焊接用焊絲的選用原則方法及選用表詳細資料

焊接用焊絲的選用原則方法及選用表(詳細資料)焊接用焊絲的選用詳細資料及選用表1焊絲選用的要點焊絲的選擇要根據(jù)被焊鋼材種類、焊接部件的質(zhì)量要求、焊接施工條件（板厚、坡口形狀、焊接位置、焊接條件、焊后熱處理及焊接操作等）、成本等綜合考慮。焊絲選用要考慮的順序如下。①根據(jù)被焊結(jié)構(gòu)的鋼種選擇焊絲對于碳鋼及低合金金高強鋼，主要是按“等強匹配”的原則，選擇滿足力學(xué)性能要求的焊絲。對于耐熱鋼和耐候鋼，主要是側(cè)重考慮焊縫金屬與母材化學(xué)成分的一致或相似，以滿足對耐熱性和耐腐蝕性等方面的要求。②根據(jù)被焊部件的質(zhì)量要求（特別是沖擊韌性）選擇焊絲與焊接條件、坡口形狀、保護氣體混合比等工藝條件有關(guān)，要在確保焊接接頭性能的前提下，選擇達到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。③根據(jù)現(xiàn)場焊接位置對應(yīng)于被焊工件的板厚選擇所使用的焊絲直徑，確定所使用的電流值，參考各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品介紹資料及使用經(jīng)驗，選擇適合于焊接位置及使用電流的焊絲牌號。焊接工藝性能包括電弧穩(wěn)定性、飛濺顆粒大小及數(shù)量、脫渣性、焊縫外觀與形狀等。對于碳鋼及低合金鋼的焊接（特別是半自動焊），主要是根據(jù)焊接工藝性能來選擇焊接方法及焊接材料。采用實芯焊絲和藥芯焊絲進行氣體保護焊的焊接工藝性能的對比見表1。2實芯焊絲的選用（1）埋弧焊焊絲焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從碳素鋼到高鎳合金多種金屬材料的焊接都可以選用焊絲和焊劑配合進行埋弧焊接。埋弧焊焊絲的選用既要考慮焊劑成分的影響，又要考慮母材的影響。為了得到不同的焊縫成分和力學(xué)性能，可以采用一種焊劑（主要是熔煉焊劑）與幾種焊絲配合，也可以采用一種焊絲與幾種焊劑（主要是燒結(jié)焊劑）配合。對于給定的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)鋼種成分、對焊縫性能的要求及焊接工藝參數(shù)的變化等進行綜合分析之后，再決定所采用的焊絲和焊劑。1）低碳鋼和低合金鋼用焊絲低碳鋼和低合金鋼埋弧焊常用焊絲有如下三類。①低錳焊絲（如H08A）常配合高錳焊劑用于低碳鋼及強度較低的低合金鋼焊接。②中錳焊絲（如H08MnA、H10MnSi）主要用于低合金鋼焊接，也可配合低錳焊劑用于低碳鋼焊接。③高錳焊絲（如H10Mn2、H08Mn2Si）用于低合金鋼焊接。2）低合金高強鋼用焊絲低合金高強鋼用焊絲含Mn1%以上，含Mo0.3%～0.8%，如H08MnMoA、H08Mn2MoA，用于強度較高的低合金高強鋼焊接。此外，根據(jù)低合金高強鋼的成分及使用性能要求，還可在焊絲中加入Ni、Cr、V及RE等元素，提高焊縫性能。強度級別590MPa級的焊縫金屬多采用Mn-Mo系焊絲，如H08MnMoA、H08Mn2MoA、H10Mn2Mo等。強度級別690～780MPa級的焊縫多采用Mn-Cr-Mo系、Mn-Ni-Mo系或Mn-Ni-Cr-Mo系焊絲。當(dāng)對焊縫韌性要求較高時，可采用含Ni的焊絲，如H08CrNi2MoA等。焊接強度級別690MPa級以下的鋼種時，可采用熔煉焊劑和燒結(jié)焊劑。焊接強度級別780MPa級高強度鋼時，為了得到高韌性，除了選用適當(dāng)?shù)暮附z，最好采用燒結(jié)焊劑。埋弧焊實芯焊絲的力學(xué)性能、特點和用途見表2。3）不銹鋼用焊絲不銹鋼焊接時，采用的焊絲成分要與被焊接的不銹鋼成分基本一致。焊接鉻不銹鋼時可采用H0Cr14、H1Cr13、H1Cr17等焊絲，焊接鉻、鎳不銹鋼時，可采用H0Cr19Ni9、H0Cr19Ni9Ti等焊絲；焊接超低碳不銹鋼時，應(yīng)采用相應(yīng)的超低碳焊絲，如H00Cr19Ni9等。