第二章焊接材料1

第二章

焊接材料1第一节焊条 第二节焊剂第三节 焊丝第二章焊接材料2重点内容1、焊条分类及主要型号牌号2、典型焊条的工艺性能3、典型焊条的冶金性能4、焊剂的性能用途（自学、讲解与讨论）5、气保焊丝和药芯焊丝（自学与讨论）3我国焊接材料发展

中国机械工程学会宋天虎我国的焊接材料产量至今已占世界总产量的一半以上。2010年接近450万吨。其中，电焊条、气保护实心焊丝及药芯焊丝均得到较快发展。我国的半自动及自动焊用的焊接材料发展迅速，使焊接自动化率达到50%以上。在气保护实心焊丝方面，如含铜的高强度高韧性气保护焊丝、大线能量高韧性焊丝、大直径焊丝、特殊镀层焊丝以及油管用耐腐蚀焊丝等取得新进展。如碳钢、低合金高强钢、耐热钢、低温钢、不锈钢等气保护和自保护药芯焊丝、气电立焊药芯焊丝、金属粉型药芯焊丝以及硬面堆焊药芯焊丝，均有长足的进步与发展。4分析我国焊接材料行业从表面现象看

存在问题①普通低碳低合金为主的低端焊材价格竞争激烈②焊材结构、品种的下合理性比较突出；③高强、洁净、低碳、均匀化、细晶粒焊材制造的关键技术缺乏；④焊剂药粉预处理和预烧结、合金剂钝化、长期抗潮性等技术基础薄弱；⑤低尘、低污染绿色焊材的研发还未获得工程化的明显效果⑥新型渣系及熔渣机理还有待于进一步深入探索等等。5从本质构成看焊接材料作为以焊接工艺为主体、焊接材料和焊接装备为两翼的焊接技术三大基本要素之一，与焊接工艺和焊接装备共同确定了焊接科学原理与焊接技术内涵缺乏高品质焊材，焊接即如“无米之炊”。新材料发展对焊接提出问题钢材控轧控冷技术及冶金精炼技术取得显著进步与发展，从而对焊接工作者提出两方面挑战：(一)推出了对各种级雕的新钢种:高强高韧钢、超低碳高性能贝氏体钢、高强度针状铁素体钢、大线能量焊接用钢、新一代耐热钢、超级不锈钢等等，不仅有效改善了焊接性，而且催生着新的焊接性评定方法的构建6(二)以洁净化、细晶化、低碳化、强韧化为特征的新钢种开发与应用的市场需求面前，要求焊缝金属硫磷等杂质的含量与钢材实物水平接近，要求焊缝金属冲击韧性与钢材实物水平相当，而按目前的焊接材料国家标准选择和考核焊接材料则难以满足需求。钢铁裁缝的焊接技术越来越暴露出我国在焊材品种和品质方面的不足以及在新型钢材焊接制造方面的认识及现实上的差距。在新型焊材的研发中对焊缝金属的合金化、高强微合金钢焊接热影响区的脆化、焊材与焊缝金属含硫磷量的控制以及特种涂层焊丝等诸多焊接合金原理与工艺技术问题又一次成为焊接工作者面对的新课题。

7为了创新焊接科技、做强焊接产业，提出三点意见

一、我国焊接产业存在一个较大问题，即综合性、大型焊接企业的格局尚未构建，导致目前的分工过细。焊接材料行业与钢铁冶金行业缺乏紧密关联；更缺乏集焊接工艺、焊接设备与焊接材料于一体的综合性大型焊接企业。国外的知名焊接企业，如：欧洲伊萨、美国林肯、日本神钢等，正是利用他们的这种集成优势，不断开拓着我国重点工程的高附加值的广阔市场。8

二、我国焊接行业中包含大部分中小企业，这是不可忽视也不可或缺的行业生力军。建议我国焊接领域的中小企业不要一味追求大而全，而应紧紧抓住某一方向的产品或重要的功能部件，永续创新、精益求精，做出高性能、高品质、高水平的特色产品，力争成为焊接行业的小巨人。三、当前，从表面上看，我国焊接设备及焊接材料与发达国家的知名品牌相比，在品种及品质上尚有不小差距，但实质上是创新理念和经营理念的差距，是企业实力的差距9“若无新变，不能代雄”，“创前未有，传后无穷”。新的科技和产业革命是人类生存与可持续发展的必由之路10§2-1焊条11一．焊条分类１.焊条用途分：1、结构钢焊条J

