药芯焊丝与实芯焊丝的区别[苍松教学]

1、 药芯焊丝的特点 生产效率与手工焊条相比，由于药芯焊丝采用了连续焊接方式，因此生产效率高;与实心焊丝相比，由于药芯焊丝焊接飞溅少、焊缝成形好，所以减少了清除飞溅与修磨焊缝表面的时间。 对钢材的适应性与实心焊丝相比，由于药芯焊丝一般是通过药芯过渡合金元素，因此可以像手工焊条那样方便地从配方中调整合金成分，以适应被焊钢材的要求。而实芯焊丝每调整一次合金成分，就要重新冶炼，其工序多，难控制，因此难以满足用量少而品种多的要求。而且有的合金钢实芯焊丝拉拔性能差，很难拉拔成所需的焊丝。此时药芯焊丝更显其独特之优点。 工人操作要求药芯焊丝对工人的操作水平要求低:与手工焊条比，省去了向下运条的操作;与实芯焊丝

2、比，其电流、电压适应范围宽。 使用成本与手工焊条及实芯焊丝相比，药芯焊丝本身的价格很高。但对于大型企业来讲，使用药芯焊丝后，生产周期缩短且焊缝质量容易保证，所以带来的综合效益是很高的。 抗潮性普通的药芯捍丝由于其制造形式的约束，在其钢皮的侧边有一条连续的缝隙。所以药芯焊丝在打开包装之后的搁置时间不能太长，以防吸潮过多而影响焊接质量。1.焊丝选用的要点焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部件的质量要求、焊接施工条件（板厚、坡口形状、焊接位置、焊接条件、焊后热处理及焊接操作等）、成本等综合考虑。焊丝选用要考虑的顺序如下。根据被焊结构的钢种选择焊丝对于碳钢及低合金金高强钢，主要是按“等强匹配”的原则，

3、选择满足力学性能要求的焊丝。对于耐热钢和耐候钢，主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致或相似，以满足对耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。根据被焊部件的质量要求（特别是冲击韧性）选择焊丝与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关，要在确保焊接接头性能的前提下，选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。根据现场焊接位置对应于被焊工件的板厚选择所使用的焊丝直径，确定所使用的电流值，参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验，选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。焊接工艺性能包括电弧稳定性、飞溅颗粒大小及数量、脱渣性、焊缝外观与形状等。对于碳钢及低合金钢的焊接（特别是半自动焊），主要是根据焊接

4、工艺性能来选择焊接方法及焊接材料。采用实芯焊丝和药芯焊丝进行气体保护焊的焊接工艺性能的对比见表1。实芯焊丝的选用（1）埋弧焊焊丝焊丝和焊剂是埋弧焊的消耗材料，从碳素钢到高镍合金多种金属材料的焊接都可以选用焊丝和焊剂配合进行埋弧焊接。埋弧焊焊丝的选用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和力学性能，可以采用一种焊剂（主要是熔炼焊剂）与几种焊丝配合，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、对焊缝性能的要求及焊接工艺参数的变化等进行综合分析之后，再决定所采用的焊丝和焊剂。1）低碳钢和低合金钢用焊丝低碳钢和低合金钢埋弧焊常用焊

5、丝有如下三类。低锰焊丝（如H08A）常配合高锰焊剂用于低碳钢及强度较低的低合金钢焊接。中锰焊丝（如H08MnA、H10MnSi）主要用于低合金钢焊接，也可配合低锰焊剂用于低碳钢焊接。高锰焊丝（如H10Mn2、H08Mn2Si）用于低合金钢焊接。2）低合金高强钢用焊丝低合金高强钢用焊丝含Mn 1%以上，含Mo 0.3%0.8%，如H08MnMoA、H08Mn2MoA，用于强度较高的低合金高强钢焊接。此外，根据低合金高强钢的成分及使用性能要求，还可在焊丝中加入Ni、Cr、V及RE等元素，提高焊缝性能。强度级别590MPa级的焊缝金属多采用Mn-Mo系焊丝，如H08MnMoA、H08Mn2MoA、H

6、10Mn2Mo等。强度级别690780MPa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，可采用含Ni的焊丝，如H08CrNi2MoA等。焊接强度级别690MPa级以下的钢种时，可采用熔炼焊剂和烧结焊剂。焊接强度级别780MPa级高强度钢时，为了得到高韧性，除了选用适当的焊丝，最好采用烧结焊剂。埋弧焊实芯焊丝的力学性能、特点和用途见表2。表2埋弧焊实芯焊丝的力学性能、特点和用途不锈钢焊接时，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、H1Cr13、H1Cr17等焊丝，焊接铬、镍不锈钢时，可采用H0

