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. 焊接時(shi)焊劑覆(fu)蓋著焊接區,防止(zhi)空氣中氧、氮在施焊時(shi)侵入焊接熔池以保護焊縫金(jin)屬。
B. 焊接渣殼覆蓋在焊縫(feng)上(shang),減慢了(le)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)的冷卻(que)速度(du),改善了(le)氣體逸出條件,有助于減少氣孔。降溫后,焊渣容易從焊縫(feng)金(jin)屬(shu)表面剝(bo)落(luo)。
C. 焊接過程中穩定電弧燃燒。
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(bu)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(yi)、焊劑的分類
焊劑(ji)的分(fen)類(lei)(lei)方(fang)(fang)法有許多(duo)種,如按焊劑(ji)的制造方(fang)(fang)法和(he)用(yong)途分(fen)類(lei)(lei),按焊劑(ji)的化(hua)學(xue)成分(fen)、化(hua)學(xue)性質、顆粒結(jie)構等進行分(fen)類(lei)(lei)。
1. 按焊(han)劑的制造方法分類
a. 熔煉焊劑
將一定比例的(de)各種配料放在爐內熔煉,然后經過水冷(leng)粒化、烘干(gan)、篩(shai)選而制成的(de)焊(han)劑。
b. 非熔煉焊劑
根據焊(han)劑烘焙溫度(du)不同又(you)分(fen)為粘結(jie)焊(han)劑與燒結(jie)焊(han)劑。
①. 粘結焊(han)劑
將一定比例(li)的(de)(de)各種粉狀配料加入適量(liang)粘結劑(ji),經混合攪拌、粒化和低溫(wen)(400℃以下)烘干而(er)制成的(de)(de)焊劑(ji)(原(yuan)稱陶質焊劑(ji))。
②. 燒結焊劑
將一(yi)定比例的(de)各種(zhong)粉狀配料加人(ren)適量(liang)粘(zhan)結劑(ji),混合(he)攪拌后(hou)(hou)經高溫(400℃~1000℃)燒(shao)結成塊,然(ran)后(hou)(hou)粉碎、篩選而制成的(de)一(yi)種(zhong)焊劑(ji)。燒(shao)結焊劑(ji)又可(ke)分為(wei)低(di)溫燒(shao)結焊劑(ji)(燒(shao)結溫度(du)一(yi)般為(wei)300℃~500℃)和高溫燒(shao)結焊劑(ji)(燒(shao)結溫度(du)一(yi)般高于(yu)700℃),前者可(ke)滲(shen)加合(he)金,后(hou)(hou)者則(ze)只有造渣保護作用。
2. 按焊劑的化學成分分類
a. 按氧化物性質分(fen)為酸(suan)性焊(han)劑(ji)(ji)、中性焊(han)劑(ji)(ji)和堿性焊(han)劑(ji)(ji);
b. 按二氧(yang)化硫(liu)含量分為高硅(gui)焊劑、中(zhong)硅(gui)焊劑和低硅(gui)焊劑;
c. 按氧化錳(meng)(meng)含量分為高錳(meng)(meng)焊劑、中(zhong)錳(meng)(meng)焊劑、低錳(meng)(meng)焊劑和無錳(meng)(meng)焊劑。無
d. 錳(meng)焊劑(ji)中(zhong)的(de)(de)氧化錳(meng)是混(hun)入(ru)的(de)(de)雜質,一(yi)般(ban)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(de)化學性質分類
a. 氧化性(xing)焊劑(ji)
焊(han)(han)劑(ji)對母材有較(jiao)強的氧化(hua)作用。氧化(hua)性焊(han)(han)劑(ji)可分為兩(liang)種類型(xing):一種是(shi)含有大量(liang)SiO、MnO的焊(han)(han)劑(ji),另(ling)一種是(shi)含有FeO較(jiao)多的焊(han)(han)劑(ji)。
b. 弱氧化性焊(han)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(han)劑(ji)
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(rong)煉焊劑
熔煉焊劑仍是(shi)我國(guo)不銹鋼埋弧(hu)焊用的(de)主要焊劑,它(ta)是(shi)將原料按比(bi)例(li)混(hun)合后,經(jing)高溫加(jia)熱到1300℃以上,使其熔化煉制均勻(yun)后,逐漸倒入冷卻水中凝固和(he)實現顆粒(li)(li)化,再經(jing)過(guo)烘(hong)干(gan)(有的(de)需進一(yi)步粉碎)、過(guo)篩成所需要規格的(de)顆粒(li)(li)。
我(wo)國熔煉焊劑的牌號用字(zi)母(mu)“HJ”和三(san)位數字(zi)表示(shi)。“HJ”表示(shi)埋弧焊(han)用熔煉(lian)焊(han)劑;其后第(di)一(yi)、第(di)二(er)位數字表示焊(han)劑類型,分別代表MnO、SiO2及CaF2的(de)含量,詳見表3-19; 第三位數字表示相同(tong)類型中(zhong)的(de)不同(tong)編(bian)號,按0,1,2 ... 9 順序排列(lie)。熔(rong)煉焊劑的(de)牌(pai)號舉例如(ru)下:

