焊接材料使用指导书

1、焊接材料使用指导书目录焊剂工艺性能及质量的要求 TOC o 1-5 h z 1.1对焊剂的一般要求21.2对电渣焊用焊剂的要求3低碳钢埋弧焊焊剂与焊丝的选配4低合金钢埋弧焊焊剂与焊丝的选配53.1低合金高强钢焊剂与焊丝的选配53.2耐热钢焊剂与焊丝的选配63.3低温钢埋弧焊焊剂与焊丝的选用73.4耐候钢、耐海水腐蚀用钢焊剂及焊丝的选配8电渣焊焊剂及焊配84.1碳钢电渣焊焊剂与焊丝的选配94.2低合金高强钢电渣焊焊剂与焊丝的选配9 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 焊条的选配与应用11 HYPERLINK l bookmark54 o Curre

2、nt Document 焊条、焊丝、焊剂烘干时间及烘干温度11此工艺主要用于钢结构钢板焊接作业指导，主要讲述焊剂、焊丝、焊条的选 配及选配工艺要求焊剂的焊接工艺性能和化学冶金性能是决定焊缝金属化学成分和性能的主要 因素之一，采用同样的焊丝和同样的焊接参数，而配用的焊剂不同，所得焊缝的 性能将有很大的差别。一种焊丝可与多种焊剂合理的组合，无论是在低碳钢还是 在低合金钢上都有这种合理的组合。一、对焊剂工艺性能及质量的要求对焊剂的一般要求1）焊剂应具有良好的冶金性能，焊接时配以适当的焊丝和合理的焊接工艺， 焊缝金属应能得到适宜的化学成分和良好的力学性能（与母材相适应的强度和较 高的塑性、韧性）以及较

3、强的抗冷裂纹和热裂纹的能力。2）焊剂应具有良好的工艺性、电弧燃烧稳定、熔渣具有适宜的熔点、黏度和 表面张力。焊道与焊道间及焊道与母材间充分熔合，过渡平滑没有明显咬边，脱 渣容易，焊缝表面成形良好，以及焊接过程中产生的有害气体少。3）焊剂要有一定的颗粒度，并且应有一定的颗粒强度，以利于多次回收使用。 焊剂的颗粒度分为两种：普通颗粒度焊剂的粒度为2.50.45mm（840目），用于 普通埋弧焊和电渣焊；细颗粒度焊剂的粒度为1.250.28mm （1460目），适 用于半自动或细丝埋弧焊。其中小于规定粒度60止以下的细颗粒不大于5%，规 定粒度14目以上的粗颗粒不大于2%。4）焊剂应有较低的含水量和

4、良好的抗潮性，出厂焊剂含水量的质量分数不得 大于0.10%,焊剂在温度25C、相对湿度70%的环境条件下，放置24h,其吸潮率不 应大于0.15%。5）焊剂中机械夹杂物（碳粒、生料、铁合金凝珠及其他杂质）的含量不得大 于焊剂质量分数的0.30%；6）焊剂应有较低的S、P含量，一般为S0.06%,P0.08%。对电渣焊用焊剂的要求对于电渣焊用焊剂，为了使电渣过程能稳定进行并能得到良好的焊接接头， 还应有以下特殊要求。1）熔渣的电导率应适宜。若电导率过低，焊接无法进行；若电导率过高，电 阻热过低，影响电渣焊过程的顺利进行。2）熔渣的黏度应适宜。黏度过小，流动性过大，易造成熔渣和金属流失，使 焊接过

5、程中断；黏度过大、熔点过高，易形成咬边和夹渣。3）熔渣的开始蒸发温度应合适。熔渣开始蒸发的温度取决于熔渣中最易蒸发 的成分，例如氟化物的沸点低，使熔渣的开始蒸发温度降低，易产生电弧，导致 电渣焊过程的稳定性降低，并易产生飞溅。通常情况下，焊剂中的SiO含量增多时，电导率降低，黏度增大；氟化物和2TiO增多时，电导率增大，黏度降低。要获得高质量的焊接接头，焊剂除符合以 2上要求外，还必须针对不同的钢种选用合适牌号的焊剂及配用焊丝。通常主要根 据被焊钢材的类别及对焊接接头性能的要求来选择焊丝，并选择适当的焊剂相配 合。一般情况下，对低碳钢、低合金高强钢的焊接，应选用与母材强度相匹配的 焊丝；对耐热