7、Cr19Ni9、H0Cr19Ni9Ti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焊剂焊接不锈钢，我国仍以熔炼焊剂为主，但正在研制和推广使用烧结焊剂。（2）气体保护焊用焊丝1）TIG焊焊丝TIG焊接有时不加填充焊丝，被焊母材加热熔化后直接连接起来，有时加填充焊丝。由于保护气体为纯Ar，无氧化性，焊丝熔化后成分基本不发生变化，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，使焊缝成分与母材一致。TIG焊时焊接线能量小，焊缝强度和塑、韧性良好，容易满足使用性能要求。

8、2）MIG和MAG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气中加入适量O2或CO2，即成为MAG方法。焊接低合金钢时，采用Ar+5%CO2可提高焊缝的抗气孔能力。但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，以防止焊缝增碳。目前低合金钢的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的氧化性，应适当提高焊丝中Si、Mn脱氧元素的含量，其他成分可以与母材一致，也可以有若干差别。焊接高强钢时，焊缝中C的含量通常低于母材，Mn的含量则明显高于母材，这不仅为了脱氧，也是焊缝合金成分的要求。为了

9、改善低温冲击韧性，焊缝中的Si含量不宜过高。3）CO2焊焊丝CO2不活性气体，具有较强的氧化性，因此CO2焊所用焊丝必须含有较高的Mn、Si等脱氧元素。CO2焊通常采用C-Mn-Si系焊丝，如H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA等。CO2焊焊丝直径一般是：0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm等。焊丝直径1.2mm属于细丝CO2焊，焊丝直径1.6mm属于粗丝CO2焊。H08Mn2SiA焊丝是一种广泛应用的CO2焊焊丝，它有较好的工艺性能，适合于焊接500MPa（50kgf/mm2）级以下的低合金钢。对于强度级别要求更高的钢种，应采用焊丝成分中含有Mo

10、元素的H10MnSiMo等牌号的焊丝。（3）电渣焊焊丝电渣焊适用于中厚板和厚板焊接。电渣焊焊丝主要起填充金属和合金化的作用，低碳钢和低合金高强钢电渣焊常用焊丝的牌号见表3。铜及铜合金焊丝常用于焊接铜及铜合金，其中黄铜焊丝也广泛用于钎焊碳钢、铸铁及硬质合金刀具等。铜及铜合金的焊接，可以采用多种焊接方法，正确地选择填充金属，是获得优质焊缝的必要条件。用氧-乙炔气焊时应配合气焊熔剂共同使用。铜及铜合金焊丝的类型及化学成分见表5。常用铜及铜合金焊丝的牌号、型号及用途见表6。铝及铝合金焊丝广泛应用于铝合金氩弧焊及氧-乙炔气焊时作填充材料。焊丝的选择主要根据母材的种类、对接头抗裂性能、力学性能及耐蚀性等方

11、面的要求综合考虑。一般情况下，焊接铝及铝合金都采用与母材成分相同或相近牌号的焊丝，这样可以获得较好的耐蚀性；但焊接热裂倾向大的热处理强化铝合金时，选择焊丝则主要从解决抗裂性入手，这时焊丝的成分应与母材差别很大。铝及铝合金焊丝的类型及化学成分见表7。常用铝及铝合金焊丝的万分及用途见表8。5# 发表于 2009-10-21 16:55 | 只看该作者 3）铸铁焊丝铸铁焊丝主要用于气焊焊补铸铁。由于氧-乙炔火焰温度（小于3400）比电弧温度（6000）低很多，而且热量不集中，较适于灰口铸铁薄壁铸件的焊补。此外，气焊火焰温度低可减少球化剂的蒸发，有利于保证焊缝获得球墨铸铁组织。目前气焊用球铁焊丝主要有

12、加稀土镁合金和钇基重稀土的两种，由于钇的沸点高，抗球化衰退能力比镁强，更有利于保证焊缝球化，故近年来应用较多。铸铁焊丝的型号及化学成分见表9。铸铁焊补常用气焊焊丝的成分特点及用途见表10。堆焊层有较强的耐磨料磨损及耐腐蚀性，在800高温也能保持这些特性。用于泵的套筒和旋转密封环、磨损面板等药芯焊丝的焊接具有工艺性能好、焊缝质量好、对钢材的适应性强等优点，有着广阔的应用前景。药芯焊丝可用于焊接各种类型的钢结构，包括低碳钢、低合金高强钢、低温钢、耐热钢、不锈钢及耐磨堆焊等。所采用的保护气体有CO2和Ar+CO2两种，前者用于普通结构，后者用于重要结构。药芯焊丝适于自动或半自动焊接，直流或交流电流均

