药芯焊丝和实心焊丝

实心焊丝主要有两类：一类用于埋弧焊，另一类用于熔化极活性气体保护焊。埋弧焊用实心焊丝执行标准有GB/T 5293-1999,有低锰焊丝，如H08A(如四川大西洋公司生产的CHW-SG焊丝)配合高锰型熔炼焊剂，用于低碳钢及强度级别较低的管线钢焊接；中锰焊丝，如H08MnA、H10MnSi，配合高锰高硅低氟型熔炼焊剂主要用于管线钢焊接，并可配合低锰焊剂用于低碳钢焊接；高锰焊丝，如H08Mn2Si、H08Mn2SiA用于管线钢焊接；Mn-Mo焊丝，如H08MnMoA、HO8MnMoTiB，配合低锰中硅中氟型熔炼焊剂、氟碱型烧结焊剂或硅钙型烧结焊剂，主要用于强度级别较高的管线钢焊接。焊丝直径一般在1.6～6.4mm范围以内。

?????? 活性气体保护焊用实心焊丝执行标准有GB/T 14947-1994、GB/T 8110-1995、AWS 5.18-93和AWS 5.28-96等标准，最常用的焊丝有H08Mn2SiA（如相当于GB/T 8110 ER49-1），它具有良好的焊接工艺性能，适宜于焊接σs≤500MPa的管线钢。当焊接强度级别较高的钢种时，则应选择含Mo的焊丝，例如，国产H10MnSiMo焊丝和执行美国标准AWS 5.18 ER70S-G 的锦泰公司生产的JM-58焊丝、BOHLER SG3-P焊丝和执行美国标准 AWS A5.28 ER80S-G的锦泰JM-68焊丝等。常用焊丝的规格为φ0.9mm、φ1.0mm、φ1.2mm等。

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?????? 近年来，随着长输管线向着高强度、大口径、厚壁化方向发展，传统的手工焊焊接方法已逐渐地被半自动焊和自动焊焊接方法所取代，其中以半自动焊应用发展最为迅速，与之而来的是药芯焊丝得以迅猛发展。

??????? 药芯焊丝之所以能得到如此的重视和发展，与它自身的许多特点是分不开的，表现在：熔敷速度快，焊接生产率高；与实芯焊丝相比，药芯焊丝电弧软、飞溅小，焊接工艺性能好；熔深大，成型美观；综合成本低。

??????? 药芯焊丝按焊接时保护方式的不同可分为气保护药芯焊丝和自保护药芯焊丝，其中自保护药芯焊丝以其特有的优越性在长输管道中广泛应用，执行标准有GB/T 17493-1998和AWS A.29-98。有代表性的有T8-Ni1型（例如天津金桥JC-29Ni1 Φ2.0mm焊丝、美国郝伯特HOBART 81N1Φ2.0mm焊丝）、T8-Ni2、T8-K6型（林肯NR207 Φ2.0mm焊丝）等，这种焊丝全位置操作性能好，熔敷速度快，同时焊缝金属韧性好，但焊缝金属在焊态下粗大的柱状晶组织的出现，使得其焊缝金属冲击韧性在焊态与热处理之间，多层焊和单道焊之间有很大的差别。因此采用T8型自保护焊丝焊接时，应严格控制焊接规范参数、热输入量、焊接道次以及每道焊层的厚度等

两种焊丝的优缺点。

药芯焊丝早在1950年代初气保护药芯焊丝便已开始开发问市，但至1957年才开始广为商业上使用。此种方法可说是取自埋弧焊与CO2焊接（指实心）的优点组合而成，焊剂包在焊丝内并藉外围CO2气体的保护可使焊接时产生较柔和且稳定的电弧以及低飞溅为其特点。开发之初只有大丝径焊丝（2.0—4.0mm），用于重大工件的平焊与横焊。直至1972年小丝径焊丝开始发展才大大的扩展了药芯焊丝使用的领域。