6、钢、不锈钢的焊接，应选用与母材成分相匹配的焊丝；堆焊时应根 据对堆焊层的技术要求、使用性能等，选择合金系统及相近成分的焊丝并选用合 适的焊剂。还应根据所焊产品的技术要求（如坡口和接头形式、焊后加工工艺等） 和生产条件，选择合适的焊剂与焊丝的组合，必要时应进行焊接工艺评定，检测 焊缝金属的力学性能、耐腐蚀性、抗裂性以及焊剂的工艺性能，以考核所选焊接 材料是否合适。二、低碳钢埋弧焊焊剂与焊丝的选配选用高锰高硅低氟焊剂时，配合H08A或H08E，目前常用的为H08A+HJ431 （HJ430、HJ433、HJ434）组合。焊剂中的MnO和SiO2在高温下与Fe反应，Mn和Si得以还原，过渡到焊接熔池

7、中，冷却时起脱氧剂和合金剂的作用，保证焊 缝金属的力学性能。其中HJ431与HJ430相比，电弧稳定性改善，但抗锈能力和 抗气孔能力降低；HJ433含CaF2；较低、Si）2较高，有较高的熔化温度及黏度， 焊缝成形好，适宜薄板的快速焊接；HJ434由于加入了 TiO2，且CaO和CaF2含量 略高，其抗锈能力、脱渣性更好。选用中锰、低锰或无锰的高硅低氟焊剂时，应选配含锰较高的焊丝，才能保 证在焊接过程中有足够数量的锰、硅过渡到熔池，保证焊缝脱氧和力学性能。常 用的焊丝与焊剂的组合有：（H08MnA、H08Mn2、H10Mn2Si、H10Mn2） + （HJ330、 HJ230、 HJ130）。

8、近几年由于烧结焊剂的快速发展以及独特的优越性，在焊接生产中的应用逐 渐扩大，如SJ301、SJ401等与焊丝H08A配合焊接低碳钢，焊缝质量优良，焊接 效率高，可实现单面焊双面成形，焊缝美观，目前已在锅炉压力容器等产品上应 用。常用烧结焊剂与焊丝的组合如下。（H08A、H08E）+（SJ401、SJ402） SJ401 抗气孔能力强，SJ402 抗锈能力强， 适于薄板和中厚板的焊接；其中SJ402更适于薄板的高速焊接。（H08A、H08E）+（SJ301、SJ302） 焊接工艺性能良好，熔渣属“短渣”性 质，焊接时不下淌，适于环缝的焊接，其中SJ302的脱渣性、抗吸潮性和抗裂性 更好，焊剂的消

9、耗量低。（H08A、H08E、H08MnA）+（SJ501、SJ502、SJ503、SJ504） 焊接工艺性能 良好，易脱渣，焊缝成形美观。其中SJ501抗气孔能力强，主要用于多丝快速焊， 特别适合双面单道焊；SJ502、SJ504适于锅炉压力容器的快速焊；SJ503抗气孔 能力更强，焊缝金属低温韧性好，适于中、厚板的焊接。常用低碳钢的埋弧焊焊剂与配用焊丝见表1。表1常用低碳钢的埋弧焊焊剂与配用焊丝钢号烧结焊剂与配用焊丝熔炼焊剂与配用焊丝烧结焊剂配用焊丝熔炼焊剂配用焊丝Q235 （A3）SJ401， SJ403，SJ402（薄板、中厚板）H08A，H08EHJ431，HJ430H08A， H0

10、8MnAQ255 （A4）Q275 （A5）15，20SJ301，SJ302，SJ502，SJ501，SJ503 （中厚度板）H08A，H08E，H08MnAHJ431，HJ430，HJ330H08A， H08MnA25，30H08MnA， H10Mn220g， 22gH08mNaH08mNsI， h10Mn210RH08MnA三、低合金钢埋弧焊焊剂与焊丝的选配1.低合金高强钢焊剂与焊丝的选配1）埋弧焊焊接低合金钢时主要用于热轧正火钢。选用焊剂与焊丝时应保证焊 缝金属的力学性能，应选用与母材强度相当的焊接材料，并综合考虑焊缝金属的 冲击韧性、塑性及焊接接头的抗裂性。焊缝金属的强度不宜过高，通常

