焊条选用的原则

焊条选用的原则

1、焊条选用的原则

焊条的选用须在确保焊接结构安全、可靠使用的前提下，根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后，有针对性地选用焊条、必要时还需进行焊接性试验。

（1）同种钢材焊接时焊条选用要点

1）考虑焊缝金属力学性能和化学成分对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢，有时还要求合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下，应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的碱性低氢型焊条。

2）考虑焊接构件使用性能和工作条件对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，主要应保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊接件，应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。

3）考虑焊接结构特点及受力条件对结构形状复杂、刚性大的厚大焊接件，由于焊接过程中产生很大的内应力、易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的碱性低氢焊条。对受力不大、焊接部位难以清理干净的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。对受条件限制不能翻转的焊件，应选用适于全位置焊接的焊条。

4）考虑施工条件和经济效益在满足产品使用性能要求的情况下，应选用工艺性好的酸性焊条。在狭小或通风条件差的场合，应选用酸性焊条或低尘焊条。对焊接工作量大的结构，有条件时应采用高效率焊条，如铁粉焊条、高效率重力焊条等，或选用底层焊条、立向下焊条之类专用焊条，以提高焊接生产率。

（2）异种钢焊接时焊条选用要点

1）强度级别不同的碳钢+低合金钢（或低合金钢+低合金高强钢）一般要求焊缝金属或接头的强度不低于两种被焊金属的最低或度，选用的焊条熔敷金属的强度应能保证焊缝及接头的强度不低于强度较低侧母材的强度，同时焊缝金属的塑性和冲击韧性应不低于强度较高而塑性较差侧母材的性能。因此，可按两者之中强度级别较低的钢材选用焊条。但是，为了防止焊接裂纹。应按强度级别较高、焊接性较差的钢种确定焊接工艺，包括焊接规范、预热温度及焊后热处理等。

2）低合钢+奥氏体不锈钢应按照对熔敷金属化学成分限定的数值来选用焊条，一般选用铬、镍含量较高的、塑性、抗裂性较好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条，以避免因产生脆性淬硬组织而导致的裂纹。但应按焊接性较差的不锈钢确定焊接工艺及规范。

3）不锈钢复合钢板应考虑对基层、覆层、过渡层的焊接要求选用三种不同性能的焊条。对基层（碳钢或低合金钢）的焊接，选用相应强度等级的结构钢焊条；覆层直接与腐蚀介质接触，应选用相应成分的奥氏体不锈钢焊条。关键是过渡层（即覆层与基层交界面）的焊接，必须考虑基体材料的稀释作用，应选用铬、镍含量较高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条。

2、常用金属材料焊接时焊条的选用

（1）碳钢焊条的选用

碳钢是碳素结构与碳素工具钢的总称。我国碳钢产量约占全部钢材总产量的80%以上，碳钢焊执着是被焊金属中量最大、覆盖面最广的一种。用于焊接的碳钢、含碳量不超过0.9%.。碳钢的焊接性与钢中含钢量多少密切相关，含碳量越高，钢的焊接性越差。几乎所有的焊接方法都可以用于碳钢结构的焊接，基中以手弧焊、埋弧焊和CO2气体保护焊应用最为广泛。

碳钢焊条的焊缝强度通常小于540Mpa（55kgf/mm2）,在我国的碳钢焊条国家标准GB/T5117-95中只有E43系列及E50系列的二种型号，即抗拉强度只有420Mpa(43KGF/MM2)和490Mpa(50kgf/mm2)两个强度级别。目前焊接中大量使用的是470Mpa级以下的焊条。焊接低碳钢（碳少于0.25%）时大多使用E43XX（J42X）系列的焊条，这一系列焊条有多种型号，产品牌号更多，可根据具体母材及使用条件、工作状况、焊件结构形状和钢板厚度加以选用。

