第三节焊丝3

第三节焊丝

六、焊丝的工艺稳定性问题

用电弧分析仪，能够在电弧焊时，将焊丝熔滴过渡时的电流、电压同步记录下来，并以波形图存储下来。通过对焊丝熔滴过渡时电流、电压波形图的分析，可以准确地评估焊丝的工艺稳定性。1．焊丝的技术经济特性实心焊丝、药芯焊丝与焊条相比，具有如下的技术经济特性。

1）生产效率高

与焊条电弧焊相比，焊丝可连续的自动化或半自动化焊接，大大节约了更换焊条、引弧和收弧等辅助时间，且熔敷速度提高。

2）焊接质量好

药芯焊丝，特别是气保护药芯焊丝具有优良的工艺和力学性能。和焊条相似，通常在药芯中加入稳弧剂、造渣剂，因此与实心焊丝相比电弧稳定柔和，飞溅极小，而且由于有熔渣作用，焊缝成形美观，易于全位置焊接。

3）综合成本低

药芯焊丝不但具有优良的工艺性能和力学性能，而且其焊接综合成本比实心焊丝和焊条低。焊接生产成本由所消耗的焊材、辅助材料、人工、动力消耗等诸项费用构成。由于以下原因使药芯焊丝焊接综合成本大大低于焊条并与实心焊丝相当。

4）药芯焊丝有效利用率高，焊条由于掐头去尾，有效利用率仅为全长85%，药芯、实心焊丝利用率接近100%。

5）药芯焊丝熔敷效率高，一般可达85%～90%，焊条熔敷效率为70%～75%，实心焊丝虽然平焊时效率可达95%，但在立焊、横焊、仰焊时参数一般要比平焊时减少15%～50%，而药芯焊丝平、横、立、仰基本采用同一规范。因此在立、平、横焊时药芯焊丝成本低于实心焊丝。

6）单位长度焊丝消耗的熔敷金属量小，这是因为药芯焊丝由于电流密度大，穿透力强，易于深入坡口底部，因此合用药芯焊丝时坡口角度可开的更小。

7）人工工时费用低，由于药芯焊丝熔敷速度是焊条的3～5 倍，同时飞溅小，比实心焊丝节约了大量清理飞溅的辅助时间。因此药芯焊丝的人工费用最低。

七、实芯焊丝的选用

实芯焊丝是目前最常用的焊丝，系热轧线材经拉拔加工而成。为了防止生锈，须对焊丝（除不锈钢焊丝外）表面进行特殊处理。目前主要是镀铜处理，包括电镀、浸铜及化学镀铜处理等。实芯焊丝包括埋弧焊、电渣焊、CO2 气体保护焊、氩弧焊、气焊以及堆焊用的焊丝，不同的焊接方法须采用不同直径的焊丝。埋弧焊时电流大，要采用粗焊丝，焊丝直径在2.4 6.4mm；CO2 气体保护焊时，为了得到良好的保护效果，要采用相对较细的焊丝，直径一般为0.8～1.6mm。

1．埋弧焊焊丝

埋弧焊时焊剂对焊缝金属起保护和冶金处理作用，焊丝主要作为填充金属，同时向焊缝添加合金元素，并参与冶金反应。

2．低碳钢和低合金钢用焊丝

低碳钢和低合金钢埋弧焊常用焊丝有如下三类。

1）低锰焊丝（如H08A）：常配合高锰焊剂用于低碳钢及强度较低的低合金钢焊接。

2）中锰焊丝（如H08MnA、H10MnSi）：主要用于低合金钢焊接，也可配合低锰焊剂用于低碳钢焊接。

3）高锰焊丝（如H10Mn2、H08Mn2Si）：用于低合金钢焊接。

2．高强钢用焊丝

这类焊丝含Mn1%以上，含Mo0.3%～0.8%，如H08MnMoA、H08Mn2MoA，用于强度

较高的低合金高强钢焊接。此外，根据高强钢的成分及使用性能要求，还可在焊丝中加入Ni、Cr、V 及Re 等元素，提高焊缝性能。抗拉强度590MPa 级的焊缝金属多采用Mn-Mo 系焊丝，如H08MnMoA、H08Mn2MoA、H10Mn2MoA 等，690～780MPa级的焊缝多采用Mn-Cr-Mo 系、Mn-Ni-Mo 系或Mn-Ni-Cr-Mo 系焊丝，当对焊缝韧性要求较高时，可采用含Ni 的焊丝，如H08CrNi2MoA 等。焊接690MPa 级以下的钢种时，可采用熔炼焊剂或烧结焊剂，焊接780MPa 级高强度钢时，为了得到高韧性，最好采用烧结焊剂。