13、可。（1）低碳钢及高强钢用药芯焊丝低碳钢及高强钢用药芯焊丝的品种多、用量大，大多数为钛型渣系，焊接工艺性好，焊接生产率高，主要用于造船、桥梁、建筑、车辆制造等部门。低碳钢及低合金高强钢用药芯，焊丝品种较多（见表14），从焊缝强度级别上看，490MPa级和590MPa级的药芯焊丝已普遍使用；从性能上看，有的侧重于工艺性能，有的侧重于焊缝力学性能和抗裂性能，有的适用于包括向下立焊在内的全位置焊，也有的专用于角焊缝。（2）不锈钢用药芯焊丝不锈钢药芯焊丝具有工艺性能好、力学性能稳定、生产效率高等特点，国外近年来应用于石化、压力容器、造船和工程机械等行业。目前不锈钢药芯焊丝的品种已有20余种，除铬镍系不

14、锈钢药芯焊丝外，还有铬系不锈钢药芯焊丝。焊丝直径有0.8mm、1.2mm、1.6mm等，可满足不锈钢薄板、中板及厚板的焊接需要。所采用的保护气体多数为CO2，也可采用Ar+（20%50%）CO2的混合气体。（3）耐磨堆焊用药芯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，但是焊丝因含碳量和合金元素较多，对于加工制造。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，故采用药芯焊丝进行埋弧堆焊耐磨表面是种常用的方法，并已得到广泛应用。此外，在烧结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，可满足不同的堆焊要求。常用

15、的药芯焊丝CO2堆焊和药芯焊丝埋弧堆焊方法如下。细丝CO2药芯焊丝堆焊 焊接效率高，生产效率为手弧焊的34倍；而且，焊接工艺性能优良，弧稳定，飞溅小，脱渣容易，焊道成形美观。这种方法只能通过药芯焊丝过渡合金元素，多用于合金成分不太高的堆焊层。药芯焊丝埋弧堆焊 采用大直径（3.2、4.0）的药芯焊丝，焊接电流大，焊接生产率明显提高。当采用烧结焊剂时，还可通过焊剂过渡合金元素，使堆焊层得到更高的合金成分，其合金含量可在14%20%之间变化，以便得到不同的使用要求。该法主要用于堆焊轧制辊、送进辊、连铸辊等耐磨耐蚀部件。（4）自保护药芯焊丝自保护焊丝是指不需要外加保护气体或焊剂，就可进行电弧焊，从而获

16、得合格焊缝的焊丝。自保护药芯焊丝是把作为造渣、造气、脱氧作用的粉剂和金属粉置于钢皮之内，焊接时粉剂在电弧作用下变成熔渣和气体，起到造渣和造气保护作用，不用另加气体保护。自保护药芯焊丝的熔敷效率明显比焊条高，野外施焊的灵活性和抗风能力优于其他气体保护焊，通常可在四级风力下施焊。因为不需要保护气体，适于野外或高空作业，故多用于安装现场和建筑工地。自保护焊丝的焊缝金属塑、韧性，一般低于带辅助保护气体的药芯焊丝。自保护焊丝目前主要用于低碳钢焊接结构，不宜用于焊接重要结构。此外，自保护焊丝施焊时烟尘较大，在狭窄空间作业时要注意加强通风换气。 45所示，电位器RP的滑动点电位为送丝速度给定，引弧时，触点S

17、闭合，RP的滑动点电位比较低，送丝速度小；引弧成功后，S断开，提高了RP的滑动点电位，恢复了正常送丝速度。 值得注意的是，送丝速度太慢也不利，起动后焊丝不易与工件接触，等待时间太长，不利于操作，同时由于起弧失败，易造成返烧而烧毁导电嘴。慢送丝引弧与热起动引弧结合起来，往往能收到更好的效果。这时慢送丝的速度选用1.53m/min为宜。当电弧引燃之后应该立即转变为正常送丝速度，否则易造成引弧失败和引起焊接缺陷。这一转变常常依靠电弧继电器进行控制。32 CO2焊收弧时有什么问题？如何从设备和操作工艺上保证良好的收弧性能？当焊接电流较大时，在焊道结束的部位总要产生凹坑，称为火口。在焊接电流较小的短路过

