不锈钢埋弧焊用焊丝和焊剂

一、埋弧焊用焊丝

有填充丝的熔化焊时，焊缝的化学成分和性能决定于焊丝（焊条的焊芯）、焊剂（焊条药皮）和被熔入的母材以及它们各自所占的比例。埋弧焊时焊接电流大，熔深大，母材金属熔合比高，故母材金属成分对焊缝成分和性能的影响比焊条电弧焊时更大，同时焊接参数也会对焊缝化学成分和性能带来一定的影响。对埋弧焊用焊丝的选择，既要考虑焊剂成分的影响，又要考虑到对母材金属的影响。

埋弧焊用不锈钢焊丝化学成分见表2⁃8。焊接用不锈钢盘条焊丝的类别比较齐全，有奥氏体型、铁素体型和马氏体型不锈钢，其盘条直径为5.5～12.0mm，可用来制作埋弧焊的焊丝。焊丝直径公称尺寸有1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.2mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm。焊丝表面应光滑，不得有铁锈、氧化皮或其他有害于使用的缺陷。但允许有深度不超过直径偏差一半的划伤及不超过直径偏差的局部缺陷，软态钢丝允许有氧化色。

二、焊剂

1.焊剂的作用

焊剂要求在焊接过程中有良好的焊接工艺性能，来保证稳定的焊接过程并获得良好的焊道成形，要求焊剂的熔点应比被焊钢材的熔点低200～300℃；要求焊剂的化学成分不使焊缝金属增碳，且能使所需的合金元素渗入焊缝中去，以求确保焊接接头的各项力学性能和理化性能，特别是耐蚀性达到最优。

除上述要求外，它应起下列作用：

1）焊接时焊剂覆盖着焊接区，防止空气中氧、氮在施焊时侵入焊接熔池，以保护焊缝金属。

2）熔融焊渣覆盖在焊缝上，减慢了焊缝金属的冷却速度，改善了气体逸出条件，有助于减少气孔。并且要求焊渣容易从焊缝金属表面剥落。

3）要保证焊接过程中稳定电弧燃烧。

2.对焊剂质量的要求

焊剂为颗粒状，其颗粒度应符合表2⁃9规定。

焊剂中机械夹杂物（碳粒、铁屑、原材料颗粒、铁合金凝珠及其他杂物）的质量百分含量不得大于0.30%。

焊剂的硫质量分数不得大于0.060%，磷质量分数不大于0.080%。根据供需双方协议，也可制造硫、磷含量更低的焊剂。

焊剂焊接时焊道应整齐，形成美观，脱渣容易。焊道与焊道之间、焊道与母材之间过渡平滑，不应产生较严重的咬边现象。

3.焊剂的种类

焊剂分熔炼和烧结两种。熔炼焊剂的熔点较低，堆散比重较大，强度较高，颗粒不规则，颗粒成分大体属于均质的，吸潮性小，以保护性能为主，而冶金精炼的能力较低，抗锈能力较低；生产工艺较复杂，耗电量大，成本高，生产周期长；焊道外形均匀规则，使用大电流或在窄坡口中焊接时，脱渣性差，但焊剂回收率高，可多次使用。烧结焊剂的熔点较高，堆散比重较小，宏观颗粒均匀，是微观和细观的不均匀混合物，其结合强度较低，使用过程中可发生粉化；抗锈能力较高，吸潮性较大，使用前必须重新烘干；制造工艺较简单，可连续生产，生产成本低。它最大优点是可以通过精心设计来取得较好的冶金精炼能力，焊剂配方的调整简易灵活，可通过添加合金粉剂量来调整焊缝金属成分。它的焊道成形均匀，脱渣性好；但焊剂回收率低，反复使用次数少，焊剂消耗量较大。

（1）熔炼焊剂目前熔炼焊剂仍是我国埋弧焊使用的主要焊剂，熔炼焊剂的牌号以“HJ”表示，其后面的第一位数字表示的焊剂含氧化锰量的分型，其含义（如MnO含量）见表2⁃10。后面的第二位数字表示的焊剂含硅和氟量的分型，其含义（SiO 2及CaF 2的含量）见表2⁃11。后面的第三位数字表示相同类型中不同编号，按0、1、2、…、8、9顺序排列。

（2）烧结焊剂烧结焊剂的牌号用字母“SJ”和三位数字表示，“SJ”表示，埋弧焊用烧结焊剂；其后第一位数字表示焊剂熔渣渣系，见表2⁃13；其后第二、三位数字表示同一渣系类型的不同牌号，按01、02、…、09顺序编排。

三、焊丝和焊剂的组合

对埋弧焊用焊丝的选择，既要考虑到焊剂成分的影响，又要考虑到母材金属的影响，所以焊丝和焊剂的组合起到一个重要的作用。为了得到不同的焊缝金属化学成分，可以通过同一种焊剂与几种不同成分的焊丝组合达到；同样也可以通过用同一种焊丝与几种不同成分的焊剂配合来达到。我国制定了《埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂》国家标准GB/T 17854—1999（根据JIS Z3324—1988《不锈钢埋弧焊实芯焊丝及焊剂》制定的，在技术内容上与其标准等效），对焊丝-焊剂组合有下列规定：

焊丝-焊剂组合的编制方法

字母“F”表示焊剂，“F”后面的数字表示熔敷金属种类代号，若有特殊要求的化学成分，该化学成分用元素符号表示，放在数字的后面；“-”后面表示焊丝的牌号。

通常埋弧焊用焊丝与母材化学成分相近，只是焊丝化学成分中铬、镍含量比母材金属略高，而碳含量要低于母材金属。这主要考虑到焊接过程中合金元素的损失和提高焊接接头的耐蚀性。焊接铁素体型不锈钢时，可采用H06Cr14（或H10Cr17）焊丝；焊接马氏体型不锈钢可采用H03Cr21Ni10或H08Cr20Ni10Nb焊丝；焊接18-8型奥氏体不锈钢应采用H03C21Ni10或H03Cr19Ni12Mo2焊丝进行焊接，均能得到满意的焊接接头。