11、控制在不低于或略高于母材强度，过高会导致焊缝金属的冲击韧性、塑性及焊接接头抗裂 性降低。2）对调质钢，为避免热影响区韧性和塑性的降低，一般不采用粗丝、大电流、 多丝埋孤焊，采用陶质焊剂572F-6+HJ350的混合焊剂（其中HJ350占80%82%）, 配合H18CrMoA焊丝可实现30CrMnSiNi2A的埋孤焊接。常用热轧、正火低合金钢 埋孤焊焊剂与配用焊丝见表2。表2常用热轧、正火低合金钢埋弧焊焊剂与配用焊丝钢 号屈服强度/MPa焊 剂配用焊丝备 注9Mn2,09Mn2Si，09Mn294HJ430， HJ431， SJ301H08A， H08MnA16Mn，16Mn，16MnCu，14

12、MnNb343SJ501， SJ502H08Mn， H08MnA用于薄板HJ430， HJ431， SJ301H08A用于不开坡口对接HJ430， HJ431， SJ301H08MnA， H10Mn2用于中板开坡口对接HJ350H10Mn2， H08MnMoA用于厚板深坡口15MnV，15MnVCu16MnNb15MnVR392HJ430， HJ431H08MnA用于不开坡口对接HJ430， HJ431H10Mn2， H10MnSi用于中板开坡口对接HJ250， HJ350， SJ101H08MnMoA用于厚板深坡口15MnV，15MnVNCu，15MnVTiRE，15NbVNR414HJ43

13、1H10Mn2HJ350， HJ250，HJ252， SJ101H08MnMoA，H08Mn2MoA18MnMoNb，14MnMoV，14MnMoVCu，14MnMoVg，18MnMoNbg，18MnMoNbR490SJ102H08MnMoAHJ250， HJ252，HJ350， SJ101H08Mn2MoA，H08Mn2MoVA，H08Mn2NiMoX60低合金管线 钢414HJ431H08Mn2MoASJ101H08MnMoASJ102H10Mn2X65低合金管线 钢450SJ102， SJ301H08MnMoASJ101H08Mn2MoA2.耐热钢焊剂与焊丝的选配耐热钢按其合金成分的含量

14、可分为低合金、中合金、高合金耐热钢。1）低合金耐热钢焊剂与焊丝的选配低合金耐热钢埋弧焊在锅炉、压力容器、管道及汽轮机转子等耐高温工件 的焊接生产上被广泛应用。焊剂与焊丝组合的基本原则是焊缝金属的合金成分、 力学性能与母材基本一致或达到产品所要求的性能；为提高焊缝金属的抗热裂性 能，应控制焊接材料的含碳量略低于母材。Cr-Mo耐热钢焊缝金属如果含碳过低，长时间的焊后热处理会促使铁素体 形成，使韧性下降。Cr-Mo耐热钢焊缝金属的碳含量一般应控制在0.08%0.12% 范围内，在Cr-Mo较低时碳含量最好控制在0.08%左右；Cr-Mo较高时碳含量最好 控制在0.10%左右，这样焊缝金属具有较高的

15、冲击韧性和与母材相当的蠕变强 度。焊缝金属的含硅量也应合理控制，过高的硅含量会增大回火脆性。Cr-Mo较 低时，硅含量宜在0.1%； Cr-Mo较高时，硅含量最好控制在0.15%0.35%。磷 含量应严格控制在0.012%以下。常用耐热钢埋孤焊焊剂与配用焊丝见表3。表3低合金耐热钢埋弧焊时焊剂与配用焊丝钢 种钢 号焊 剂配用焊丝0.5MoHJ350H08MnMoA0.5Cr-0.5Mo12CrMoHJ350,SJ103H08CrMoA,H10CrMoA1Cr-0.5Mo,1.25Cr-0.5Mo15CrMoHJ350,SJ103H08CrMoA,H10CrMoA,H13CrMoA1Cr-0.5

16、MoV12CrMoVHJ350,HJ250,SJ103H08CrMoV2.25Cr-1MoCr2MoHJ350,SJ103,SJ104H08Cr3MoMnA,H13Cr2Mo1A2Cr-MoWVTiB12Cr2MoWVTiBHJ250H08Cr2MoWVNbBMn-Mo14MnMoV18MnMoNbHJ350,SJ603,SJ101H08Mn2MoAMn-Ni-Mo13MnNiMoNbHJ350,SJ603,SJ101H08Mn2NiMo2）中合金耐热钢焊剂与焊丝的选配中合耐热钢（如5Cr-0.5Mo、9Cr-1Mo、9Cr-2Mo等）比低合金耐热钢具有 更大的淬硬倾向，对焊接冷裂纹更为敏感，

