劑(ji)(ji)(ji)通常在300℃~400℃烘干(gan)(gan)2小(xiao)時(shi)。烘干(gan)(gan)時(shi),焊(han)劑(ji)(ji)(ji)應(ying)散(san)放,厚度不趟過5mm。


(4). 熔(rong)煉型焊(han)劑回收使用(yong)時,應經過(guo)粗、細篩(shai)子過(guo)篩(shai),并隨時添(tian)加新(xin)焊(han)劑,經充分攪拌均勻(yun)后(hou)再使用(yong)。