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(jie)時(shi)焊(han)(han)(han)劑(ji)覆(fu)蓋(gai)著焊(han)(han)(han)接(jie)區(qu),防止空氣中氧、氮在施焊(han)(han)(han)時(shi)侵入焊(han)(han)(han)接(jie)熔池以保護(hu)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬。


  B. 焊(han)接渣殼覆(fu)蓋在焊(han)縫(feng)上,減(jian)慢了焊(han)縫(feng)金(jin)屬的冷卻速度,改善了氣體(ti)逸出條件,有助于減(jian)少氣孔。降溫(wen)后,焊(han)渣容易從(cong)焊(han)縫(feng)金(jin)屬表面(mian)剝落。


  C. 焊接過程中(zhong)穩定電弧燃燒。


  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、焊劑的分類


 焊劑的(de)分(fen)類(lei)方法有許多種,如按(an)焊劑的(de)制造方法和用(yong)途(tu)分(fen)類(lei),按(an)焊劑的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)、化(hua)(hua)學性質(zhi)、顆粒結(jie)構等進行分(fen)類(lei)。


  1. 按焊(han)劑(ji)的制造方法分(fen)類


     a. 熔煉焊劑


      將一定(ding)比例(li)的各(ge)種(zhong)配料放在爐內熔煉,然后(hou)經過(guo)水冷粒化(hua)、烘干、篩(shai)選而制成的焊劑。


     b. 非熔煉焊劑 


      根據(ju)焊劑烘焙溫度不同又(you)分為(wei)粘結焊劑與(yu)燒結焊劑。


          ①. 粘結(jie)焊劑  


            將(jiang)一(yi)定比例(li)的各種粉(fen)狀(zhuang)配料加入適量粘(zhan)結劑,經混合攪拌、粒(li)化(hua)和低(di)溫(wen)(400℃以下)烘干而制成的焊(han)劑(原稱(cheng)陶質焊(han)劑)。


          ②. 燒結焊劑 


           將一(yi)定比例(li)的各種(zhong)粉狀配料加(jia)人適量粘結(jie)(jie)劑(ji),混合(he)攪(jiao)拌后(hou)經高溫(wen)(400℃~1000℃)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)成(cheng)塊,然后(hou)粉碎(sui)、篩選而制(zhi)成(cheng)的一(yi)種(zhong)焊(han)(han)劑(ji)。燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑(ji)又可分為低(di)溫(wen)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑(ji)(燒(shao)(shao)結(jie)(jie)溫(wen)度(du)一(yi)般為300℃~500℃)和高溫(wen)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)焊(han)(han)劑(ji)(燒(shao)(shao)結(jie)(jie)溫(wen)度(du)一(yi)般高于(yu)700℃),前者可滲(shen)加(jia)合(he)金(jin),后(hou)者則只有造(zao)渣保護(hu)作用。


  2. 按焊劑的化學成分分類


     a. 按氧化物性質分為酸性焊劑(ji)、中性焊劑(ji)和堿性焊劑(ji);


     b. 按二氧化硫含量分為高硅焊劑、中硅焊劑和(he)低(di)硅焊劑;


     c. 按氧化(hua)錳(meng)(meng)含量分為(wei)高錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)、中錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)、低錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)和無錳(meng)(meng)焊(han)劑(ji)。無


     d. 錳焊劑中的氧化(hua)錳是混入的雜質,一般應(ying)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(han)劑 


       焊(han)劑(ji)對母材有(you)較強的(de)氧化作用。氧化性焊(han)劑(ji)可分為兩種(zhong)類型:一種(zhong)是含有(you)大量SiO、MnO的(de)焊(han)劑(ji),另一種(zhong)是含有(you)FeO較多的(de)焊(han)劑(ji)。


    b. 弱氧化性焊劑(ji)   


      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


   熔煉焊(han)(han)劑仍是我國不銹鋼埋弧(hu)焊(han)(han)用的主要焊(han)(han)劑,它是將原料(liao)按比例混合后,經高溫加(jia)熱到1300℃以上,使其熔化煉制均勻(yun)后,逐漸(jian)倒(dao)入冷卻水(shui)中凝(ning)固和實現顆(ke)粒化,再經過(guo)烘干(gan)(有(you)的需(xu)進一(yi)步粉(fen)碎)、過(guo)篩成(cheng)所需(xu)要規格的顆(ke)粒。