焊劑可采用熔煉型或燒結(jié)型，要求焊劑的氧化性要小，以減少合金元素的燒損。目前國外主要采用燒結(jié)焊劑焊接不銹鋼，我國仍以熔煉焊劑為主，但正在研制和推廣使用燒結(jié)焊劑。（2）氣體保護焊用焊絲1）TIG焊焊絲TIG焊接有時不加填充焊絲，被焊母材加熱熔化后直接連接起來，有時加填充焊絲。由于保護氣體為純Ar，無氧化性，焊絲熔化后成分基本不發(fā)生變化，所以焊絲成分即為焊縫成分。也有的采用母材成分作為焊絲成分，使焊縫成分與母材一致。TIG焊時焊接線能量小，焊縫強度和塑、韌性良好，容易滿足使用性能要求。2）MIG和MAG焊絲MIG方法主要用于焊接不銹鋼等高合金鋼。為了改善電弧特性，在Ar氣中加入適量O2或CO2，即成為MAG方法。焊接低合金鋼時，采用Ar+5%CO2可提高焊縫的抗氣孔能力。但焊接超低碳不銹鋼時不能采用Ar+5%CO2混合氣體，只可采用Ar+2%O2混合氣體，以防止焊縫增碳。目前低合金鋼的MIG焊接正在逐步被Ar+20%CO2的MAG焊接所取代。MAG焊接時由于保護氣體有一定的氧化性，應(yīng)適當(dāng)提高焊絲中Si、Mn脫氧元素的含量，其他成分可以與母材一致，也可以有若干差別。焊接高強鋼時，焊縫中C的含量通常低于母材，Mn的含量則明顯高于母材，這不僅為了脫氧，也是焊縫合金成分的要求。為了改善低溫沖擊韌性，焊縫中的Si含量不宜過高。3）CO2焊焊絲CO2不活性氣體，具有較強的氧化性，因此CO2焊所用焊絲必須含有較高的Mn、Si等脫氧元素。CO2焊通常采用C-Mn-Si系焊絲，如H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA等。CO2焊焊絲直徑一般是：0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm等。焊絲直徑≤1.2mm屬于細絲CO2焊，焊絲直徑≥1.6mm屬于粗絲CO2焊。H08Mn2SiA焊絲是一種廣泛應(yīng)用的CO2焊焊絲，它有較好的工藝性能，適合于焊接500MPa（50kgf/mm2）級以下的低合金鋼。對于強度級別要求更高的鋼種，應(yīng)采用焊絲成分中含有Mo元素的H10MnSiMo等牌號的焊絲。（3）電渣焊焊絲電渣焊適用于中厚板和厚板焊接。電渣焊焊絲主要起填充金屬和合金化的作用，低碳鋼和低合金高強鋼電渣焊常用焊絲的牌號見表3。與焊絲型號的表示方法不同，焊絲牌號前兩個字母“HS”表示有色金屬及鑄鐵焊絲；牌號中第一位數(shù)字表示焊絲的化學(xué)組成類型（見表4），牌號中第二、第三位數(shù)字表示同一類型焊絲的不同牌號。1）銅及銅合金焊絲銅及銅合金焊絲常用于焊接銅及銅合金，其中黃銅焊絲也廣泛用于釬焊碳鋼、鑄鐵及硬質(zhì)合金刀具等。銅及銅合金的焊接，可以采用多種焊接方法，正確地選擇填充金屬，是獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的必要條件。用氧-乙炔氣焊時應(yīng)配合氣焊熔劑共同使用。銅及銅合金焊絲的類型及化學(xué)成分見表5。常用銅及銅合金焊絲的牌號、型號及用途見表6。注：雜質(zhì)元素總和包括帶*號的元素含量之和。2）鋁及鋁合金焊絲鋁及鋁合金焊絲廣泛應(yīng)用于鋁合金氬弧焊及氧-乙炔氣焊時作填充材料。焊絲的選擇主要根據(jù)母材的種類、對接頭抗裂性能、力學(xué)性能及耐蝕性等方面的要求綜合考慮。一般情況下，焊接鋁及鋁合金都采用與母材成分相同或相近牌號的焊絲，這樣可以獲得較好的耐蝕性；但焊接熱裂傾向大的熱處理強化鋁合金時，選擇焊絲則主要從解決抗裂性入手，這時焊絲的成分應(yīng)與母材差別很大。鋁及鋁合金焊絲的類型及化學(xué)成分見表7。常用鋁及鋁合金焊絲的萬分及用途見表8。注：除規(guī)定外，單個數(shù)值表示最大值3）鑄鐵焊絲鑄鐵焊絲主要用于氣焊焊補鑄鐵。由于氧-乙炔火焰溫度（小于3400℃）比電弧溫度（6000℃）低很多，而且熱量不集中，較適于灰口鑄鐵薄壁鑄件的焊補。