焊剂和焊丝的选用与配合
发布时间： 2014-1-21 11:31:43
焊剂和焊丝的正确选用及二者之间的合理配合是获得高质量焊缝的关键，也是埋弧焊工艺过程的重要环节。埋弧焊主要依据被焊材料的类别和焊接接头的性能要求来选配焊剂和焊丝。
1)在焊接低碳钢和强度较低的合金钢时，选配焊剂和焊丝时按照等强原则，使焊缝强度达到与母材等强度，同时还要满足其他力学性能指标要求。例如可选用高锰高硅焊剂（如HJ430，HJ431，HJ433，HJ434）与低碳钢焊丝(如H08A)或含锰的焊丝(如H08Mn，H08MnA)相配合。
2)焊接低合金高强度钢时，提高焊缝的塑性和韧性。例如可以选用低锰中硅型或中锰中硅型焊剂与相应的合金钢焊丝配合。
3)焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要是保证焊缝的化学成分与母材相近，使焊缝具有与母材相匹配的特殊性能，同时满足力掌性能和抗裂性能等方面的要求。一般选用碱度较高的中硅或低硅型熔炼焊剂与相应的高合金钢焊丝素的烧损及掺加较多的合金元素。如果没有合金成分较高的焊丝，有时配合专用的黏结焊剂或烧结焊剂进行焊接，使所需的合金元素从焊剂中过渡到金属熔池，达到焊缝的化学成分和性能的要求。
4)焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，除了遵循等强原则外，还要使焊缝具有与母材相同或相近的特殊性能（如耐热性、耐低温性和耐蚀性），可选用中硅型或低硅型焊剂配合相应的合金钢焊丝。
在进行埋弧焊防飞溅剂与焊丝的选配时，除了考虑上述儿方面因素外，还应该考虑埋弧焊的稀释率高、热输入高和焊接速度快等工艺特点的影响。
埋弧焊的冶金过程是指熔融金属、液态熔渣及电弧气氛之间在高温下发生的复杂的冶金反应，主要包括氧化反应、还原反应和焊缝的脱氧、脱硫、脱磷、除氢及焊缝金属的合金化等过程。焊接的冶金过程不仅影响焊缝的成分、组织和性能，而且也响焊接工艺性能和焊接缺陷的形成。尽管埋弧焊的冶金过程与焊条电弧焊基本相似，但由于其焊接方法的独特性，仍具有本身的冶金特点：
1．空气不易侵入焊接区
埋弧焊时，焊剂在电弧热的作用下熔化，金属蒸气、焊剂蒸气在电弧区形成一个空腔，有效地隔绝外界宅气。以低碳钢的焊接为例，采用埋弧焊时焊缝巾的含氮量为0.002%～0.007%，而采用焊条电弧焊时焊缝中的含氮量为0.02%—0. 03%，
2．冶金反应充分
埋弧焊时，焊接热输入大，且形成的空腔可以减缓散热，使得金属处于液态的时间比焊条电弧焊长几倍，所以熔融金属、液态熔渣及电弧气氛之间的化学冶金反应更充分，有利于获得理想的焊缝成分、组织和性能，而且反应过程中产生的气体、夹渣易逸出，有利于减少气孔、夹杂等焊接缺陷。
3．焊缝金属的合金成分易于控制
在母材一定的情况下，焊缝的化学成分主要受两方面因素的影响：一是焊接材料，即焊丝和焊剂，决定焊缝的合金系统；二是焊接参数。当焊接参数变化时，一方面要影响熔合比，使母材熔入量发生变化，进而影响焊缝的化学成分；另一方面影响焊剂的熔化率，影响化学冶金反应进行的程度，从而使焊缝的化学成分受到影响。由于埋弧焊时的焊接参数稳定，因此当焊接材料、母材和焊接参数确定后，焊缝的化学成分波动较小。
4．焊缝金属的组织易粗化
由于埋弧焊采用的焊接电流大，焊接热输入大，使得金属熔池的体积较大，此外金属蒸气、焊剂蒸气在电弧区形成的空腔可以阻止热量散失，所以金属熔池的冷却速度较小，使得埋弧焊焊缝金属的晶粒较粗大。因此，为了获得更好的焊缝金属性能，工业上常常将微量Ti，B等合金元素添加到焊接材料中，使其渗入到焊缝金属中来抑制金相组织粗化。
本文参考《焊接工艺》一书。 相关链接