17、因此焊剂、焊丝的选用原则为：在保 证焊接接头与母材具有相同的高温蠕变强度和抗氧化性的前提下，提高其抗冷裂 性。厚壁工件的窄间隙焊接时应选用低氢型碱性焊剂，或采用高碱度的烧结焊剂， 如SJ601、SJ605、SJ103和SJ104等。焊丝的选用有两种方案，一种是选用高 Cr-Ni奥氏体钢焊丝，能有效地防止焊接接头热影响区裂纹；另一种是选用与母 材成分基本相同的焊丝，可得到同质焊缝金属的接头，容易满足使用要求。低温钢埋弧焊焊剂与焊丝的选用1）低温钢要求在较低的使用温度下具有足够的韧性及抗脆性破坏的能力。 为此，应选用碱性焊剂，焊丝应严格控制其含碳量，S、P含量应尽量低。目前 常选用烧结焊剂配合Mn

18、-Mo或含Ni焊丝；如采用C-Mn焊丝，应配合非熔炼焊剂， 通过焊剂向焊缝过渡策量Ti、B合金元素，以保证焊缝金属的低温韧性。焊接时 采用较小的线能量，一般在2845kJ/cm，其目的在于控制焊缝及近缝区粗品组 织的形成，从而提高焊接接头的低温韧性。常用低温钢埋孤焊时焊剂与配用焊丝 见表4。表4常用低温钢埋弧焊时焊剂与配用焊丝钢 号工作温度/C焊 剂配用焊丝16MnDR一40SJ101， SJ603H10MnNiMoA，H06MnNiMoADG50一46SJ603H10Mn2Ni2MoA09MnTiCuREDR-60SJ102， SJ603H08MnA，H08Mn209Mn2VDR，2.5Ni

19、 钢-70SJ603H08Mn2Ni2A3.5Ni 钢-90SJ603H05Ni3A2）9Ni钢是具有明显的脆性转变温度的低温钢，可在一196C温度使用，目 前作为液氮用钢已被各国普遍采用。焊接时遇到的主要问题是焊接接头的低温韧 性、焊接热裂纹和冷裂纹等问题。其中焊缝金属的低温韧性与采用的焊接材料有 关；选用与9Ni钢成分相同的焊接材料时，焊缝金属的低温韧性很差，因为焊缝 金属中的含氧量太高。埋孤焊时由于熔透小，必须增大焊接接头的坡口角度；为 减少焊接缺陷，必须采用细焊丝（直径小于3.2mm）、碱性焊剂，选用较小的焊 接线能量，层温控制在100C以下。9Ni钢焊剂与焊丝组合为：HJ131+（N

20、i67Cr16Mn3Ti、 Ni58Cr22Mo9W）。3）15Mn26Al4是奥氏体型低温钢，主要用于超低温条件下。焊接时主要存 在Al的过渡系数低、焊缝特别是熔合区产生气孔、焊接热裂纹以及焊接接头的 低温韧性问题。应适当提高焊接材料中Al的含量，尽量减少焊剂中的氧化物（特 别是SiO2）的含量。常用焊剂与焊丝的组合为：HJ173+12Mn27Al6。其焊剂组分 为：CrO 8%15%, CrF2 45%55%, A12O3 20%28%, ZrO2 2%4%, SiO声5%, Mn 1% 2%,S0.02%,P0.05%。耐候钢、耐海水腐蚀用钢焊剂及焊丝的选配1) Cu、P是提高钢材耐候及

21、耐海水腐蚀的有效元素，对焊接热循环不敏感， 因钢中Cu、C、P含量控制在较低范围内，Cu通常控制在0.2%4%左右，C、P 的含量均在0.25%以下，所以此类钢焊接时不宜产生热裂纹，钢的冷倾向也不大， 焊接性良好。常用耐候钢及耐海水腐蚀用钢16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、 10MnPNbRE、09MnCuPTi、12MnPRE等，在采用埋孤焊焊接时，焊丝与焊剂的选用 一般为：HJ431+ (H08MnA、H10Mn2)。四、电渣焊焊剂及焊丝的选配1.电渣焊常用的焊剂有HJ431、HJ170、HJ252和HJ360等，HJ170具有良好的 导电性，主要用于电渣焊建立初期渣池和手

