焊接材料与焊接设备选用要求

第一章1H412030焊接技术

第一节1H412031焊接材料与焊接设备选用要求

一、焊接材料

（一）焊条分类、型号及选用

1.焊条分类

（1）按药皮成分分类：不定型、氧化钛型、钛韩型、氧化铁型、低氢钾型、低

氢钠型、纤维类型、石墨型、钛铁矿型、盐基型十大类。

（2）按用途分类:非合金及细晶粒钢焊条、热强钢焊条、高强钢焊条、不锈钢焊

条、堆焊焊条、铸铁焊条、银及^合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特

殊用途焊条十大类。

（3）按熔渣碱性分类：碱性焊条（又称作低氢型焊条）和酸性焊条。两者工艺

性能有较明显差异,对比见表1H412031。

（4）按特殊性能分类：超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、底层焊条、

铁粉高效焊条、抗潮焊条、水下焊焊条、重力焊焊条、仰焊焊条等。

碱性焊条与酸性焊条工艺性能对比表1H412031

序号项目碱性焊条酸性焊条

1药皮氧化还原性还原性强氧化性强

2对水、锈产生气孔的敏感性敏感不敏感

3电弧稳定性应采用短弧操作稳定、可长弧操作

4电源极性直流、反极性交、直流两用

5耐大电流一般好

6焊缝成形一般、熔深较深好、熔深较浅

7熔渣结构呈结晶状玻璃状

8脱渣性不同品牌有好坏差异好

9焊接烟尘较多少

10扩散氢含量低IWJ

11全位置焊接操作性一般好

2.焊条型号

焊条型号是以焊条国家标准为依据，反映焊条的主要特性的一种表示方法。焊条

型号根据焊条种类、溶敷金属化学成分和力学性能、药皮类型、焊接位置、电流种类

划分。不同种类焊条的型号表示方法也不同。

3.焊条选用

（1）基本要求

1）焊接材料的选用设计有规定时应按设计文件要求选用。

2）设计无规定时应在满足结构安全、可靠使用的前提下，以改善作业条件和提

高技术经济效益为原则，综合考虑以下因素：钢材化学成分及力学性能，焊缝金属性

能，钢结构特点（板厚、接头形式）和受力状态，工艺性，焊接位置和施焊条件（室

内、野外、空间大小），焊接工作量（焊缝长度、焊缝当量）。

（2）选用原则

1）焊缝金属的力学性能和化学成分匹配原则

对《钢分类》GB/T13304-2008规定的非合金钢和低合金钢，通常要求焊缝金属

与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或程高于母材的焊条。对于合金钢要求

焊缝金属合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生

裂纹的不利情况下，应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的

含量偏高时，焊缝中易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。

例如，钢结构工程选择焊接材料时，应根据设计要求，除保证焊接接头强度、塑

性不低于母材标准规定的下限值以外，还应保证焊接接头的冲击韧性不低于母材标准

规定的冲击韧性下限值,

2）保证焊接构件的使用性能和工作条件原则

对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，主要应保证焊缝金属具有

较高的塑性和韧性，可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。接触腐蚀介质的焊件，

应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。在高温、低温、

耐磨或其他特殊条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊

用途焊条。

3）满足焊接结构特点及受力条件原则

对结构形状复杂、刚性大的厚大焊件，在焊接过程中，冷却速度快，收缩应力大,

易产生裂纹，应选用抗裂性好、韧性好、塑性高、氢裂纹倾向低的焊条。

例如，低氢型焊条、超低氢型焊条和高韧性焊条等。

4）具有焊接工艺可操作性原则

当焊件的焊接部位不能翻转时，应选用适用于全位置焊接的焊条。对受力不大、

焊接部位难以清理的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。没有直

流焊机时，必须选用可交、直流两用的焊条。在狭小或通风条件差的场合，在满足使

用性能要求的条件下，应选用酸性焊条或低尘焊条。

5）提高生产率和降低成本原则

在酸性焊条和碱性焊条都可满足要求时，应尽量选用酸性焊条。对焊接工作量大

的结构，有条件时应尽量选用高效率焊条。

例如，铁粉焊条、重力焊条、底层焊条、立向下焊条和高效不锈钢焊条等。这不

仅有利于生产率的提高，而且也有利于焊接质量的稳定和提高。

（二）焊丝分类、型号及选用

1.焊丝分类

（1）按截面结构形式分类：可分为实心焊丝和药心焊丝两类。

（2）按焊接方法和被焊母材分类。按焊丝产品分类名称对应标准号规定。

2.焊丝型号（牌号）

气体保护焊丝以型号来划分，埋弧焊丝以牌号来划分。