  我國(guo)熔煉焊劑的牌號用字母(mu)“HJ”和三位數字表(biao)示。“HJ”表(biao)示埋弧(hu)焊用熔(rong)煉焊劑;其后(hou)第一、第二(er)位(wei)數字表示焊劑類型,分別代表MnO、SiO2及CaF2的含量,詳見表3-19; 第三(san)位數(shu)字(zi)表示相同(tong)類型中的不同(tong)編(bian)號(hao),按0,1,2 ... 9 順序排(pai)列。熔煉焊劑的牌號(hao)舉例如下:


表 19.jpg



三(san)、燒結(jie)焊劑


  制造(zao)燒結(jie)焊劑(ji)(ji)所采(cai)用(yong)的(de)原材料與制造(zao)焊條所采(cai)用(yong)的(de)藥(yao)皮(pi)原料相(xiang)接近,對成分(fen)和(he)顆粒大(da)小均有嚴格要求。按照給定的(de)比例配料后(hou)(hou)先進(jin)行(xing)(xing)干(gan)(gan)混(hun)合(he)(he),然(ran)后(hou)(hou)加入粘結(jie)劑(ji)(ji)(水(shui)玻璃)進(jin)行(xing)(xing)濕混(hun)合(he)(he),混(hun)合(he)(he)均勻后(hou)(hou)進(jin)入造(zao)粒機加工成顆粒狀(zhuang),然(ran)后(hou)(hou)將顆粒狀(zhuang)焊劑(ji)(ji)進(jin)行(xing)(xing)150℃~200℃溫度(du)的(de)固(gu)化、干(gan)(gan)燥,最后(hou)(hou)送入燒結(jie)爐內進(jin)行(xing)(xing)燒結(jie)。經400℃~500℃燒結(jie)后(hou)(hou)成為低(di)溫燒結(jie)焊劑(ji)(ji),經700℃~1000℃燒結(jie)后(hou)(hou)為高溫燒結(jie)焊劑(ji)(ji)。


  燒結焊劑(ji)制造(zao)工藝簡單,不(bu)要復雜的熔煉設備,與熔煉焊劑(ji)相比(bi)有下列(lie)特(te)點:


    1. 該(gai)焊劑無需用(yong)電弧爐熔煉,避免了石墨混人焊劑中(zhong),去除了向焊縫金屬中(zhong)增碳(tan)的(de)可能(neng)性;


    2. 焊縫金(jin)(jin)屬合金(jin)(jin)元素燒損少,且在焊劑中滲人(ren)合金(jin)(jin)元素還有利于向焊縫金(jin)(jin)屬過渡,以提高焊縫金(jin)(jin)屬的耐腐蝕性能和低溫(wen)韌性;


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


 我國燒結焊(han)(han)劑的(de)牌號以字(zi)(zi)母(mu)“SJ”和三位數(shu)字(zi)(zi)表示(shi)。其中,“SJ”表示(shi)埋(mai)弧焊(han)(han)用燒結焊(han)(han)劑;其后第一(yi)位數(shu)字(zi)(zi)表示(shi)焊(han)(han)劑熔渣渣系(xi)(表3-20);第二、第三位數(shu)字(zi)(zi)表示(shi)同(tong)一(yi)渣系(xi)類型焊(han)(han)劑的(de)不(bu)同(tong)編(bian)號,按01,02···09順序排列(lie)。熔煉(lian)焊(han)(han)劑的(de)牌號舉例如下:


表 19.1.jpg


表 20.jpg



四、粘結焊劑


  粘結(jie)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)是把粉末原料進行混(hun)合(he)后加入水玻璃,濕混(hun)均勻后造粒(li),在較(jiao)低溫度(du)(300℃~400℃)下干燥制(zhi)成;也可以先烘干,再粉碎成所(suo)需的(de)(de)粒(li)度(du)。這種焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)與(yu)熔煉焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)及燒結(jie)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)相比(bi),具有多(duo)孔性。容易吸濕,焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)顆粒(li)強度(du)差(cha),但其(qi)制(zhi)造簡單,原料選擇比(bi)較(jiao)方便(bian),能將合(he)金(jin)元素(su)(su)任意地添(tian)加到焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)中(zhong)去,使焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬得到所(suo)需的(de)(de)合(he)金(jin)元素(su)(su)。


  使用這種焊劑時,要考(kao)慮到(dao)焊劑強度低、易碎成粉末、且吸濕性強等特(te)點,要及(ji)時采取烘干、保持干燥及(ji)篩去(qu)過細粉未(wei)等措施(shi)來保證焊劑質量,提高焊接過程的穩定性。


