埋弧焊焊丝焊选配

1.2 埋弧焊材料——焊丝、焊剂及选配
焊丝和焊剂是埋弧焊的消耗材料，从普通碳素钢到高级镍合金多种金属材料的焊接都可以选用焊丝和焊剂配合进行埋弧焊接。

二者直接参与焊接过程中的冶金反应，因而它们的化学成分和物理性能不仅影响埋弧焊过程中的稳定性、焊接接头性能和质量，同时还影响着焊接生产率，因此根据焊缝金属要求，正确选配焊丝和焊剂是埋弧焊技术的一项重要内容。

1．2．1 焊丝
埋弧焊使用的焊丝有实心焊丝和药芯焊丝两类，生产中普遍使用的是实心焊丝，药芯焊丝只在某些特殊场合应用。

焊丝品种随所焊金属的不同而不同，目前已有碳素结构钢、低合金钢、高碳钢、特殊合金钢、不锈钢、镍基合金钢焊丝，以及堆焊用的特殊合金焊丝。

根据国家标准GB／ T14957—1994、GB／T4241—1984 焊接用钢丝的规定，表1、表2是典型的碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢锈钢焊丝的化学
成分。

表1 国产焊丝标准化学成分(GB/T14957——1994)[19] 注：表中*号为加入量。

H08 Mn2MoA H10 Mn2MoA H08 Mn2MoVA H10 Mn2MoVA H08CrMoA H13CrMoA H18CrMoA H08CrMoVA H08CrNi2MoA H30CrMoSiA H10MoCrA 0.06～
0.11
0.08～
0.13
0.06～
0.11
0.08～
0.13
≤0.10
0.11～
0.16
0.15～
0.22
≤0.10
0.05～
0.10
0.25～
0.35
0.10
0.90～
1.20
1.00～
1.30
1.20～
1.60
1.60～
1.90
1.70～
2.00
1.60～
1.90
1.70～
2.00
0.40～
0.70
0.40～
0.70
0.40～
0.70
0.40～
0.70
0.50～
0.85
0.80～
1.10
1.10
0.40～
0.70
≤0.25
≤0.25
≤0.40
≤0.25
≤0.40
0.15～
0.35
0.15～
0.35
0.15～
0.35
0.15～
0.35
0.10～
0.30
0.90～
1.20
0.15～
0.35
≤0.20
≤0.20
≤0.20
0.80～
1.10
0.80～
1.10
0.80～
1.10
1.00～
1.30
0.70～
1.00
0.80～
1.10
0.45～
0.65
≤0.30
≤0.30
≤0.30
≤0.30
≤0.30
≤0.30
≤0.30
1.40～
1.80
≤0.30
≤0.30
0.30～
0.50
0.50～
0.70
0.60～
0.80
0.50～
0.70
0.60～
0.80
0.40～
0.60
0.40～
0.60
0.15～
0.25
0.50～
0.70
0.20～
0.40
—
0.40～
0.60
—
0.06～
0.12
0.60～
0.12
—
—
—
0.15～
0.35
—
—
—
Ti0.15(*)
Ti0.15(*)
Ti0.15(*)
Ti0.15(*)
—
—
—
—
—
—
—
0.030
0.030
0.030
0.030
0.030
0.025
0.030
0.025
0.025
0.030
0.030
0.030
0.030
0.030
0.030
0.030
0.030
0.025
0.030
0.030
(1)焊剂的分类埋弧焊焊剂除按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂外，通常按制造方法、化学成分、化学性质、颗粒结构等分类，如表 6 所示。

表 6 焊剂的分类
(2) 焊剂的型号和牌号的编制方法
1) 焊剂的型号焊剂的型号是按照国家标准划分的，我国的现行GB5293—1999《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》中规定：焊剂型号划分原则是依据埋弧焊焊缝金属的力学性能。

焊剂型号的表示方法如下：
尾部的“H ×××”表示焊接试板时与焊剂匹配的焊丝牌号，按GBl300 — 1977 《焊接用钢丝》
的规定选用。

表7 焊接型号中的第一位数字的含义
×1抗拉强度σb/MPa 屈服点σs/MPa 伸长率δ(％)
3 410～550 ≤303≤22.0
(3)焊剂质量要求
1)焊剂应具有良好的冶金性能在焊接时配合适当的焊丝及合理的焊接工艺，焊缝金属应能得到适宜的化学成分及良好的力学性能，以及较强的抗气孔、抗裂纹的能力。

