焊丝Word格式.docx

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埋弧焊接时,焊缝成分和性能主要是由焊丝和焊剂共同决定的。

另外,埋弧焊接时焊接电流大,熔深大,母材熔合比高,母材成分的影响也大,所以焊接规范变化时,也会给焊缝成分和性能带来较大影响。

埋弧焊焊丝的选择既要考虑焊剂成分的影响,又要考虑母材的影响。

为了得到不同的焊缝成分,可以采用一种焊剂（主要是熔炼焊剂）与几种焊丝配合F也可以采用一种焊丝与几种焊剂（主要是烧结焊剂）配合。

对于给定的焊接结构,应根据钢种成分、对焊缝性能的要求指标及焊接规范大小的变化等进行综合分析之后,再决定所采用的焊丝和焊剂。

低碳钢用焊丝由于焊缝中合金成分不多,故可采用焊丝渗合金,也可采用焊剂渗合金。

通过焊剂向焊缝中过渡时，有利于改善焊缝的抗热裂纹能力和抗气孔性能;

通过焊丝向焊缝中过渡时,有利于提高焊缝的低温韧性。

焊接低碳钢时多采用低碳焊丝（H08A等）,当母材含碳量较高或强度要求较高、而对焊缝韧性要求不高时,也可采用含碳量较高的焊丝,如H15A或H15Mn等。

高强度钢用焊丝根据对焊缝强度级别和韧性的要求,分别采用不同成分的焊丝。

590MPa级的焊缝多采用Mn-Mo系焊丝,如H08MnMoA、H08Mn2MoA、Hl0MnSiMoTi、H10Mn2Mo等；

690~780MPa级的焊缝多采用Mn-Cr-Mo系、Mn-Ni-Mo系或Mn-Ni,Cr-Mo系焊丝。

当对焊缝韧性要求较高时,往往采用含Ni的焊丝成分系统,如H08CrNi2MoA等。

焊接690MPa级以下的钢种时,可采用熔炼型焊剂和烧结型焊剂;

焊接780MPa级高强度钢时,为了得到高的韧性,最好采用烧结型焊剂。

因为熔炼型焊剂碱度较低,为提高韧性应提高焊剂碱度,但又会导致焊接工艺性能明显变坏,故熔炼型焊剂的应用受到限制。

Cr-Mo耐热钢用焊丝为保证焊缝成分与母材相接近，焊接Cr-Mo钢时多采用Cr-Mo系统的焊丝，如焊接1Cr-1/2Mo、21/4Cr-1Mo、5Cr-1/2Mo钢时，可分别采用H08CrMoA、H08Cr2MoA和H1Cr5Mo焊丝,所用的焊剂通常为熔炼型焊剂。

为了降低焊缝金属的回火脆性,已研制出了降低焊缝含P量的熔炼型焊剂和烧结型焊剂,同时严格限制焊丝中的P、S、Sn、Sb等有害杂质的含量。

低温钢用焊丝埋弧焊焊接低温钢的主要困难是如何保证低温韧性。

焊丝成分C、Si的含量要低些，P、S的含量要尽可能降低。

根据使用温度的不同,焊丝中可加入不同数量的Ni。

使用温度越低,加入的Ni要越多。

含Ni低时,Mn的含量可适当高些;

反之,Mn的含量要适当降低。

为消除回火脆性，还应加入0.3%左右的Mo。

其次,要采用碱度高的焊剂。

不锈钢用焊丝采用的焊丝成分要与被焊接的不锈钢成分基本一致。

焊接铬不锈钢时可采用H0Cr14、HlCr13、H1Crl7等焊丝;

焊接铬镍不锈钢时,可采用HoCr19Ni9、HoCr19Ni9Ti等焊丝;