三(san)、燒結焊(han)劑
制造燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)所采用的原(yuan)材料(liao)與(yu)制造焊(han)(han)(han)條所采用的藥皮原(yuan)料(liao)相接近,對成分和顆粒(li)大(da)小均(jun)有嚴(yan)格要(yao)求。按照給定的比(bi)例配料(liao)后(hou)(hou)先進(jin)行(xing)(xing)干混(hun)合(he),然后(hou)(hou)加入粘結(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(水玻璃)進(jin)行(xing)(xing)濕混(hun)合(he),混(hun)合(he)均(jun)勻后(hou)(hou)進(jin)入造粒(li)機加工成顆粒(li)狀,然后(hou)(hou)將顆粒(li)狀焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)進(jin)行(xing)(xing)150℃~200℃溫度的固(gu)化(hua)、干燥,最(zui)后(hou)(hou)送入燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)爐內進(jin)行(xing)(xing)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)。經400℃~500℃燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)后(hou)(hou)成為(wei)低溫燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),經700℃~1000℃燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)后(hou)(hou)為(wei)高溫燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)。
燒(shao)結焊(han)劑(ji)制造工藝簡單(dan),不要復(fu)雜的熔(rong)(rong)煉(lian)設備(bei),與熔(rong)(rong)煉(lian)焊(han)劑(ji)相比有下列特點:
1. 該焊(han)劑(ji)(ji)無需用電弧(hu)爐熔煉,避免(mian)了石墨混(hun)人(ren)焊(han)劑(ji)(ji)中,去除了向焊(han)縫金屬中增碳的可能性(xing);
2. 焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)合金(jin)(jin)元素燒損少(shao),且在(zai)焊(han)(han)劑中滲人合金(jin)(jin)元素還有利于向焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)過渡,以提高焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的耐腐蝕(shi)性(xing)能和低溫韌性(xing);
3. 焊(han)接工藝性較好,沒有像(xiang)采(cai)用熔(rong)煉焊(han)劑施焊(han)時那樣在焊(han)縫兩邊粘渣嚴重(zhong)和(he)脫(tuo)渣性差的現象。
我國燒(shao)結焊劑(ji)(ji)的牌號以(yi)字母(mu)“SJ”和三(san)位數(shu)(shu)字表示(shi)。其(qi)中,“SJ”表示(shi)埋弧焊用燒(shao)結焊劑(ji)(ji);其(qi)后第一位數(shu)(shu)字表示(shi)焊劑(ji)(ji)熔(rong)渣(zha)渣(zha)系(表3-20);第二、第三(san)位數(shu)(shu)字表示(shi)同一渣(zha)系類(lei)型焊劑(ji)(ji)的不同編號,按01,02···09順序排列。熔(rong)煉焊劑(ji)(ji)的牌號舉例如下:


四、粘結(jie)焊劑
粘(zhan)結(jie)焊劑是(shi)把(ba)粉末(mo)原(yuan)料進(jin)行(xing)混合后加(jia)入水玻璃(li),濕(shi)混均勻后造粒,在較低(di)溫度(300℃~400℃)下干(gan)燥制成;也可以先烘干(gan),再粉碎(sui)成所(suo)需的粒度。這種焊劑與熔煉焊劑及燒結(jie)焊劑相比,具有多孔性。容(rong)易吸濕(shi),焊劑顆粒強度差(cha),但其(qi)制造簡單,原(yuan)料選擇(ze)比較方(fang)便,能將合金(jin)元(yuan)素(su)任意地添加(jia)到(dao)焊劑中去(qu),使(shi)焊縫金(jin)屬得到(dao)所(suo)需的合金(jin)元(yuan)素(su)。
使用這種焊劑時,要考慮到焊劑強(qiang)度低、易碎成粉(fen)末(mo)、且(qie)吸濕性強(qiang)等特點,要及時采取烘(hong)干、保持干燥及篩去過細(xi)粉(fen)未等措施來保證焊劑質(zhi)量,提高焊接過程的穩定性。
