气体保护焊焊丝的种类(干货┃药芯焊丝与实芯焊丝选用指南)

Posted 2023-05-30

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气体保护焊焊丝的种类(干货┃药芯焊丝与实芯焊丝选用指南)

实芯焊丝选用

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。

(1)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。

A、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。

B、中锰焊丝(如H08MnA,H10MnS):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。

C、高锰焊丝(如H10Mn2 H08Mn2Si):用于低合金钢焊接

(2)高强钢用丝

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等。

(3)不锈钢用焊丝

采用的焊丝成分要与被焊接的不锈钢分成基本一致,焊接铬不锈钢时,采用HoCr14 H1Cr13 H1Cr17等焊丝;焊接铬-镍不锈钢时,采用H0Cr19Ni9 HoCr19Ni9 HoCr19Ni9Ti等焊丝;焊接超低碳不锈钢时,应采用相应的超低碳焊丝,如HOOCr19Ni9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,但正在研制和推广使用烧结焊剂。

气体保护焊用焊丝

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,由于保护气体为纯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气体中加入适量O2或CO2气体,即成为MAG方法。焊接合金钢时,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含量则应高于母材,这不权为了脱氧,也是焊缝合金成分的要求。为了改善低温韧度,焊缝中的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、H04Mn2SiA等。CO2焊焊丝直径一般是0.89 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。

H08Mn2SiA焊丝是一种广泛应用的CO2焊焊丝,它有较好的工艺性能,适合于焊接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有Mo元素的H10MnSiMo等牌号的焊丝。

3.电渣焊焊丝

电渣焊适用于中板和厚板焊接。电渣焊焊丝主要起填充金属和合金化的作用。

4.有色金属及铸铁焊丝

牌号前两个字母“HS”表示有色金属及铸铁焊丝;牌号中第一位数字表示焊丝的经学组成类型,牌号中第二、三位数字表示同一类型焊丝的不同牌号。

(1)堆焊焊丝

目前生产的堆焊用硬质合金焊丝主要有两类:即高铬合金铸铁(索尔玛依特)和钴基(司太立)合金。高铬合金铸铁具有良好的抗氧化性和耐气蚀性能,硬度高、耐磨性好。而钴基合金则在650度的高温下,亦能保持高的硬度和良好的耐蚀性能。其中低碳、低钨的韧性好;高碳、高钨的硬度高,但抗冲击能力差。

硬质合金堆焊焊丝可采用氧-乙炔、气电焊等方法堆焊,其中氧-乙炔堆焊虽然生产效率低,但设备简单,堆焊时熔深浅,母材熔化量少,堆焊质量高,因为应用较广泛。

(2)铜及铜合金焊丝

铜及铜合金焊丝常用于焊接铜及铜合金,其中黄铜焊丝也广泛用于钎焊碳钢、铸铁及硬质合金刀具等。铜及铜合金的焊接,可以采用多种焊接方法,正确地选择填充金属是获得优质焊缝的必要条件。用氧-乙炔气焊时应配合气焊熔剂共同使用。

(3)铝及铝合金焊丝

铝及铝合金焊丝用于铝合金氩弧焊及氧-乙炔气焊时作填充材料。焊丝的选择主要根据母材的种类、对接接头抗裂性能、力学性能及耐蚀性等方面的要求综合考虑。一般情况下,焊接铝及铝合金都采用与母材成分相同或相近牌号的焊线,这样可以获得较好的耐蚀性;但焊接热裂倾向大的热处理强化铝合金时,选择焊丝则主要从解决抗裂性入手,这时焊丝的成分与母材差别很大。

(4)铸铁焊丝

主要用于气焊焊补铸铁。由于氧-乙炔火焰温度(小于3400℃)比电弧温度(6000℃)低很多,而且热点不集中,较适于灰口铸铁薄壁铸件的焊补。此外,气焊火焰温度低于可减少球化剂的蒸发,有利于保证焊缝获得球墨铸铁组织。目前气焊用球铁焊丝主要有加稀土镁合金和钇基重稀土的两种,由于钇的沸点高,抗球化衰退能力比镁强,更有利于保证焊缝球化,故近年来应用较多。

药芯焊丝的选用

1.药芯焊丝的种类与特性

根据焊丝的结构,药芯焊丝可分为有缝焊丝和无缝焊丝两种。无缝焊丝可以镀铜,性能好、成本低、已成为今后发展的方向。

根据是否有保护气体,药芯焊丝可分为气体保护焊丝和自保护焊丝;药芯焊丝芯部粉剂的成分与焊条药皮相似,含有稳弧剂、脱氧剂、造渣剂及合金剂等,根据药芯焊丝内层填料粉剂中有无造渣剂,可分为“药粉型”焊丝和“金属粉型”焊丝;按照渣的碱度,可分为钛型、钛钙型和钙型焊丝。

