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1．2．2焊剂

埋弧焊焊剂在焊接过程中起隔离空气、保护焊缝金属不受空气侵害和参与熔池金属冶金反应的作用。
(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

4

140～550

≤330

≤22.0

5

480～650

≤437

≤22.0

表8 焊剂型号中第三位数字的含义

×3

0

1

2

3

4

5

6

实验温度/℃

－

0

-20

-30

-40

-50

-60

举例： HJ403一H08MnA ，表示为埋弧焊用焊剂，采用H08MnA 焊丝按照GB／T5293—1985 所规定的焊接工艺参数焊接试板，其试样状态为焊态时焊缝金属的抗拉强度为410～550MPa，屈服点不小于330MPa ，伸长率不小于22％，在一30℃时冲击吸收功不小于27J 。
(2) 焊剂的牌号 通用的焊剂统一牌号在形式上与焊剂型号相同，但是牌号中数字的含义与焊剂型号是不相同的。因此在使用中极易混淆，应当特别引起注意。

1）熔炼焊剂，如表 9 、 10 所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表 9 熔焊剂牌号中第一位数字含义

焊剂牌号

焊剂类型

w(MnO)(％)

HJl××

无锰

>2

HJ2××

低锰

2～15

HJ3××

中锰

15～30

HJ××

高锰

>30

牌号前“ HJ ”表示埋弧焊用熔炼焊剂。
牌号中第一位数字表示焊剂中氧化锰的含量
牌号中第二位数字表示二氧化硅、氟化钙的含量。
牌号中第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号，按 0、1、2 … 9 顺序编排。
同一牌号生产两种颗粒度时，在细颗粒焊剂号后面加×。
2）烧结焊剂，如表10所示

表 10 熔炼焊剂牌号中第二位数字含义

焊剂牌号

焊剂类型

w(SiO 2 ) (％)

w(CaF₂) (％)

HJ×1×

低硅低氟

<10

<10

HJ×2×

中硅低氟

10～30

<10

HJ×3×

高硅低氟

>30

<10

HJ×4×

低硅中氟

<10

10～30

HJ×5×

中硅中氟

10～30

10～30

HJ×6×

高硅中氟

>30

10～30

HJ×7×

低硅高氟

<10

>30

HJ×8×

中硅高氟

10～30

>30

　　例如：

表 11 烧结焊剂牌号中第一位数字含义

焊剂牌号

熔渣渣系类型

主要组成范围(质量分数)(％)

SJ1××

氟碱型

CaF2≥15
CaO+MgO+MnO+CaF2>50
SiO2≤20

SJ2××

高铝型

Al2O3≥20
Al2O3+CaO+MgO>45

SJ3××

硅钙型

CaO+MgO+SiO2>60

SJ4××

硅锰型

MgO+SiO2>50

SJ5××

铝钛型

Al2O3+TiO2>45

SJ6××

其他型

牌号前“ SJ 广表示埋弧焊用烧结焊剂。
牌号中第一位数字：表示焊剂熔渣渣系的类型。
牌号中第二位、第三位数字：表示同一渣系类型焊剂中的不同牌号焊剂， 按 01 、02 、……、09 顺序编排。
　　例如：

国产焊剂牌号、成分及使用范围，见表12 、表13 所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　表12 国产熔炼型埋弧焊剂牌号、成分及其应用范围^[18]

牌号^①

成分类型

组成成分（质量分数）(%)

用途

配用焊丝

适用电
源种类

SiO₂

CaF₂

CaO

MgO

Al₂O₃

MnO

FeO

K₂O+Na₂O

S

P

其他

HJ130

无锰高硅低氟

35～40

4～7

10～18

14～19

12～16

—

0～2

—

≤0.05

≤0.05

TiO₂
7～11

低碳钢、低合钢

H10Mn2

交直流

HJ131

无锰高硅低氟

34～38

2.5～4.5

48～55

—

6～9

—

≤1.0

1.5～3.0

≤0.05

≤0.08

—

镍基合金(薄板)