五、埋弧焊用不銹鋼(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(gang)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(gang)焊(han)絲(si)(si)和焊(han)劑(ji)型號編制方法為:字母(mu)“F”表(biao)(biao)示(shi)(shi)焊(han)劑(ji);“F”后面的(de)(de)數字表(biao)(biao)示(shi)(shi)熔敷(fu)金(jin)屬種(zhong)類代(dai)號,如有特(te)殊要求的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分,該化學(xue)成(cheng)分用元素符號表(biao)(biao)示(shi)(shi),放(fang)在數字的(de)(de)后面;“-”后面表(biao)(biao)示(shi)(shi)焊(han)絲(si)(si)的(de)(de)牌號,焊(han)絲(si)(si)的(de)(de)牌號執行 YB/T 5092-1996。
六、不銹鋼埋弧焊焊絲與焊劑的匹配
埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)縫化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)和性能除(chu)了由焊(han)(han)(han)(han)絲決定之(zhi)外(wai),還(huan)會受到所(suo)使用(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)的(de)影(ying)(ying)響。為了得到理想的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen),可(ke)以通過同(tong)一(yi)種焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)與幾種不(bu)同(tong)成(cheng)分(fen)的(de)焊(han)(han)(han)(han)絲配合(he)來實(shi)現(xian);也(ye)可(ke)以通過用(yong)同(tong)一(yi)種焊(han)(han)(han)(han)絲與幾種不(bu)同(tong)成(cheng)分(fen)的(de)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)配合(he)來實(shi)現(xian)。另外(wai),埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)接電流(liu)大,熔(rong)深大,母(mu)材金(jin)屬融合(he)比高(gao),故(gu)母(mu)材金(jin)屬對焊(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)分(fen)也(ye)有(you)影(ying)(ying)響。所(suo)以對埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)絲的(de)選擇,既要考(kao)慮焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)成(cheng)分(fen)的(de)影(ying)(ying)響,又(you)要考(kao)慮母(mu)材金(jin)屬的(de)影(ying)(ying)響。有(you)關不(bu)銹鋼(gang)埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)鋼(gang)種的(de)匹配見表(biao)3-21,沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)埋(mai)(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)絲、焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)與所(suo)焊(han)(han)(han)(han)鋼(gang)種的(de)匹配見表(biao)3-22。
完整的(de)焊(han)絲-焊(han)劑(ji)型(xing)號(hao)舉例(li)如下(xia):


七、對焊劑工(gong)藝性能及質量的(de)要求
為保證(zheng)焊接質量,對焊劑的基(ji)本要(yao)求是:
(1) . 焊劑應(ying)(ying)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)(de)冶金(jin)性(xing)(xing)能,焊接時配以適(shi)當的(de)(de)(de)焊絲和合(he)理(li)的(de)(de)(de)焊接工藝(yi),焊縫金(jin)屬(shu)應(ying)(ying)能得(de)到適(shi)宜的(de)(de)(de)化學成分(fen)與(yu)良好(hao)的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能(與(yu)母材相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)強度和較(jiao)高的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing))以及較(jiao)強的(de)(de)(de)抗冷(leng)裂(lie)紋(wen)和熱裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)能力。