焊接中碳钢（C=0.25%~0.60%）和高碳钢（C）0.60%）时，应选用杂质含量较低、且具有一定脱硫能力的碱性氢型焊条。在个别情况下，也可采用钛铁矿型或钛钙基焊条，但要有严格的工艺措施配合。中碳钢焊接，由于钢材含碳量较高，焊接裂纹倾向增大，可选用低氢型焊条或焊缝金属具有较高塑、韧性的焊条，而且大多数情况需要预热和缓冷处理。高碳钢焊接则必须采取严格的预热、后热措施，以防止产生焊接裂纹。

高碳钢焊接时焊缝与母材性能完全相同比较困难，高碳钢的抗拉强度大多在675Mpa(69kgf/mm2)，焊材的选用应视产品设计要求而定。强度要求高时，可用J707或J607焊条。强度要求不高时，可用J506或J507等焊条；或者分别选用与以上强度等级相当的低合金钢焊条。所有焊接材料都应当是低氢型的。

（2）低合金高强钢焊条的选用

低合金高强钢根据强度级别及热处理状态，可分为热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢等。低合金高强钢用的焊条对焊缝金属的性能有至关重要的影响。

在我国的焊条国家标准中，含合金钢焊条标准（GB/5118-95）有从E50系列至E85系列等各种型号的焊条可供选择。代合金钢一般依钢材的强度等级来选用相应的焊条，同时还需要根据母材焊接性、焊接结构尺寸、坡口形状和受力情况等的影响，进行综合考虑。在冷却速度较大、使焊缝强度增高、焊接接头容易产生裂纹的不利的情况下，可选用比母材强度低一级的焊条。实际上在碳钢焊条标准中也有不和焊条可兼用于代合金钢焊接。

为了满足低合金钢产品焊接的要求，提高焊条的抗裂性、焊缝金属韧性和焊接工艺性能，还研制出许多各具特色的低合金钢专用焊条可供选用，如超低氢焊条（JXXXH）、高韧性焊条（JXXXGR）、高韧性超低氢焊条（JXXXRH）以及耐吸潮焊条（JXXXLMA）等。

焊接热轧及正火钢时，选择焊接材料的主要依据是保证焊缝金属的强度、塑性和冲击韧性等力学性能与母材相匹配。不必考虑焊缝金属的化学成分与母材的一致性。焊接厚大构件时，为了防止出现焊接冷裂纹，可采用“低强匹配”原则，即选用焊缝金属强度低于母材强度的焊接。焊接强度过高，将导致焊缝金属塑、韧性及抗裂性能的降低。

低碳调质钢产生冷裂纹的倾向较大，因此严格控制焊接材料中的氢是十分重要的，用于低碳调质钢的焊条应是低氢型或超低氢型焊条。中碳调质钢焊接为确保焊缝金属的塑、韧和强度，提高焊缝的抗裂性，应采用低碳合金系统，尽量降低焊缝金属的硫、磷杂质含量。对于需焊后热处理的构件，还应考虑焊缝金属合金成分应与母材相近。

（3）耐热钢焊条的选用

低合金耐热钢要在高温下长期工作，为了保证耐热钢的高温性能，须向钢中加入较多的合金元素（如Cr Mo V Nb等）。在选择焊接材料时，首先要保证焊缝性能与母材匹配，具有必要的热强性，因此要求焊缝金属的化学成分应尽量与母材一致，如果焊缝与母材化学成分相关太大，高温长期使用后，接头区域某些元素发生扩散现象（如碳元素在熔合线附近的扩散），使接头高温性能下隆。

耐热钢焊条一般可按钢种和构件的工作温温来选用。选配耐热钢焊材的原则是焊缝金属的合金成分和性能与母材相应指标一致，或应达到产品技术条件提出的最低性能指标。为了提高焊缝金属的抗热裂能力，焊缝中的碳含量应略低于母材的碳含量，一般应控制在0.07%~0.15%之间。由于钢中碳和合金元素的共同作用，耐热钢焊接时极易形成液硬组织，焊接性较差。为此耐热钢一般焊前预热，焊后进行回火处理。

近年来，在薄壁管焊接中普遍采用了氩弧焊打低，酸性焊条手弧焊盖面的工艺，大大提高了焊