五、埋弧焊用不銹(xiu)鋼焊絲、焊劑的(de)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(han)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)(han)絲和(he)焊(han)(han)劑(ji)(ji)型(xing)號(hao)(hao)編制方法為:字(zi)母“F”表示(shi)(shi)焊(han)(han)劑(ji)(ji);“F”后(hou)面的(de)數(shu)字(zi)表示(shi)(shi)熔(rong)敷金屬(shu)種類代號(hao)(hao),如有特殊要(yao)求(qiu)的(de)化(hua)學成分(fen),該化(hua)學成分(fen)用元素符號(hao)(hao)表示(shi)(shi),放在數(shu)字(zi)的(de)后(hou)面;“-”后(hou)面表示(shi)(shi)焊(han)(han)絲的(de)牌(pai)號(hao)(hao),焊(han)(han)絲的(de)牌(pai)號(hao)(hao)執行 YB/T 5092-1996。


六、不銹鋼埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)絲與焊(han)(han)劑的匹配


  埋(mai)(mai)(mai)弧焊時(shi),焊縫化學成(cheng)分(fen)(fen)和性能除了由焊絲(si)(si)(si)(si)決定之外,還(huan)會(hui)受到所(suo)使用焊劑的(de)(de)影響(xiang)。為了得到理(li)想的(de)(de)焊縫金屬化學成(cheng)分(fen)(fen),可以(yi)通(tong)過同一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)焊劑與(yu)(yu)幾種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)(bu)同成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)焊絲(si)(si)(si)(si)配(pei)合來實現;也可以(yi)通(tong)過用同一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)焊絲(si)(si)(si)(si)與(yu)(yu)幾種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)(bu)同成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)焊劑配(pei)合來實現。另外,埋(mai)(mai)(mai)弧焊時(shi)焊接電(dian)流(liu)大,熔深(shen)大,母(mu)材金屬融合比高(gao),故母(mu)材金屬對焊縫成(cheng)分(fen)(fen)也有影響(xiang)。所(suo)以(yi)對埋(mai)(mai)(mai)弧焊用焊絲(si)(si)(si)(si)的(de)(de)選擇,既要考慮(lv)焊劑成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)影響(xiang),又要考慮(lv)母(mu)材金屬的(de)(de)影響(xiang)。有關不(bu)(bu)銹(xiu)鋼埋(mai)(mai)(mai)弧焊絲(si)(si)(si)(si)、焊劑與(yu)(yu)所(suo)焊鋼種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)匹配(pei)見(jian)表(biao)3-21,沉(chen)淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼埋(mai)(mai)(mai)弧焊絲(si)(si)(si)(si)、焊劑與(yu)(yu)所(suo)焊鋼種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)匹配(pei)見(jian)表(biao)3-22。


 完整(zheng)的焊(han)絲(si)-焊(han)劑(ji)型(xing)號舉例如下(xia):

表 21.jpg

表 22.jpg



七、對焊劑工藝性能及質量的要求


 為保證焊接(jie)質量,對焊劑(ji)的(de)基本要求(qiu)是:


(1) . 焊(han)(han)劑應具有良好的(de)冶(ye)金性(xing)(xing)能(neng),焊(han)(han)接(jie)時配以適當(dang)的(de)焊(han)(han)絲和(he)(he)合理(li)的(de)焊(han)(han)接(jie)工藝,焊(han)(han)縫金屬(shu)應能(neng)得(de)到(dao)適宜的(de)化學(xue)成分(fen)與良好的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(與母材相應的(de)強(qiang)度和(he)(he)較(jiao)(jiao)高的(de)塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing))以及(ji)較(jiao)(jiao)強(qiang)的(de)抗(kang)冷(leng)裂紋和(he)(he)熱裂紋的(de)能(neng)力。


(2). 焊(han)劑應具有良(liang)好(hao)工藝特性,電弧燃燒穩(wen)定,熔渣(zha)具有適宜的熔點、黏度(du)和(he)表面(mian)張力;焊(han)道間及焊(han)道與母(mu)材間充(chong)分熔合,過(guo)渡平(ping)滑沒(mei)有明顯咬邊,脫渣(zha)容(rong)易,焊(han)縫成型良(liang)好(hao)以(yi)及焊(han)接過(guo)程中(zhong)產生的有害氣(qi)體少。


(3). 焊劑要(yao)有(you)一(yi)定(ding)(ding)的(de)顆粒度(du),并(bing)且應有(you)一(yi)定(ding)(ding)的(de)顆粒強度(du),以便多(duo)次使(shi)用。


