焊接材料及選用

Presentedby@Feng金屬熔焊原理及材料焊接金屬熔焊原理及材料焊接——第四章焊接材料及選用Contents目錄1.1焊條的組成及作用1.2焊條的分類焊絲2焊條12.1焊絲的作用及分類2.3焊接熔渣焊劑33.1焊劑的作用及分類3.2焊劑的型號與牌號3.3焊劑的選用及保管其他焊接材料41.3焊條的型號1.4焊條的型號2.2實(shí)心焊絲1.5常用焊條型號與牌號的對照1.4焊條的選用及管理2.3藥芯焊絲4.1焊接用氣體的性質(zhì)4.2鎢極4.3氣熔焊劑從資源、環(huán)保、運(yùn)輸、勞力等方面考慮：我國焊接材料的發(fā)展應(yīng)逐步限制焊條的產(chǎn)量，加快焊絲，特別是藥芯焊絲的增長速度！重視焊接新材料的開發(fā)?。–O2焊接電源和自動(dòng)化弧焊設(shè)備,甚至焊接物理的發(fā)展亦要相應(yīng)發(fā)展）CO2氣體保護(hù)焊使用量迅速增加；焊接機(jī)械化自動(dòng)化技術(shù)改造加快；焊接機(jī)器人的數(shù)量在汽車、汽車零部件、機(jī)車車輛等制造業(yè)中明顯增多；使焊接自動(dòng)化率有所提高！近七年來焊接存在的

主要問題長期對焊接產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計(jì)工作不重視缺乏明確的全國焊接技術(shù)發(fā)展規(guī)劃全國焊接生產(chǎn)水平的發(fā)展不均衡焊條產(chǎn)量偏高、優(yōu)質(zhì)品種少、研發(fā)實(shí)力弱焊接機(jī)械化自動(dòng)化總體水平低，焊接機(jī)器人、焊接專機(jī)、變位機(jī)的用量少電焊機(jī)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，集團(tuán)化差，企業(yè)開發(fā)能力弱焊接技術(shù)人員和焊工的教育與培訓(xùn)沒有形成完整統(tǒng)一的體系，與國際接軌的進(jìn)程慢仍將是制造業(yè)的重要加工工藝，它是一種精確、可靠、低成本，并且是采用高科技連接材料的方法。目前還沒有其它方法能夠比焊接更為廣泛地應(yīng)用于金屬的連接，并對所焊的產(chǎn)品增加更大的附加值。美國與德國專家對21世紀(jì)焊接技術(shù)發(fā)展的預(yù)測：焊接（到2030年）專家還認(rèn)為接、切割、涂敷工藝，現(xiàn)在以及將來，都是具有最大可能成功地將各種材料加工成可投入市場的產(chǎn)品的首選方法。焊接不應(yīng)再是一種“應(yīng)召產(chǎn)業(yè)”，它將逐步集成到產(chǎn)品的全壽命過程，從設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造到維修、再循環(huán)的各個(gè)階段。焊接將被認(rèn)為對改善產(chǎn)品全壽命的成本、質(zhì)量和可靠性是至關(guān)重要的手段，而且對提高產(chǎn)品的市場競爭力有重要貢獻(xiàn)。焊條是焊條電弧焊用的焊接材料。焊條電弧焊時(shí)，焊條即做電極，又作填充金屬熔化后與母材熔合形成的焊縫。1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊條1.1

焊條的組成及應(yīng)用焊條=焊芯+藥皮常用的焊條直徑（即焊條芯的直徑）為2.5～6mm，長度在350～450mm。夾持部分約一般占總長度的1/16。10大類（或11大類）焊條，構(gòu)造相同。