此外，氣焊火焰溫度低可減少球化劑的蒸發(fā)，有利于保證焊縫獲得球墨鑄鐵組織。目前氣焊用球鐵焊絲主要有加稀土鎂合金和釔基重稀土的兩種，由于釔的沸點高，抗球化衰退能力比鎂強，更有利于保證焊縫球化，故近年來應(yīng)用較多。鑄鐵焊絲的型號及化學(xué)成分見表9。鑄鐵焊補常用氣焊焊絲的成分特點及用途見表10。根據(jù)《焊接材料產(chǎn)品樣本》編入，沒有牌號的為非標準焊絲。4）堆焊焊絲目前生產(chǎn)的堆焊用硬質(zhì)合金焊絲主要有兩類：高鉻合金鑄鐵釘索爾瑪依特）和鈷基（司太立）合金。高鉻合金鑄鐵具有良好的抗氧化性和耐氣蝕性能，硬度高，耐磨性好。而鈷基合金則在650℃的高溫下，亦能保持高的硬度和良好的耐蝕性能。其中低碳、低鎢的韌性好；高碳、高鎢的硬度高，但抗沖擊能力差。硬質(zhì)合金堆焊焊絲可采用氧-乙炔、氣電焊等方法堆焊，其中氧-乙炔堆焊雖然生產(chǎn)效率低，但設(shè)備簡單，堆焊時熔深淺，母材熔化量少，堆焊質(zhì)量高，因此應(yīng)用較廣泛。常用硬質(zhì)合金堆焊焊絲的成分、特點及用途見表11。3藥芯焊絲的選用藥芯焊絲的焊接具有工藝性能好、焊縫質(zhì)量好、對鋼材的適應(yīng)性強等優(yōu)點，有著廣闊的應(yīng)用前景。藥芯焊絲可用于焊接各種類型的鋼結(jié)構(gòu)，包括低碳鋼、低合金高強鋼、低溫鋼、耐熱鋼、不銹鋼及耐磨堆焊等。所采用的保護氣體有CO2和Ar+CO2兩種，前者用于普通結(jié)構(gòu)，后者用于重要結(jié)構(gòu)。藥芯焊絲適于自動或半自動焊接，直流或交流電流均可。（1）低碳鋼及高強鋼用藥芯焊絲低碳鋼及高強鋼用藥芯焊絲的品種多、用量大，大多數(shù)為鈦型渣系，焊接工藝性好，焊接生產(chǎn)率高，主要用于造船、橋梁、建筑、車輛制造等部門。低碳鋼及低合金高強鋼用藥芯，焊絲品種較多（見表14），從焊縫強度級別上看，490MPa級和590MPa級的藥芯焊絲已普遍使用；從性能上看，有的側(cè)重于工藝性能，有的側(cè)重于焊縫力學(xué)性能和抗裂性能，有的適用于包括向下立焊在內(nèi)的全位置焊，也有的專用于角焊縫。（2）不銹鋼用藥芯焊絲不銹鋼藥芯焊絲具有工藝性能好、力學(xué)性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等特點，國外近年來應(yīng)用于石化、壓力容器、造船和工程機械等行業(yè)。目前不銹鋼藥芯焊絲的品種已有20余種，除鉻鎳系不銹鋼藥芯焊絲外，還有鉻系不銹鋼藥芯焊絲。焊絲直徑有0.8mm、1.2mm、1.6mm等，可滿足不銹鋼薄板、中板及厚板的焊接需要。所采用的保護氣體多數(shù)為CO2，也可采用Ar+（20%～50%）CO2的混合氣體。（3）耐磨堆焊用藥芯焊絲為了增加耐磨性或使金屬表面獲得某些特殊性能，需要從焊絲中過渡一定量的合金元素，但是焊絲因含碳量和合金元素較多，對于加工制造。隨著藥芯焊絲的問世，這些合金元素可加入藥芯中，且加工制造方便，故采用藥芯焊絲進行埋弧堆焊耐磨表面是種常用的方法，并已得到廣泛應(yīng)用。此外，在燒結(jié)焊劑中加入合金元素，堆焊后也能得到相應(yīng)成分的堆焊層，它與實芯或藥芯焊絲相配合，可滿足不同的堆焊要求。常用的藥芯焊絲CO2堆焊和藥芯焊絲埋弧堆焊方法如下。①細絲CO2藥芯焊絲堆焊焊接效率高，生產(chǎn)效率為手弧焊的3～4倍；而且，焊接工藝性能優(yōu)良，弧穩(wěn)定，飛濺小，脫渣容易，焊道成形美觀。這種方法只能通過藥芯焊絲過渡合金元素，多用于合金成分不太高的堆焊層。②藥芯焊絲埋弧堆焊采用大直徑（φ3.2、φ4.0）的藥芯焊絲，焊接電流大，焊接生產(chǎn)率明顯提高。當(dāng)采用燒結(jié)焊劑時，還可通過焊劑過渡合金元素，使堆焊層得到更高的合金成分，其合金含量可在14%～20%之間變化，以便得到不同的使用要求。該法主要用于堆焊軋制輥、送進輥、連鑄輥等耐磨耐蝕部件。（4）自保護藥芯焊絲自保護焊絲是指不需要外加保護氣體或焊劑，就可進行電弧焊，從而獲得合格焊縫的焊絲。自保護藥芯焊絲是把作為造渣、造氣