3．不锈钢用焊丝

采用的焊丝成分要与被焊接不锈钢成分的基本一致。焊接铬不锈钢时，采用H0Cr14、H1Cr13、H1Cr17 等焊丝；铬-镍不锈钢时，采用H0Cr19Ni9、H0Cr19Ni9Ti等焊丝；焊接超低碳不锈钢时，应采用相应的超低碳焊丝，如H00Cr19Ni9 等。焊剂可采用熔炼型或烧结型，要求焊剂的氧化性小，以减少合金元素的烧损。目前国外主要采用烧结焊剂焊接不锈钢，我国仍以熔炼焊剂为主，但正在研制和推荐使用烧结焊剂。

气体保护焊分为惰性气体保护焊（TIG 焊和MIG 焊）、活性气体保护焊（MAG 焊）以及自保护焊接。TIG 焊接时采用纯Ar，MIG 焊接时一般采用Ar+2%O2 或Ar+5%CO2；MAG 焊接时主要采用CO2 气体。为了改善CO2 焊接的工艺性能，也可采用CO2+Ar 或CO2+Ar+O2 混合气体或是采用药芯焊丝。

1）TIG 焊焊丝

TIG 焊接有时不加填充焊丝，被焊母材加热熔化后直接连接起来，有时加填充焊丝。由保护气体为纯Ar，无氧化性，焊丝熔化后成分基本不发生变化，所以焊丝成分即为焊缝成分。也有的采用母材成分作为焊丝成分，使焊缝成分与母材一致。TIG 焊时焊接线能量小，焊缝强度和塑、韧性良好，容易满足使用性能要求。

2）MIG 和MAG 焊丝

MIG 方法主要用于焊接不锈钢等高合金钢。为了改善电弧特性，在Ar 气中加入适量O2 或CO2，即成为MAG 方法。焊接低合金钢时，采用Ar+5%CO2 可提高焊缝的抗气孔能力。但焊接超低碳不锈钢时不能采用Ar+5%CO2 混合气体，只可采用Ar+2%O2混合气体，以防止焊缝增碳。目前低合金钢的MIG 焊接正在逐步被Ar+20%CO2 的MAG焊接所取代。MAG 焊接时由于保护气体有一定的氧化性，应适当提高焊丝中Si、Mn 等脱氧元素的含量，其他成分可以与母材一致，也可以有所差别。焊接高强钢时，焊缝中 C 的含量通常低于母材，Mn 的含量则应高于母材，这不仅为了脱氧，也是焊缝合金成分的要求。为了改善低温韧度，焊缝中Si 的含量不宜过高。

3）CO2 焊焊丝

CO2 是活性气体，具有较强的氧化性，因此CO2 焊所用焊丝必须含有较高的Mn、Si 等脱氧元素。CO2 焊通常采用C－Mn-Si 系焊丝，如H08MnSiA、H08Mn2SiA、H08Mn2SiTiA 等。CO2 焊焊丝直径一般是0.8、1.0、1.2、1.6、2.0mm 等。焊丝直径≤1.2mm 属于细丝CO2 焊，焊丝直径≥1.6mm 属于粗丝CO2 焊。

它有较好的工艺性能，适合于焊H08Mn2SiA 焊丝是一种广泛应用的CO2 焊焊丝，接500MPa 级以下的低合金钢。对于强度级别要求更高的钢种，应采用焊丝成分中含Mo 元素的H10MnSiMo 等牌号的焊丝。

八、药芯焊丝的选用

药芯焊丝是将药粉包在薄钢带内制成不同的截面形状，经轧拔加工制成的焊丝。药芯焊丝也称为粉芯焊丝、管状焊丝或折叠焊丝，用于气体保护焊、埋弧焊和自保护焊，是一种很有发展前途的焊接材料。药芯焊丝粉剂的作用与焊条药皮相似，区别在于焊条的药皮涂敷在焊芯的外层，而药芯焊丝的粉剂被钢带包裹在芯部。药芯焊丝可以制成盘状供应，易于实现机械