1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊芯藥皮焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊芯的作用1.傳導(dǎo)焊接電流；2.焊芯本身熔化作為填充金屬。壓涂在焊芯表面的涂料層稱為藥皮。焊條藥皮是由各種礦物類、鐵合金、金屬類、有機(jī)物類及化工產(chǎn)品等原料組成。藥皮的作用1.機(jī)械保護(hù)作用2.冶金處理滲合金作用3.改善焊接工藝性能

焊條種類

所用焊芯

低碳鋼焊條

低合金高強(qiáng)鋼焊條

低合金耐熱鋼焊條

不銹鋼焊條

堆焊用焊條

鑄鐵焊條

有色金屬焊條

低碳鋼焊芯(H08A等)

低碳鋼或低合金鋼焊芯

低碳鋼或低合金鋼焊芯

不銹鋼或低碳鋼焊芯

低碳鋼或合金鋼焊芯

低碳鋼、鑄鐵、非鐵合金焊芯

有色金屬焊芯GB/1495.7-1999《焊接用鋼絲》和GB／17854—1999《焊接用不銹鋼絲》的規(guī)定，用于焊芯的專用的金屬絲(稱焊絲)分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼3類。鑄鐵與有色金屬焊絲尚無國家標(biāo)準(zhǔn)。

不同種類焊條所用焊芯1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料原料名稱作用穩(wěn)弧劑成型劑粘結(jié)劑合金劑脫氧劑造氣劑造渣劑K，C0，Na，C0，長石，大理石，鈦白粉，鈉水玻璃，鉀水玻璃改善引弧性能，提高電弧穩(wěn)定性菱苦土、白云石、纖維素、大理石造成一定量的氣體，隔絕空氣，保護(hù)焊接熔滴和熔池大理石、螢石、菱苦土、長石、錳礦、鈦鐵礦、鈦白粉、金紅石造成具有一定物理-化學(xué)性能的熔渣保護(hù)焊縫，并與液態(tài)金屬發(fā)生冶金反應(yīng)。錳鐵、硅鐵、鉻鐵、鉬使焊縫金屬獲得必要的合金成分錳鐵、硅鐵、鈦鐵、鋁粉、石墨降低電弧氣氛和熔渣的氧化性，去除金屬中的氧白泥、云母、鈦白粉、纖維素使藥皮具有一定塑性，彈性和流動(dòng)性，便于擠壓在焊條芯上鉀水玻璃、鈉水玻璃將藥皮牢固的粘在焊條芯上。1.2.焊條的分類分類方法

類別名稱

電源種類

按藥皮成分分類

不定型不規(guī)定

氧化鈦型交、直流

鈦鈣型交、直流

鈦鐵礦型交、直流

氧化鐵型交、直流

纖維素型交、直流

低氫鉀型交、直流

低氫鈉型直流

石墨型交、直流

鹽基型直流1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料分類方法

類別名稱

特征字母及表示法

按焊條用途分類

結(jié)構(gòu)鋼焊條J×××鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條R×××

不銹鋼焊條G×××A×××

堆焊焊條D×××

低溫鋼焊條W×××

鑄鐵焊條Z×××

鎳和鎳合金焊條Ni×××

銅和銅合金焊條T×××

鋁和鋁合金焊條L×××

特殊用途焊條TS×××分類方法

類別名稱電源種類

按熔渣酸堿性分類

酸性焊條

堿性焊條

按焊條性能分類

超低氫焊條

低塵低毒焊條

立向下焊條

底層焊條

鐵粉高效焊條

抗潮焊條

水下焊條

重力焊條

躺焊焊條

酸性焊條和堿性焊條1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1、酸性焊條藥皮中含有大量酸性造渣物（TiO2、SiO2

等）。酸性焊條能交直流兩用，焊接工藝性能較好，但焊縫的力學(xué)性能，特別是沖擊韌度較差，適用于一般低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，是應(yīng)用最廣的焊條。2、堿性焊條藥皮中含有大量堿性造渣物（CaO、Na2O等）。堿性焊條脫硫、脫磷能力強(qiáng)，焊接接頭含氫量很低，故又稱為低氫型焊條。堿性焊條的焊縫具有良好的抗裂性和力學(xué)性能，但工藝性能較差，一般用直流電源施焊，主要用于重要結(jié)構(gòu)（如鍋爐、壓力容器和合金結(jié)構(gòu)鋼等）的焊接。1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料酸性焊條