2、钼和铬钼耐热钢焊条R3、不锈钢焊条A、G

4、堆焊焊条D5、低温钢焊条W6、铸铁焊条Z7、镍及镍合金焊条Ni8、铜及铜合金焊条T9、铝及铝合金焊条L10、特殊用途焊条TS12(二)按焊接熔渣的碱度分(三)按焊条药皮的类型氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型、石墨型等1、酸性焊条

2、碱性焊条13二、焊条的型号与牌号

1、焊条的牌号

以结构钢为例：牌号,编制法。结（J）XXX,结为结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:代表森熔敷金属最小抗拉强度。氧化钛型J××1、钛钙型J××2、钛铁矿型J××3、氧化铁型J××4、纤维素型J××5、低氢型J××6J××714

J507焊条为例J 5 0 7低氢型药皮、直流反接熔敷金属抗拉强度不低于490MPa结构钢焊条152、焊条的型号

焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。以结构钢为例，型号编制法为字母

E×××דE”表示焊条，第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度，第三位数字表示焊条的焊接位置，第三、四位数字表示焊接电流种类及药皮类型。16完整的焊条型号举例如下：E 43 1 5表示焊条药皮为低氢钠型并可采用直流反接焊接表示焊条适用于全位置焊接表示熔敷金属抗拉强度的最小值表示焊条1718三、焊条的组成

作用：导电、填充金属、焊芯材料有选择性:用量最多的是H08、H08A，还有H08E。

2、

药皮１、焊芯—焊丝

作用：①机械保护作用②冶金处理作用③改善工艺性能

192021药皮组成①稳弧剂

:改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性，原材料为易电离或电离势低的物质。如：K2CO3、CaCO3大理石、长石、钾水玻璃②造渣剂:造成具有一定物理性能、化学性能的熔渣，起到保护作用和改善焊缝成型。如：钛铁矿、金红石、萤石、长石、大理石等。③造气剂:造气保护,有机物,碳酸盐.有机物如：木粉、淀粉、析出气体CO、H2，碳酸盐析出气体CO2，高温时产生CO。22④脱氧剂:降低药皮中或熔渣的氧化性和脱除金属中的氧。铁合金：锰铁、钛铁、硅铁、Re等⑤合金剂:使焊缝补偿烧损和获得必要的合金成分。合金、纯金属、一般Mn-Fe、Si-Fe要纯化防止发酵，加５％高锰酸钾纯化⑥粘结剂:将涂料牢固的粘在焊芯上，参加冶金反应，如钠水玻璃、钾水玻璃与钠水玻璃混合⑦增塑性:便于用机器压制焊条，额外加入一些能改善涂料塑性或滑润性物质。如云母、白泥滑石、钛白粉等232425262728三、焊条的工艺性能

291.焊接电弧的弧定性(稳弧性)

影响因素：焊条药皮成份,电源的特性,焊接规范等.药皮成份的影响.

若药皮中含低电离势元素,U↓稳弧性↑某些元素的电离势(V)元素KNaBaCaTiMnFeSiCHOFCO2电离势

4.325.125.166.086.817.407.837.9411.2213.5313.5618.614.330碱性焊条:J507(E5015),低氢型,电弧稳定性不好原因:药皮中含萤石较多,CaF2氟电离势高18.6,与电子亲和力大,夺取电弧中的电子,形成负离子,恶化电弧的稳定性。J506(E5016)加入了低电离势物质,K.、Na则可用交,直流.但K、Na与F的亲和力大,KF、NaF有毒酸性焊条:SiO2、TiO2、CaO、云母、长石中含K2O、Na2O等稳弧性好

