埋弧焊焊丝焊剂选配

1、1.2埋弧焊材料一一焊丝、焊剂及选配焊丝和焊剂是埋弧焊的消耗材料，从普通碳素钢到高级银合金多种金属材料的焊接都可以选用焊 丝和焊剂配合进行埋弧焊接。二者直接参与焊接过程中的冶金反应，因而它们的化学成分和物理性能不仅 影响埋弧焊过程中的稳定性、焊接接头性能和质量，同时还影响着焊接生产率，因此根据焊缝金属要求， 正确选配焊丝和焊剂是埋弧焊技术的一项重要内容。1.2.1 焊丝埋弧焊使用的焊丝有实心焊丝和药芯焊丝两类，生产中普遍使用的是实心焊丝，药芯焊丝只在某 些特殊场合应用。焊丝品种随所焊金属的不同而不同，目前已有碳素结构钢、低合金钢、高碳钢、特殊合 金钢、不锈钢、银基合金钢焊丝，以及堆焊用的特殊合

2、金焊丝。根据国家标准gty t14957 1994、geyt42411984焊接用钢丝的规定，表1、表2是典型的碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢锈钢焊丝的化学 成分。表1国产焊丝标准化学成分(gb/t149571994)19注：表中*号为加入量。钢牌号化学成分（质量分数）（ ）cmnsicrnimov其他sp用途碳 素 结 构 钢h08h08ah08eh08 mnh08 mnah15ah15 mn0.100.100.100.100.100.11 0.180.11 0.180.30 0.550.30 0.550.30 0.550.80 1.100.80 1.100.35 0.650.80 1.10

3、0.030.030.030.070.070.030.070.200.200.200.200.200.200.200.300.300.300.300.300.300.30一 一一一 一一一一 一一一 一一一一 一一一 一一一0.0400.0300.0250.0400.0300.0300.0400.0400.0300.0250.0400.0300.0300.040用于碳素钢 的电弧焊、气 焊、埋弧焊、电渣焊和气体保 护焊等合 金 结 构 钢h10 mn2 h08 mn2si h08 mn2siah10 mnsih10 mnsimoh10 mnsimotia h08mnmoa0.120.110.11

4、0.140.140.08 0.120.101.50 1.901.70 2.101.80 2.100.80 1.100.070.65 0.950.65 0.950.60 0.900.70 0.200.200.200.200.200.200.200.200.300.300.300.300.300.300.300.30一一一一0.15 0.250.20 0.40一 一一一 一一一 一一 一一一一ti0.05 0.15ti0.15(*)0.0400.0400.0300.0300.0300.0250.0300.0300.0400.0400.0300.0400.0400.0300.0300.030h08

5、mn2moa0.06 0.90 1.100.200.300.30 一ti0.15(*)0.0300.030h10 mn2moa1 0.111.200.40 0.200.300.500.06 ti0.15(*)0.0300.030h08 mn2mov 0.08 1.00 0.700.200.300.50 0.12ti0.15(*)0.0300.030h10 mn2mov 0.131.300.250.80 0.300.700.60 ti0.15(*)0.0300.030h08crmoa0.06 1.20 0.251.100.300.60 0.12一0.0300.030h13crmoa0.111.6

6、00.400.80 0.300.80一一0.0250.030h18crmoa0.08 1.60 0.251.100.300.50 一一0.0300.030h08crmova0.131.900.400.80 1.40 0.70一一0.0250.025h08crni2moa1 0.101.70 0.15 1.101.800.60 0.15 一0.0250.030h30crmosia0.11 2.000.351.00 0.300.800.35一0.0300.030h10mocra0.161.60 0.15 1.300.300.40 一一0.15 1.900.350.70 0.60一0.221.70

7、0.15 1.000.40 一0.102.000.350.80 0.600.05 0.40 0.15 1.100.15 0.100.700.350.45 0.250.25 0.40 0.10 0.650.50 0.350.700.300.700.100.40 0.90 0.20 0.701.200.400.40 0.15 一0.700.350.40 0.50 0.600.850.80 1.100.40 0.70表2国产不锈钢焊丝标准化学成分(gb4241 1984)类牌号化学成分(质量分数)(% )别c 1simnpsnip crmo其他1奥 氏h0cr21ni10h00cr21ni10h1c