堿性焊條1、對水、鐵銹的敏感性不大，使用前經(jīng)100～150℃烘焙1h

2、電弧穩(wěn)定，可用交流或直流施焊

3、焊接電流較大4、可長弧操作

5、合金元素過渡效果差

6、熔深較淺，焊縫成形較好

7、熔渣呈玻璃狀，脫渣較方便8、焊縫的常、低溫沖擊韌度一般

9、焊縫的抗裂性較差

l0、焊縫的含氫量較高，影響塑性

11、焊接時(shí)煙塵較少1、對水、鐵銹的敏感性較大，使用前經(jīng)300～350℃烘焙l～2h

2、須用直流反接施焊；藥皮加穩(wěn)弧劑后，可交、直流兩用施焊

3、同規(guī)格酸性焊條約小10％左右

4、須短弧操作，否則易引起氣孔

5、合金元素過渡效果好

6、熔深稍深，焊縫成形一般

7、熔渣呈結(jié)晶狀，脫渣不及酸性焊條

8、焊縫的常、低溫沖擊韌度較高

9、焊縫的抗裂性好

10、焊縫的含氫量低

11、焊接時(shí)煙塵稍多1.3

焊條的型號以結(jié)構(gòu)鋼為例:型號編制法為字母“E”表示焊條，第一、二位表示熔敷金屬最小抗拉強(qiáng)度，第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，第三、四位數(shù)字表示焊接電流種類及藥皮類型。1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊條的型號是按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)確定的。1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料我國現(xiàn)行有關(guān)焊條的國家標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下各項(xiàng):GB/T5117—2012非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條GB/T5118—2012熱強(qiáng)鋼焊條GB/T32533—2016高強(qiáng)鋼焊條GB/T983—2012不銹鋼焊條GB/T3965—2012熔敷金屬中擴(kuò)散氫測定方法GB/T13814—2008鎳及鎳合金焊條GB/T10044—2006鑄鐵焊條及焊絲GB/T984—2001堆焊焊條GB/T3669—2001鋁及鋁合金焊GB/T5117—2012規(guī)定了非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條的型號、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法及檢驗(yàn)規(guī)則等內(nèi)容GB/T5117—2012適用于抗拉強(qiáng)度低于570MPa的非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條。GB/T5117—2012明確規(guī)定了焊條型號按熔敷金屬力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置、電流類型、熔敷金屬化學(xué)成分和焊后狀態(tài)等進(jìn)行劃分。E 43 0 3表示焊條藥皮為鈦型，并可采用交流或直流正、反接表示焊條適用于全位置焊接表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值表示焊條完整的焊條型號舉例如下：1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊條藥皮類型代號1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料續(xù)表：1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料以結(jié)構(gòu)鋼為例：牌號，編制法。JXXX,J為結(jié)構(gòu)鋼焊條，第3個(gè)數(shù)字，代表藥皮類型，焊接電流要求；第1、2數(shù)：代表焊縫金屬抗拉強(qiáng)度。1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1.4

焊條的牌號焊條牌號是由焊條生產(chǎn)廠家制定的。屬于同一藥皮類型，符合相同焊條型號、性能的產(chǎn)品統(tǒng)一命名為同一個(gè)牌號。焊條牌號第三位數(shù)字的含義焊條牌號藥皮類型焊接電源種類口××0不定型不規(guī)定口××1氧化鈦型交流或直流口××2鈦鈣型交流或直流口××3鈦鐵礦型交流或直流口××4氧化鐵型交流或直流口××5纖維素型交流或直流口××6低氫鉀型交流或直流口××7低氫鈉型直流口××8石墨型交流或直流口××9鹽基型直流1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1.5