钛型渣系药芯焊丝的焊道成形美观,全位置焊接进工艺性能好、电弧稳定、飞溅小、但焊缝金属的韧性和抗裂性能较差。与此相反,钙型渣系药芯焊丝的焊缝韧性和抗裂性能优良,但焊道成形和焊接工艺性能稍差。钛钙型渣系介于上述二者之间。

“金属粉型”药芯焊丝的焊接工艺性能类似于实芯焊丝,其熔敷效率和抗裂性能优于“药粉型”焊丝。粉芯中大部分是金属粉(铁粉、脱氧剂等),还加入特殊的稳弧剂,可保证焊接时造渣少、效率高、飞溅小、电弧稳定,而且焊缝扩散氢含量低,抗裂性能得到改善。

药芯焊丝的截面形状对焊接工艺性能与冶金性能有很大影响。根据药芯焊丝的截面形状可分为简单的O形和复杂断面的折叠形两类,折叠形又可分为梅花形、T形、E形和中间填丝形等。

药芯焊丝的截面形状越复杂、越对称,电弧越稳定,药芯的冶金反应和保护作用越充分。但是随着焊丝直径的减小,这种差别逐渐缩小,当焊丝直径小于2mm时,截成形状的影响已不明显了。

药芯焊丝的焊接工艺性能好、焊缝质量好、对钢材的适应性强,可用于焊接各种类型的钢结构,包括低碳钢、低合金高强钢、低温钢、耐热钢、不锈钢及耐磨堆焊等。所采用的保护气体有CO2和Ar+CO2两种,前者用于普通结构,后者有于重要结构。药芯焊丝适于自动或地半自动焊接,直流或交流电弧均要。

2.低碳钢及高强钢用药芯焊丝

这类焊丝大多数为钛型渣系,焊接工艺性好、焊接生产率高,主要用于造船、桥梁、建筑、车辆制造等。低碳钢及高强钢用药芯焊丝品种较多,从焊缝强度级别上看抗拉强度490MPa级和590Mpa级的药芯焊丝已普遍使用;从性能上看,有的侧重于工艺性能,有的侧重于焊缝力学性能和抗裂性能,有的适用于包括向下立焊在内的全位置焊,也有的专用于角焊缝。

3.不锈钢用药芯焊丝

不锈钢药芯焊丝的口种已有20余种,除铬镍系不锈钢药芯焊丝外,还有铬系不锈钢药芯焊丝。焊丝直径有0.8、1.2、1.6mm等,可满足不锈钢薄板、中板及厚板的焊接需要。所采用的保护气体多数为CO2,也可采用Ar+(20%~50%)CO2的混合气体。

4.耐磨堆焊用药芯焊丝

为了增加耐磨性或使金属表面获得某些特殊性能,需要从焊丝中过渡一定量的合金元素,但是焊丝因含碳量和合金元素较多,难于加工制造。随着药芯焊丝的问世,这些合金元素可加入药芯中,且加工制造方便,故采用药芯焊丝进行埋弧堆焊耐磨表面是种常用的方法,并已得到广泛应用。此外,在烧结焊剂中加入合金元素,堆焊后也能得到相应成分的堆焊层,它与实芯或药芯焊丝相配合,可满足不同的堆焊要求。

常用药芯焊丝CO2堆焊和药芯焊丝埋弧堆焊方法如下。

细丝CO2药芯焊丝堆焊该方法焊接效率高,生产效率为手弧焊的3~4倍;焊接工艺性能优良,电弧稳定、飞溅小、脱渣容易、堆焊成形美观。这种方法只能通常药芯焊丝过渡合金元素,多用于合金成分不太高的堆焊层。

药芯焊丝埋弧堆焊采用大直径(3.2 、4.0mm)的药芯焊丝,焊接电流大,焊接生产率明显提高。当采用烧焊剂时,还可通过焊剂过渡合金元素,使堆焊层得到更高的合金成分,其合金含量可在14%~20%之间变化,以满足不同的使用要求。该法主要用于堆焊轧制辊、送进辊、连铸辊等耐磨耐蚀部件。

5.自保护药芯焊丝

自保护焊丝是指不需要保护气体或焊剂,就可进行电弧焊,从而获得合格焊缝的焊丝,自保护药芯焊丝是把作为造渣、造气、脱氧作用的粉剂和金属粉置于钢皮之内或涂在焊丝表面,焊接时粉剂在电弧作用下变成熔渣和气体,起到造渣和造气保护作用,不用另加气体保护。

自保护药芯焊丝的熔敷效率明显比焊条高,野外施焊的灵活性和抗风能力优于气体保护焊,通常可在四级风力下施焊。因为不需要保护气体,适于野外或高空作业,故多用于安装现场和建筑工地。

自保护焊丝的焊缝金属塑、韧性一般低于采用保护气体的药芯焊丝。自保护焊丝目前主要用于低碳钢焊接结构,不宜用于焊接高强度钢等重要结构,此外,自保护焊丝施焊时烟尘较大,在狭窄空间作业时要注意加强通风换气。