埋弧焊的焊接材料
焊接方法与设备第3章 埋弧焊
2)电源外特性。 从图3-11中还可以看出，当电弧长度改变相同时，较为平坦的下降 外特性曲线1的电流变化值，要比陡降的电源外特性曲线2的电流变 化值大些。这说明下降的电源外特性曲线越平坦，焊接电流变化就 越大，电弧自身调节作用就越强。所以，等速送丝式埋弧焊机的焊 接电源，要求具有缓降的电源外特性。 2.MZ1—1000型埋弧焊机 MZ1—1000是典型的等速送丝式埋弧焊机。这种焊机的控制系统比 较简单，外形尺寸不大，焊接小车结构也较简单，使用方便，可使 用交流和直流焊接电源，主要用于焊接水平位置及倾斜小于15°的 对接和角接焊缝，也可以焊接直径较大的环形焊缝。 MZ1—1000型埋弧焊机由焊接小车、控制箱和焊接电源三部分组成。
图3-10弧长变化时电弧 自身调节过程
当由于某种外界的干扰，使电弧长度突然从l1拉长到l2,此时，电弧 燃烧点从O1点移到O2点，焊接电流从I1减小到I2，电弧电压从U1增大到U2。 然而电弧在02点燃烧是不稳定的，因为焊接电流的减小和电弧电压的升高， 都减慢了焊丝熔化速度，而焊丝送丝速度是恒定不变的，其结果使电弧 长度逐渐缩短，电弧燃烧点将沿着电源外特性曲线，从O2点回到原来的O1 点，这样又恢复至平衡状态，保持了原来的电弧长度。反之，如果电弧 长度突然缩短时，由于焊接电流随之增大，加快焊丝熔化速度，而送丝 速度仍不变，这样也会恢复至原来的电弧长度。
2.埋弧焊自动调节的目标 埋弧焊的焊接参数主要有焊接电流和电弧电压等。焊接电流和 电弧电压是由电源的外特性曲线和电弧静特性曲线的交点所确定 的。因此，凡是影响电源外特性曲线和电弧静特性曲线的外界因 素，都会影响焊接电流和电弧电压的稳定。 电弧长度是影响电弧静特性曲线的主要因素，如焊件表面不平 整、装配质量不良及有定位焊缝等都会使电弧长度发生变化。网 路电压则是影响电源外特性曲线的主要因素，如附近其他电焊机 等大容量设备突然启动或停止都会造成网压波动。
焊工工艺学 第七章 埋弧焊
用于平焊或倾斜度不大的位置及角焊位置焊接，其他
位置的焊接，则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区 的覆盖和防止熔池金属的漏淌。 （2）焊接时不能直接观察电与坡，的相对位置， 容易产生焊偏及未焊透，不能及时调整工艺参数。
（3）埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高， 电流小于100 A时，电弧稳定性较差，因此，不适宜焊 接厚度小于1mm的薄件。 （4）焊接设备比较复杂，维修保养工作量比较大， 且仅适用于直的长焊缝和环形焊缝焊接，对于一些形
三、高效埋弧焊技术
1. 多丝埋弧焊
双丝埋弧焊原理图 ａ) 纵列式 ｂ) 横列式 ｃ) 直列式
多丝埋弧焊与常规埋弧焊相比具有焊接速度快、耗 能低、填充金属少等优点。
2. 带极埋弧焊
带极埋弧焊原理图 １—电源 ２—带极 ３—带极送进装置 ４—导电嘴 ５—焊剂 ６—渣壳 ７—焊道 ８—焊件
3. 窄间隙埋弧焊
焊剂。熔炼焊剂是将原料混合后入炉熔炼，经水冷粒
化、烘干而成。 （2）焊剂按化学成分不同有高锰焊剂、中锰焊剂、 低锰焊剂和无锰焊剂等，并可根据焊剂中二氧化硅和 氟化钙的含量高低，分成不同的类型。
3. 焊剂的牌号
（1）熔炼焊剂牌号的表示方法
焊剂牌号表示为“HJ × × × ”， HJ后面有三位