2)焊剂应具有良好的工艺性能焊接过程中电弧燃烧稳定，熔渣具有适宜的熔点、粘度和表面张力。

焊缝表面成形良好、脱渣容易、以及产生的有毒气体少。

3)焊剂颗粒度应符合要求普通焊剂的颗粒度为0.450～2.50mm。

0.450mm 以下的细粒不得大于5％。

2.50mm 以上的粗粒不得大于2％。

细颗粒度的焊剂，粒度为0.280～1.425mm。

0.280mm 以下的细粒不得大于5 ％。

1.425mm 以上的粗粒不得大于2％。

4) 焊剂 w(H2O)≤0.10％。

5) 焊剂中机械夹杂物的含量不得大于0.30％ ( 质量分数 )
6) 焊剂的w(S)≤0.060 ％；w(P)≤0.080％。

牌号为“HJ431”的焊剂，在其质量保证单、使用说明书及包装上标注“符合GB／T5293—1985
有关，而且与焊丝的含锰量也有很大关系。

焊丝含锰量越低，通过焊剂过渡锰的效果越好。

因此，要根据高硅焊剂含MnO量的多少宋选择不同含锰量的焊丝。

焊接低碳钢和某些低合金结构钢时，焊剂与焊丝的配用见表12 。

2)中硅型熔炼焊剂由于这类焊剂含酸性氧化物SiO2数量较低，而碱性氧化物 CaO 或 MgO 数量较多，故碱度较高。

大多数中硅焊剂属弱氧化性焊剂，焊缝金属含氧量较低，因而韧性较高。

这类焊剂配合适当焊丝可焊接合金结构钢。

为了减少焊缝金属的含氢量，以提高焊缝金属的抗冷裂的能力，可在这类焊剂中加入一定数量的FeO。

这样的焊剂成为中硅氧化性焊剂，是焊接高强钢的一种新型焊剂。

3)硅型熔炼焊剂这种焊剂由CaO、AL2O3、MgO、CaF2等组成。

这种焊剂对焊缝金属基本上没有氧化作用。

配合相应焊丝可焊接高合金钢，如不锈钢、热强钢等。

可交、直流两用。

直流焊时焊丝接正极，最大晖接电流可达 1200A ，所焊焊缝金属具有较高拘低温冲击韧度。

配合适当焊丝，可焊接多种低合金结构钢，用于重要的焊接产品，如锅炉压力容器、管道等。

可用于多丝埋弧焊，特别适用于大直径容器的双面单道焊。

4)氟碱型烧结焊剂这是一种碱性焊剂，可交、直流两用。

直流焊时焊丝接正级，最大焊接电
流可达1200A，所焊焊缝金属具有较高的低温冲击韧度。

配合适当焊丝，可焊接多种低合金结构钢，用于重要的焊接产品，如锅炉压力容器、管道等。

可用于多丝埋弧焊，特别适用于大直径容器的双面单道焊。

5) 硅钙型烧结焊剂这是一种中性焊剂，可交、直流两用。

直流焊时焊丝接正极，最大焊接电流可达1200A。

配合适当焊丝，可焊接普通结构钢、锅炉用钢、管线用钢等。

可用于多丝高速焊，特别适于双面单道焊，也可焊接小直径管线。

6) 硅锰型烧结焊剂这种焊剂是酸性焊剂，可交、直流两用。

直流焊时焊丝接正极。

配合适当焊丝，可焊接低碳钢及某些低合金钢。

可用于机车车辆、矿山机械等金属结构的焊接。

7) 铝钛型烧结焊剂这是—种酸性焊剂，可交、直流两用。

直流焊时焊丝接正极，最大焊接电流可达1200A。

焊剂具有较强的抗气孔能力，对少量的铁锈膜及高温氧化膜不敏感。

配合适当焊丝可焊接低碳钢及某些低合金结构钢，如锅炉、船舶、压力容器等。

可用于多丝高速焊，特别适于双面单道焊。

埋弧焊时焊剂与焊丝的选配
焊剂的焊接工艺性能和化学冶金性能是决定焊缝金属化学成分和性能的主要因素之一，采用同样的焊丝和同样的焊接参数，而配用的焊剂不同，所得焊缝的性能将有很大的差别。

一种焊丝可与多种焊剂合理的组合，无论是在低碳钢还是在低合金钢上都有这种合理的组合。

1对焊剂工艺性能及质量的要求
（1）对焊剂的一般要求
a、焊剂应具有良好的冶金性能，焊接时配以适当的焊丝和合理的焊接工艺，焊缝金属应能得到适宜的化学成分和良好的力学性能（与母材相适应的强度和较高的塑性、韧性）以及较强的抗冷裂纹和热裂纹的能力。

b、焊剂应具有良好的工艺性、电弧燃烧稳定、熔渣具有适宜的熔点、黏度和表面张力。

焊道与焊道
间及焊道与母材间充分熔合，过渡平滑没有明显咬边，脱渣容易，焊缝表面成形良好，以及焊接过程中产生的有害气体少。

c、焊剂要有一定的颗粒度，并且应有一定的颗粒强度，以利于多次回收使用。

焊剂的颗粒度分为两种：普通颗粒度焊剂的粒度为2.5～0.45mm(8～40目),用于普通埋弧焊和电渣焊；细颗粒度焊剂的粒度为1.25～0.28mm（14～60目），适用于半自动或细丝埋弧焊。

其中小于规定粒度60止以下的细颗粒不大于5%，规定粒度14目以上的粗颗粒不大于2%。

d、焊剂应有较低的含水量和良好的抗潮性，出厂焊剂含水量的质量分数不得大于0.10%,焊剂在温度25℃、相对湿度70%的环境条件下,放置24h,其吸潮率不应大于0.15%。

e、焊剂中机械夹杂物（碳粒、生料、铁合金凝珠及其他杂质）的含量不得大于焊剂质量分数的0.30%；
f、焊剂应有较低的S、P含量，一般为S≤0.06%,P≤0.08%。

