焊接材料简介

焊接材料简介
焊接材料是焊接时使用的形成熔敷金属的填充材料、保护熔融金属不受氧化氮化的保护材料、协助熔融金属凝固成形的衬垫材料等等。

包括焊条、焊丝、电极、焊剂、气体、衬垫等。

（1）焊条
焊条由焊芯和药皮组成。

手工焊条电弧焊时，焊条焊芯既是电极，又是填充金属。

1）常用焊条类型及其特点
焊条药皮类型主要有6种，其特点如下：
①低氢型焊条：——药皮主要由碳酸盐及氟化物等碱性物质组成的碱性焊条，可分为低氢钠型（型号为EXX15碱性，只能用直流电源）和低氢钾型（型号为EXX16碱性，也可以是钛型或钛钙型，可交直流两用）两种。

正确使用时，熔敷金属中的扩散氢的含量低，其冲击韧性和塑性较好。

这类焊条熔渣流动性好，焊接工艺性一般，焊波较粗，飞溅稍大，电弧较短，熔深较深，脱渣一般，适于全位置焊接。

一般用直流电源。

是压力容器用得最多的一种焊条。

②钛钙型焊条：——（型号为EXX03）药皮中含有质量分数为30%以上氧化钛（金红石或钛白粉）及适量的（质量分数＜20%）的钙和镁碳酸盐矿石的酸性焊条。

这类焊条熔渣流动性好，电弧较稳定，熔深一般，脱渣容易，飞溅少，焊波美观，适于全位置焊接，电源可为交直流。

属于钛钙型焊条的还有铁粉钛钙型（型号为EXX23）。

③钛铁矿型焊条：——（型号为EXX0l）药皮中含有质量分数为30%以上钛铁矿一定量的碳酸盐的酸性焊条。

这类焊条熔渣流动性良好，电弧稍强，熔深较深，烙渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般，焊波整齐，适于全位置焊接，可交直流两用。

④高钛型焊条：——药皮中以氧化钛为主要组成物，其质量分数≥35％的酸性焊条，可分为高钛钠型（型号为EXX12）和高钛钾型（型号为EXX13）两种。

这类焊条电弧稳定，引弧容易，熔深较浅、熔渣覆盖良好、焊波美观、脱渣容易、飞溅少，适于全位置焊接，可交直流焊接。

但熔敷金属的塑性和抗裂性较差。

EXX14、EXX24是铁粉钛型焊条，后者比前者铁粉量更多些。

⑤高纤维素型焊条：——药皮中含有多量有机物的酸性焊条。

可分为高纤维素钠型（型号为EXX10）和高纤维素钾型（型号为EXX11）两种。

纤维素含量约占药皮总量的20%～30%。

这类焊条的纤维素产生大量气体保护熔敷金属，电弧吹力强，熔深深，熔化速度快，脱渣少，飞溅一般，适于全位置焊接，尤其是立焊和仰焊，也可向下焊，可交直流两用。

⑥氧化铁型焊条：——（型号为EXX20、EXX22，20不适用于薄板焊接，而22适用于薄板焊接）药皮中含有多量氧化铁及二氧化硅组成物的酸性焊条。

这类焊条熔化速度快，焊接生产率高，电弧稳定，引弧容易，熔深较深，飞溅稍多，最适合中厚板平焊，立焊和仰焊的操作性能较差，熔敷金属抗裂性较好，可交直流两用。

2）国产焊条的分类
一般有三种分类方法：
按焊条用途分（即按《焊接材料产品样本》分类）
①结构钢焊条，以“结”字或“J”表示；
②钼和铬钼耐热钢焊条，以“热”字或“R”表示；
③不锈钢焊条，以“铬”和“奥”字或“G”或“A”表示；
④堆焊焊条，以“堆”字或“D”表示；
⑤低温钢焊条，以“温”字或“W”表示；
⑥铸铁焊条，以“铸”字或“Z”表示；
⑦镍及镍合金焊条，以“镍”或“Ni”表示；
⑧铜及铜合金焊条，以“铜”或“T”表示；
⑨铝及铝合金焊条，以“铝”或“L”表；
⑩特殊用途焊条，以“特”或“TS”表示。

