补充内容焊接材料.pptx

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1、1 第2章 过程设备用焊接材料 焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体筹 第1页/共71页2H04EH08A A:S,P 不大于0.030H08E E：S,P 不大于0.020H08C C：S,P 不大于0.015H08MnAH10MnSiAH15AH15Mn第2页/共71页3稳弧剂 碳酸钠、大理石、长石等；造渣剂 大理石、萤石、钛白粉等；造气剂 纤维素、白云石等；脱氧剂 锰铁、钛铁、铝粉等；合金剂 锰铁、硅铁、钼铁等；黏接剂 钾水玻璃，钠水玻璃；稀释剂 长石、萤石、钛铁矿等。第3页/共71页4焊条药皮的类型 0 不定型1 氧化钛型2 氧化钛钙型，交直两用3 钛铁矿型4 氧化铁型5 纤维素型6

2、 低氢钾型7 低氢钠型，直流反接8 石墨型9 盐基型，直流第4页/共71页5 酸性焊条与碱性焊条的区别 如果药皮溶化后形成的熔渣中酸性氧化物比碱性氧化物多，这类焊条通称为“酸性焊条”。如果熔渣中的碱性氧化物比酸性氧化物多，则称为“碱性焊条”。第5页/共71页6 上述各种类型药皮中，氧化钛型、氧化钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型五种均属于酸性焊条；而低氢型(有直流和交直流两种)属于碱性焊条。第6页/共71页7 焊条的型号 焊条型号是根据熔融金属的化学成分、力学性能、药皮类型、焊接位置及电流种类划分的。第7页/共71页8 碳钢与低合金钢焊条型号 这类型号包括碳钢、低合金高强度钢和铬钼耐热钢用焊

3、条。碳钢焊条型号基本形式为EXXXX。第8页/共71页9 例E4315：E：焊条(Electrode)；43：表示熔敷金属最低抗拉强度 Kg/mm2；（430MPa)1：表示焊接位置适用于平、立、仰、横等全位置焊接。15：表示药皮类型、限用焊接电 源类型。（15表示药皮为 低氢钠型、限用直流反接电 源。）第9页/共71页10 若为低合金钢焊条，后面要加字母或化学成分元素符号，并以“”与前面分开，即E4303B1：EXXXXX1X2 型号说明示例如下：X1：化学成分分类代号；X2；成分元素代号；第10页/共71页11 E5503B1：B1代表铬钼耐热钢某成分;“0”表示全位置焊接；“03表示药皮

4、为钛钙型，适用于交直流电源；“55表示熔敷金属抗拉强度55kgfmm2。第11页/共71页12不锈钢焊条型号 不锈钢包括铬不锈钢和铬镍奥氏体不锈钢等。其焊条型号基本形式为 EXXXXXX。第12页/共71页13 其中：首字母“E”表示焊条；“E”后面的数字表示熔敷金属化学成分分类代号，有特殊要求的化学成分，用元素的首字母表示放在数字的后面；短划“-”后面的数字表示焊条药皮的类型、焊接位置及焊接电源的种类。第13页/共71页14第14页/共71页15例：E308L:E:焊条 308：表示熔敷金属化学成分分类代号 L：表示焊条中的含碳量低（H：含碳量高；R：碳、磷、硅含量较低）第15页/共71页1

5、6例：E410NiMo-26:E:焊条 410：表示熔敷金属化学成分分类代号 NiMo：表示熔敷金属中Ni和Mo的含量有特殊要求；26：表示焊条为碱性或其他类型药皮，适用于平焊和横焊位置，采用交流或直流反极性焊接（见表）第16页/共71页17 焊条的牌号。焊条牌号的基本形式是“XXXX”（J422），首位是一个汉语拼音字母(或汉字)，其后三位是数字。第17页/共71页18 在后三位数字中，前两位表示各大类中的若干小类，其含义依大类而不同；第三位数字表示各种焊条牌号的药皮类型及焊接电源。焊条牌中第三位数字的含义见表2-5。第18页/共71页19第19页/共71页20牌号数字末尾还附有起主要作用的

