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焊劑與焊絲的匹配
埋弧焊焊劑與焊絲的匹配是獲得高質量焊縫的關鍵,在生產中應正確地選用焊劑和焊絲。埋弧焊焊劑和焊絲的匹配主要依據以下兩個方面。
1.被焊材料的類別及對焊接接頭性能的要求
這是選配焊劑和焊絲的主要根據。當被焊材料的種類不同時,或對焊接接頭性能的要求不同時,應選擇不同的焊劑與焊絲組合。
1)在焊接低碳鋼和強度等級較低的低合金鋼時,應按等強原則選用與母材相匹配的焊接材料,可選用高錳高硅焊劑(如HJ431、HJ433、HJ430)與低碳鋼焊絲(如H08A)或含錳的焊絲(如H08MnA)相配合,或用中錳、低錳或無錳焊劑與含錳量較高的焊絲(如H08MnA、H10Mn2)相配合。
2)在焊接低合金高強鋼時,除要使焊縫與母材等強度外,還要特別注意保證焊縫的塑性和韌度,可選用中錳中硅或低錳中硅型焊劑,配合相應的合金鋼焊絲。當焊接強度級別比較高的鋼時,為了得到高韌度,一般選用堿度高的燒結焊劑。
3)在焊接耐熱鋼、低溫鋼和耐蝕鋼時,除了要使焊縫與母材等強度外,還要保證焊縫具有與母材相同或相近的耐熱性、耐低溫性或耐蝕性,可選用中硅或低硅型焊劑與相應的合金鋼焊絲相配合。
4)焊接奧氏體或鐵素體高合金鋼時,主要是保證焊縫與母材有相近的化學成分,使焊縫具有與母材相匹配的特殊性能(如耐蝕性等),同時也要滿足力學性能和抗裂性能等方面的要求。這時,一般選用堿度比較高的中硅或低硅型熔煉焊劑,與合適的高合金鋼焊絲相配合焊接,而不采用高硅型熔煉焊劑,其原因是防止大量滲硅,以避免焊縫的性能下降??紤]到焊接過程中鉻、鑰等主要合金元素會被燒損,通常選用合金元素含量比母材高一些的焊絲。如果沒有合金成分較高的焊絲,也可配以專門的粘結焊劑或燒結焊劑焊接,可從焊劑中過渡所需要的合金元素,也能得到令人滿意的焊縫化學成分和性能。
2.埋弧焊的工藝特點
(1)稀釋率高在進行不開坡口的對接焊縫單道焊或雙面焊,以及開坡口的對接焊縫根部焊道焊接時,由于埋弧焊焊縫熔透深度大,母材熔化量大,焊縫的稀釋率可高達70%,這使得焊縫的成分在很大程度上取決于母材的成分,因此選用合金元素含量低于母材的焊絲焊接并不能降低焊接接頭的強度。例如,焊接不開破口的Q345(16Mn)鋼的對接接頭時,選用含錳量低于母材的H08MnA焊絲和HJ431焊劑,能夠獲得足夠的接頭強度。
(2)熱輸入高埋弧焊是一種高效的焊接方法,為了獲得高的熔敷率,通常選用大電流焊接,這導致焊接接頭的焊接熱輸入比較大,焊接接頭的冷卻速度比較慢,帶來的后果是焊接接頭組織易粗大,強度和韌度降低。為了提高接頭的強度和韌度,在焊接厚板坡口的填充焊道時,應選用合金成分略高于母材的焊絲并配用中性焊劑焊接。
(3)焊接速度快埋弧焊的焊接速度一般為25m/h左右,最高時可達100m/h。在這種情況下,焊縫良好的成形不僅取決于焊接參數的合理調整,而且取決于焊劑的特性,應選擇適宜快速焊的焊劑,例如鋁鈦型的燒結焊劑SJ501、SJ502等。