按焊条药皮熔化后熔渣性质分：
①酸性焊条；
②碱性焊条。

按药皮的类型分类见表8.2。

表8.2 焊条药皮类型
牌号药皮类型焊接电源牌号药皮类型焊接电源××0 不规定的类型不规定××5 纤维素型交流或直流××1 氧化钛型交流或直流××6 低氢型交流或直流××2 氧化钛钙型交流或直流××7 低氢型直流
××3 钛铁矿型交流或直流××8 石墨型交流或直流××4 氧化铁型交流或直流××9 盐基型直流
3）结构钢焊条牌号
结构钢焊条牌号的表示
表示特殊用途或性能（见表8.4）
表示药皮类型和焊接电源种类（见表8.2）
表示焊缝金属的抗拉强度等级（见表8.3）
表示结构钢焊条
结×××△
表8.3 结构钢焊条焊缝强度等级
牌号焊缝金属抗拉强度等级
Mpa（kgf/mm2）
焊缝金属屈服强度等级Mpa（kgf/mm2）
J42×420（43）330（34）J50×490（50）410（42）J55×540（55）440（450）J60×590（60）530（54）J70×690（70）590（60）J75×740（75）640（65）J80×780（80）690（70）J85×830（85）740（75）J90×880（90）780（80）J10×980（100）880（90）
表示药皮类型和电流种类（见表）
8.2表示同一焊缝金属主要化学成分等级中的不同牌号（）0~9）表示焊缝金属主要化学成分等级；按表编排 表示钼和铬钼耐热钢焊条，用字母“”表示
R 热×××
表8.4 焊条特殊用途符号
特殊用途符号
含义
特殊用途符号
含义
G 管道焊接（只有
J422G ） RH
高韧性超低氢 X 立向下焊 GH 有较高低温韧性 低氢 GM 盖面 Z 重力 R 高韧性 D 底层焊 XG 管子用立向 H 超低氢 GR 低温高韧性 DF 低尘 CuP 焊接铜磷钢用 LMA 耐吸潮
Fe
铁粉焊条
4）钼钢和铬钼耐热钢焊条牌号 钼钢和铬钼耐热钢焊条牌号的表示：
表8.5 耐热钢焊条化学成份等级
牌 号 焊缝主要化学成份Cr （%）等级 焊缝主要化学成份Mo （%）等级
热1×× —— 0.5 热2×× 0.5 0.5 热3×× 1—2 0.5—1 热4×× 2.5 1 热5×× 5 0.5 热6×× 7 1 热7×× 9 1 热8×× 11
1
表示药皮类型和电流种类（见表） 8.2表示焊缝金属主要化学成分等级中的不同牌号，有个，按顺序的的排列。

100 ~9表示焊缝金属主要化学成分等级，按表编排。

8.6“”表示奥氏体不锈钢
A “”表示铬不锈钢 G
奥（或铬）×
××
5）不锈钢焊条牌号 不锈钢焊条牌号表示：
表8.6 不锈钢焊缝金属化学成份等级
牌号 焊缝金属主要化学成份Cr （%）组成等级 焊缝金属主要化学成份Ni （%）
组成等级
G2×× 13 G3×× 17
—— A0×× （C 含量≤0.04%超低碳）
A1×× 18 8 A2×× 18 12 A3×× 25 13 A4×× 25 20 A5×× 16 25 A6×× 15 35 A7×× 铬锰氮不锈钢
A8×× 18 18 A9××
待发展
6﹚焊条型号和焊条牌号的对应关系
焊条型号是国家标准中规定的焊条编号，牌号是原国家机械工业委员会在“焊接材料产品样本”中统一规定的焊条行业编号。