数字。 1）第一位数字表示焊剂中氧化锰的平均含量。
5. 焊丝伸出长度
一般将导电嘴出口到焊丝端部的长度称为焊丝伸出 长度。当焊丝伸出长度增加时，则电阻热作用增大，使
焊丝熔化速度增快，以致焊缝厚度稍有减少，余高略有
增加；伸出长度太短，则易烧坏导电嘴。焊丝伸出长度 随焊丝直径的增大而增大，一般在15 ~40mm之间。
6. 焊丝倾角
焊丝倾角对焊缝成形的影响 ａ) 焊丝后倾 ｂ) 焊丝前倾 ｃ) 焊丝后倾角对焊缝厚度及焊缝宽度的影响
埋弧焊焊接材料
埋弧焊焊接材料一、焊丝和焊剂的作用及分类1.焊丝按焊丝结构不同可分为：实芯焊丝、药芯焊丝。
常用的是实芯焊丝；药芯焊丝只用在某些特殊场合。
按被焊材料不同可分为：碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝等。
2.焊剂埋弧焊时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护作用，并进行复杂的冶金反应的颗粒状物质叫焊剂。
（1）焊剂的作用①产生气体和熔渣，保护电弧和熔池。
②对焊缝金属渗合金，改善焊缝的化学成分，提高力学性能。
③改善焊接工艺性能，使电弧稳定燃烧，脱渣容易，焊缝成形美观。
（2）焊剂的分类①埋弧焊剂按制造方法不同分为: 熔炼焊剂、烧结焊剂和粘接焊剂。
熔炼焊剂：由各种矿物原料混合后，在电炉中经熔炼，再倒入水中粒化而成的焊剂。
颗粒强度高，化学成分均匀，是目前应用最多的一类焊剂，缺点是熔炼过程烧损严重，不能依靠焊剂向焊缝金属大量渗入合金元素。
．烧结焊剂：按一定比例配料后，加入粘接剂，搅拌后在高温（400～1000℃）下烧结而成的焊剂。
粘接焊剂：按一定比例配料后，加入粘接剂，搅拌后在低温（400℃以下）烘干而成的焊剂，以前也叫陶瓷焊剂。
非熔炼焊剂（烧结焊剂、粘接焊剂），化学成分不均匀，脱渣性好，由于没有经过熔炼，可通过焊剂向焊缝金属大量渗入合金元素，增大焊缝金属的合金化。
非熔炼焊剂（特别是烧结焊剂）主要应用于焊接高合金钢和堆焊。
②按化学成分分类：有高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂等；并根据焊剂中氧化锰、二氧化硅和氟化钙含量的高低，分成不同的焊剂类型。
二、焊丝和焊剂的型号及牌号1.焊丝的牌号根据GB/T14957—1994《熔化焊用钢丝》、YB/T5092—1996《焊接用不锈钢丝》规定。
实芯焊丝的牌号表示方法为：“H”表示焊丝；后面的一位或两位数字表示含碳量；化学元素符号及其后面的数字表示该元素的近似含量，含量低于1%时，可省略数字，只标记元素符号；末尾标“A”或“E”时，分别表示“优质品”或“高级优质品”，表明S、P等杂质含量更低。
埋弧焊焊材选用表
埋弧焊是一种常用的电弧焊接方法，适用于各种金属材料的焊接，特别适用于厚板焊接和高效生产。
在选择焊材时，需要考虑焊接材料的性能和焊接参数的
接材料的力学性能、耐腐蚀性、导电导热性等特点。
同时，还需参考焊接材料的规范标准和制造商提供的技术数据，确保所选焊材与焊接工艺的匹配性和操作性。
另外，为保证焊接质量，还需注意配套使用好质量的焊接辅助材料，如焊接药皮、焊接通条等。
值得注意的是，以上选用表仅供参考，实际选用焊材时还需根据具体情况进行综合评估和决策。
在进行焊接操作前，建议咨询专业焊接人员或相关技术人员，以确保选用合适的焊材，从而获得高质量的焊接结果。
