焊條的選用原則

1、焊條的選用原則焊條的選用須在確保焊接結(jié)構(gòu)安全、可靠使用的前提下，根據(jù)被焊材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、板厚及接頭形式、焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力狀態(tài)、結(jié)構(gòu)使用條件對(duì)焊縫性能的要求、焊接施工條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等綜合考查后，有針對(duì)性地選用焊條、必要時(shí)還需進(jìn)行焊接性試驗(yàn)。同種鋼材焊接時(shí)焊條選用要點(diǎn)1） 考慮焊縫金屬力學(xué)性能和化學(xué)成分 對(duì)于普通結(jié)構(gòu)鋼，通常要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度，應(yīng)選用熔敷金屬抗拉強(qiáng)度等于或稍高于母材的焊條。對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼，有時(shí)還要求合金成分與母材相同或接近。在焊接結(jié)構(gòu)剛性大、接頭應(yīng)力高、焊縫易產(chǎn)生裂紋的不利情況下，應(yīng)考慮選用比母材強(qiáng)度低的焊條。當(dāng)母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高時(shí)，焊縫容易產(chǎn)生

2、裂紋，應(yīng)選用抗裂性能好的堿性低氫型焊條。2） 考慮焊接構(gòu)件使用性能和工作條件 對(duì)承受動(dòng)載荷和沖擊載荷的焊件，除滿足強(qiáng)度要求外，主要應(yīng)保證焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性，可選用塑、韌性指標(biāo)較高的低氫型焊條。在高溫、低溫、耐磨或其他特殊條件下工作的焊接件，應(yīng)選用相應(yīng)的耐熱鋼、低溫鋼、堆焊或其他特殊用途焊條。3） 考慮焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受力條件 對(duì)結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、剛性大的厚大焊接件，由于焊接過程中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力、易使焊縫產(chǎn)生裂紋，應(yīng)選用抗裂性能好的堿性低氫焊條。對(duì)受力不大、焊接部位難以清理干凈的焊件，應(yīng)選用對(duì)鐵銹、氧化皮、油污不敏感的酸性焊條。對(duì)受條件限制不能翻轉(zhuǎn)的焊件，應(yīng)選用適于全位置焊接的焊條。4

3、） 考慮施工條件和經(jīng)濟(jì)效益 在滿足產(chǎn)品使用性能要求的情況下，應(yīng)選用工藝性好的酸性焊條。在狹小或通風(fēng)條件差的場(chǎng)合，應(yīng)選用酸性焊條或低塵焊條。對(duì)焊接工作量大的結(jié)構(gòu)，有條件時(shí)應(yīng)采用高效率焊條，如鐵粉焊條、高效率重力焊條等，或選用底層焊條、立向下焊條之類專用焊條，以提高焊接生產(chǎn)率異種鋼焊接焊條選用要點(diǎn)1） 強(qiáng)度級(jí)別不同的碳鋼+低合金鋼（或低合金鋼+低合金高強(qiáng)鋼） 一般要求焊縫金屬或接頭的強(qiáng)度不低于兩種被焊金屬的最低強(qiáng)度，選用的焊條熔敷金屬的強(qiáng)度應(yīng)能保證焊縫及接頭的強(qiáng)度不低于強(qiáng)度較低側(cè)母材的強(qiáng)度，同時(shí)焊縫金屬的塑性和沖擊韌性應(yīng)不低于強(qiáng)度較高而塑性較差側(cè)母材的性能。因此，可按兩者之中強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼材選用