8、r24ni130.060.030.120.120.150.080.080.600.600.600.600.20.590.600.6 01.00 2.501.00 2.501.00 0.300.300.300.300.300.300.300.2 00.200.200.200.200.200.209.00 11.009.00 11.0012.00 19.50 22.0019.50 22.0023.00 一一一2.00 3.00一一一一 一一一2.501.00 2.5014.0012.00 14.0025.0023.00 25.00h1cr24ni13mo2h1cr26ni21h0cr26ni21一

9、2.00 3.001.00 20.00 25.00 2.5022.5028.00h0cr19ni12mo22.00 体1.00 20.00 25.00 型h00cr19ni12mo20.030.602.501.00 2.501.00 2.500.300.2022.5011.00 14.0011.00 14.0028.0018.00 20.0018.00 20.003.002.00 3.003.00 4.00cu1.00-2.50 1h00cr19ni12mo2cu2 0.030.600.300.20一h0cr20ni14mo30.060.600.300.20ti9xc%rh0cr20ni10t

10、i0.060.600.300.201.00h0cr20ni10nb0.080.600.300.20nb10x c%rh1cr21ni10mn60.100.20 0.300.201.000.601.00 11.00 18.00 一2.5014.0020.00一1.00 13.00 18.50 一2.5015.0020.501.00 2.501.00 2.505.00 7.009.00 10.509.00 11.009.00 11.0018.50 20.5019.00 21.5020.00 22.00铁 素h0cr140.060.30 0.700.500.30 0.700.600.300.300.

11、6013.00 15.00一一体 型h1cr170.100.300.30一15.50 17.00一一马 氏h1cr130.120.500.600.300.30一11.50 13.50一一体 型h1cr5mo0.120.15 0.350.40 0.700.300.300.304.00 6.000.40 0.60一焊丝牌号的字母 ht表示焊接实心焊丝。字母 h后面的数字表示碳的质量分数。化学元素符号及后面的数字表示该元素大致的质量分数值。当元素的含量w(me)小于1 %时，元素符号后面的1省略。有些结构钢焊丝牌号尾部标有“ a或e”字母，“a”为优质晶，即焊丝的硫、 磷含量比普通焊丝低； e表示为

12、高级优质晶，其硫、磷含量更低。表3为国产钢焊丝标准直径及允许偏差。焊丝直径的选择依用途而定，手工埋弧焊用焊丝较细，一般为小1.62.4mm ,自动埋弧焊时一般使用 小36mm的焊丝。各种直径的普通钢焊丝埋 弧焊时，使用的电流范围如表 4所示。一定直径的焊丝，使用的流有一定范围，使用电流越大，熔 敷率越高。而同一电流使用较小直径的焊丝，可获得加焊缝熔深、减小熔宽的效果，当工件装配不 良时，宜选用较粗的焊丝。最好镀铜，镀铜层既可起防锈作用，又可改善焊丝与导电嘴的接触状况。 但抗腐蚀和核反应堆材料焊接用的焊丝是不允许镀铜的。表3钢焊丝直径及其允许偏差（单位：mrm焊丝直径0.40.60.81.02.

13、01.22.51.63.03.25.04.06.06.58.07.09.0普许通-0.07 0.12一0.16一0.20相度较高精度 0.04 0.06 0.08-0.10表4各种直径普通钢焊丝埋弧焊使用的电流范围焊丝直径/mm1.62.02.53.04.05.06.0电流范围/a115-500125-600150-700200-1000340 110040013006001600为了使焊接过程稳定进行并减少焊接辅助时间，焊丝通常用盘丝机整齐的盘绕在焊丝盘上,按照国家标准(gb1300 1977)规定，每盘焊丝应由一根焊丝绕成，焊丝盘的内径和重量如表示。表5钢焊丝的焊丝盘内径和重量焊丝直径/m