埋弧焊焊接材料
埋弧焊焊接材料一、焊丝和焊剂的作用及分类1.焊丝按焊丝结构不同可分为：实芯焊丝、药芯焊丝。
常用的是实芯焊丝；药芯焊丝只用在某些特殊场合。
按被焊材料不同可分为：碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝等。
2.焊剂埋弧焊时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护作用，并进行复杂的冶金反应的颗粒状物质叫焊剂。
（1）焊剂的作用①产生气体和熔渣，保护电弧和熔池。
②对焊缝金属渗合金，改善焊缝的化学成分，提高力学性能。
③改善焊接工艺性能，使电弧稳定燃烧，脱渣容易，焊缝成形美观。
（2）焊剂的分类①埋弧焊剂按制造方法不同分为: 熔炼焊剂、烧结焊剂和粘接焊剂。
熔炼焊剂：由各种矿物原料混合后，在电炉中经熔炼，再倒入水中粒化而成的焊剂。
颗粒强度高，化学成分均匀，是目前应用最多的一类焊剂，缺点是熔炼过程烧损严重，不能依靠焊剂向焊缝金属大量渗入合金元素。
烧结焊剂：按一定比例配料后，加入粘接剂，搅拌后在高温（400～1000℃）下烧结而成的焊剂。
粘接焊剂：按一定比例配料后，加入粘接剂，搅拌后在低温（400℃以下）烘干而成的焊剂，以前也叫陶瓷焊剂。
非熔炼焊剂（烧结焊剂、粘接焊剂），化学成分不均匀，脱渣性好，由于没有经过熔炼，可通过焊剂向焊缝金属大量渗入合金元素，增大焊缝金属的合金化。
非熔炼焊剂（特别是烧结焊剂）主要应用于焊接高合金钢和堆焊。
②按化学成分分类：有高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂等；并根据焊剂中氧化锰、二氧化硅和氟化钙含量的高低，分成不同的焊剂类型。
二、焊丝和焊剂的型号及牌号1.焊丝的牌号根据GB/T14957—1994《熔化焊用钢丝》、YB/T5092—1996《焊接用不锈钢丝》规定。
实芯焊丝的牌号表示方法为：“H”表示焊丝；后面的一位或两位数字表示含碳量；化学元素符号及其后面的数字表示该元素的近似含量，含量低于1%时，可省略数字，只标记元素符号；末尾标“A”或“E”时，分别表示“优质品”或“高级优质品”，表明S、P等杂质含量更低。
埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求
埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合
分类要求
埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝焊剂组合分类一般根据以下要求进行：
1. 实心焊丝和药芯焊丝的分类：实心焊丝与药芯焊丝是以不同方式制造的两种不同的焊丝。
实心焊丝是用连续铸造技术制造的，焊丝截面为实心，药芯焊丝则是在焊丝中央镶嵌有药芯，药芯中包含有助焊剂等焊接材料。
2. 焊丝焊剂的分类：焊丝焊剂包括不同种类的助焊剂和钢化剂，根据不同的配方可以分为多种不同的组合。
焊丝焊剂也可根据不同的焊接目的和要求进行分类，例如冶金、机械、航空、船舶、化工等不同领域的焊接，对焊丝焊剂的要求也不同。
3. 组合分类：在实际使用时，根据不同材质和焊接要求，可以选择不同的焊丝和焊剂进行组合使用。
如热强钢材料常使用的组合有AWS E80C-Ni1、EB2K等。