Ni基焊丝

交直流

HJ150

无锰中硅中氟

2～123

25～33

3～7

9～13

28～32

—

≤1.0

3

≤0.08

≤0.08

—

轧锟堆焊

2Cr13

直流

HJ172

无锰低硅高氟

3～6

45～55

2～5

—

28～35

1～2

≤0.8

3

≤0.05

≤0.05

ZrO₂2～4
NaF2～3

高铬铁素体钢

相应钢种焊丝

直流

HJ173

无锰低硅高氟

≤4

45～58

13～20

—

22～33

—

≤1.0

—

≤0.05

≤0.04

ZrO₂24

锰、铝高合金钢

相应钢种焊丝

直流

HJ230

低锰高硅低氟

40～46

7～11

8～14

10～14

10～17

5～10

≤1.5

—

≤0.05

≤0.05

—

低碳钢、低合钢

H08MnA，H10Mn2

交直流

HJ250

低锰中硅中氟

18～22

23～30

4～8

12～16

18～23

5～8

≤1.5

3

≤0.05

≤0.05

—

低合金高强度钢

相应钢种焊丝

直流

HJ251

低锰中硅中氟

18～22

23～30

3～6

14～17

18～23

7～10

≤1.0

—

≤0.08

≤0.05

—

珠光体耐热钢

Cr-Mo钢焊丝

直流

HJ253

低锰中硅中氟

20～24

24～30

—

13～17

12～16

6～10

≤1.0

—

≤0.08

≤0.05

TiO₂2～4

低合金高强度钢(薄板)

相应钢种焊丝

直流

HJ260

低锰高硅中氟

29～34

20～25

4～7

15～18

19～24

2～4

≤1.0

—

≤0.07

≤0.07

—

不锈钢，轧锟堆焊

不锈钢焊丝

直流

HJ330

中锰高硅低氟

44～48

3～6

≤3

16～20

≤4

22～26

≤1.5

1

≤0.08

≤0.08

—

重要低碳钢及低合钢

H08MnA，H10Mn2

交直流

HJ350

中锰中硅中氟

30～35

14～20

10～18

—

13～18

14～19

≤1.0

—

≤0.06

≤0.07

—

重要低合金高强度钢

Mn-MoMn-Si及含
Ni高强度钢焊丝

交直流

HJ430

高锰高硅低氟

38～45

5～9

≤6

—

≤5

38～47

≤1.8

—

≤0.10

≤0.10

—

重要低碳钢及低合钢

H08A，H08MnA

交直流

HJ431

高锰高硅低氟

40～44

3～6.5

≤5.5

5～5.7

≤4

34.5～38

≤1.8

—

≤0.10

≤0.10

—

重要低碳钢及低合钢

H08A，H08MnA

交直流

HJ433

高锰高硅低氟

42～45

24

≤4

—

≤3

14～47

≤1.8

0.3～0.5

≤0.15

≤0.10

—

低碳钢

H08A

交直流

① 标准GB/T5293-1999、GB/T12470-1999规定熔炼焊剂型号标注方法为：HJ×₁×₂×₃H×××，其中×₁表示焊缝金属的拉身力学性能；×₂表示拉身和冲击试样的状态；×₃表示焊缝金属冲击吸收功不小于27J的较低试验温度；H×××表示可配用焊丝牌号。但生产厂商的牌号是按成分类型区分的，即HJabc中，a表示含锰量；b表示含硅含氟量；c表示同类不同牌号，实际中应注意辨明。
　　　　　　　　　　　　　表13 国产烧结焊剂牌号、成分及其使用范围^[18]

牌号

渣系类别

碱度

主要成分(质量分数)(%)