它们之间差别在于，牌号中没有区别焊接位置的编号。

型号和牌号之间的对应关系见表8.7。

表示药皮类型和电流种类。

第三、第四位数字组合的含义见表表示焊接位置表示全位置，表示适于“”“”“”8.8012平焊、平角焊
表示熔敷金属最小抗接强度（）kgf/mm2表示焊条
表8.7国标焊条型号与焊条牌号对照
国家标准
焊接材料产品样本 焊条大类﹙按化学成分分﹚ 焊条大类﹙按用途分﹚
标准号 名称 代号 类别 名称 代号
字母 汉字
GB5117-95
碳钢焊条
E
1
J 结 GB5118-95 低合金钢焊条 E 1
结构钢焊条 J 结 2 钼和铬钼耐热钢
焊条 R
热 3
低温钢焊条 W 温 GB983-85 不锈钢焊条 E 4 不锈钢焊条 G 铬 A 奥 GB984-85 堆焊焊条 ED 5 堆焊焊条 D 堆 —— —— — 6 铸铁焊条 Z 铸 —— —— — 7 镍及镍合金焊条 Ni 镍
GB3670-83 铜及铜合金焊条 TCu
8 铜及铜合金焊条 T 铜 GB3669-83 TAI 9 铝及铝合金焊条 L 铝 ——
——
—
10
特殊用途焊条
TS
特殊
7﹚碳钢焊条型号编号方法
表8.8焊条型号关于焊接位置、药皮类型、焊接电流种类的含义
焊条型号第三位数字代表的
焊接位置
第三、第四位数字组合代表的
药皮类型焊接电流种类
E××00
各种位置
﹙平、立、横、仰﹚特殊型
交流、直流正、反接
E××01 钛铁矿型
E××03 钛钙型
E××10 高纤维素型直流反接
E××11 高纤维素钾型交流或直流反接E××12 高钛钠型交流或直流正接E××13 高钛钾型交流或直流正、反接E××14 铁粉钛型交流或直流正、反接E××15 低氢钠型直接反接
E××16 低氢钾型交流或直流反接E××18 铁粉低氢型交流或直流反接
E××20 平角焊
氧化铁型交流或直流反接
E××22 平交流或直流正、反接
E××23
平、平角焊铁粉钛钙型交流或直流正、反接
E××24 铁粉钛型交流或直流正、反接
E××27 铁粉氧化铁型交流或直流正接
E××28 铁粉低氧型
E××48 平、立、仰、立向下铁粉低氢型交流或直流反接
8﹚不锈钢焊条型号表示方法
不锈钢焊条型号表示方法与碳钢焊条的表示方法基本一样，不同的是“E”后面的一组数字不是表示强度，而是表示不锈钢的化学成分。

常用不锈钢焊条型号GB/T983-1995与GB983-1985的对照表如下：
表8.9不锈钢焊条型号新旧标准对照
GB/T983-1995
GB983-1985
GB/T983-1995
GB983-1985 E308 E019-10 E310 E2-26-21 E308L E00-19-10 E316 E0-18-12M O 2 E309 E1-23-13 E316L E00-18-12 M O 2 E309L
E00-23-13
E347
E019-10Nb
﹙2﹚焊丝
1﹚焊丝的种类
实心焊丝是从金属线材直接拉拔而成的焊丝。

药芯焊丝是将薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，在其中填满一定成份的药粉，经拉制而成的焊丝。

2﹚实芯焊丝牌号编制方法
表示优质品或高级优质品﹙﹚﹙﹚
A E 表示合金元素之一的元素符号，含量时不表示
<1%同上同上
表示焊接用实芯焊丝
H X X X X
3﹚药芯焊丝牌号编制方法
表示焊接时的保护方法﹙见表﹚8.10药芯类型和电源种类﹙见表﹚8.2焊缝金属抗拉强度级别﹙见表﹚8.3焊接钢种类﹙见表﹚
8.7药芯焊丝
Y J X XX X
焊剂粒度为60-14
表示用一类型焊剂不同牌号，由0-9顺序排列表示焊剂中Si0、CaF 含量﹙见表8.11﹚表示焊剂中Mn0含量﹙见表8.12﹚表示熔炼焊剂
2
2表8.10药芯焊丝牌号中保护方法的含义
牌号 焊接时的保护方法
YJ ××—1 气保护 YJ ××—2 自保护 YJ ××—3 气保护自保护两用 YJ ××—4
其它保护形式
﹙3﹚钨极
钨极和焊条或埋弧焊、电渣焊、熔化极气体保护的焊丝都是电极，但它是不熔化为填充金属的电极。