31DCSP正接DCRP反接32判定稳弧性：①测最大的燃烧电弧长度LmaxLmax↑稳↑断弧长度越大,稳弧性越好②示波器,观察电流,电弧电压波形的变化情况33控制低氢型焊条稳弧性方法：a)CaCO3/CaF2比例控制，并加入K1.6-2.5、K2CO3K<1.5钾、钠水玻璃b)添加10-20%纯铁粉和少量Al-Mg合金粉.c)用MgF2代CaF2不仅提高稳弧性，还可改善焊缝成型和脱渣d)加入少量CsCO3(0.1-1.0%)铯电离势比K小，还可加石墨0.5-3.0%，熔点低，套筒长度342.表面成型

操作技术有关，取决熔渣熔点,粘度与表面张力,还与熔渣的物理性质有关1）熔渣的熔点2）熔渣的粘度3）表面张力4）熔滴过渡35T↑η↓η过高,表面成型不良,易产生气孔,夹杂.过低,对焊缝敷盖不均匀,保护作用差适中:一般T为1500℃，渣η为1-2泊铁水η为0.019泊熔渣的粘度也决定于熔渣的化学成分.表面张力σ↓覆盖性好，但不能过小，σ↑熔渣易成球型,覆盖性不好36

熔渣的表面张力和粘度材料温度℃表面张力(N/m)粘度(泊)铁1575-15901.0-1.20.019碱性渣1400左右0.28-0.352.0-7.0酸性渣1400左右0.35-0.401.2-2.0熔滴过渡低氢型焊条粗大颗粒及短路过渡（成型较差）J423,J424以短路过渡为主（成型中间）J421,J422以喷射（渣壁）过渡（细颗粒）,焊缝成型美观，尤其是钛型成型最好373.在各种位置焊接适应性

焊缝位置：

平焊缝、立焊缝、仰焊缝、横焊缝一般焊条均可进行平焊,但不是所有焊条均可立、仰、横焊立、仰、横焊难点在于:①重力作用下焊条熔滴不易向熔池过渡②熔池金属和熔渣下流解决方法:1）适当增加电弧吹力,调整药皮熔点和厚度,使焊条端部产生适当长度的套筒,药皮中加入一定数量造气剂2）熔渣的物理性能适应38

熔滴的凝固温度焊条类型凝固温度℃凝固温度范围℃纤维素型1200-129090钛型1320-1420100钛铁矿型130-126130氧化铁型1180-1350170粘度（η）、表面张力（σ）长渣:粘度与表面张力随时间变化而发生缓慢凝固的渣.短渣:粘度与表面张力随时间变化而发生快速凝固的渣.

氧化铁型不适应于横.立.仰焊,长渣凝固温度范围大其它种焊条可进行全位置焊接.394.脱渣性

脱渣性:焊后熔渣从焊缝表面清除的难易程度影响因素:

1）熔渣的线膨胀系数2）熔渣的松脆性3）熔渣氧化性401)熔渣的膨胀系数和松脆性,金属与熔渣的膨胀系数相差越大，收缩不同产生内应力越大，脱渣性好。钛型焊条，脱渣性最好，低氢型焊条脱渣性最差疏松度:指渣中孔隙所占的面积的百分数

对于角焊缝，深剖口底层焊缝，熔渣夹在钢板之间，脱渣困难。渣的硫松度影响很大，渣越松脆，越易脱钛型焊条疏松度不如氧化铁型及钛铁矿型，在角焊缝及深剖口中脱渣，以氧化铁型，钛铁矿型为好，钛钙型渣松脆。CaO是黄白色质松而不脆，CaF２多,色黑而硬，均不利于脱渣412)熔渣氧化性原因:①氧化性太强，使焊缝表面氧化，生成氧化膜。FeO晶格结构体心立方，焊缝金属—Fe体心立方（氧化铁型焊条）②FeO晶格与—Fe搭接③熔渣中尖晶石型化合物Al2O3、Cr2O3等形成体心立方晶格结构的尖晶石型化合物（堆焊耐磨焊条Cr量较高）④尖晶石化合物与FeO晶格结合，使之很难脱渣，FeO膜相当胶粘剂，连接焊缝金属与熔渣425.飞溅