       焊(han)劑(ji)的(de)顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)度(du)(du)分為兩種,普(pu)通顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)度(du)(du)為:2.5mm~0.45mm(8目(mu)(mu)~40目(mu)(mu)),用(yong)于普(pu)通埋弧焊(han)和電渣焊(han)。細顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)度(du)(du)焊(han)劑(ji)粒(li)(li)(li)度(du)(du)為:1.5mm~0.28mm(14目(mu)(mu)~60目(mu)(mu)),適用(yong)于半自動或細絲理(li)弧焊(han);并規定(ding)(ding)粒(li)(li)(li)度(du)(du)60目(mu)(mu)以下的(de)細顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)不(bu)大于5%,規定(ding)(ding)14目(mu)(mu)以上(shang)的(de)粗顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)不(bu)大于2%。


(4). 焊(han)劑應有較(jiao)低(di)的(de)含水(shui)量(liang)和良好(hao)的(de)抗潮性(xing)。出廠(chang)焊(han)劑含水(shui)量(liang)的(de)質量(liang)分(fen)數(shu)不(bu)得(de)大于(yu)0.1%;焊(han)劑在溫(wen)度25℃、相(xiang)對(dui)濕(shi)度70%的(de)環境條件下(xia),放(fang)置24小時(shi)其(qi)吸(xi)潮率(lv)應不(bu)大于(yu)0.15%。


(5). 焊(han)劑(ji)機械夾雜(za)物(碳(tan)粒、生料、鐵合金凝珠(zhu)及其他雜(za)質)的(de)含量不得(de)大于焊(han)劑(ji)質量分(fen)數的(de)0.03%。


(6). 焊劑應有(you)較低的硫、磷含(han)量,一(yi)般(ban)為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.


(7). 焊劑對硫、磷、鐵(tie)銹(xiu)、油及其他雜質的敏感性要小,以保證焊縫中不產(chan)生(sheng)裂紋和(he)氣孔等缺陷。


八、焊劑的(de)使(shi)用及保管


  埋弧焊用焊劑不能受潮(chao)、污染(ran)及摻入雜(za)物,并應保持其顆粒度。


  焊劑的使用及保(bao)管應注意以下事項(xiang):


(1) . 熔煉焊劑(ji)不吸潮,因(yin)此,可簡(jian)化其包裝、運輸與(yu)儲藏等過(guo)程。非熔煉焊劑(ji)極易吸水,這(zhe)是引起焊縫金屬產(chan)生(sheng)氣孔和氫(qing)裂紋的主要原因(yin)。因(yin)此,出廠前經烘(hong)干(gan)的焊劑(ji)應裝在防(fang)潮容器內并(bing)密封,運輸過(guo)程應防(fang)止(zhi)容器破(po)損(sun)。


     各(ge)種焊劑應存放在干燥的庫(ku)房內,室溫5℃~50℃,不能放在高溫、高濕環(huan)境中。


(2). 焊劑(ji)的顆粒度小(xiao)于0.1mm時(shi),粉(fen)塵(chen)大,影響環境(jing)衛生,不(bu)(bu)能使用(yong);大于2.5mm時(shi),不(bu)(bu)能很好地隔絕空氣,以(yi)保護焊縫(feng)金屬(shu),而且對(dui)合金元(yuan)素過渡也會(hui)產(chan)生不(bu)(bu)良影響。因此,在(zai)儲運和回(hui)收焊劑(ji)時(shi),應防止(zhi)焊劑(ji)結塊和粉(fen)化,以(yi)防止(zhi)焊劑(ji)對(dui)焊接過程的不(bu)(bu)利(li)影響。


(3). 焊(han)劑(ji)烘(hong)(hong)干(gan)參(can)數:焊(han)劑(ji)使用(yong)前(qian),應按產品說明書所(suo)規定的溫度(du)、時間進行烘(hong)(hong)干(gan)。熔(rong)煉(lian)焊(han)劑(ji)通(tong)常在250℃~300℃烘(hong)(hong)干(gan)2小時;燒結焊(han)劑(ji)通(tong)常在300℃~400℃烘(hong)(hong)干(gan)2小時。烘(hong)(hong)干(gan)時,焊(han)劑(ji)應散放,厚度(du)不趟過(guo)5mm。


(4). 熔煉型(xing)焊劑(ji)回收使用時,應經過粗、細篩子過篩,并隨(sui)時添加(jia)新焊劑(ji),經充分(fen)攪拌均(jun)勻后再使用。