钨的熔点为3410℃，沸点为5900℃，是常见金属中最高的，因而是不熔极电弧的最合适的电极材料。

钨极有纯钨、钍钨、铈钨三种。

纯钨极电子逸出功大，电子发射能力差，要求空载电压高，承载电流能力小，目前基本不用。

钍钨极加入氧化钍可降低电子逸出功，提高电子发射能力，可降低空载电压，改善引弧性能和稳弧性能，增大电流许用范围。

但有微量放射性。

牌号有WHh-10﹙含ThO 2 1.0%~1.5%﹚和WHh-15﹙含ThO 2 1.5%~2.0%﹚
铈钨极加入少量氧化铈，比钍钨极更易引弧，电弧损耗更少，放射性剂量也低得多，是目前应用最多的钨极。

牌号为Wce-20﹙含CeO 2 2.0%﹚
﹙4﹚焊剂
埋弧时、电渣焊都用焊剂。

常用焊剂有熔炼焊剂和烧结焊剂。

1﹚熔炼焊剂牌号表示方法
表8.11熔炼焊剂牌号与硅、氟量
牌号 焊剂类型 二氧化硅Si02
﹙%﹚ 氟化钙CaF 2﹙%﹚
HJ ×1× 低硅低氟 <10 <10 HJ ×2× 中硅低氟 10-30 <10 HJ ×3× 高硅低氟 >30 <10 HJ ×4× 低硅中氟 <10 10-30 HJ ×5× 中硅中氟 10-30 10-30 HJ
×6× 高硅中氟 >30 10-30 HJ ×7× 低硅高氟 <10 >30 HJ ×8× 中硅高氟 10-30 >30 HJ ×9×
其他
表8.12熔炼焊剂牌号与氧化锰含量
牌号 焊剂类型 氧化锰Mn0含量﹙%﹚
HJ1×× 无 锰 <2 HJ2×× 低 锰 2~5 HJ3×× 中 锰 15~30 HJ4××
高 锰
>30
2﹚烧结焊剂牌号表示方法
焊剂其作用相当于焊条的药皮，它的作用如下： ①保护熔池，防止空气中氧、氮等气体侵入；
②具有脱氧与合金化作用，与焊丝配合可得到所需成分和性能的焊缝金属； ③使焊缝成形良好；
表示用一渣系焊剂中的不同牌号，按01…09顺序编排表示焊剂熔渣的渣系﹙见表8.11﹚表示烧结焊剂
④使熔敷金属的冷却速度减慢，减少气孔、夹渣等缺陷产生；
⑤防止飞溅，减少损失，提高熔敷系数。

熔炼焊剂主要由矿物熔炼后成玻璃状再碎成一定粒度的颗粒，制造时耗能多，焊剂中不能加入脱氧剂和合金剂，但颗粒强度高，不易粉化，耐潮性较好。

烧结焊剂由药粉加粘结剂拌好后造粒烧结而成。

制造时耗能较少，焊剂中可加入脱氧剂和合金剂，有利于提高焊缝质量和性能，但颗粒强度低，易粉化，耐潮性不好。

﹙5﹚中外常用焊条、焊剂对照
表8.13常用焊条、焊剂牌号对照及烘焙要求
牌号
符合（相当）下述标准的焊条型号烘干温度
（℃）保温时间（小时）
GB AWS JIS
J442 E4303 D4303 150 1-2 J427 E4315 E6015 350-400 1-2 J502 E5003 D5003 150 1-2 J507 E5015 E7015 D5015 350-400 1-2 A132 E347-16 E347-16 D347-16 150 1-2 A137 E347-15 E347-15 350-400 1-2 A302 E309-16 E309-16 D309-16 150 1-2 A307 E309-15 E309-15 350-400 1-2 HJ350 HJ402-H10Mn2 F6A0-EH14 YSF43-W41 250-350 2 HJ250G 250-350 2 HJ431 HJ401-H08A F6A2-EL12 YSF42-W11 250-350 2。