（2）对电渣焊用焊剂的要求
对于电渣焊用焊剂，为了使电渣过程能稳定进行并能得到良好的焊接接头，还应有以下特殊要求。

a、熔渣的电导率应适宜。

若电导率过低，焊接无法进行；若电导率过高，电阻热过低，影响电渣焊
过程的顺利进行。

b、熔渣的黏度应适宜。

黏度过小，流动性过大，易造成熔渣和金属流失，使焊接过程中断；黏度过大、熔点过高，易形成咬边和夹渣。

c、熔渣的开始蒸发温度应合适。

熔渣开始蒸发的温度取决于熔渣中最易蒸发的成分，例如氟化物的沸点低，使熔渣的开始蒸发温度降低，易产生电弧，导致电渣焊过程的稳定性降低，并易产生飞溅。

通常情况下，焊剂中的SiO2含量增多时，电导率降低，黏度增大；氟化物和TiO2增多时，电导率增大，黏度降低。

要获得高质量的焊接接头，焊剂除符合以上要求外，还必须针对不同的钢种选用合适牌号的焊剂及配用焊丝。

通常主要根据被焊钢材的类别及对焊接接头性能的要求来选择焊丝，并选择适当的焊剂相配合。

一般情况下，对低碳钢、低合金高强钢的焊接，应选用与母材强度相匹配的焊丝；对耐热钢、不锈钢的焊接，应选用与母材成分相匹配的焊丝；堆焊时应根据对堆焊层的技术要求、使用性能等，选择合金系统及相近成分的焊丝并选用合适的焊剂。

还应根据所焊产品的技术要求（如坡口和接头形式、焊后加工工艺等）和生产条件，选择合适的焊剂
与焊丝的组合，必要时应进行焊接工艺评定，检测焊缝金属的力学性能、耐腐蚀性、抗裂性以及焊剂的工艺性能，以考核所选焊接材料是否合适。

2低碳钢埋弧焊焊剂与焊丝的选配
选用高锰高硅低氟焊剂时，配合H08A或H08E，目前常用的为H08A+HJ431（HJ430、HJ433、HJ434）组合。

焊剂中的MnO和SiO2在高温下与Fe反应，Mn和Si得以还原，过渡到焊接熔池中，冷却时起脱氧剂和合金剂的作用，保证焊缝金属的力学性能。

其中HJ431与HJ430相比，电弧稳定性改善，但抗锈能力和抗气孔能力降低；HJ433含CaF2；较低、Si）2较高，有较高的熔化温度及黏度，焊缝成形好，适宜薄板的快速焊接；HJ434由于加入了TiO2，且CaO和CaF2含量略高，其抗锈能力、脱渣性更好。

选用中锰、低锰或无锰的高硅低氟焊剂时，应选配含锰较高的焊丝，才能保证在焊接过程中有足够数量的锰、硅过渡到熔池，保证焊缝脱氧和力学性能。

常用的焊丝与焊剂的组合有：（H08MnA、H08Mn2、H10Mn2Si、H10Mn2）+（HJ330、HJ230、HJ130）。

近几年由于烧结焊剂的快速发展以及独特的优越性，在焊接生产中的应用逐渐扩大，如SJ301、SJ401等与焊丝H08A配合焊接低碳钢，焊缝质量优良，焊接效率高，可实现单面焊双面成形，焊缝美观，目
前已在锅炉压力容器等产品上应用。

常用烧结焊剂与焊丝的组合如下。

①（H08A、H08E）+（SJ401、SJ402） SJ401抗气孔能力强，SJ402抗锈能力强，适于薄板和中厚板的焊接；其中SJ402更适于薄板的高速焊接。

②（H08A、H08E）+（SJ301、SJ302）焊接工艺性能良好，熔渣属“短渣”性质，焊接时不下淌，适于环缝的焊接，其中SJ302的脱渣性、抗吸潮性和抗裂性更好，焊剂的消耗量低。

国标GB型号H08A
美标AWS型号EL12
说明：H08A是镀铜碳素结构钢焊丝，配合相应焊剂HJ431进行埋弧自动焊，焊缝金属具有优良的力学性能。

用途：配合相应焊剂用于碳钢（如Q235、Q195）、强度级别较低的合金钢如09Mn2，16Mn，16MnCu等埋弧自动焊。

L245埋弧焊用什么焊剂、焊丝和焊条
焊丝：H08MnA /H08A 焊剂：HJ401/HJ431/SJ101 详见JB4709（标准）如果严格，那就优先选用压力
容器常用标准：10MN2埋弧焊丝和J101焊剂。

304材质不锈钢筒体用埋弧焊焊接焊丝和焊剂焊丝ER321 焊剂SJ601
焊丝还可以用ER347 我们厂用347效果比321脱渣容易
焊丝采用H0Cr20Ni10。

焊剂：HJ260. 烘焙温度350°，2小时。

、321材质不锈钢筒体用埋弧焊焊接焊丝和焊剂ER321/JWF601A。