飞溅：焊接过程中由熔滴或熔池中飞出的金属颗粒产生原因:1）熔池内部气体的熔池中逸出引起CO气体2）熔滴爆炸3）电弧作用力4）短路过渡时,电弧再燃时产生飞溅影响因素:①粘度↑飞溅↑②I↑飞溅↑③药皮水分↑飞溅↑④U↑飞溅↑⑤电源种类,交流飞溅>直流飞溅43６.焊条的熔化速度

1）焊条的熔化速度焊接过程中,焊条的熔化速度反映着焊接生产率的高低,也是工艺性能方面的一个重要指标.αH=αP(1-ψ)ⅰ）药皮成分的影响药皮成分对电弧电压有影响,电弧电离电位越低,电弧电压越低,产生热量少αP小。U↑αP↑药皮成分对熔滴过渡形态有影响,增多硅酸盐减少碳酸盐,细化熔滴,短路过渡U↓,颗粒过渡U↑,射流过渡,αP最大44焊条熔化与药皮的导电性和导热性有关以TiO2为主,渣导热性差,导电性好,电阻热作用,导致药皮易于发红,钛型.钛钙型.（奥氏体不锈钢焊条A××2）若药皮中加入发热剂,氧化铁型加速药皮熔化大,氧化铁型αP↑药皮成分中含有进行放热反应的物质时,加速焊条熔化αP↑,为了提高生成率,铁粉焊条提高αP↑熔敷效率：熔敷金属量与熔化的填充金属量的百分比例：J422—Fe160表示加纯铁粉熔敷效率为160%的J422国内铁粉加入量＞20%熔敷效率为105%

以上国外铁粉加入量＞40%称高效铁粉焊条Kb较大，药皮很厚45熔滴过渡形式影响熔化效率46ⅱ）电流种类与极性：直流正接:电弧电压和熔化系数变化很大焊条接阴极,药皮成分对阴极压降影响较大,药皮成分的改变直接影响着电弧电压变化,使之发生变化直流反接:电弧电压和熔化系数变化最小交流:处于中间状态指焊条焊列后半段时,由于焊条药皮温升过高而发红,开裂脱落的现象JXX1、JXX2导热性差,导电性好,不锈钢最为严重

解决办法:提高电弧能量↑,减少熔化时间减少电阻热.加入发热剂,促进药皮熔化例JXX4７、药皮发红问题478、焊条发尘量

气体的毒性分为两种一种是细微的蒸发锰产生的毒性，称为锰中毒

另一种是氟中毒，即当药皮中含有大量莹石时，在焊接过程中会有HF气体析出，这种毒气作用较快，亦有人认为，不是HF而且NaF、KF更易使人中毒致病改善方法

１.

减小发尘量２.

减小尘中致毒物质数量

具体措施:①减少药皮中萤石的含量②减小水玻璃③减少电弧的过热程度.

多工位除尘系统484950五、焊条的冶金性能

（一）.钛钙型焊条E4303（J422）渣系：酸性焊条:熔渣碱度为0.76,属于酸性渣，气渣联合保护.1、氧化和脱氧反应

1）、铁的氧化:2）、脱氧①锰脱氧②硅脱氧③碳的氧化与脱氧

51铁的氧化:①氧直接使铁氧化② 使铁氧化③水蒸气使铁氧化④渣中 氧化物使Fe氧化 由Si、Mn还原引起522、还原反应

使焊缝增硅

3、脱硫S从0.017%增到0.019%4、脱Ｐ

从0.019%增到0.035%由于渣中CaO、MnO量少,TiO2、SiO2含量较高，难以进行脱Ｐ、Ｓ反应，严格限制原材料含Ｓ、Ｐ量.535、

合金化

锰铁主要是脱氧、脱硫，合金化必需是另外加入所需元素6、气孔敏感性焊皮中加入大量造渣,造气剂,焊后产生相当数量的熔渣和气体,具有较强的隔绝空气能力,Ｎ量不多。熔渣氧化↑、CO气孔↑，调整氧化性防止产生两大类气孔。7、焊接烟尘锰中毒氟中毒54渣系，碱度高达1.89。（二）、低氢焊条

1、氧化反应控制:由于CaO

强碱性氧化物,主要是钛、硅锰联合脱氧焊接区气氛的氧化性强，熔渣的氧化性小↓总含氧量为0.03%.