自保护药芯焊丝是在气保护药芯焊丝问市不久便被发展出来而且也很快的被工业界广为认同于特定的用途上。

两者最大的不同点在第二单元便已有所述明，本单元将做整体的探讨。

2、药芯焊丝的制造

药芯焊丝的制造过程控制非常严谨，由于熔填金属来自钢片皮材及焊剂所含的成份，制造前尺寸与化学成份均需详细核对以确保品质。

由于焊材内部空间受到限制，焊剂颗粒的大小愈显得重要，颗粒间形成类似鸟巢般结合在一起，焊剂成份元素不均匀。

绝大部分的药芯焊丝均由一扁平金属薄片长条逐段经过滚卷成U型断面，粒状焊剂填充于U型金属槽中然后再经最后的密封滚卷步骤，将焊剂紧紧的滚压在管形焊丝内

卷成管形的焊丝再经过一连串抽拉动作成为最后需要的丝径，此抽拉的动作也可以使填充的焊剂均匀的固定在焊丝皮材内。

制造/生产过程中如何不使焊丝内因管制不良而造成部分线材形成中空（没有焊剂）是药芯焊丝生产品质的关键。另外线材表面亦需光滑平顺且清洁否则将影响送丝的顺畅及焊接电流的传迅。焊丝包装成卷或成桶以避免线材相互纠缠或折损，通常成卷丝材均以塑胶套包封后并放置干燥剂使避免材料受潮，包封后的材料再放入硬纸盒内送出。

在皮材较厚时断面多为对接（BUTT）方式且焊剂量较少，绝大多数的碳钢及低合金钢，丝径在2.8mm及以下均为此种形状断面，类如不锈钢等高合金且丝径较大时，丝材内需较大的空间包容焊剂与合金元素断面形状则多成叠接或心形（LAP及HEART SHAPED）接头。

3、药芯焊丝的特征：

前已述及药芯焊丝突显了许多焊接方法的有利特性，例如焊剂部分扮演了与被覆焊条能改善熔填金属化学成分与机械性之功能。生产效率上又有气体保护金属电弧焊及埋弧焊的特点。

药芯焊丝可用于碳钢，低合金高张力钢，高强度淬火回火钢，不锈钢以及硬面耐磨钢材等的焊接。

药芯焊丝是很有发展前途的新型焊接材料,近年来国产药芯焊丝的品种和用量与日俱增。与实心焊丝相比药芯焊丝有如下优缺点。

（1）优点：

1）对各种钢材的焊接，适应性强调整焊剂的成分和比例极为方便和容易，可以提供所要求的焊缝化学成分。

2）工艺性能好，烛缝成形美观采用气渣联合保护，获得良好成形。加入稳弧剂使电弧稳定，熔滴过渡均匀。

3）熔敷速度快，生产效率高在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，熔化速度快，其熔敷率约为85%-90%,生产率比焊条电弧焊高约3-5倍。

4）可用较大焊接电流进行全位置焊接。

（2）缺点

1）焊丝制造过程复杂

2）焊接时，送丝较实心焊丝困难

3）焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对药芯焊丝保存一管理的要求更为严格

3.1、焊剂成份所扮演的功能：

与被覆焊条相同，药芯焊丝的制造商对焊剂成份均为其特有的配方，随着焊材适用的功能不同，焊剂成份组成亦各不同。

焊剂成份的基本功能略述如下：

（1）除氧剂与除氮剂

由于氮与氧可使焊道金属造成气孔或脆化，焊剂中必须添加锰与硅等除氧剂，至于自保护药芯焊丝，焊剂中另需添加AL为除氮剂。以上添加除氧剂及除氮剂目的均在于净化熔填金属。

（2）焊渣形成剂

钙、钾、钠或硅等均为焊渣形成剂，添加在焊剂中可以有效保护熔池不受大气污染，焊渣可使焊道具较佳的外观而且快速冷却后又可以支撑全姿势焊接时的熔池。焊渣的覆盖更可缓和熔填金属冷却速率，此功能对低合金钢的焊接尤其重要。

（3）电弧稳定剂

钠及钾可以使电弧保持柔和顺畅而且降低飞溅。

（4）合金元素

钼、铬、碳、锰、镍及钒等合金元素的添加，可以提高（改善）熔填金属的强度、延性、硬度及韧性等。