6、元素符号或字母，其字母及其意义见表2-6。第20页/共71页21第21页/共71页22 焊条末尾数字及其后面的附加字母含义，不论何种焊条，均固定不变；而首位字母及其后两位数字则随焊条大类不同而异。以下对结构钢、耐热钢和奥氏体不锈焊条牌号中的首位字母及两位数字，作举例说明：第22页/共71页23 结构钢焊条 结构钢焊条牌号是指用于碳钢及低合金高强度钢的焊条，其基本表示形式为J(结)XXX。字母“J”表示结构钢焊条，中间两位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度，第三位数字表示药皮类型和焊接电源的种类。例如J422。第23页/共71页24 铬钼耐热钢焊条 其牌号基本形式为R(热)XXX。字母“R”表示钼和

7、铬钼耐热钢焊条，其后第一位数字表示铬钼含量的等级，见表2-7；第二位数字为牌号分类编号；第三位数字表示药皮类型和焊接电源的种类。例如：R347第24页/共71页25第25页/共71页26 不锈钢焊条 其牌号基本形式与耐热钢相同。首位字母为“A(奥)”时，为奥氏体不锈钢焊条；首位字母为“G(铬)”时，为铬不锈钢焊条。字母后第一位数字表示熔敷金属主要化学成分的组成等级，见表2-8；第二位数字表示同一熔敷金属主要化学成分组成等级中的不同牌号；第三位数字表示药皮类型和焊接电源的种类。例如:A132，G202第26页/共71页27第27页/共71页28第28页/共71页29 2.3 焊 剂 焊剂是具有一

8、定粒度的颗粒状物质，焊接时能够熔化形成熔渣和气体，是埋弧焊和电渣焊不可缺少的焊接材料。第29页/共71页30 按化学成分分类 按Si02含量分为：高硅焊剂，Si0230；中硅焊剂，Si021030；低硅焊剂，SiO230；中锰焊剂，MnO1530；低锰焊剂，MnO215；无锰焊剂，MnO30；中氟焊剂，CaF21030，低氟焊剂，CaF210。第31页/共71页32 目前，有关焊剂碱度的计算表达式不统一，应用较广泛的是国际焊接学会(11W)推荐的公式：B=CaO+MgO+BaO+NaB=CaO+MgO+BaO+Na2 2O+KO+K2 20+CaF0+CaF2 2+0.5(MnO+FeO)+0

9、.5(MnO+FeO)/Si0/Si02 2+0.5(A1+0.5(A12 20 03 3+Ti0+Ti02 2+Zr0+Zr02 2)式中各组分的含量按质量分数计算。根据计算结果作如下分类：第32页/共71页33 酸性焊剂(B1.5)采用碱性焊剂得到的熔敷金属含氧量低，可以获得较高的焊缝冲击韧性，抗裂性好，但焊接工艺性能较差。随着碱度的提高，焊道形状变得窄而高，并容易产生咬边、夹渣等缺陷。按照国际焊接学会推荐公式计算出的部分国产熔炼焊剂碱度值见表2-9。第34页/共71页35第35页/共71页36 2.3.2 焊剂的牌号 焊剂有牌号与型号两种表示方法。型号是按国家标准规定划分，牌号是按焊接材

10、料产品样本划分命名，同一型号中可以有多种牌号的焊剂产品。生产中习惯用牌号。第36页/共71页37 熔炼焊剂牌号 牌号表示形式为“HJXXX”。其中“HJ”表示埋弧焊和电渣焊用熔炼焊剂；其后的第一位数字表示焊剂中MnO的含量，共有4个数字，其代表含量见表2-10；第37页/共71页38第38页/共71页39 第二位数字表示焊剂中SiO2、CaF2的含量，其代表含量见表2-11；第三位数字表示同一类型熔炼焊剂的不同牌号序列号。若在第三位数字后加有“X”，则表示是细颗粒焊剂。第39页/共71页40第40页/共71页41 例如HJ431，由表2-10和表2-11知，“4”为高锰，“3”为高硅低氟,“1