22、工电渣焊补铸钢件；HJ252用于电渣 焊低碳钢和低合金钢，也可用于高合金钢的堆焊及电渣熔炼；HJ360用于电渣焊 大型低碳钢和某些低合金钢。1)碳钢电渣焊焊剂与焊丝的选配 电渣焊熔池温度比埋孤焊低，焊接过程中焊剂更新量少，所以焊剂的Si、 Mn还原作用弱。若仍按埋孤焊时选用H08A+HJ431,则焊缝金属得不到足够的Si、 Mn，性能难以保证。根据试验结果还发现，Mn的过渡量与焊剂的碱度有关，随 焊剂碱度增大，Mn的过渡量也增大，故常选用中锰高硅低氟的焊剂HJ360或低 锰中硅中氟的焊剂HJ252；若选用HJ431时，则应选用锰、硅含量高的H10MnSi 焊丝等。常用碳钢的电渣焊焊剂与配用焊丝

23、见表5。表五 常用碳钢的电渣焊焊剂与配用焊丝钢号焊剂配用焊丝Q235, Q255HJ360, HJ252, HJ431H08MnA10, 15, 20, 25H08MnA, H10Mn230, 35, ZG25, ZG35H08Mn2SiA, H10Mn2, H10MnSi2)低合金高强钢电渣焊焊剂与焊丝的选配采用热轧、正火低合金高强钢制造的厚壁压力容器等大型厚板结构，常 采用电渣焊焊接。由于电渣焊焊缝和热影响区严重过热，焊后需要进行正火处理， 以细化品粒，提高焊接区的塑性和韧性。焊接材料的选用原则与埋孤焊时基本一 样，一般选用HJ360、HJ252、HJ170等焊剂，配用含锰、硅或其他元素的

24、焊丝可 得到焊缝所需要的强度，也可采用HJ431焊剂。常用热轧、正火低合金高强钢电 渣焊焊剂与配用焊丝见表6。表6常用热轧、正火低合金高强钢电渣焊焊剂与配用焊丝钢号焊剂配用焊丝16Mn， 16MnR， 16MnCuHJ431， HJ360，HJ252， HJ170H08Mn2SiA， h10mNsI， h10Mn2， H08MnMoA，H10MnMo15MnV， 15MnTi， 15MnVCu， 16MnNbH08Mn2MoVA， H10MnMo15MnVN， 15MnVTiRE，15MnVNCu， 15MnMoNH08Mn2MoVA， H10Mn2NiMo， H10Mn2Mo18MnMoNb

25、， 14MnMoV， 14MnMoVCuH10Mn2MoA， H10Mn2MoVA， H10Mn2NiMoA在我国低合金耐热钢厚壁容器的生产中，多丝电渣焊可一次完成厚度40400mm部件的焊接。焊接过程中产生的大量热能对焊接熔池周围的母材起到 预热作用，适于空淬性较高的低合金耐热钢；由于焊接热循环平缓，焊接接头区 域冷却缓慢，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出。电渣焊的缺点是焊缝和热影响区 品粒粗大，对重要结构焊后应进行正火处理，以细化品粒，提高缺口冲击韧性。 常用低合金耐热钢电渣焊焊剂与配用焊丝见表12。表12常用低合金耐热钢电渣焊焊剂与配用焊丝钢号焊剂配用焊丝12CrMoHJ360， HJ252

26、H08CrMoA15CrMo， 20CrMoH10CrMoA， H13CrMo12Cr1MoVH08CrMoVCr2MoH08Cr3MnMoA14MnMoV， 18MnMoNbH08Mn2MoA电渣焊可以焊接大厚度奥氏体型不锈钢，一般采用HJ252、HJ360、SJ602 配合相应成分的焊丝进行焊接。但电渣焊接头和近缝区过热严重，造成组织粗化。 为了保证电渣焊接头区域的耐蚀性，焊后应进行热处理。电渣焊还可用来堆焊耐磨、耐蚀、耐热等特殊要求的表面层，如堆焊轧 辊、锻模、冲模等，具有效率高的优点。在选用焊接材料时应根据所焊工件的工 作条件、技术要求、性能要求等来确定焊接材料。一般常采用HJ360、HJ252、 SJ602焊剂，配合相应成分的焊丝或焊带。五、焊条的选配与应用J422碳钢焊条符合 GB E4303说明：J422是钛钙型药皮的碳钢焊条。交直流两用，可进行全位置焊接。具 有优良的焊接工艺性能及良好的力学性能；电弧稳定，飞溅小，脱渣易，再引弧 容易；焊缝成型美观，焊波可宽、可窄、可薄、可厚，焊接轻松，效率高。用途：用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低的低合金钢结构，如Q235、09MnV、09Mn2 等。J502碳钢焊条符合 GB E5003说明:J502是钛钙型药皮的碳钢焊条。交直流两用，可进行全位置焊接。具 有优良的焊接工艺