这些组合是经过多次试验和实践验证的，可以满足不同的焊接需求，同时也符合国际标准和行业标准。
总之，埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝焊剂组合分类要求根据材料特性、焊接要求和实际使用等多方面进行分析和筛选，选择合适的组合方案可以保证焊接质量和效果。
埋弧焊(完整)
（1）机械保护作用好 保护作用好于焊条电弧焊 时由焊条药皮提供的气－渣联合保护，这可以从焊 缝中的含氮量得到证明。 （2）冶金反应充分 焊接热输入大，焊接区的金 属处于液态的时间长（比焊条电弧焊长几倍），使 得液态金属、液态熔渣和气相之间的化学冶金反应 更充分，有利于焊缝得到预期的化学成分。熔池中 的气、夹杂物容易逸出，利于消除气孔、夹杂缺陷。
中锰中硅或低锰中硅型焊剂，配 合相应的合金钢焊丝。当焊接强 度级别比较高的钢时，为了得到 高韧度，一般选用碱度高的烧结 焊剂。
13
3.2 埋弧焊用焊接材料
（3）在焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，除 了要使焊缝与母材等强度外，还要保证焊缝具 有与母材相同或相近的耐热性、耐低温性或耐 腐蚀性。 可选用中硅或低硅型焊剂与相应的合金钢焊丝 相配合。 （4）焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要 是保证焊缝与母材有相近的化学成分，使焊缝 具有与母材相匹配的特殊性能（如耐腐蚀性 等）。同时也要满足力学性能和抗裂性能等方 面的要求。
6
3.2 埋弧焊用焊接材料
1.焊剂
1) 焊剂的分类
熔炼焊剂是将一定比例的各 种配料放在高温炉内熔炼， 然后经过水冷粒化、烘干、 筛选而制成的一种焊剂
（1）按照制造方法分类
熔炼焊剂 非熔炼焊剂
粘结焊剂
烧结焊剂
粘结焊剂是将一定比例的各种 粉状配料加入适量粘结剂（如 水玻璃），经过混合搅拌、粒 化和低温（一般在500℃以下） 烘干而制成的一种焊剂
B=[CaO+MgO+BaO+SrO+Na2O+K2O+CaF2+0.5(MnO+FeO)]/[ SiO2+0.5(Al2O3+TiO2+ZrO2)]
埋弧焊
小车式、悬挂式、门架式、车床式、悬臂式
目前，应用最广泛的是小车式和悬臂式的
小车式埋弧自动焊机
悬臂式埋弧焊机
二、等速送丝式埋弧焊机 埋弧焊的自动调节作用，调节焦点是保 持弧长不变 。 1.等速送丝式埋弧焊机的工作原理
等速送丝式埋弧焊机是根据焊接过程 中，通过改变焊丝的熔化速度，使变化的 弧长恢复正常，从而保证焊接过程稳定。
焊接电压(V) 36~28 38~40 40~42
1000~1200
42~44
3.焊接速度 主要影响焊缝厚度和焊缝宽度。
（1）焊速过大，易形成未焊透、咬边、焊缝粗糙不 平等 缺陷。 影响 （2）焊速过小，会形成易裂的“蘑菇形”焊缝或产生 烧穿、夹渣、焊缝不规则等缺陷。
焊接速度对焊缝断面形状的影响 a)I形接头 b)Y形接头
下降外特性的电源，焊接电 流变化越大，电弧自身调节 作用就越强，故等速送丝式 埋弧焊机的焊接电源要求具 有缓降的电源外特性。
l1 l2
O
△I2
△I 1
I
焊接电流和电源外特性的影响
2.MZ1-1000型埋弧焊接的组成
主要用于焊接水 平位置及倾斜小于 15°的对接和角接 焊缝也可以焊接直 径埋弧焊机各 有哪些有缺点呢？
MZ1-1000型焊机与MZ-1000型焊机特性的比较