配用焊丝

用途

使用电
源种类

SiO₂+TiO₂

CaO+MgO

Al₂O₃+MnO

CaF₂

S

P

SJ101

氟碱

1.8

25

30

25

2.0

≤0.06

≤0.08

H08MnA，H08MnMoA
H08Mn2MoA，H10Mn2

多层焊、多丝焊、
窄间隙双单焊

AC、DCRP

SJ102

3.5

10～15

35～45

15～25

20～30

DCRP

SJ104

2.7

30～35

20～25

20～25

20～25

H08Mn2，H08MnMoTi
H08MnA

SJ105

2.0

16～22

30～34

18～20

18～25

AC、DCRP

SJ301

硅钙

1.0

25～35

20～30

25～40

5～15

H08A ，H08MnA
H08MnMoA

多层焊、多丝
焊双单焊

DCRP

SJ302

1.1

20～25

20～25

30～40

8～20

SJ401

硅锰

< 1

45

10

40

—

H08A

常规单丝焊

SJ402

0.7

35～45

40～50

5～15

—

薄板较高速焊

SJ403

—

≥45

≥20

≥20

—

≤0.04

≤0.04

H08A

耐磨堆焊

SJ501

铝钛

0.5～0.8

25～40

45～60

≤10

—

≤0.06

≤0.08

H08A，H08MnA，H08MnMoA

多丝高速焊

SJ502

< 1

45

30

10

5

H08A

薄板较高速焊

SJ503

0.7～0.9

25～35

45～60

—

≤17

H08A，H08MnA

常规单丝焊

SJ601

其他

1.8

5～10

30～40

6～10

40～50

≤0.06

≤0.06

H00Cr21Ni10，H0Cr21NiTi

多道焊不锈钢

SJ604

1.8

5～8

30～35

4～8

40～50

SJ641

2.0

20～25

20～22

15～20

20～25

CHF602

3.0～3.2

(SiO₂)
8～12

(MgO)
24～30

(Al₂O₃)
8～12

20～25

(BaCO₃) 38～21

H08MnNiMoA，H10Cr2Mo1A

厚壁压力容器

DCRP

CH603

2.3～2.7

(SiO₂)
6～10

(MgO)
22～28

18～23

15～20

(CaCO₃) 20～24

H13Cr2Mo1A，H11CrMoA
H04Ni13A，H08Mn2Ni2A

Cr-Mo钢
Ni钢

AC、DCRP

(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 HJ431—H08A”。其含义为此焊剂与H08A 焊丝配合使用，按所规定的母材及焊接工艺焊接试板，其焊接熔敷金属的力学性能为：σ_b=410 ～ 550MPa(42.0～56.0kgf／mm2) ：％=330MPa(33.6kgff mm2)；δ≥22.0％：在O°C 时的冲击吸收功 A_kv≥27J ；焊剂的焊接工艺性能、颗粒度、含水量、机械夹杂物、硫与磷的含量均满足GB／T5293—1985 的规定要求。
熔炼焊剂与烧结焊剂比较，如表 14 所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表 14 熔炼焊剂与烧结焊剂比较

比较项目

熔炼焊剂

烧结焊剂

焊接工艺
性 能

高速焊接性能

焊道均匀，不易产生气孔和夹渣

焊道无光泽，易产生气孔，夹渣

大电流焊接性能

焊道凹凸显著，易粘渣

焊道均匀，易脱渣

吸潮性能

比较小，可不必再烘干

比较大，必须再烘干

抗锈性能

比较敏感

不敏感

韧性

受焊丝成分和焊剂碱度影响大

比较容易得到较好的韧性

焊缝性能

成分波动

焊丝参数变化时，成分波动小，均匀

成分波动大，不容易均匀

多层焊性能

焊缝金属的成分变动小

焊缝金属成分波动比较大

合金剂的添加

几乎不可能

容 易

(4) 各类型焊剂的主要用途 各种类型焊剂的主要用途介绍如下：
1)高硅型熔炼焊剂 根据含 MnO 量的不同，高硅焊剂又可分为：高锰高硅焊剂、中锰高硅焊剂、低锰高硅焊剂和无锰高硅焊剂等 4 竹。由于w(SiO₂)>30％，可通过焊剂向焊缝中过渡硅，其中含 MnO 高的焊剂有向焊缝金属过渡锰的作用。当焊剂中的 SiO 2 和 MnO 含量加大时，硅、锰的过渡量增加。硅的过渡10％(w(SiO₂) 为42％～48％时，锰会烧损：当 w(MnO) 从10％增加到25 ％～35％时，锰的过渡量显著增大：但当 w(MnO)>25％～30％后，再增加MnO 对锰的过渡影响不大。锰的过渡量不但与焊剂中 SiO₂ 含量有关，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，较大晖接电流可达 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，较大焊接电流可达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，较大焊接电流可达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，较大焊接电流可达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。

------中科光析化工技术研究所配方分析