4、焊條。但是，為了防止焊接裂紋。應(yīng)按強(qiáng)度級(jí)別較高、焊接性較差的鋼種確定焊接工藝，包括焊接規(guī)范、預(yù)熱溫度及焊后熱處理等。2） 低合金鋼+奧氏體不銹鋼 應(yīng)按照對(duì)熔敷金屬化學(xué)成分限定的數(shù)值來選用焊條，一般選用鉻、鎳含量較高的、塑性、抗裂性較好的Cr25-Ni13型奧氏體鋼焊條，以避免因產(chǎn)生脆性淬硬組織而導(dǎo)致的裂紋。但應(yīng)按焊接性較差的不銹鋼確定焊接工藝及規(guī)范。3） 不銹鋼復(fù)合鋼板 應(yīng)考慮對(duì)基層、覆層、過渡層的焊接要求選用三種不同性能的焊條。對(duì)基層（碳鋼或低合金鋼）的焊接，選用相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的結(jié)構(gòu)鋼焊條；覆層直接與腐蝕介質(zhì)接觸，應(yīng)選用相應(yīng)成分的奧氏體不銹鋼焊條。關(guān)鍵是過渡層（即覆層與基層交界面）的焊接，必須

5、考慮基體材料的稀釋作用，應(yīng)選用鉻、鎳含量較高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奧氏體鋼焊條。常用金屬材料焊接時(shí)焊條的選用碳鋼焊條的選用碳鋼是碳素結(jié)構(gòu)與碳素工具鋼的總稱。我國碳鋼產(chǎn)量約占全部鋼材總產(chǎn)量的80%以上，碳鋼焊執(zhí)著是被焊金屬中量最大、覆蓋面最廣的一種。用于焊接的碳鋼、含碳量不超過0.9%.。碳鋼的焊接性與鋼中含鋼量多少密切相關(guān)，含碳量越高，鋼的焊接性越差。幾乎所有的焊接方法都可以用于碳鋼結(jié)構(gòu)的焊接，基中以手弧焊、埋弧焊和CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)用最為廣泛。碳鋼焊條的焊縫強(qiáng)度通常小于540Mpa（55kgf/mm2）,在我國的碳鋼焊條國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5117-95中只有E43系列及E50系

6、列的二種型號(hào)，即抗拉強(qiáng)度只有420Mpa(43 kgf/mm2)和490Mpa(50kgf/mm2)兩個(gè)強(qiáng)度級(jí)別。目前焊接中大量使用的是470Mpa級(jí)以下的焊條。焊接低碳鋼（碳少于0.25%）時(shí)大多使用E43XX（J42X）系列的焊條，這一系列焊條有多種型號(hào)，產(chǎn)品牌號(hào)更多，可根據(jù)具體母材及使用條件、工作狀況、焊件結(jié)構(gòu)形狀和鋼板厚度加以選用。焊接中碳鋼（C=0.25%0.60%）和高碳鋼（C=0.60%1.70%）時(shí)，應(yīng)選用雜質(zhì)含量較低、且具有一定脫硫能力的堿性氫型焊條。在個(gè)別情況下，也可采用鈦鐵礦型或鈦鈣基焊條，但要有嚴(yán)格的工藝措施配合。中碳鋼焊接，由于鋼材含碳量較高，焊接裂紋傾向增大，可選用

7、低氫型焊條或焊縫金屬具有較高塑、韌性的焊條，而且大多數(shù)情況需要預(yù)熱和緩冷處理。高碳鋼焊接則必須采取嚴(yán)格的預(yù)熱、后熱措施，以防止產(chǎn)生焊接裂紋。高碳鋼焊接時(shí)焊縫與母材性能完全相同比較困難，高碳鋼的抗拉強(qiáng)度大多在675Mpa(69kgf/mm2)，焊材的選用應(yīng)視產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求而定。強(qiáng)度要求高時(shí)，可用J707或J607焊條。強(qiáng)度要求不高時(shí)，可用J506或J507等焊條；或者分別選用與以上強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)?shù)牡秃辖痄摵笚l。所有焊接材料都應(yīng)當(dāng)是低氫型的。低合金高強(qiáng)鋼焊條的選用低合金高強(qiáng)鋼根據(jù)強(qiáng)度級(jí)別及熱處理狀態(tài)，可分為熱軋及正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼等。低合金高強(qiáng)鋼用的焊條對(duì)焊縫金屬的性能有至關(guān)重要的影響。在