18、渡焊中，火口较浅，一般不需要采取任何工艺措施，当火较大和较深时，除几何形状不良和影响焊接强度外，还极易产生裂纹和气孔等缺陷，所以，必须填满火口。另外，还要避免焊丝与工件粘合或焊丝与导电嘴粘合等。为此，目前常用的收弧技术有如下两种方法：1）在焊机控制电路中增加收弧控制电路，收弧动作程序如图46所示。焊接结束时，首先接通按钮开关，接通时间视填充火口的情况而定，何时填充饱满何时断开按钮。接通按钮时，焊接电流就切换成火口填充电流，该电流减小到焊接电流的60%70%，电弧电压按与电流相应的最佳匹配值减小。一般都以短路过渡形式填充火口。这时，移动焊枪使电弧沿火口的外沿行走，并逐渐缩小回转半径，直到中心停止

19、。为了防止焊丝与工件粘合，应该先停丝，利用送丝机的惯性减速送进，焊接电源延时大约0.3s（这时电流电压可以称为火口填充电压，还可以进一步降低，以便去掉焊丝端头的球滴）。2）如果焊机中没有收弧控制电路，则收弧动作程序如图47所示。这时可以采取多次停弧的方式填满火口，每次停弧12s。燃弧时间视火口大小来决定。断续焊接方法如图48所示。这时只是交替按压和释放焊枪按钮，而焊枪一直到弧坑填满之前始终停留在火口上。燃弧时间按图中-的次序逐渐缩短。33 药芯焊丝CO2焊有何优越性？CO2气体作为焊接保护气体有着突出的优点：它能良好地对焊接熔池起保护作用，在CO2气体中燃烧的电弧热效率高，因而焊丝熔化速度快，

20、母材熔深大，生产率高。但CO2气体保护焊又有其固有的缺点：焊接飞溅大、焊缝成形差。药芯焊丝CO2焊采用气渣联合保护的焊接方法克服了CO2气体保护焊的缺点，它有以下一些优点：由于药芯成分改变了纯CO2电弧气氛的物理、化学性质，因而飞溅小，且飞溅颗粒细，容易清除。又因熔池表面覆盖有熔渣，所以焊缝成形类似焊条电弧焊，比用纯CO2时美观。与焊条电弧焊相比，由于CO2电弧的热效率高，加上焊接电流密度比焊条电弧焊大（可达100A/mm2），所以焊丝熔化快，生产率可为焊条电弧焊的35倍。又由于熔深大，焊接坡口可以比焊条电弧焊时小，钝边高度则可以增大。在焊接角焊缝时药芯焊丝CO2焊的熔深可比焊条电弧焊大50%

21、左右，这既节省了填充金属的使用时，又可提高焊接速度。调整粉剂的成分就可焊接不同的钢种，而不像冶炼实芯焊丝那样复杂。在堆焊研究试验和生产中尤其方便。由于焊接熔池受到CO2气体和熔渣两方面的保护，所以抗气孔能力比实芯焊丝CO2电弧焊强。药芯焊丝CO2电弧焊焊缝成形示意图如图49所示。34 与实芯焊丝相比，药芯焊丝的结构有何特殊性？药芯焊丝是由08A冷轧薄钢带（经光亮退火）从轧机纵向折迭加粉后拉拔而成。截面形状种类繁多，但简单地可以分成两大类：简单断面的“O”形和复杂断面的折迭形。折迭形中又分为“T”形、“E”形、梅花形和中间填丝形等。“O”形断面的焊丝通常被称为管状焊丝。管状焊丝由于芯部不导电，电

22、弧容易沿四周的钢皮旋转，电弧稳定性较差；而折迭形焊丝因钢皮在整个断面上分布比较均匀，焊丝芯部亦能导电，所以电弧燃烧稳定，焊丝熔化均匀，冶金反应完善。药芯焊丝的芯部粉剂的成分和焊条的药皮类似，含有稳弧剂、脱氧剂、造渣剂和铁合金等，起着造渣保护熔池、渗合金、稳弧等作用。此外，药芯焊丝的质量对焊接过程的稳定性和焊缝质量有很大的影响。由于粉剂为各种成分的机械混合物，必须拌合均匀。沿焊丝长度，粉芯的致密度亦应均匀。否则，焊丝通过送丝滚轮时会被压扁造成送丝困难，引起焊接过程的不稳定。另外，焊丝外壳的接缝必须吻合紧密，在要求较高的场合，焊丝外壳接缝处需经焊接后或直接采用无缝钢管拉拔成丝，以免粉芯吸潮、影响使