11、”牌号编号为1，故该牌号为高锰高硅低氟焊剂。第41页/共71页42 烧结焊剂牌号 其表示形式为“SJXXX”。其中“SJ”表示埋弧焊用烧结焊剂；其后第一位数字表示熔渣的渣系组成，见表2-12，第二、三位数字表示该渣系焊剂的牌号序，按01、0209编排。例如SJ402，由表2-12可知，“4”表示硅锰渣系，故该牌号称为硅锰型烧结焊剂。第42页/共71页43第43页/共71页44 烧结焊剂与熔炼焊剂的比较 熔炼焊剂是我国生产和应用最多的焊剂，近年烧结焊剂也得到发展和应用。与熔炼焊剂比较，烧结焊剂有许多优点：第44页/共71页45在烧结焊剂里可以加脱氧剂，脱氧充分，而熔炼焊剂不能加脱氧剂。烧结焊剂可

12、以加合金剂，合金化作用强。用普通的低碳钢焊丝配合适当的焊剂可以方便地对焊缝金属合金化。而熔炼焊剂只能配一定成分的焊丝才能对焊缝金属合金化。第45页/共71页46 烧结焊剂的碱度调节范围较大，当焊剂碱度大于3时，仍可具有较好的焊接工艺性能，采用高碱度的焊剂有利于获得高韧性的焊缝。烧结焊剂比熔炼焊剂具有更好的抗锈、抗气孔能力。第46页/共71页47 但烧结焊剂与熔炼焊剂相比还存在以下缺点：焊接工艺参数的变化会影响到焊剂的熔化量，致使焊缝金属的成分因此而出现波动；烧结焊剂的吸潮性较大，容易增加焊缝的含氢量，其存放条件及焊前烘干的要求比熔炼焊剂严格。第47页/共71页48 2.4 焊 丝 焊丝与焊剂或

13、保护气体配用，起导电和填充焊缝金属的作用，对焊缝金属的成分有决定性影响。焊丝的分类方法:第48页/共71页49 按照适用的焊接方法，焊丝可分为埋弧自动焊焊丝、电渣焊焊丝、CO2焊焊丝和气焊焊丝等；按被焊材料的不同，可分为碳钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、铸铁焊丝和有色金属焊丝等；第49页/共71页50 按制造方法与焊丝的形状，可分为实心焊丝和药心焊丝。实心焊丝是目前最常用的焊丝，系热轧线材经拉拔加工而成。为了防止生锈，须对焊丝(除不锈钢焊丝外)表面进行特殊处理。目前主要是镀铜处理，包括电镀、浸铜及化学镀铜处理等。第50页/共71页51 实心焊丝主要有碳钢、低合金钢、耐热钢和不锈钢焊丝，广泛用

14、于埋弧焊、电渣焊、C02气体保护焊、氩弧焊、气焊等。第51页/共71页52 实心焊丝的牌号以“HXXXX”表示。其中“H”表示焊接用实心焊丝；其后的一位或两位数字表示含碳量；再后是合金元素符及其含量，含量以百分数整数标注，不足1时省略。末尾标有“A”时表示优质，其S、P0.03，标 有“E”时 为 高 级 优 质，其 S、P含 量 更 低。例 如H08Mn2MoA。第52页/共71页53 实心焊丝的分类方法：埋弧焊和电渣焊用焊丝 埋弧焊和电渣焊时焊剂对金属起到保护和冶金处理的作用，焊丝主要用作填充金属，同时向焊缝添加合金元素，二者直接参与焊接过程中的冶金反应，焊缝的成分和性能是由焊丝和焊剂共同