8、我國的焊條國家標(biāo)準(zhǔn)中，含合金鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)（GB/5118-95）有從E50系列至E85系列等各種型號(hào)的焊條可供選擇。代合金鋼一般依鋼材的強(qiáng)度等級(jí)來選用相應(yīng)的焊條，同時(shí)還需要根據(jù)母材焊接性、焊接結(jié)構(gòu)尺寸、坡口形狀和受力情況等的影響，進(jìn)行綜合考慮。在冷卻速度較大、使焊縫強(qiáng)度增高、焊接接頭容易產(chǎn)生裂紋的不利的情況下，可選用比母材強(qiáng)度低一級(jí)的焊條。實(shí)際上在碳鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)中也有不和焊條可兼用于代合金鋼焊接。為了滿足低合金鋼產(chǎn)品焊接的要求，提高焊條的抗裂性、焊縫金屬韌性和焊接工藝性能，還研制出許多各具特色的低合金鋼專用焊條可供選用，如超低氫焊條（JXXXH）、高韌性焊條（JXXXGR）、高韌性超低氫焊條（JX

9、XXRH）以及耐吸潮焊條（JXXXLMA）等。焊接熱軋及正火鋼時(shí)，選擇焊接材料的主要依據(jù)是保證焊縫金屬的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性等力學(xué)性能與母材相匹配。不必考慮焊縫金屬的化學(xué)成分與母材的一致性。焊接厚大構(gòu)件時(shí)，為了防止出現(xiàn)焊接冷裂紋，可采用“低強(qiáng)匹配”原則，即選用焊縫金屬強(qiáng)度低于母材強(qiáng)度的焊接。焊接強(qiáng)度過高，將導(dǎo)致焊縫金屬塑、韌性及抗裂性能的降低。低碳調(diào)質(zhì)鋼產(chǎn)生冷裂紋的傾向較大，因此嚴(yán)格控制焊接材料中的氫是十分重要的，用于低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊條應(yīng)是低氫型或超低氫型焊條。中碳調(diào)質(zhì)鋼焊接為確保焊縫金屬的塑、韌性和強(qiáng)度，提高焊縫的抗裂性，應(yīng)采用低碳合金系統(tǒng)，盡量降低焊縫金屬的硫、磷雜質(zhì)含量。對(duì)于需焊后熱處理的

10、構(gòu)件，還應(yīng)考慮焊縫金屬合金成分應(yīng)與母材相近。耐熱鋼焊條的選用低合金耐熱鋼要在高溫下長期工作，為了保證耐熱鋼的高溫性能，須向鋼中加入較多的合金元素（如Cr Mo V Nb等）。在選擇焊接材料時(shí)，首先要保證焊縫性能與母材匹配，具有必要的熱強(qiáng)性，因此要求焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)盡量與母材一致，如果焊縫與母材化學(xué)成分相關(guān)太大，高溫長期使用后，接頭區(qū)域某些元素發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象（如碳元素在熔合線附近的擴(kuò)散），使接頭高溫性能下隆。耐熱鋼焊條一般可按鋼種和構(gòu)件的工作溫度來選用。選配耐熱鋼焊材的原則是焊縫金屬的合金成分和性能與母材相應(yīng)指標(biāo)一致，或應(yīng)達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)條件提出的最低性能指標(biāo)。為了提高焊縫金屬的抗熱裂能力，焊縫中