(2). 焊劑應具有(you)(you)良(liang)好(hao)工藝(yi)特性,電弧燃燒穩定,熔渣(zha)具有(you)(you)適(shi)宜的熔點、黏度(du)和表面張力;焊道(dao)間(jian)及焊道(dao)與(yu)母材間(jian)充分(fen)熔合,過(guo)渡平滑沒有(you)(you)明顯(xian)咬邊,脫渣(zha)容易,焊縫成型良(liang)好(hao)以及焊接過(guo)程中產生(sheng)的有(you)(you)害氣(qi)體少。
(3). 焊劑要有一(yi)定(ding)的(de)顆粒(li)度,并(bing)且應有一(yi)定(ding)的(de)顆粒(li)強度,以便多次(ci)使(shi)用。
焊(han)劑的(de)顆(ke)粒(li)(li)度(du)(du)分為兩種,普通顆(ke)粒(li)(li)度(du)(du)為:2.5mm~0.45mm(8目(mu)(mu)(mu)~40目(mu)(mu)(mu)),用(yong)于普通埋弧焊(han)和電渣焊(han)。細(xi)顆(ke)粒(li)(li)度(du)(du)焊(han)劑粒(li)(li)度(du)(du)為:1.5mm~0.28mm(14目(mu)(mu)(mu)~60目(mu)(mu)(mu)),適用(yong)于半自動或細(xi)絲理弧焊(han);并規(gui)定粒(li)(li)度(du)(du)60目(mu)(mu)(mu)以(yi)下的(de)細(xi)顆(ke)粒(li)(li)不(bu)大(da)于5%,規(gui)定14目(mu)(mu)(mu)以(yi)上(shang)的(de)粗(cu)顆(ke)粒(li)(li)不(bu)大(da)于2%。
(4). 焊(han)(han)劑應有較(jiao)低的(de)含水(shui)量和良好的(de)抗潮性。出(chu)廠焊(han)(han)劑含水(shui)量的(de)質量分數不得大(da)(da)于0.1%;焊(han)(han)劑在(zai)溫度(du)25℃、相(xiang)對濕度(du)70%的(de)環境條件下,放置24小時其吸潮率應不大(da)(da)于0.15%。
(5). 焊(han)劑機械夾(jia)雜物(碳粒(li)、生料(liao)、鐵合金凝珠(zhu)及其他雜質)的含量不得(de)大于焊(han)劑質量分數的0.03%。
(6). 焊劑應有較低(di)的硫、磷含量,一般(ban)為 S: ≤0.06%,P: ≤0.08%.
(7). 焊劑對硫、磷、鐵銹、油及(ji)其他雜(za)質的敏感性要小,以(yi)保證焊縫中不產生裂紋和(he)氣孔(kong)等(deng)缺陷。
八、焊劑(ji)的使用及保管
埋弧焊用焊劑不能受(shou)潮(chao)、污(wu)染及摻入雜物,并應保(bao)持其(qi)顆粒(li)度。
焊劑(ji)的使用及保管應注意以下(xia)事項:
(1) . 熔(rong)煉焊(han)(han)(han)劑(ji)不吸潮,因(yin)此,可簡(jian)化其(qi)包裝、運輸與儲藏等過程(cheng)。非熔(rong)煉焊(han)(han)(han)劑(ji)極易吸水,這是引起焊(han)(han)(han)縫金屬產生(sheng)氣孔和氫裂紋的主要原(yuan)因(yin)。因(yin)此,出廠前經烘(hong)干的焊(han)(han)(han)劑(ji)應(ying)裝在防(fang)潮容器(qi)內(nei)并密封,運輸過程(cheng)應(ying)防(fang)止容器(qi)破損。
各種焊(han)劑應存放在(zai)干燥的庫房內,室溫5℃~50℃,不能放在(zai)高溫、高濕(shi)環境中。
(2). 焊(han)(han)劑的顆粒(li)度小于(yu)0.1mm時,粉(fen)(fen)塵大,影響(xiang)環境衛生,不能(neng)使用(yong);大于(yu)2.5mm時,不能(neng)很好(hao)地隔(ge)絕空氣(qi),以保護(hu)焊(han)(han)縫金屬,而且(qie)對合金元素過(guo)渡也會(hui)產生不良影響(xiang)。因(yin)此(ci),在儲運(yun)和(he)回收焊(han)(han)劑時,應防止焊(han)(han)劑結塊(kuai)和(he)粉(fen)(fen)化,以防止焊(han)(han)劑對焊(han)(han)接過(guo)程(cheng)的不利(li)影響(xiang)。
(3). 焊劑烘干參數:焊劑使(shi)用前,應(ying)按產品(pin)說明書所規定的溫度、時間(jian)進行烘干。熔(rong)煉焊劑通常(chang)在(zai)250℃~300℃烘干2小時;燒結焊劑通常(chang)在(zai)300℃~400℃烘干2小時。烘干時,焊劑應(ying)散(san)放,厚度不趟過5mm。
(4). 熔煉型焊(han)劑回收(shou)使用時(shi),應經過(guo)粗、細篩子過(guo)篩,并隨時(shi)添加新焊(han)劑,經充分攪拌均勻后再使用。