14、m焊丝盘内径/mm每盘重量/ ks(不小于)碳素结构钢合金结构钢不锈钢1.6 2. 025015.010.06.02.5 3. 535030.012.08.04.0 6. 050040.015.010.06.5 9. 050040.020.012.01.2. 2 焊剂埋弧焊焊剂在焊接过程中起隔离空气、保护焊缝金属不受空气侵害和参与熔池金属冶金反应的作（1）焊剂的分类 埋弧焊焊剂除按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂外，通常按制造方法、化学成分、化学性质、颗粒结构等分类，如表 6所示表6焊剂的分类分英|-辅覆睥荆 1爆了一l网膜号剂l接跳粳_鳍构分4hbmun藕制崔翔蝴情也鞠 破瑞状煽剂酸性焊剂中

15、更厚剂1械性髀刑厂箫囹酬中锢电剂1-低硅好剂l高嫡附荆值（如）海幅）:小“心匕叫m? .：,低窗赫“阿=841附无掘焊荆& （耻9段附p 高演焊加（8财）8网中蚓期前（岫附=1*3（匐依如明既 值喀g蚓(2)焊剂的型号和牌号的编制方法1)焊剂的型号 焊剂的型号是按照国家标准划分的，我国的现行gb5293-1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂中规定：焊剂型号划分原则是依据埋弧焊焊缝金属的力学性能。焊剂型号的表示方法如下:尾部的“ h xxx”表示焊接试板时与焊剂匹配的焊丝牌号，按 gb1300 1977焊接用钢丝hj xi xa x: - hxx x焊矍髀号小于 8)藁示修缝毒瞠管,1时的最他案的规定

16、选用。表示拉身试婵和冲击试棒晌状态 海.杯屋门2 j心供任 安示埋瓢岸用焊剂表7焊接型号中的第一位数字的含义x 1抗拉强度a b/mpa屈服点a s/mpa伸长率6(%)341055030322.04140-55033022.05480-65043722.0表8焊剂型号中第三位数字的含义x30123456实验温度/一0-20-30-40-50-60举例：hj403 h08mna,表示为埋弧焊用焊剂，采用 h08mna呈丝按照gb7t52931985所规定的焊接工艺参数焊接试板，具试样状态为焊态时焊缝金属的抗拉强度为410550mpa屈服点不小于 330mpa,伸长率不小于22%,在一 30c时

17、冲击吸u攵功不小于 27j 。(2)焊剂的牌号通用的焊剂统一牌号在形式上与焊剂型号相同，但是牌号中数字的含义与焊剂型号是不相同的。因此在使用中极易混淆，应当特别引起注意。1.2埋弧焊材料一一焊丝、焊剂及选配国产焊剂牌号、成分及使用范围，见表 12、表13所示。表12国产熔炼型埋弧焊剂牌号、成分及其应用范围18俾号成分类 型组成成分（质量分数）（）用途配用焊丝适 用 电 源 种 类sqcaf2caomgoal 2o3mnofeok2o+n2osp其他hj130无钮局 硅低氟354047101814191216一02一0.050.05tio2 711低碳钢、低合 钢h10mn2交 直 流hj131

18、无钮局 硅低氟34382.54.54855一69一1.01.53.00.050.08一锲基合金（薄板）ni基焊丝交 直 流hj150无钮中 硅中氟21232533379132832一1.030.080.08一轧银堆焊2cr13直 流hj172无钮低 桂图氟36455525一2835120.830.050.05zro22 4 naf高铭铁素体 钢相应钢种焊丝直流3hj173无钮低 桂图氟445 581320一2233一1.0一0.050.04zro224钻、铝高合金 钢相应钢种焊丝直 流hj230低钮局 硅低氟4046711814101410175101.5一0.050.05一低碳钢、低合 钢h

19、08mnah10mn2交 直 流hj250低钮中 硅中氟182223 304812161823581.530.050.05一低合金高强 度钢相应钢种焊丝直流hj251低钮中 硅中氟182223 3036141718237101.0一0.080.05一珠光体耐热 钢cr-mo钢焊丝直 流hj253低钮中 硅中氟202424 30一131712166101.0一0.080.05tio22 4低合金高强 度钢（薄板）相应钢种焊丝直 流hj260低钮局 硅中氟293420 254715181924241.0一0.070.07一不锈钢，轧银 堆焊不锈钢焊丝直 流hj330中钮局 硅低氟444836316