15、决定的。第53页/共71页54 根据被焊材料的不同，埋弧焊焊丝又可分为低碳钢焊丝、低合金钢焊丝、铬钼耐热钢焊丝、低温钢焊丝、不锈钢焊丝、表面堆焊焊丝等。第54页/共71页55 气体保护焊用焊丝 气体保护焊分为惰性气体保护焊和活性气体保护焊。惰性气体主要用氩气，活性气体主要采用二氧化碳。第55页/共71页56 根据焊接方法不同，气体保护焊用焊丝分为TIG焊接用焊丝、MIG和MAG焊接用焊丝、二氧化碳用焊丝。第56页/共71页57 自保护焊接用实心焊丝 利用焊丝中含有的合金元素在焊接过程中进行脱氧、脱氮，以消除从空气中进入焊接熔池的氧和氮的不良影响。为此，出提高焊丝中的C、Mn、Si含量外，还要加

16、入强脱氧元素Ti、Zr、Al、Ce等。第57页/共71页58 2.5 焊接材料选用 焊接材料选用要点 焊条的选用原则 a.对于用低碳钢及普通低合金钢焊接的承压过程设备，一般按等强度原则，使焊缝金属的强度与母材相等或相近。因此，可依钢材的强度等级来选用强度相当的结构钢焊条。若焊条强度过高，往往有害。第58页/共71页59 b.对于低碳钢与普通低合金钢，或普通低合金钢与普通低合金钢之间的异种钢焊接接头，一般选用与强度等级较低的钢相应的焊条。第59页/共71页60 c.对同一强度等级的酸性焊条或碱性焊条的选用，主要取决于焊接件的结构形状(简单或复杂)、钢板厚度(刚度小或大)、工作条件(静载荷或动载荷

17、)和钢材的抗裂性能等方面。第60页/共71页61 通常对要求塑性好、冲击韧性高、抗裂能力强的焊件，选用碱性焊条。如直流电源有困难，可选用交直流两用碱性焊条。如用碱性焊条与酸性焊条可以同样满足要求，应尽量用酸性焊条。第61页/共71页62 d.对于承受高温或腐蚀的耐热钢和不锈钢，钢中合金元素对其耐热和耐腐蚀性起决定性作用。故这类钢在选择焊条时，应以等成分原则为主，使焊缝金属的主要合金成分与母材相近或相同，以保证焊接接头的特殊性能。由于工艺因素的考虑，奥氏体不锈钢多选用酸性药皮焊条。第62页/共71页63 埋弧焊和电渣焊与焊剂的选配原则 在埋弧焊中，应注意焊丝与焊剂中Mn、Si含量的适当配合。若焊

18、丝中Mn、Si含量较高，则应选配Mn、Si含量低的焊剂；反之，应配用Mn、Si含量较高的焊剂。第63页/共71页64 低碳钢与低合金钢选配 无锰焊丝，如H08A配用HJ431等高锰高硅焊剂，用于焊接低碳钢；低锰焊丝，如H08MnA、H10MnSi配用HJ330等中锰焊剂，用于焊接低合金钢。对于电渣焊，由于焊剂更新很少，焊缝合金化主要由焊丝提供。故其焊丝中的Mn、Si含量，应较同样条件埋弧焊时高。第64页/共71页65 不锈钢用焊丝与焊剂选配 采用的焊丝成分要与被焊接的不锈钢成分基本一致；焊接铬不锈钢时，采用HOCrl4、H1Crl3、H1Crl7等焊丝；焊接铬镍不锈钢时，采用HOCrl9Ni9、HOCrl9Ni9Ti等焊丝；第65页/共71页66焊接超低碳不锈钢时，应采用相应的超低碳焊丝，如H00Crl9Ni9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。第66页/共71页67 常用钢焊接材料选用 过程设备常用钢，在不同焊接方法时的焊接材料选择，如表2-14所示。第67页/共71页68第68页/共71页69第69页/共71页70第70页/共71页71感谢您的观看。第71页/共71页