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焊条选用要点及常用焊条选用一览表

      焊条的选用须在确保焊接结构安全、可行使用的前提下,根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后,有针对性地选用焊条,必要时还需进行焊接性试验。

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(1)同种钢材焊接时焊条选用要点

①考虑焊缝金属力学性能和化学成分 对于普通结构钢,通常要求焊缝金属与母材等强度,应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢,有时还要求合金成分与母材相同或接近。

在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下,应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时,焊缝中容易产生裂纹,应选用抗裂性能好的碱性低氢型焊条。

②考虑焊接构件使用性能和工作条件 对承受载荷和冲击载荷的焊件,除满足强度要求外,主要应保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性,可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。接触腐蚀介质的焊件,应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊接件,应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。

③考虑焊接结构特点及受力条件 对结构形状复杂、刚性大的厚大焊接件,由于焊接过程中产生很大的内应力,易使焊缝产生裂纹,应选用抗裂性能好的碱性低氢焊条。对受力不大、焊接部位难以清理干净的焊件,应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。对受条件限制不能翻转的焊件,应选用适于全位置焊接的焊条。

④考虑施工条件和经济效益 在满足产品使用性能要求的情况下,应选用工艺性好的酸性焊条。在狭小或通风条件差的场合,应选用酸性焊条或低尘焊条。对焊接工作量大的结构,有条件时应尽量采用高效率焊条,如铁粉焊条、高效率重力焊条等,或选用底层焊条立向下焊条之类的专用焊条,以提高焊接生产率。

(2)异种钢焊接时焊条选用要点

①强度级别不同的碳钢+低合金钢(或低合金钢+低合金高强钢) 一般要求焊缝金属或接头的强度不低于两种被焊金属的最低强度,选用的焊条熔敷金属的强度应能保证焊缝及接头的强度不低于强度较低铡母材的强度,同时焊缝金属的塑性和冲击韧性应不低于强度较高而塑性较差铡母材的性能。

       因此,可按两者之中强度级别较低的钢材选用焊条。但是,为了防止焊接裂纹,应按强度级别较高、焊接性较差的钢种确定焊接工艺,包括焊接规范、预热温度及焊后热处理等。

②低合金钢+奥氏体不锈钢 应按照对熔敷金属化学成分限定的数值来选用焊条,一般选用铬和镍含量较高的、塑性和抗裂性较好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条,以避免因产生脆性淬硬组织而导致的裂纹。但应按焊接性较差的不锈钢确定焊接工艺及规范。

③不锈复合钢板 应考虑对基层、复层、过渡层的焊接要求选用三种不同性能的焊条。对基层(碳钢或低合金钢)的焊接,选用相应强度等级的结构钢焊条;复层直接与腐蚀介质接触,应选用相应成分的奥氏体不锈钢焊条。

       关键是过渡层(即复层与基层交界面)的焊接,必须考虑基体材料的稀释作用,应选用铬和镍含量较高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条。 焊条的选用 焊条的种类繁多,每种焊条均有一定的特性和用途。即使同一类别的焊条,由于不同的药皮类型,所反映出的使用特性也是不同的。

加之被焊件的理化性能、工件条件(结构形状及刚度)、施工条件的不同,还要考虑生产效率及经济性等因素,这些势必给焊条的选择带来一定的困难。因此,有必要确定一些原则,供选择焊条之用。

在实际工作中,除了要认真了解各种焊条的成分、性能及用途等资料外,还必须结合被焊件的状况、施工条件及焊接工艺等,并参照下列各条原则,予以综合考虑,才能正确地选择焊条。

一、考虑工件的物理、力学性能和化学成分。

1、从等强度的观点出发,选择满足力学性能要求的焊条,或结合母材的焊接性,改用不等强度而韧性好的焊条,但需改变焊缝结构形式,以满足等强度、等刚度的要求。

2、使熔敷金属的合金成分符合或接近母材。

3、当母材化学成分中碳或硫、磷等有害杂质较高时,应选择抗裂性和抗气孔能力较强的焊条,如低氢型焊条等。

       必须说明,焊接构件对力学性能和化学成分的要求并不是均衡的,有的焊件可能偏重于强度、韧性等方面的要求,而对化学成分不一定要求与母材一致,如选用结构钢焊条时,首先应侧重考虑焊缝金属与母材间的等强度,或焊缝金属的高韧性;

      有的焊件又可能偏重于化学成分方面的要求,如对于耐热钢、不锈钢焊条的选择,通常侧重于考虑焊缝金属与母材化学成分的一致;有时也可能对两者都有严格的要求,因此在选择焊条时,应分清主次,综合考虑。

二、考虑焊件的工作条件和使用性能

1、焊件在承受动载荷和冲击载荷情况下,除了要求保证抗拉强度、屈服强度外,对冲击韧度、塑性均有较高的要求。此时应选用低氢型、钛钙型或氧化铁型焊条。

2、焊件在腐蚀介质中

工作时,必须分清介质种类、浓度、工作温度以及腐蚀类型(一般腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等),从而选择合适的不锈钢焊条。

3、焊件在受磨损条件下工作时,须区分是一般磨损还是冲击磨损,是金属间磨损还是磨料磨损,是在常温下磨损还是在高温下磨损等。还应考虑是否在腐蚀介质中工作,以选择合适的堆焊焊条。

4、处在低温或高温下工作的焊件,应选择能保证低温或高温力学性能的焊条。

三、考虑焊件的复杂程度、刚度大小、焊接坡口制备和焊接部位等

1、形状复杂或大厚度的焊件,由于其焊缝金属在冷却收缩时产生的内应力大,容易产生裂纹。因此,必须采用抗裂性好的焊条,如低氢型焊条、高韧性焊条或氧化铁型焊条。

2、焊接部位所处的位置不能翻转时,必须选择能进行全位置焊接的焊条。

3、因受条件限制而使某些焊接部位难以清理干净时,就应考虑选用氧化性强,对铁锈、氧化皮和油污反应不敏感的酸性焊条,以免产生气孔等缺陷。

四、考虑施焊工作条件

      没有直流焊机的地方就应选用交直流两用的焊条。某些钢材(如珠光体耐热钢)需进行焊后热处理,以消除残余应力。但受设备条件限制或本身结构限制而不能进行热处理时,应选用与母材金属化学组成不同的焊条(如奥氏体不锈钢焊条),以免进行焊后热处理。此外,还应根据施工现场条件,如野外操作、焊接工作环境等,来合理选用焊条。

五、考虑改善焊接工艺和保证工人身体健康

      在酸性焊条和碱性焊条都可以满足的地方,鉴于碱性焊条对操作技术及施工准备要求高,故应尽量采用酸性焊条。对于在密闭容器内或通风不良场所焊接时,应尽量采用低尘低毒焊条或酸性焊条。

六、考虑经济性

      在保证使用性能的前提下,尽量选用价格低廉的焊条。根据我国的矿藏资源,应大力推广钛铁矿型焊条。对性能有不同要求的主次焊缝,可采用不同焊条,不要片面追求焊条的全面性能。要根据结构的工作条件,合理选用焊条的合金系统,如对在常温下工作,用于一般腐蚀条件的不锈钢,就不必选用含铌的不锈钢焊条。

七、考虑效率

      对焊接工作量大的结构,有条件时应尽量采用高效率焊条,如铁粉焊条、高效率不锈钢焊条及重力焊条等,或选用底层焊条、立向下焊条之类的专用焊条,以提高焊接生产率。

不同钢号材料焊接

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