焊接超低碳不锈钢时,应采用相应的超低碳焊丝,如H00Cr19Ni9等。

焊剂可采用熔炼型或烧结型,要求焊剂的氧化性要小，以减少合金元素的烧损。

目前国外主要采用烧结型焊剂，我国仍然以熔炼型焊剂为主,但正在研制和推广使用烧结型焊剂。

。

表面堆焊用焊丝为了增加耐磨性,或使金属表面获得某些特殊性能,需要从焊丝中过渡一定量的合金元素。

这类焊丝因含碳和合金元素较多,难于加加工制造,目前尚无批量生产的定型产品。

随着药芯焊丝的问世,这些合金元素可加入药芯中,且加工制造方便，故采用药芯焊丝来进行埋弧堆焊耐磨表面是一种可行的方法,并已得到广泛应用。

此外,在烧结型焊剂中加入合金元素,堆焊后也能得到相应成分的堆焊层,它与实芯或药芯焊丝相配合,可完成各种要求的堆焊。

2.气体保护焊用焊丝

气保焊方法分为：

惰性气体保护非熔化极焊接，简称TIG焊接；

惰性气体保护熔化极焊接,简称MIG焊接；

活性气体保护熔化极焊接,简称MAG焊接；

还有自保护焊接。

惰性气体主要采用Ar,，活性气体主要采用CO2。

TIG焊接时采用纯Ar；

；

MIG焊接时一般采用Ar+2%O2或Ar+5%CO2;

MAG焊接时采用CO2、CO2+Ar或CO2+Ar+O2。

采用纯CO2焊接时,飞溅较多,焊道外观成形不良,焊接薄板时难于操作。

为了改善CO2焊接的工艺性能,一是采用CO2+Ar混合气体；

二是采用药芯焊丝。

（1）TIG焊接用焊丝TIG焊接有时不加填充焊丝，被焊母材直接加热熔化后焊接起来；

有的加填充焊丝。

手工填丝为切成一定长度的焊丝,自动填丝时采用盘式焊丝。

由于保护气体为纯氩，无氧化性，焊丝熔化后成分基本不变化,所以焊丝成分即为焊缝成分。

也有的采用母材成分作为焊丝成分,使焊缝成分与母材相一致。

TIG焊接时线能量很小,焊缝强度和塑韧性都优良,很容易满足各方面的性能要求。

（2）MIG和MAG焊接用焊丝MIG方法主要用于焊接不锈钢等高合金钢。

为了改善电弧特性,在Ar气中混入适量O2或CO2,即成为MAG方法。

焊接超低碳不锈钢时不能采用Ar+5%CO2混合气体;

只可采用Ar+2%O2混合气体,以防焊缝增碳,但是焊接低合金钢时,宜采用Ar+5%CO2,以便提高焊缝的抗气孔能力。

由于Ar较昂贵,现在低合金钢的MIG焊接正在逐步被Ar+20%CO2的MAG焊接所取代。

MAG焊接时由于保护气体有一定氧化性,使某些易氧化的合金元素烧损掉,故应适当提高焊丝中Si、Mn等脱氧元素的含量,其他成分可以与母材相一致,也可以有若干差别。

如焊接高强度钢时,焊缝中C的含量通常低于母材,Mn的含量往往明显高于母材,这不仅为了脱氧,也是焊缝合金成分的要求。

这种成分有利于提高焊缝强度,且很少降低塑性和韧性。

另外,为了改善低温韧性,焊缝中硅的含量不宜过高。

（3）CO2焊接用焊丝

CO2焊接时,由于电弧的热作用,CO2气体中分解出原子氧,具有强烈的氧化性质,CO2本身也是一种活性气体,具有一定的氧化性能。

氧化反应的结果,导致合金元素大量烧损。

所以CO2焊接用焊丝成分中应有足够数量的脱氧剂,如Si、Mn、Ti等。

如果合金量不足,脱氧不充分,将导致焊缝中产生气孔,焊缝力学性能,特别是韧性将明显下降。

采用CO2焊接薄板或立焊、仰焊时,焊接电流很小,熔滴呈短路过渡；

当焊接厚板或平焊、角焊时,焊接电流大,熔滴呈滴状过渡。

在第二种情况下,熔滴中的合金元素容易烧损,故焊丝中除加入Si、Mn脱氧元素外,还要加入Ti、Zr、Al等强脱氧剂。

由于Ti等的加入,熔滴细化、电弧稳定、飞溅减小,焊接工艺性能变好。

在我国CO2焊接已得到广泛应用,主要是焊接低碳钢及低合金结构钢,最常用的焊丝是H08Mn2Si和H08Mn2SiA,该焊丝的工艺性能较好,飞溅不大,抗气孔性能良好,焊缝力学性能可达到国标及美国标准中规定的要求。