比较内容
自动调节原理
MZ1-1000型埋弧焊机 MZ-1000型埋弧焊机
电弧自身调节作用 电弧电压自动调节作用
控制电路及机构 较简单
送丝方式 电源外特性 等速送丝式 缓降外特性
较复杂
埋弧焊
作者：张娟
主要内容
埋弧焊原理 埋弧焊机 埋弧焊的焊接材料 埋弧焊工艺
埋弧焊是电弧在颗粒状焊剂层下燃烧
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表 4—2 常见焊剂用途及配用焊丝
焊剂型
用途
焊剂颗粒
配用焊丝
号
度(mm)
HJ130 低碳钢，普低钢
0 ． 45 ～
H10Mn2
HJ131 Ni 基合金
2．5
Ni 基焊丝
HJ150 轧辊堆焊
0．3～2
2Cr13，3Cr2W8
HJ172 高 Cr 铁索体钢
0 ． 45 ～ 相应钢种焊丝
HJ173 Mn—Al 高合金钢
含量
高硅 >30％
中硅 10％～
按 MnO 含量
焊剂类 型
含量
高锰 >20％
中锰 15％～
按 CaF2 含量
焊剂类 型
含量
高氟 >20％
中氟 10％～
低硅
30％ <10％
低锰 无锰
30％ 2％～ 15％ <2％
低氟
30％ <10％
(3)按焊剂化学性质分类， 1)氧化性焊剂 含大量 SiO2、MnO 或 FeO 的焊剂。 2)弱氧化性焊剂 含 SiO2、MnO、FeO 等氧化物较少。 3)惰性焊剂 含 Al2O3、CaO、MgO、CaF2 等，基本上 不含 SiO2、MnO、FeO 等。 3．焊剂型号编制方法 (1)熔炼焊剂 由 HJ 表示熔炼焊剂，后加三个阿拉伯数 字组成。 1)第一位数字表示焊剂中氧化锰的含量，1、2、3、4 代 表无锰、低锰、中锰、高锰焊剂。 2)第二位数字表示焊剂中二氧化硅、氟化钙的含量，1～ 9 依次代表低硅低氟、中硅低氟、高硅低氟、低硅中氟、中 硅中氟、高硅中氟、低硅高氟、中硅高氟和其它类型焊剂。 3)第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号，按 0、1、 2、…9 的顺序排列。 4)对同一牌号焊剂生产两种颗粒度时，在细颗粒焊剂牌
2．5
相应钢种焊丝
HJ23 低碳钢，普低钢
0．3～2 H08MnA，H10Mn2
0 低合金高强度钢
0 ． 25 ～ 相应钢种焊丝
HJ25 珠光体耐热钢
2．5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCr—Mo 钢焊丝
0 不锈钢，轧辊堆焊
0 ． 45 ～ 不锈钢焊丝
适用电流 种类
交、直流 交、直流
直流 直流 直流 交、直流 直流 直流 直流
HJ251 低碳钢及普低钢重要结 2．5
H08MnA，H10Mn2
交、直流
HJ26 构
0．3～2 Mn—Mo，Mn—Si 及含 Ni 高强 交、直流
0 低合金高强钢重要构件 0．3～2 钢用焊丝
交、直流
HJ33 低碳钢及普低钢重要构 0．3～2 H08A，H08MnA
埋弧焊的焊接材料
埋弧焊时焊丝与焊剂直接参与焊接过程中的冶金反应， 因而它们的化学成分和物理特性都会影响焊接的工艺过程， 并通过焊接过程对焊缝金属的化学成分、组织和性能发生影 响。正确地选择焊丝并与焊剂配合使用是埋弧焊技术的一项 重要内容。