11、的碳含量應(yīng)略低于母材的碳含量，一般應(yīng)控制在0.07%0.15%之間。由于鋼中碳和合金元素的共同作用，耐熱鋼焊接時(shí)極易形成淬硬組織，焊接性較差。為此耐熱鋼一般焊前預(yù)熱，焊后進(jìn)行回火處理。近年來，在薄壁管焊接中普遍采用了氬弧焊打底，酸性焊條手弧焊蓋面的工藝，大大提高了焊接質(zhì)量。但這類焊條抗裂性次于低氫型焊條，在單獨(dú)使用或用于厚壁管焊接時(shí)，應(yīng)選擇低氫型耐熱鋼焊條。低溫鋼焊條的選用低溫鋼是在-40至-196的低溫范圍工作的低合金專用鋼材。按化學(xué)成分劃分，低溫鋼主要有含鎳鋼和無鎳鋼兩類。國外一般使用含鎳低溫鋼，如3.5Ni、5Ni鋼和9Ni鋼等；我國多使用無鎳低溫鋼。選擇低溫鋼焊材首先應(yīng)考慮接頭使用溫度

12、、韌性要求及是否進(jìn)行焊后熱處理等，應(yīng)使焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能（尤其是沖擊韌性）與母材一致。經(jīng)焊后熱處理后，焊縫仍應(yīng)具有較高的低溫韌性。由于對(duì)焊縫金屬的低溫韌性提出了嚴(yán)格的要求，低溫鋼焊條藥皮均采用低氫型。焊接時(shí)要求盡量采用小的焊接線能量，避免焊縫金屬及近縫區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性。含鎳低溫鋼除手弧焊外，主要采用氬弧焊進(jìn)行焊接，采用與母材相同成分的焊絲、保護(hù)氣體為Ar或Ar中加入2%的O2或5%10%的CO2以改善焊縫成形。不銹鋼焊條的選用根據(jù)室溫組織、不銹鋼可分類為：奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼及奧氏體+鐵素體雙相不銹鋼四大類。奧氏體不銹鋼以Cr18Ni18為代表的系列主要用于耐蝕條件

13、，以Cr25Ni20為代表的系列主要用做耐高溫場(chǎng)合。選擇奧氏體不銹鋼焊接材料時(shí)，首先要保證焊縫金屬具有與母材一致的耐蝕性能，即焊縫金屬主要化學(xué)成分要盡量接近母材，其次應(yīng)保證焊縫具有良好的抗裂性和綜合力學(xué)性能。Cr13系列以Cr12為基的多元合金化的鋼屬馬氏體不銹鋼，這類鋼具有較大的淬硬傾向，馬氏體不銹鋼焊接時(shí)出現(xiàn)的問題主要是冷裂紋及近縫區(qū)淬硬脆化。馬氏體不銹鋼焊接材料的選擇有兩條途徑：一是為了滿足使用性能要求，保證焊縫金屬與母材的化學(xué)成分一致，使焊后熱處理后兩者力學(xué)性能及使用性能（如耐蝕性）相接近，這時(shí)須采用同質(zhì)填充材料。；二是在無法采用預(yù)熱或焊后熱處理的情況下，為了防止裂紋，采用奧氏體型焊材

14、，使焊縫成為奧氏體組織，這種情況下焊縫強(qiáng)度難以與母材匹配。含Cr17%28%的高鉻鋼屬鐵素體不銹鋼，主要用作熱穩(wěn)定鋼。鐵素體不銹鋼在焊接加熱和冷卻過程中不發(fā)生相變，焊后即使快速冷卻也不會(huì)產(chǎn)生淬硬組織。鐵素體不銹鋼焊接時(shí)出現(xiàn)的問題主要是近縫區(qū)晶粒易于長大，形成粗大鐵素體，熱影響區(qū)韌性下降導(dǎo)致脆化。鐵素體不銹鋼焊接應(yīng)選擇雜質(zhì)（C、N、S、P等）含量低的焊材，同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行合理的合金化，以便改善其焊接性和韌性。根據(jù)對(duì)焊焊接接頭性能的要求，鐵素體不銹鋼焊接時(shí)采用的焊材可以是與母材成分相近的高鉻鐵焊條或焊絲，也可以是鉻鎳奧氏體焊條或焊絲。采用奧氏體焊材時(shí)焊接不預(yù)熱，也不進(jìn)行焊后熱處理。鑄鐵焊條的選用根據(jù)