2、对氢的控制:焊条含氢量小553、对硫.磷的控制脱Ｓ效果好,含量高,Ｓ由0.02%降到0.011%;脱磷效果较差.Ｐ0.01%增到0.021%.4、烟尘由于氟中毒，危害较大，是低氢型焊条研究的重要课题。该类焊条，机械性能比钛钙型焊条好,尤其韧性好，硫、磷、氧、氢量少，用于焊接重要结构,各种合金钢。但工艺性能差主要是稳弧性、脱渣性差，烟尘大

原因:a)碱性焊条不加或少加含氢物质

b)氧化性能

c)去氢作用含氢量低故抗冷裂纹性能好56六、.焊条的设计（一）设计原则（二）设计依据（1）被焊母材的化学成分与力学性能指标（2）焊件的工作条件（3）施工现场的焊接设备情况（4）电焊条制造的生产工艺条件（三）设计方法1.在传统配方基础上的改进与创新2.计算化学成分配比3.焊条配方的优化设计法57（四）设计步骤1.选定焊芯2.选定药皮类型、渣系及药皮配方1）根据被焊金属使用性能，拟定焊缝金属合金系统2）根据焊件焊接性，确定焊缝金属化学成分3）确定焊缝金属合金系统，确定药皮类型、渣系4）确定合金剂种类数量，选定药皮原材料5）通过具体试验进行配方调整58七、焊条的制造（一）焊芯制备（二）焊条药皮材料制备（三）水玻璃的制备化学式R2O.nSiO2.R2O为碱金属氧化物1.模数m-----系数，对于钠水玻璃为1.032592.浓度水玻璃的浓度有两种表示方法（1）波美浓度（2）密度3.粘度（四）配料、混拌及压涂（五）焊条烘焙（六）经过检验，质量合格的焊条可包装、入库、出厂60本节结束61焊条研制试验J422焊条研制11稀土对J507焊条组织影响J424焊条研制12铁粉对J507焊条工艺性影响J421焊条研制J422Fe焊条研制J507焊条研制J507焊条工艺性能改善(稳弧\成形\飞溅\烟尘)J506焊条研制J425焊条研制J423焊条研制耐磨焊条研制62酸性焊条生产线油压焊条压涂机63焊接冶金学实验指导书-焊条的综合设计性实验

20学时2014年10月20日64一、实验目的本实验是围绕《焊接冶金学》—基本原理中焊接材料最基本的材料焊条进行研究设计。本实验内容依据教学大纲要求从生产中提炼出专业实验可行性问题作为学生实验内容，使学生更感到所学知识有用武之地-理论-实践-理论把现有专业研究存在问题作为学生实验内容，使学生感到还有很多知识需要去探索专业的新材料和新技术发展作为学生实验内容，更利于培养学生创新意识。65目的：为了掌握焊条药皮成分对焊条工艺性能和冶金性能的影响，按大纲要求基本属于验证性实验。现改为焊条研制，改革要点是把科研、生产及教学实验相结合，用科研的方法设计试验。具体做法包括以下几个方面：课题选择一是针对现有焊条存在不足进行改进和完善。例如碱性焊条工艺性能较差，围绕改善工艺性能方面进行研究立题。二是课题来源于生产实际，依据用户使用工况，对焊条提出不同要求，如用于采金船维修方面应用的焊条、破碎机衬板修补、农业机械磨损用的耐磨焊条等。教师依据用户的要求给出实际工矿的磨损失效状况，由学生进行设计研究。三是依焊条发展方向立题，如各类铁粉焊条的研究等。四是探讨新型材料在焊条中的应用，如稀土、稀有金属等对焊条工艺及冶金性能的影响等。五是学生可依查阅的资料及生产实际应用自行选题。合金粉体设计等66首先依研究课题查阅文献，了解本研究课题现状，写出3000-4000字文献综述；完成实验总结具体内容：