一、焊丝 埋弧焊所用焊丝有实芯焊丝和药芯焊丝两类。目前在生 产中普遍使用的是实芯焊丝。 焊丝的品种随所焊金属种类的增加而增加。目前已有碳 素结构钢、合金结构钢、高合金钢和各种有色金属焊丝以及 堆焊用的特殊合金焊丝。 焊丝直径的选择依用途而定。半自动埋弧焊用的焊丝较 细，一般直径为 1．6、2、2．4mm，以便能顺利地通过软 管，并且使焊工在操作中不会因焊丝的刚度而感到困难。自 动埋弧焊一般使用直径 3～6mm 的焊丝，以充分发挥埋弧焊 的大电流和高熔敷率的优点。对于一定的电流值可能使用不 同直径的焊丝。同一电流使用较小直径的焊丝时，可获得加 大焊缝熔深、减小熔宽的效果。当工件装配不良时，宜选用 较粗的焊丝。
号后面加“X”字。 (2)烧结焊剂 由 SJ 表示烧结焊剂，后加三个阿拉伯数
字组成。第一位数字表示焊剂熔渣的渣系，1～6 依次代表氟 碱型、高铝型、硅钙型、硅锰型、铝钛型和其它型焊剂。第 二位、第三位数字表示同一渣系类型焊剂中的不同牌号的焊 剂，按 01、02、…09 顺序排列。
三、焊剂和焊丝的选配 欲获得高质量的埋弧焊焊接接头，正确选用焊剂与焊丝 是十分重要的。 低碳钢的焊接可选用高锰高硅型焊剂，配合 H08MnA 焊丝，或选用低锰、无锰型焊剂配 H08MnA、H10Mn2 焊 丝。低合金高强度钢的焊接可选用中锰中硅或低锰中硅型焊 剂配合与钢材强度相匹配的焊丝。 耐热钢、低温钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅或低硅型焊 剂配合相应的合金钢焊丝。铁素体、奥氏体等高合金钢，一 般选用碱度较高的熔炼焊剂或烧结、陶质焊剂，以降低合金 元素的烧损及掺加较多的合金元素。不同钢种焊接用的焊剂 与焊丝配用见表 4—2。
3)陶质焊剂。将各种粉料组分按配方比例混拌均匀，加 水玻璃调成湿料，将湿料制成一定尺寸的颗粒，经 350～ 500℃温度烘干即可使用。
(2)按化学成分分类 1)按碱度分为碱性焊剂、酸性焊剂和中性焊剂。 2)按主要成分含量分类如表 4—1 所示。
表 4—1 焊剂按主要成分含量分类
按 SiO2 含量
焊剂类 型
二、焊剂 埋弧焊使用的焊剂是颗粒状可熔化的物质，其作用相当 于焊条的涂料。 1．对焊剂的基本要求 (1)具有良好的冶金性能。与选用的焊丝相配合，通过适 当的焊接工艺来保证焊缝金属获得所需的化学成分和力学 性能以及抗热裂和冷裂的能力。 (2)具有良好的工艺性能。即要求有良好的稳弧、焊缝成 形、脱渣等性能，并且在焊接过程中生成的有毒气体少。 2．焊剂的分类 埋弧焊焊剂除按其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。 (1)按制造方法可分为三大类
1)熔炼焊剂。按配方比例称出所需原料，经干混均匀后 进行熔化，随后注入冷水中或激冷板上使之粒化，再经干燥、 捣碎、过筛等工序而成。熔炼焊剂按其颗粒结构又可分为玻 璃状焊剂(呈透明状颗粒)、结晶状焊剂(颗粒具有结晶体特点) 和浮石状焊剂(颗粒呈泡沫状)。
2)烧结焊剂。将各种粉料组分按配方比例混拌均匀，加 水玻璃调成湿料，在 750～1000℃温度下烧结，再经破碎， 过筛而成。
焊丝表面应当干净光滑，焊接时能顺利地送进，以免给 焊接过程带来干扰。除不锈钢焊丝和有色金属焊丝外，各种 低碳钢和低合金钢焊丝的表面最好镀铜。镀铜层既可起防锈 作用，也可改善焊丝与导电嘴的电接触状况。
为了使焊接过程能稳定地进行并减少焊接辅助时间，焊 丝应当用盘丝机整齐地盘绕在焊丝盘上。每盘钢焊丝应由一 根焊丝绕成。