常用焊條型號與牌號的對照序號型號牌號序號型號牌號1E4303J42210E5003-1M3R1022E4311J42511E5015-1M3R1073E4316J42612E5503-CMR2024E4315J42713E5515-CMR2075E5003J50214E5515-1CMR3076E5016J50615E5514-2CMWVBR3477E5015J50716E6215-2C1MR4078E5015-GJ507MoNb、J507NiCu17E5515-N5R707Ni9E5515-GJ557、J557Mo、J557MoV18E5516-N7W906Ni1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1.6

焊條的管理1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料計(jì)劃采購一級庫待驗(yàn)區(qū)復(fù)驗(yàn)一級庫定額發(fā)料二級庫烘干發(fā)放保溫筒領(lǐng)用焊條頭剩余焊條退貨降級使用

藥芯焊絲1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料2.焊絲焊絲是焊接時(shí)作為填充金屬或同時(shí)用來導(dǎo)電的金屬絲。它是埋弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊與氣焊的主要焊接材料。焊絲的作用及分類：1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料按照適用的焊接方法按照焊絲的形狀結(jié)構(gòu)按照適用的金屬材料埋弧焊焊絲CO2焊焊絲鎢極氬弧焊焊絲自保焊焊絲電渣焊焊絲實(shí)心焊絲藥芯焊絲活性焊絲低碳鋼低合金鋼焊絲硬質(zhì)合金堆焊焊絲鋁、銅與鑄鐵焊絲實(shí)芯焊絲1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料(一)埋弧焊用實(shí)心焊絲123低錳焊絲

含Mn0.2%～0.8%中錳焊絲

含Mn0.8%～1.5%高錳焊絲

含Mn1.5%～2.2%4Mn—Mo焊絲

含Mn1%以上（二）CO2焊實(shí)心焊絲（三）其他用途的實(shí)心焊絲1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1.非鐵金屬及鑄鐵焊絲...... 根據(jù)橫截面形狀分：1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料藥芯焊絲的特點(diǎn)：1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料綜合成本低焊絲制造過程復(fù)雜焊接工藝性能焊絲熔覆速度快焊接適應(yīng)性強(qiáng)藥芯焊絲的特點(diǎn)3.焊劑焊接時(shí)，能夠熔化形成熔渣的和氣體，對熔化金屬起保護(hù)作用并進(jìn)行復(fù)雜的冶金反應(yīng)的顆粒狀物質(zhì)叫焊劑。1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊劑的作用及分類：1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料按制造方法分類熔煉焊劑非熔煉焊劑按焊劑化學(xué)成分分類按氧化物性質(zhì)分按SiO2含量分按MnO含量分按CaF2含量分1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料按SiO2含量分3低硅焊劑焊劑含SiO2＜10%2中硅焊劑焊劑含SiO210～30％1高硅焊劑焊劑含SiO2＞30%LOREMIPSUMDOLOR1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料按MnO含量分2中錳焊劑含MnO15～30%3低錳焊劑含MnO2～5%1高錳焊劑含氧化錳MnO＞30%4無錳焊劑不加MnO，焊劑中 MnO是混入的雜質(zhì)MnO＜2%1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料按CaF2含量分3低氟焊劑含CaF2＜10%2中氟焊劑含CaF210～30%1高氟焊劑含CaF2＞30%以硅酸鹽為主SiO2>30%，SiO2高有通過焊劑向焊縫里過渡硅作用。高硅焊劑又可分為高硅高錳焊劑，高硅中錳焊劑、高硅低焊劑、高硅無錳焊劑1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料(一)熔煉焊劑１.高硅焊劑高硅高錳焊劑高硅中錳焊劑高硅低焊劑高硅無錳焊劑２.中硅焊劑含SiO2數(shù)量較低，CaO·(FeO)·MgO量較多，堿度較高屬于弱氧化性焊劑。中硅焊劑配合適當(dāng)焊絲焊接合金結(jié)構(gòu)鋼，弱氧化性中硅焊劑，焊縫金屬含Ｈ量高，抗冷裂紋能力弱。在中硅焊劑中加相當(dāng)數(shù)量FeO，氧化性Ｈ這種焊劑為中硅氧化性焊劑，焊縫金屬中又具有相當(dāng)高的韌性，用于焊接高強(qiáng)鋼。1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊劑對基本金屬無氧化作用，配合相應(yīng)焊絲，焊接高合金鋼如：不銹鋼等３.低硅焊劑1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊劑由MgO·CaF2·Al2O3·CaO組成MgO·CaF2·Al2O3·CaO(二)燒結(jié)焊劑“SJ”系列燒結(jié)焊劑是采用硅酸鹽、碳酸鹽、金屬氧化物、氟化物及鐵合金、純金屬等粉劑按照焊接冶金要求配成不同酸堿度焊劑。通過成粒，低溫干燥和高溫?zé)Y(jié)等工藝制成燒結(jié)型焊劑。燒結(jié)型焊劑不但具有優(yōu)良的焊接工藝，最大的有點(diǎn)是通過焊劑向焊縫金屬中滲合金，從而降低了對焊絲化學(xué)成分的成本，是當(dāng)前世界上廣泛采用的一種新型焊接材料。