1、配方设计及论证，在由指导教师与学生共同探讨焊条配方的可行性，进一步调整配方。

2、压制焊条

3、工艺性能评定

4、性能测定如硬度和磨损等

5、焊缝及热影响区金相分析

6、熔敷金属成分分析等。

7、完成试验总结与讨论。67焊条药皮外径尺寸的控制及其参数。焊条药皮的厚薄，直接影响到焊条的焊接工艺性能和焊缝金属的内部质量。焊条药皮过厚，易使药皮套筒增长，直接影响断弧;过薄保护不当，因此要严格控制。药皮重量系数K=g1/g×100％式中：K—药皮重量系数（％）

g1—焊条药皮重量（克）

g—药皮部分的焊芯重量通常取K=0.35—0.45酸性焊条

K=0.4-0.5碱性焊条

K=0.6耐磨焊条68焊条类型规格Φ(mm)药皮外经范围Φ(mm)E43033.24.05.0-5.26.2-6.4E50153.24.05.0-5.16.1-6.2表1焊条外径尺寸控制参数69焊条药皮组成成分的配比估算先将配方中的各项原材料的主要化学成分分别乘以配方百分比，单独得出单项原材料的主要化学成分在实际设计配方中的占有值，然后将各项原材料的同类项化学成分逐一相加，其总和即是实际设计配方中的主要组成成分。用分子理论计算出碱度，估计工艺性。合金过渡系数，来分析焊缝金属的机械性能和化学成分。

η＝Cf/Ct×100％式中：η－某合金元素的过渡系数

Cf－某合金元素在熔敷金属中的实际含量（％）

Ct－某合金元素在焊芯和药皮中含量的总和（％）合金元素的过渡系数与药皮类型及焊接工艺方法有关70

常见的合金元素在E4303和E5015中的过渡系数（η％）元素/类型E4303E5015CMnSiCrMo-4-850-6050-6070-8044-5540-5035-5055-6580-9071电焊条制造

１、电焊条制造工艺流程

1).焊条钢丝去锈、2).钢丝拉拔、3).校直切断、4).原材料粉碎和筛分、5).水玻璃的制备、6).涂料的配制、7).压涂成型、8).烘干包装２、焊条压涂工艺

1).校直焊芯、2).按配方称重、3).拌粉把已配制好的粉料进行均匀混合、4).加水玻璃拌湿粉。水玻璃加入量一般为干粉的20%左右，搅拌均匀后，通过醒料后，以免结块。5).压涂，将涂料送入压涂机压涂6).室温自然晾干、7).烘干箱烘干依药皮类型不同，选用合适烘干温度及时间。72焊接工艺性能检验１、稳弧性：通过测定断弧长度法确定。将焊条装卡于特制的支架上，焊条下面置放一块钢板，电源一端接焊条，另一端接钢板，固定焊接规范，采用石墨引燃焊条与钢板之间电弧，随着焊条的熔化，电弧长度增加，当焊条熔化到一定弧长后即自行断弧。然后用尺测量焊芯端头到焊缝顶部的距离，即为断弧长度。２、再引弧性能在同等试验条件下，将同种类型的数种焊条分别在试板上施焊，每当焊条燃烧到1/2处，立即断弧，待间隔3s、4s、5s……后，在另一块冷试板上轻轻接触，观察再引弧的难易。若间隔时间越长且能引弧，说明再引弧性能愈好。３、熔渣的流动性与焊缝成型用肉眼观察即可。73４、脱渣性采用１公斤钢球，置放于２米高的支架上，平推钢球自由落到刚焊过的试件背面，观察脱渣情况。焊缝长200毫米，焊后1分钟开始锤击。通过锤击后，将脱落的熔渣收集拼排好，测量其未脱落的总长度，然后按下列公式计算，得出脱渣率。脱渣率=[(焊缝总长－未脱渣的焊缝总长)/焊缝总长]×100％５、飞溅性飞溅率=飞溅物重量/（焊前焊条重量－焊后剩余焊条重量）×100％试验时，通常在试板的则面进行平堆焊，焊完整根焊条。焊前称出焊条重量，焊后称出剩余焊条重量，再收集飞溅物（但要剔去残渣）称重，飞溅物不纯粹是金属物，而是金属与微量熔渣的混合体。６、观察烟尘，肉眼观察焊接烟尘的颜色和浓度。74焊缝机械性能与金相观察