20、20422 261.510.080.08一重要低碳钢 及低合钢h08mnah10mn2交 直 流hj350中钻中 硅中氟303514201018一131814 191.0一0.060.07一重要低合金 高强度钢mn-momn-si及含ni高强度钢 焊丝交 直 流hj430图钮局 硅低氟3845596一538 471.8一0.100.10一重要低碳钢 及低合钢h08a h08mr交a直流hj431图钮局 硅低氟40443 6.55.555.7434.5 381.8一0.100.10一重要低碳钢 及低合钢h08a h08mn交 a： 直流hj433图钮局 硅低氟4245244一314 471.80

21、.3 0.50.150.10一低碳钢h08a交 直 流 国家标准gb/t5293-1999、gb/t12470-1999规定熔炼焊剂型号标注方法为：hjx i x 2x 3hx x x ,其中x i表示焊缝金属的拉身力学性能；x 2表示拉身和冲击试样的状态；x 3表示焊缝金属冲击吸收功不小于 27j 的最低试验温度；hx xx表示可配用焊丝牌号。但生产厂商的牌号是按成分类型区分的，即 hjabc中，a 表示含镒量；b表示含硅含氟量；c表示同类不同牌号，实际中应注意辨明。表13国产烧结焊剂牌号、成分及其使用范围18牌号法系 类别碱度主要成分(质量分数)()配用焊丝用途使用电 源种类sio2+ti

22、o2cao+mgahq+mnocafspsj101氟碱1.82530252.00.060.08h08mna h08mnmoah08mn2moah10mn2卜多层焊、多丝 焊、窄间隙双单 焊agdcrpsj1023.510 1535 4515 252030dcrpsj1042.730 3520 2520 252025h08mn2 h08mnmot h08mnasj1052.016 2230 3418 201825agdcrpsj301硅钙1.025 3520 3025 40515h08a , h08mna h08mnmoa多层焊、多丝 焊双单焊sj3021.120 2520 25：30 4082

23、0sj401452020一0.040.04h08a耐磨堆焊sj5010.50.825 4045 6010一h08a h08mnah08mnmoa多丝高速焊sj502铝钛 145301050.060.08h08a溥板较局速 焊dcrpsj5030.70.925 3545 60一17h08a h08mna常规单丝焊sj6011.851030 406104050sj6041.85830 354840500.060.06h00cr21ni10, h0cr21niti多道焊不锈 钢sj641其他22.020 2520 2215 202025chf603.03.2(sio2) 812(mgo)24 30(

24、al 2q)8122025(baco) 38 21h08mnnimo a h10cr2mo1a厚壁压力容 器dcrpch6032.32.7(sio2) 610(mgo)22 2818 231520(caco) 20 24h13cr2mo1ah11crmoa h04ni13a h08mn2ni2acr-mo 钢ni钢agdcrp(3)焊剂质量要求1)焊剂应具有良好的冶金性能在焊接时配合适当的焊丝及合理的焊接工艺， 焊缝金属应能得到适宜的化学成分及良好的力学性能，以及较强的抗气孔、抗裂纹的能力。2)焊剂应具有良好的工艺性能焊接过程中电弧燃烧稳定，熔渣具有适宜的熔点、粘度和表面张力。焊缝表面成形良好

25、、脱渣容易、以及产生的有毒气体少。3)焊剂颗粒度应符合要求普通焊剂的颗粒度为0.4502.50mm 0.450mm以下的细粒不得大于5%。 2.50mm以上的粗粒不得大于2%。细颗粒度的焊剂，粒度为 0.2801.425mm 0.280mm以下的 细粒不得大于5 %。1.425mm以上的粗粒不得大于2%。4)焊齐【j w(h2o)0.10%o5)焊剂中机械夹杂物的含量不得大于 0.30% (质量分数)6)焊剂的 w(s)0.060 %; w(p)27j ;t5293-1985的规定要为炼焊剂与烧结焊剂比较，t比较项目h08a焊丝配合使用，按所规定0mpa(42.0 56.0kgf /mm2)焊