适于C02焊接的焊丝还有H10MnSi、H10MnSiMo、H30CrMnSi等,可根据被焊钢种成分及对焊缝的性能要求进行选用。

（4）自保护焊接用实芯焊丝

它是利用焊丝中所含有的合金元素在焊接过程中进行脱氧、脱氮,以消除从空气中进入焊接熔池内的氧和氮的不良影响。

为此,除提高焊丝中C、Si、Mn的含量外,还要加入强脱氧元素Ti、Zr、A1、Ce等。

这种焊丝在前苏联研究较早,并有应用。

我国虽然也做了不少研究工作,但尚未正式用于焊接产品。

2.3.3药芯焊丝

药芯焊丝也称粉芯焊丝或管状焊丝。

50年代初期,首先在西欧研制了这种焊接材料。

60年代美国研制成功了低碳钢和490MPa级钢用直径为2.0~2.4mm的药芯焊丝,并在生产中得到应用。

我国在60年代已制造出直径在2.4mm以上的药芯焊丝,但由于焊机送丝辊轮压力大,焊丝易压扁等问题,阻碍了药芯焊丝的推广应用。

80年代中期,我国从国外引进了细直径药芯焊丝成套生产设备,使我国的药芯焊丝生产由粗丝扩展到细丝,解决了药芯焊丝推广应用中存在的问题,因而使我国的药芯焊丝生产得到了大的发展,正在逐步扩大使用。

近几年来全位置焊接用细直径药芯焊丝的用量急剧增加,这类焊丝为钛型渣系,焊接工艺性能好,过去实芯焊丝解决不了的问题,如飞溅大、成形差、电弧硬等缺点,采用细直径药芯焊丝焊接时都不存在了。

1.药芯焊丝的种类和特性

根据焊丝结构,药芯焊丝可分为有缝焊丝和无缝焊丝。

后一种形式的焊丝可以镀铜,性能良好,成本又低,已成为今后的发展方向;

根据保护气体的有无,可分为气体保护焊丝和自保护焊丝;

根据其内层填料中有无造渣剂,又可分为"

药粉型"

（有造渣剂）焊丝和"

金属粉型"

（无造渣剂）焊丝;

按照渣的碱度,可分为钛型（酸性渣）、钙钛型（中性或弱碱性渣）和钙型〈碱性渣〉焊丝。

一般说来,钛型渣系的焊道成形美观,全位置焊接时工艺性能优良,电弧稳定,飞溅很少;

但焊缝的韧性和抗裂性能较差。

与此相反,钙型渣系的焊缝韧性和抗裂性能优良,而焊道成形和焊接工艺性能稍差。

钙钛型渣系介于上述两者之间。

"

药芯焊丝的焊接工艺性能类似于实芯焊丝,其熔敷效率和抗裂性能优于"

焊丝粉芯中大部分是金属粉（铁粉、脱氧剂等）,还加入了特殊的稳弧剂,这可保证焊接时造渣少、效率高、飞溅少、电弧稳定等特点。

另外,焊缝扩散氧含量低,抗裂性能得到改善。

据统计,采用"

焊丝施焊时,其造渣量为"

焊丝的1/3,故不进行除渣就可连续多层焊接（3~4层）,焊接生产率得到提高。

上述"

药芯焊丝和"

药芯焊丝的焊接特性,汇总于表2-30。

表2-30“药粉型”药芯焊丝和“金属粉型”药芯焊丝的焊接特性

项目

填充粉类型

钛型

钙钛型

钙型

“金属粉”型

工艺性能

焊道外观

焊道形状

电弧稳定性

熔滴过渡

飞溅量

熔渣覆盖性

脱渣性

烟尘量

美观

平滑

良好

细小滴过渡

粒小，极少

一般

稍凸

滴状过渡

粒小，少

稍差

稍多

粒大，多

差

多

渣极少

少

焊接性能

缺口韧性

扩散量（ml/100g）

含氧量（ppm）

抗裂性能

X射线检查

抗气孔性能

2~10

600~900

2~6

500~700

优

1~4

450~650

1~3

600~700

熔敷效率

70%~90%

70%~85%

90%~95%

备注

低电流时短路过渡

药芯焊丝的优点很多，主要有如下几方面：

1）飞溅小由于药芯焊丝中加入了稳弧剂，电弧燃烧稳定,熔滴呈滴状均匀过渡,故焊接时飞溅很少，且飞溅颗粒细小,在钢板上粘不住,很容易清除。

2）焊缝成形美观在焊道成形方面,熔渣起着重要作用。

实芯焊丝施焊时无法依靠渣起作用,仅依靠熔融金属自身的黏性和表面张力形成焊道,故表面形状不良。

药芯焊丝焊接时,能形