对于工艺性能优良的焊条配方，可再搓制，进行焊缝机械性能与金相观察。１、硬度试验，对耐磨焊条采用在焊件表面堆敷四层后测定3点以上HRC硬度值，取平均值为耐磨焊条的硬度值。对普通焊条测定显微硬试。２、拉伸强度试验，在有条件的情况下测定焊缝金属材料的抗拉强度３、金相观察，用金相显微镜观察焊缝断面，分析焊缝及热影响区的金相组织

观察与分析焊缝的各种典型结晶形态；掌握低碳钢焊接接头各区域的组织变化。焊接接头的金相分析包括宏观和显微分析两个方面。宏观分析的主要内容为：观察与分析焊缝成型，焊缝金属结晶方向和宏观缺陷等。显微分析是借助于放大100倍以上的光学金相显微镜或电子显微镜进行观察，分析焊缝的结晶形态，焊接热影响区金属的组织变化，焊接接头的微观缺陷等。75§2-2焊剂

76

一.焊剂的类型 焊剂和焊丝都是埋弧焊，电渣焊时使用的焊接材料。焊剂相当于焊条药皮，焊丝相当于焊条芯。埋弧焊、电渣焊多用于焊接钢，少数用于焊接有色金属。77钢用焊剂分类

１.按制造方法分类(１)熔炼焊剂(２)非熔炼焊剂2.按焊剂化学成分分类(1)按氧化物性质分(2)按SiO2含量分(3)按MnO含量分(4)按CaF2含量分按SiO2含量分

a.高硅焊剂：焊剂含SiO2>30%b.中硅焊剂：焊剂含SiO210-30％c.低硅焊剂：焊剂含SiO2<10%

78按MnO含量分

a、高锰焊剂：含氧化锰MnO>30%b、中锰焊剂：含MnO15—30%c、低锰焊剂：含MnO2—5%d、无锰焊剂：不加MnO

，焊剂中 MnO是混入的杂质MnO<2%

按CaF2含量分

a、高氟焊剂：含CaF2>30%b、中氟焊剂：含CaF210—30%c、低氟焊剂：含CaF2<10%79

3.按焊剂化学性质分

(1)氧化性焊剂

(2)弱氧化性焊剂

(3)中性焊剂

4.按焊剂颗粒结构分

(1)玻璃状焊剂

(2)结晶状焊剂

(3)浮石状焊剂

8081二.焊剂牌号编制方法

1.牌号前加“焊剂”两字表示埋弧焊及电渣焊用熔炼型(HJ)、烧结型(SJ)。

HJ焊剂牌号第一数字表示焊剂中MnO含量焊剂１××无锰 焊剂２××低锰 焊剂３××中锰焊剂４××高锰焊剂５××

82牌号第２位数字表示焊剂中氧化硅、氟化钙含量焊剂×１×低硅低氟焊剂×２×中硅低氟焊剂×３×高硅低氟 焊剂×４×低硅中氟焊剂×５×中硅中氟焊剂×６×高硅中氟焊剂×７×低硅高氟焊剂×８×中硅高氟焊剂×９×待发展834牌号第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号

按０、１、２、３、４、５、６、７、８、９顺序排列5.对同一牌号焊剂生产两种粒度时，在细粒产品后加一个细字。

例如、HJ４３１表示埋弧焊及电渣焊所用焊剂，高锰高硅低氟型84焊剂型号的表示方法:85HJ”表示埋弧焊用焊剂第一位数字X1:表示焊缝金属的抗拉强度等拉伸力学性能第二位数字X2:表示拉伸试样和冲击试样的状态。0一表示焊态;1一表示焊后热处理状态第三位教字X3.表示焊缝金属冲击吸收功不小于27时的最低试验温度86尾部的“HXXX”表示焊接试板时与焊剂匹配的焊丝牌号，按GB1300一77焊接用钢丝》的规定选用。举例:HJ403-H08MnA，表示为埋弧焊用焊剂采用H08MnA焊丝按照GB5293-85所规定的焊接工艺参数焊接试板，其试样状态为焊态时焊缝金属的抗拉强度为410---550MPa,屈服点不小于330MPa，伸长率不小于22，在一30℃时冲击吸收功不小于27J87三.焊剂的性能和用途

