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【钢结构·知识】钢结构焊接如何选择焊丝

时间：2022-12-15 作者：moka 点击：

焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部件的质量要求、焊接施工条件（板厚、坡口形状、焊接位置、焊接条件、焊后热处理及焊接操作等）、成本等综合考虑。

焊丝选用要考虑的顺序如下

1、根据被焊结构的钢种选择焊丝

对于碳钢及低合金高强钢，主要是按“等强匹配”的原则，选择满足力学性能要求的焊丝。对于耐热钢和耐候钢，主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致或相似，以满足对耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。

2、根据被焊部件的质量要求（特别是冲击韧性）

选择焊丝与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关，要在确保焊接接头性能的前提下，选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。

3、根据现场焊接位置

对应于被焊工件的板厚选择所选用的焊丝直径，确定所使用的电流值，参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验，选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。

焊接工艺性能包括电弧稳定性、飞溅颗粒大小及数量、脱渣性、焊缝外观与形状等。对于碳钢及低合金钢的焊接（特别是半自动焊），主要是根据焊接工艺性能来选择焊接方法及焊接材料。采用实芯焊丝和药芯焊丝进行气体保护焊的焊接工艺性能的对比见图表：

药芯焊丝的选用

药芯焊丝的焊接具有工艺性能好、焊缝质量好、对钢材的适应性强等优点，有着广阔的应用前景。药芯焊丝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，后者用于重要结构。药芯焊丝适于自动或半自动焊接，直流或交流电流均可。

1、低碳钢及高强钢用药芯焊丝

低碳钢及高强钢用药芯焊丝的品种多、用量大，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、车辆制造等部门。低碳钢及低合金高强钢用药芯，焊丝品种较多，从焊缝强度级别上看，490MPa级和590MPa级的药芯焊丝已普遍适用；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。

2、不锈钢用药芯焊丝

不锈钢药芯焊丝具有工艺性能好、力学性能稳定、生产效率高等特点，国外近年来应用于石化、压力容器、造船和工程机械等行业。目前不锈钢药芯焊丝的品种已有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0.8mm、1.2mm、1.6mm等，可满足不锈钢薄扳、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。

3、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。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。

自保护药芯焊丝

自保护焊丝是指不需要外加保护气体或焊剂，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，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其他气体保护焊，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，一般低于带辅助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。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。

焊丝的选择如此重要，为了施焊达到预期效果，一定要选择合适的，质量过硬的品牌焊丝。

基础知识

1.什么叫焊接?

答：两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接.

2.什么叫电弧？

答：由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。〈1〉按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。〈2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。〈3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。

3.什么叫母材？

答：被焊接的金属---叫做母材。

4.什么叫熔滴？

答：焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴---叫做熔滴。

5.什么叫熔池？

答：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分---叫做熔池。

6.什么叫焊缝？

答：焊接后焊件中所形成的结合部分。

7.什么叫焊缝金属？

答：由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。

8.什么叫保护气体？

答：焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体---保护气体。

9.什么叫焊接技术？

答：各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称—叫焊接技术。

10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？

答：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。

11.什么叫CO2焊接？

答：用纯度> 99.98% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊—称为CO2焊。

12.什么叫MAG焊接？

答：用混合气体75-95%Ar+25-5%CO2，做保护气体的熔化极气体保护焊—称为MAG焊（标准配比：80%Ar+20%CO2）。

13.什么叫MIG焊接？

答：〈1〉用高纯度氩气Ar≥ 99.99%做保护气体的熔化极气体保护焊接铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属；

〈2〉用98% Ar + 2%O2 或95%Ar + 5%CO2做保护气体的熔化极气体保护焊接实心不锈钢焊丝的工艺方法--称为MIG焊。

〈3〉用氦+氩惰性混合气做保护的熔化极气体保护焊。

14.什么叫TIG（钨极氩弧焊）焊接？

答：用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨、锆钨、镧钨）作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG焊。

15.什么叫SMAW（焊条电弧焊）焊接？

答：用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。

16.什么叫碳弧气刨？

答：使用碳棒作为电极，与工件间产生电弧，用压缩空气（压力0.5-0.7Mpa）将熔化金属吹除的一种表面加工的方法。常用来焊缝清根、刨坡口、返修缺陷等。

17.为什么CO2焊比焊条电弧焊效率高？

答：〈1〉CO2焊比焊条电弧焊熔化速度和熔化系数高1-3倍；

〈2〉坡口截面比焊条减小50%，熔敷金属量减少1/2；

〈3〉辅助时间是焊条电弧焊的50%。

三项合计：CO2焊的工效与焊条电弧焊相比提高倍数2.02--3.88倍

18.为什么CO2焊接接头比焊条电弧焊的焊接接头质量好？

答：CO2焊缝热影响区小，焊接变形小；CO2焊缝含氢量低（≤1.6ML/100g），气孔及裂纹倾向小；CO2焊缝成形好，表面及内部缺陷少，探伤合格率高于焊条电弧焊。

19.为什么CO2焊比焊条电弧焊的综合成本低？

答：〈1〉坡口截面积减少36-54%, 节省填充金属量；

〈2〉降低耗电量65.4%；

〈3〉设备台班费较焊条电弧焊降低67-80%，降低成本20-40%；

〈4〉减少人工费、工时费，降低成本10-16%；

〈5〉节省辅助工时、辅料消耗及矫正变形费用；

综合五项,CO2焊能使焊接总成本降低 39.6-78.7%,平均降低59%。

20.什么叫低频脉冲？适用哪些焊接？

答：脉冲频率在0.5-30Hz的脉冲电弧叫作低频脉冲焊接。主要用于不锈钢、钢和钛等有色金属的TIG焊。

21.什么叫中频脉冲？适用哪些焊接？

答：脉冲频率在30-500Hz的脉冲电弧叫作中频脉冲焊接。由于具有电弧压缩效应，电弧集中，挺度好，主要用于薄件不锈钢、钢和钛等有色金属的TIG焊和不锈钢和铝及铝合金的MIG焊。

22.为什么CO2焊接有飞溅？

答：焊丝端部的熔滴与熔池短路接触（短路过渡），由于强烈过热和磁收缩的作用使熔滴爆断，产生飞溅。CO2焊机的输出电抗器和波形控制可以将飞溅降低至最小程度。

23.为什么MIG/MAG大电流焊接才能实现射流过渡，无飞溅？

答：MIG/MAG焊接时，各种金属均具有短路过渡转变为射流过渡的临界电流值（如：φ1.2碳钢、不锈钢焊丝，电流I≥260-280A），此时电弧呈射流过渡状态，实现无飞溅焊接。

24.为什么MIG/MAG小电流焊接要用带脉冲的电源才能实现射流过渡，无飞溅？

答：MIG/MAG焊接，焊接电流低于临界电流值时，采用带脉冲的电源，其脉冲电流大于临界电流值，电弧也能呈射流过渡状态，实现无飞溅焊接（如：使用松下AG2/GE2脉冲MIG/MAG焊机，φ1.2碳钢、不锈钢、铝及铝合金焊丝在电流I≥80A时已实现脉冲射滴过渡，其脉冲电流Ip≥350A）。

本文转载钢结构设计

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