15、碳的存在形態(tài)，鑄鐵可分類為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵四種。鑄鐵的特點(diǎn)是碳與硫、磷雜質(zhì)含量高，組織不均勻，塑性低，屬于焊接性不良的材料。鑄鐵焊接時(shí)出現(xiàn)的主要問題，一是焊接接頭區(qū)域易出現(xiàn)白口及淬硬組織，二是易出現(xiàn)裂紋。鑄鐵焊條（或焊補(bǔ)）大致分為冷焊、半熱焊和熱焊三種，焊材的選擇分為同質(zhì)焊縫和異質(zhì)焊縫兩類。目前國內(nèi)可以提供數(shù)十種鑄鐵焊條，可根據(jù)鑄鐵焊條的特性，對(duì)焊補(bǔ)件的要求（如是否切削加工）、鑄鐵材料的性能以及焊補(bǔ)件的重要性等分別選用。對(duì)焊后要求灰口鑄鐵焊縫的，可選用Z208、Z248焊條，對(duì)焊縫表面需經(jīng)加工的，可選用Z308、Z408、Z418、Z508焊條，其中Z308最易加工；對(duì)球

16、墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵，可選用Z258、Z408、Z418焊條，應(yīng)指出，鑄鐵焊條是“三分材料、七分工藝”，除了合理選用焊材外，還必須根據(jù)工作要求采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，如預(yù)熱分段焊、大（?。╇娏?、瞬時(shí)點(diǎn)焊、錘擊、后熱等，才能取得滿意的效果。堆焊焊條的選用堆焊是用焊接方法在零件表面堆敷一層具有一定性能材料的工藝過程，目的是使零件表面獲得具有耐磨、耐熱、耐蝕等特殊性能的熔敷金屬。例如在普通碳素鋼工件的磨損面上堆焊一層耐磨合金，不但可以降低成本，而且可以獲得優(yōu)異的綜合性能。堆焊工藝在我國應(yīng)用越來越廣，堆焊合金達(dá)數(shù)十種，堆焊焊條已制定了較完整的產(chǎn)品系列，堆焊時(shí)必須根據(jù)堆焊工作及工作條件的不同要求選用合適的焊條

17、。堆焊金屬類型很多，反映出堆焊金屬化學(xué)成分，顯微組織及性能的很大差異。堆焊工件及工作條件十分復(fù)雜，堆焊時(shí)必須根據(jù)不同要求選用合適的焊條。不同的堆焊工作和堆焊焊條要采用不同的堆焊工藝，才能獲得滿意的堆焊效果，堆焊中最常碰到的問題是裂紋，防止開裂的方法主要是焊前預(yù)熱、焊后緩冷，焊接過程中還可采用錘擊等消除焊接應(yīng)力。堆焊金屬的硬度和化學(xué)成分，一般是指堆焊三層以上的堆焊金屬而言。堆焊焊條的藥皮類型一般是鈦鈣型、低氫型和石墨型三種。為了使堆焊金屬具有良好的抗裂性及減少焊條中合金元素的燒損，大多數(shù)堆焊焊條采用低氫型藥皮。有色金屬焊條的選用有色金屬焊條主要指的是鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條和鋁及鋁合金焊條等。鎳及鎳合金焊條主要用于焊接鎳及高鎳合金，也可用于異種金屬的焊接及堆焊，焊接接頭的坡口尺寸及焊接工藝接近鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接工藝。鎳及鎳合金的導(dǎo)熱性差，焊接時(shí)容易過熱引起晶粒長大和熱裂紋，而且焊接時(shí)氣孔敏感性強(qiáng)。因此焊條中應(yīng)含有適量的AL、Ti、Mn、Mg等脫氧劑，焊接操作時(shí)應(yīng)選用小電流、控制弧長、收弧時(shí)注