埋弧焊焊剂分类及性能要求要点速览

· 埋弧焊焊剂的分类 ·

埋弧焊焊剂可按用途、化学成分、制造方法、物理特性及颗粒结构等进行分类。我国目前主要是按制造方法和化学成分分类。

按用途分类：焊剂按适于焊接的钢种可分为碳钢埋弧焊焊剂、合金钢埋弧焊焊剂、不锈钢埋弧焊焊剂、铜及铜合金埋弧焊焊剂和不锈钢及镍基合金埋弧堆焊用焊剂；焊剂按适用的焊丝直径分细焊丝(Φ1.6~Φ2.5mm)埋弧焊焊剂和粗焊丝埋弧焊焊剂；按焊接位置可分平焊位置埋弧焊焊剂和强迫成形焊剂；按特殊的用途可分高速埋弧焊焊剂、窄间隙埋弧焊焊剂、多丝埋弧焊焊剂和带极堆焊埋焊焊剂等。

按化学组分分类：埋弧焊焊剂按其组分中酸性氧化物和碱性氧化物的比例可分成酸性焊剂和碱性焊剂。焊剂的碱度愈高，合金元素的渗合率愈高，焊缝金属的纯度亦愈高缺口冲击韧度也随之提高。按焊剂中的SiO2，含量可将其分成低硅焊剂和高硅焊剂。SiO2质量分数在35%以下者称低硅焊剂；SiO2质量分数大于40%者称高硅剂。按焊剂中的锰含量可分无锰焊剂和有锰焊剂。焊剂中Mn的质量分数小于1%者为无锰焊剂含锰量超过此值者为有锰焊剂。

按焊剂的制造方法分类：按制造方法焊剂可分为熔炼焊剂、烧结焊剂和粘结焊剂3大类。熔炼焊剂是按配方比例将原料干混均匀后入炉熔炼，然后经过水冷粒化、烘干、筛选而成为成品的焊剂；烧结焊剂和粘结焊剂都属于非熔炼焊剂，都是将原料粉按配方比例混拌均匀后，加入粘结剂调制成湿料，再经过烘干、粉碎、筛选而成。所不同的是烧结焊剂是在400~1000℃温度下烘干而成，而粘结焊剂则是在350~400℃的较低温度下烘干而成。熔炼焊剂成分均匀、颗粒强度高、吸水性小、易储存，是国内生产中应用最多的一类焊剂，其缺点是焊剂中无法加入脱氧剂和铁合金，这是由于熔炼过程中烧损十分严重所致。非熔炼焊由于制造过程中未经高温熔炼，焊剂中加入的脱氧剂和铁合金等几乎没有损失，可以通过焊剂向焊缝过渡大量合金成分，补充焊丝中合金元素的烧损，常用来焊接高合金钢或进行堆焊。

按焊剂的物理特性分类：焊剂在熔化状态的粘度随温度变化的特性可分长渣焊剂和短渣焊剂。熔渣的粘度随着温度的降低而急剧增加的熔渣称为短渣，粘度随温度缓慢变化的熔渣称为长渣。短渣焊剂焊接工艺性较好，利于脱渣和焊缝成形，长渣焊剂则相反。

按焊剂颗粒构造分类：按焊剂颗粒构造可分为玻璃状焊剂和浮石状焊剂。玻璃状焊剂颗粒呈透明的彩色，而浮石状焊剂颗粒为不透明的多孔体。玻璃状焊剂的堆散重量高于1.4g·cm-3，而浮石状焊剂则不到1g·cm-3，因此，玻璃状焊剂能更好地隔离焊接区不受空气的侵入。

按焊剂中添加脱氧剂、合金剂分类：按照焊剂中添加的脱氧剂和合金剂不同，又可分为中性焊剂、活性焊剂和合金焊剂。1、中性焊剂。中性焊剂是指在焊接后，熔敷金属化学成分与焊丝化学成分不产生明显变化的焊剂。中性焊剂用于多道焊，特别适应于厚度大于25mm的母材的焊接。中性焊剂的焊接注意事项如下：（1）由于中性焊剂不含或只含有少量的脱氧剂，所以在焊接过程中只能依赖于焊丝提供脱氧剂。如果单道焊或焊接氧化严重的母材时，会产生气孔和焊道裂纹。（2）电弧电压变化时，中性焊剂能维持熔金属的化学成分的稳定。某些中性焊剂在电弧区还原，释放出的氧气与焊丝中的碳化合，降低熔敷金属中的含碳量。某些中性焊剂含有硅酸盐，在电弧高温区还原成锰、硅，即使电弧电压变化很大时，熔敷金属的化学成分也是相当稳定的。（3）熔深、热输入量和焊道数量等参数变化时，抗拉强度和冲击韧度等力学性能会发生变化。（4）尽管焊剂在锰和硅方面是中性的，但在活泼的合金元方面可能不是中性的，最显著的是铬。某些中性焊剂会减少焊缝金属的铬含量(与焊丝中的比)。此时，焊丝中铬含量应该比熔敷金属中的铬含量稍高。2、活性焊剂。活性焊剂指加入少量锰、硅脱氧剂的焊剂。提高了抗气孔能力和抗裂性能。活性焊剂主要用于单道焊，特别是对被氧化的母材。活性焊剂的焊接注意事项如下：（1）由于含有脱氧剂，那么熔敷金属中的锰、硅含量将随电弧电压的变化而变化。由于锰、硅将增加将提高熔敷金属的强度，降低冲击韧度。因此，在使用活性焊剂进行多道焊时，应严格控制电弧电压。（2）活性焊剂中，更活泼的焊剂具有较强的抗氧化性能，这在多道焊时会产生较多的问题。3、合金焊剂。合金焊剂指使用碳钢焊丝，其熔敷金属为合金钢的焊剂。焊剂中添加较多的合金成分，用于过渡合金，多数合金焊剂为粘结焊剂和烧结焊剂。

02· 焊剂性能的基本要求 ·

在埋弧焊中，焊剂对焊缝的质量和力学性能起着决定的作用，故对焊剂的性能提出了下列多方面的要求：（1）保证焊缝金属具有符合要求的化学成分和力学性能。（2）保证电弧稳定燃烧，焊接冶金反应充分。（3）保证焊缝金属内不产生裂纹和气孔。（4）保证焊缝成形良好。（5）保证焊渣的脱渣性良好。（6）保证焊接过程有害气体析出最少，为达到上述要求，焊剂应具有合适的组分和碱度，使合金元素有效地过渡、脱硫、脱磷和完全去气。在焊剂中可加适量的碱土金属(钠、钾和钙)以提高电弧燃烧的稳定性。但焊剂中氟的存在对电弧稳定性不利，氟还可能以氟化氢、氟化硅等有害气体析出。但焊剂中的氟化钙对防止气孔的形成起主要作用，故焊剂中氟化钙的含量应恰当控制。焊剂中的氧化锰含量增加，加强了脱硫作用，提高了焊缝的抗裂性。焊剂的脱渣性主要取决于焊渣与金属之间热膨胀系数的差异以及焊渣壳与焊缝表面的化学结合力。因此，焊剂的组分应使焊渣与金属的热膨胀系数有较大的差异，并尽量减小其化学结合力。