23、用性能。焊丝拔制后还应有一定的刚度，以保障在软管中送丝畅通。35 药芯焊丝CO2电弧焊对焊接设备有什么特殊要求？与实芯CO2电弧焊相比，药芯焊丝CO2焊对送丝机提出了较高的要求。由于药芯焊丝是由薄钢皮卷成的，其刚性较差，焊丝体较软，因此，要求送丝滚轮的压力不能太大，太大会使得焊丝变形。为了增加送丝滚轮与焊丝接触面以增加送进力，通常配备两对主动送丝滚轮，甚至配备三对送丝滚轮。送丝机构上最好设置焊丝校直机构，焊丝盘也应采用开式。盘绕后的焊丝应曲率均匀，不应有局部弯曲等。其次，就药芯焊丝CO2焊接电弧而言，由于药芯材料的受热分解，改变了电弧气氛的物理化学性质，细化了熔滴尺寸。在药芯焊丝CO2气体保护

24、焊条件下，熔滴一般以小颗粒形态过渡。因此，对电源的动特性要求不高，可以采用等速送丝和水平外特性电源相配合的焊接设备。药芯焊丝CO2电弧焊要求的电弧电压在2535V之间，焊接电流在320700A之间（视焊丝直径而定）。此外，利用不同的粉剂成分来控制渣的粘度，不仅可以平焊，也可以进行全位置焊接。36 药芯焊丝电弧焊的焊接电流与电压有什么特点？在药芯焊丝电弧焊中焊接电流、电弧电压对焊缝几何形状的影响规律同实芯焊丝基本一致。表12为不同直径药芯焊丝稳定焊接时焊接电流、电弧电压常用范围。表13为中厚板在不同位置焊接时的焊接电流、电弧电压常用范围。应注意自保护药芯焊丝因各品种之间芯部组成物差异较大，稳定焊

25、接时的焊接工艺参数也有较大的差异，特别是电弧电压。如某种以多种氟化物组成的自保护药芯焊丝稳定焊接时的电弧电压范围为1318V，这在使用其他焊丝时几乎无法实现正常的焊接过程。37 我国的药芯焊丝标准有哪些？对药芯焊丝的化学成分与力学性能是怎样规定的？我国的药芯焊丝标准是参照美国焊接学会标准AWS制定的。我国的标准根据材料不同，可分为：碳钢药芯焊丝GB/T 100452002；低合金钢药芯焊丝GB/T 174931998；不锈钢药芯焊丝GB/T 178521999。碳钢药芯焊丝型号是根据其熔敷金属力学性能、焊接位置及焊丝类别特点等进行划分的。碳钢药芯焊丝型号编制方法示例如下：字母“E”表示焊丝、“

26、T”表示药芯焊丝，字母“E”后面的二位数表示熔敷金属的力学性能。第3位数表示推荐的焊接位置，其中“0”表示平焊和横焊位置，“1”表示全位置焊。短划线后面的数字表示焊丝的类别特点。字母M”表示保护气体为（75%80%）Ar CO2；当无字母“M”时，表示保护气体为CO2或自保护类型。字母“L”表示熔敷金属的冲击性能在-40时，其V形缺口冲击吸收功不小于27J；无“L”时表示焊丝熔敷金属的冲击性能符合一般要求。 低合金钢药芯焊丝型号编制方法大致与碳钢的相同，示例如下：示例中其他符号表示与碳钢焊丝的示例说明相同。国产碳钢和低合金钢用药芯焊丝的牌号、成分、性能和用途等如表14所示CO2电弧点焊是利用在

27、CO2气体中燃烧的电弧来熔化上下金属构件，从而在厚度方向上形成连接。在焊接过程中，焊枪不能移动，由于焊丝的熔化，在上板的表面形成一个铆钉的形状，因此也称之为CO2电铆焊，如图50所示。CO2电弧点焊主要用于连接薄板框架结构，其典型的接头形式如图51所示。与电阻点焊相比，CO2电弧点焊具有以下特点：1）不需要特殊的加压装置，焊接设备简单，电源功率较小，又是一种单面点焊的焊接方法，因此不受焊接场地的限制，使用方便、灵活。2）不受焊点距离和板厚的限制，适用性强。3）抗锈能力强，对工件表面质量要求不高。4）焊接质量好，焊点强度比电阻点焊高。5）对上下板之间的装配精度要求不太严格。39 点焊焊接工艺有何特点？