3.焊丝选用原则

（1）焊丝按规定代号选择适用的焊接方法。

（2）实心焊丝主要用于鸨极气体保护焊和熔化极气体保护焊；选择实心焊丝的

成分主要考虑焊缝金属应与母材力学性能或物理性能的良好匹配，如耐磨性、耐蚀性,

焊缝应是致密的和无缺陷的。

（3）药芯焊丝用于采用CO?和Ar+CO?为保护气体的熔化极气体保护焊，前者用

于普通结构，后者用于重要结构。

（4）自保护药芯焊丝与焊条相似，不用另加气体保护焊，抗风能力优于气体保

护焊，通常可在四级风力下施焊，适用于野外或高空作业，国外建筑行业巳广泛使用，

我国在长输油气管道焊接中得到应用。我国药芯焊丝现行标准中，自保护药芯焊丝的

型号类别占据较大的比例。

（三）保护气体分类、选用

1.焊接用气体分类

（1）保护气体：包括二氧化碳（CO?）、僦气（Ar）、氮气（He）、氮气（N）、氧

气（02）和氢气（H2）O

（2）切割用气体

包括助燃气体（0J可燃气体：乙焕、丙烧、液化石油气、天然气等。

2.焊接用气体选用

（1）焊接用气体的选择，主要取决于焊接、切割方法。除此之外，还与被焊金

属的性质、焊接接头质量要求、焊件厚度和焊接位置及工艺方法等因素有关，

（2）氮气弧焊时，用N作为保护气体，可焊接铜和不锈钢。N也常用于等离子

弧切割，作为外层保护气体。

（3）乩作为还原性气体，焊接时与乌混合燃烧，作为气焊的热源。

（4）混合气体一般也是根据焊接方法、被焊材料以及混合比对焊接工艺的影响

等进行选用。例如，焊接低合金高强钢时\从减少氧化物夹杂和焊缝含氧量出发，希

望采用纯Ar做保护气体；从稳定电弧和焊缝成形发，希望向Ar中加入氧化性气体。

（四）焊剂分类、选用

1.焊剂的分类

（1）根据生产工艺的不同分类：焊剂可分为熔炼焊剂、粘结焊剂和烧结焊剂。

（2）按照焊剂中添加脱氧剂、合金剂分类：焊剂可分为中性焊剂、活性焊剂和

合金焊剂。

不同类型焊剂可以通过相应的牌号及制造厂的产品说明书予以识别。

2.焊剂的型号

焊剂型号是根据使用各种焊丝与焊剂组合而形成的熔敷金属的力学性能而划分的。

3.埋弧焊剂使用要求

埋弧焊用的焊剂是一种重要的焊接材料，它的焊接工艺性能,化学冶金性能是决定焊

缝金属的主要因素，使用焊剂应注意以下几个问题：

（I）运输保管：焊剂应存放在干燥的库房内，防止受潮影响焊接质量"并妥善运输

焊剂，防止包装破击。

2.焊剂的型号

焊剂型号是根据使用各种焊丝与焊剂组合而形成的熔敷金属的力学性能而划分

的。

3.埋弧焊剂使用要求

埋弧焊用的焊剂是一种重要的焊接材料，它的焊接工艺性能、化学冶金性能是决

定焊缝金属的主要因素，使用焊剂应注意以下几个问题：

（1）运输保管：焊剂应存放在干燥的库房内，防止受潮影响焊接质量。并妥善

运输焊剂，防止包装破损。

（2）烘焙：使用前，焊剂应按说明书所规定的参数进行烘焙。

（3）回收：使用回收的焊剂，应清除里面的渣壳及其他杂物，与新焊剂混合后

可使用。

（五）焊接材料复验

1.钢结构的焊接材料复验

满足下列情况之一时，钢结构所用焊接材料应按到货批次进行复验，合格后方可

使用：

（1）建筑结构安全等级为一级的一、二级焊缝。

（2）建筑结构安全等级为二级的一级焊缝。

（3）大跨度的一级焊缝。

（4）重级工作制吊车梁结构中的一级焊缝。

（5）设计要求。

注：焊缝等级划分是依据《钢结构设计规范》GB50017-2003中的规定。

2.特种设备的焊接材料复验

（1）球罐用的焊条和药芯焊丝应按批号进行扩散氢复验。

（2）工业管道用的焊条、焊丝、焊剂库存超过期限，应经复验合格后方可使用。

焊接材料质量证明书或合格证书上应注明库存的期限，并应符合以下规定：

1）酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊接材料的规定期限一般为2年;

2）石墨型焊接材料及其他焊接材料的规定期限为1年。

二、焊接设备

（-）焊接设备分类

1.焊条电弧焊设备

焊条电弧焊设备主要包括焊接电源、焊钳、焊接电缆和地线夹钳等。

2.鸨极惰性气体保护焊设备

（1）按焊接操作过程的自动化程度分为：手工和自动两大类。

（2）按所使用的焊接电流种类分为：直流、交流和脉冲电流GTAW设备，

（3）按焊接工艺方法分为：通用和专用两大类。

（4）手工GTAW设备主要由焊接电源焊枪、供气系统、水冷系统、焊接电缆线和

遥控器等组成。

3.COz气体保护焊设备

主要由焊接电源、焊枪、送丝机构、气路系统和控制系统五部分组成。

4.埋弧焊设备

（1）埋弧焊设备按焊接过程的自动化程度可分为机械化、自动和全自动三大类。

（2）一台完整的埋弧焊机，由以下几部分组成：焊接小车和机头移动机构、送

丝机、焊丝矫正压紧机构、焊接电源、控制系统等。

5.电渣焊设备

（1）电渣焊设备主要由电源、机头和滑块或挡板组成。

（2）焊接方法可分为：熔嘴电渣焊、丝极电渣焊、板极电渣焊。

6.螺柱焊设备

（1）螺柱焊设备按其电源种类和焊接方式分：电弧螺柱焊和电容储能放电螺柱

焊。

（2）电弧螺柱焊机由焊接电源、控制器、焊枪、地线钳、焊接电缆等部分组成。

7.气电立焊设备

（1）气电立焊设备