26、剂的焊接工艺性能、颗粒度co【口表 14所小。表14熔炼焊剂工熔炼焊剂的母材及焊接工艺焊接试板，;:%=330mpa(33.6kgff mm2)、含水重、机械夹杂物、硫与石，烧结焊剂比较烧结焊剂其焊接熔5 22.0%:群的含量焊接工艺性能高速焊接性能焊道均匀，不易产生气孔和夹渣焊道无光泽，易产生气孔，夹渣大电流焊接性能吸潮性能焊道凹凸显著，易粘渣比较小，可不必再烘干焊道均匀，易脱渣比较大，必须冉烘干抗锈性能比较敏感不敏感韧性受焊丝成分和焊剂碱度影响大比较容易得到较好的韧性焊缝性能成分波动焊丝参数变化时，成分波动小，均匀成分波动大，不容易均匀多层焊性能合金剂的添加焊缝金属的成分变动小几乎不可能焊

27、缝金属成分波动比较大容易(4)各类型焊剂的主要用途 各种类型焊剂的主要用途介绍如下：1)高硅型熔炼焊剂根据含mno量的不同，高硅焊剂又可分为：高镒高硅焊剂、中镒高硅焊剂、低镒高硅焊剂和无镒高硅焊剂等 4竹。由于w(sio2)30%,可通过焊剂向焊缝中过渡硅，其中含 mno 高的焊剂有向焊缝金属过渡镒的作用。当焊剂中的sio 2和mno含量加大时，硅、镒的过渡量增加。硅的过渡10%(w(sio2)为42%48%时，镒会烧损：当 w(mno)从10%增加到25 %35%时，镒的过渡量显著增大：但当w(mno)25%30%后，再增加mno对镒的过渡影响不大。镒的过渡量不但与焊剂中sio2 含量有关，

28、而且与焊丝的含镒量也有很大关系。焊丝含镒量越低，通过焊剂过渡镒的效果越好。因此，要 根据高硅焊剂含mnofi的多少宋选择不同含镒量的焊丝。焊接低碳钢和某些低合金结构钢时，焊剂与焊丝 的配用见表12。2）中硅型熔炼焊剂由于这类焊剂含酸性氧化物sio2数量较低，而碱性氧化物cao或mgo数量较多，故碱度较高。大多数中硅焊剂属弱氧化性焊剂，焊缝金属含氧量较低，因而韧性较高。这类焊剂 配合适当焊丝可焊接合金结构钢。为了减少焊缝金属的含氢量，以提高焊缝金属的抗冷裂的能力，可在这 类焊剂中加入一定数量的feq这样的焊剂成为中硅氧化性焊剂，是焊接高强钢的一种新型焊剂。3）硅型熔炼焊剂这种焊剂由cao alq

29、、mgo caf等组成。这种焊剂对焊缝金属基本上没有氧化作用。配合相应焊丝可焊接高合金钢，如不锈钢、热强钢等。可交、直流两用。直流焊时焊丝接正 极，最大晖接电流可达1200a ,所焊焊缝金属具有较高拘低温冲击韧度。配合适当焊丝，可焊接多种低合 金结构钢，用于重要的焊接产品，如锅炉压力容器、管道等。可用于多丝埋弧焊，特别适用于大直径容器 的双面单道焊。4）氟碱型烧结焊剂这是一种碱性焊剂，可交、直流两用。直流焊时焊丝接正级，最大焊接电 流可达1200a所焊焊缝金属具有较高的低温冲击韧度。配合适当焊丝，可焊接多种低合金结构钢，用于 重要的焊接产品，如锅炉压力容器、管道等。可用于多丝埋弧焊，特别适用于

30、大直径容器的双面单道焊。5）硅钙型烧结焊剂这是一种中性焊剂，可交、直流两用。直流焊时焊丝接正极，最大焊接电流可达1200a配合适当焊丝，可焊接普通结构钢、锅炉用钢、管线用钢等。可用于多丝高速焊，特别 适于双面单道焊，也可焊接小直径管线。6）硅镒型烧结焊剂这种焊剂是酸性焊剂，可交、直流两用。直流焊时焊丝接正极。配合适当焊丝，可焊接低碳钢及某些低合金钢。可用于机车车辆、矿山机械等金属结构的焊接。7）铝钛型烧结焊剂这是一种酸性焊剂，可交、直流两用。直流焊时焊丝接正极，最大焊接电流可达1200a焊剂具有较强的抗气孔能力，对少量的铁锈膜及高温氧化膜不敏感。配合适当焊丝可焊 接低碳钢及某些低合金结构钢，如