1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料燒結(jié)焊劑與熔煉焊劑相比具有下列優(yōu)、缺點(diǎn)吸濕性大，易增加焊縫含氫量，必須焊前烘干對焊接參數(shù)變動(dòng)敏感，會(huì)引起焊縫化學(xué)成分不均勻抗氣孔能力比熔煉焊劑強(qiáng)加合金劑，合金化強(qiáng)燒結(jié)焊劑中加脫氧劑，脫氧充分。熔煉焊劑中則不能加脫氧劑生產(chǎn)成本低、節(jié)能、生產(chǎn)效率高焊劑型號編制方法1.國標(biāo)GB/T5293-1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》HJX1X2X3—Hxxx焊絲牌號拉伸試樣和沖擊試樣的狀態(tài)埋弧焊用碳鋼焊劑焊縫金屬的拉伸力學(xué)性能焊縫金屬?zèng)_擊功AK≥27J時(shí)的最低實(shí)驗(yàn)溫度1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料1.牌號前加“HJ”兩字表示埋弧焊及電渣焊用熔煉型、燒結(jié)型、陶質(zhì)焊劑。2.牌號第一數(shù)字表示焊劑中MnO含量1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料HJ１××無錳HJ２××低錳HJ３××中錳HJ４××高錳HJ５××陶質(zhì)型HJ６××燒結(jié)型HJ７××待發(fā)展3.牌號第２位數(shù)字表示焊劑中氧化硅氟化鈣含量1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料HJ×１×低硅低氟HJ×３×高硅低氟HJ×５×中硅中氟HJ×７×低硅高氟HJ×２×中硅低氟HJ×４×低硅中氟HJ×６×高硅中氟HJ×９×待發(fā)展HJ×８×中硅高氟1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料4.牌號第三位數(shù)字表示同一類型焊劑的不同牌號按０、１、２、３、４、５、６、７、８、９順序排列5.對同一牌號焊劑生產(chǎn)兩種粒度時(shí)，在細(xì)粒產(chǎn)品后加一個(gè)細(xì)字例如、HJ４３１表示埋弧焊及電渣焊所用焊劑，高錳高硅低氟型4其他焊接材料：1.焊接用氣體2.鎢極氣焊溶劑1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料焊接用氣體1焊條3焊劑2焊絲4其他焊接材料4.1焊接用氣體分類1焊條3焊劑2焊絲4其他焊