(一).熔炼焊剂１.高硅焊剂

以硅酸盐为主>30%，高,有通过焊剂向焊缝里过渡硅作用。高硅焊剂：高硅高锰焊剂高硅中锰焊剂高硅低锰焊剂高硅无锰焊剂

88２.中硅焊剂

碱度较高属于弱氧化性焊剂。中硅焊剂配合适当焊丝焊接合金结构钢，弱氧化性中硅焊剂，焊缝金属含Ｈ量高，抗冷裂纹能力弱。在中硅焊剂中加相当数量,氧化性增强

Ｈ这种焊剂为中硅氧化性焊剂，焊缝金属中具有相当高的韧性，用于焊接高强钢。焊剂由..组成，焊剂对基本金属无氧化作用，配合相应焊丝,焊接高合金钢如不锈钢等.3.低硅焊剂8990(二).烧结焊剂

“SJ”系列烧结焊剂是采用硅酸盐、碳酸盐、金属氧化物、氟化物及铁合金、纯金属等粉剂按照焊接冶金要求配成不同酸碱度焊剂。通过成粒，低温干燥和高温烧结等工艺制成烧结型焊剂。烧结型焊剂不但具有优良的焊接工艺，最大的有点是通过焊剂向焊缝金属中渗合金，从而降低了对焊丝化学成分的成本，是当前世界上广泛采用的一种新型焊接材料。

91烧结焊剂与熔炼焊剂相比具有下列优、缺点。１.烧结焊剂中加脱氧剂、脱氧充分、熔炼焊剂中则不能加脱氧剂。２.加合金剂、合金化强。３.抗气孔能力比熔炼焊剂强。４.对焊接参数变动敏感,会引起焊缝化学成分不均匀５.吸湿性大，易增加焊缝含氢量，必须焊前烘干。６.生产成本低、节能、生产效率高。9293目前有五种类型

型号SJ

后三位数表示主要组成成分分类的代码SJ101氟碱型IIWSJ301硅钙型FBSJ401硅锰型CSSJ501铝钛型MSSJ502铝钛型AR本节结束94例如：

SJ101是氟碱型烧结焊剂，属于碱性焊剂。为灰色圆形颗粒状。焊剂成分为:(SiO2+TiO2)=25%，CaO+MgO=30%(A12O3+MnO)=25%，CaF2=20%。配合H08MnA,H08MnMoA,H08Mn2MoA,H10Mn2等焊丝可焊接多种低合金结构钢。焊接产品为锅炉、压力容器以及管道等重要结构其焊缝金属具有较高的低温冲击韧度。它可用于多丝埋弧焊，特别适用于大直径容器的双面单道焊。95§2-3焊丝

药芯焊丝96一、焊丝的分类1.按照适用的焊接方法 埋弧焊焊丝、CO2焊焊丝、钨极氩弧焊焊丝、自保焊焊丝及电渣焊焊丝2.按照焊丝的形状结构 实心焊丝、药芯焊丝及活性焊丝3.按照适用的金属材料 低碳钢、低合金钢焊丝、硬质合金堆焊焊丝，以及铝、铜与铸铁焊丝等97二、焊丝的型号和牌号（一）焊丝的型号

1、国标关于CO2焊焊丝的型号规定焊丝型号标志按GB1300-77焊接用钢丝》规定分列牌号和代号。

2、.碳钢药芯焊丝的型号碳钢药芯焊丝根据药芯类型、是否采用外部保护气体、焊接电流种类以及单道焊和多道焊的适用性进行分类。98焊丝型号由焊丝类型代号和焊缝金属的力学性能标注两部分组成。第一部分以英文字母“EF”表示药芯焊丝代号，代号后面的第一位数字表示主要适用的焊接位置:“0”表示用于平焊和横焊“1”表示用于全位置焊。代号后面的第二位数字或英文字母为分类代号第二部分在短横线后用四位数字表示焊缝金