31、锅炉、船舶、压力容器等。可用于多丝高速焊，特别适于双面单道焊。埋弧焊时焊剂与焊丝的选配焊剂的 焊接 工艺性能和化学冶金性能是决定焊缝金属化学成分和性能的主要因素之一， 采用同样的焊丝和同样的焊接参数， 而配用的焊剂不同， 所得焊缝的性能将有很大的差别。 一种焊丝可与多种焊剂合理的组合，无论是在低碳钢还是在低合金钢上都有这种合理的组合。1 对焊剂工艺性能及质量的要求（ 1 ）对焊剂的一般要求a、焊剂应具有良好的冶金性能，焊接时配以适当的焊丝和合理的焊接工艺，焊缝金属应能得到适宜的化学成分和良好的力学性能 （与母材相适应的强度和较高的塑性、 韧性） 以及较强的抗冷裂纹和热裂纹的能力。b、焊剂应具有

32、良好的工艺性、电弧燃烧稳定、熔渣具有适宜的熔点、黏度和表面张力。焊道与焊道间及焊道与母材间充分熔合，过渡平滑没有明显咬边，脱渣容易，焊缝表面成形良好，以及焊接过程中产生的有害气体少。c、焊剂要有一定的颗粒度，并且应有一定的颗粒强度，以利于多次回收使用。焊剂的颗粒度分为两种：普通颗粒度焊剂的粒度为2.50.45mm（840目），用于普通埋弧焊和电渣焊；细颗粒度焊剂的粒度为1.250.28mm（1460目），适用于半自动或细丝埋弧焊。其中小于规定粒度60止以下的细颗粒不大于5%，规定粒度14 目以上的粗颗粒不大于2%。d、焊剂应有较低的含水量和良好的抗潮性，由厂焊剂含水量的质量分数不得大于0.10

33、%,焊剂在温度25、相对湿度70%的环境条件下, 放置 24h, 其吸潮率不应大于 0.15%。e、 焊剂中机械夹杂物 （碳粒、 生料、 铁合金凝珠及其他杂质） 的含量不得大于焊剂质量分数的 0.30%；f、焊剂应有较低的 s、p含量，一般为s 0.06%,p0.08%o（ 2 ）对电渣焊用焊剂的要求对于电渣焊用焊剂，为了使电渣过程能稳定进行并能得到良好的焊接接头，还应有以下特殊要求。a、熔渣的电导率应适宜。若电导率过低，焊接无法进行；若电导率过高，电阻热过低，影响电渣焊过程的顺利进行。b、熔渣的黏度应适宜。黏度过小，流动性过大，易造成熔渣和金属流失，使焊接过程中断；黏度过大、熔点过高，易形成

34、咬边和夹渣。c、熔渣的开始蒸发温度应合适。熔渣开始蒸发的温度取决于熔渣中最易蒸发的成分，例如氟化物的沸点低，使熔渣的开始蒸发温度降低，易产生电弧，导致电渣焊过程的稳定性降低，并易产生飞溅。通常情况下，焊剂中的sio2含量增多时，电导率降低，黏度增大；氟化物和tio2增多时，电导率增大,黏度降低。要获得高质量的焊接接头， 焊剂除符合以上要求外， 还必须针对不同的钢种选用合适牌号的焊剂及配用焊丝。 通常主要根据被焊钢材的类别及对焊接接头性能的要求来选择焊丝， 并选择适当的焊剂相配合。一般情况下，对低碳钢、低合金高强钢的焊接，应选用与母材强度相匹配的焊丝；对耐热钢、不锈钢的焊接，应选用与母材成分相匹配的焊丝；堆焊时应根据对堆焊层的技术要求、使用性能等，选择合金系统及相近成分的焊丝并选用合适的焊剂。还应根据所焊产品的技术要求（如坡口和接头形式、焊后加工工艺等）和生产条件，选择合适的焊剂与焊丝的组合，必要时应进行焊接工艺评定，检测焊缝金属的力学性能、耐腐蚀