焊接材料及其选择

按药皮厚度分类

电焊条是在金属丝(即焊芯)表面涂上适当厚度药皮的手弧焊用的熔化电极。它由焊芯和涂料药皮两部分组成，因而也称药皮焊条。焊条的药皮都有一定的厚度，用“药皮重量系数K”表示药皮与焊芯的相对重量比，即：

K＝(药皮重量/相同部分的焊芯重量)×100%

K＝30%～50%　为厚药皮焊条

K＝1%～2%　为薄药皮焊条

按  用  途  分  类

焊条型号

焊条牌号

应  用

焊条分类

代号

国家标准

焊条分类、代号汉字(字母)

主要用于焊接

碳钢焊条

E

GB/T 5117—1995

结构钢焊条

结(J)

碳钢或低合金高强钢

低合金钢焊条

E

GB/T 5118—1995

钼及铬钼耐热钢焊条

热(R)

珠光体耐热钢和马氏体耐热钢

低温钢焊条

温(W)

在低温下工作的结构

不锈钢焊条

E

GB/T 983—1995

不锈钢焊条

(1)铬不锈钢焊条

(2)铬镍不锈钢焊条

铬(G)

奥(A)

不锈钢和热强钢

堆焊焊条

ED

GB 984—2001

堆焊焊条

堆(D)

以获得热硬性、耐磨、耐蚀的堆焊层

铸铁焊条

EZ

GB 10044—2006

铸铁焊条

铸(Z)

焊补铸铁构件

镍及镍合金焊条

ENi

GB/T 13814—1992

镍及镍合金焊条

镍(Ni)

镍及高镍合金、也可用异种金属及堆焊

铜及铜合金焊条

TCu

GB 3670—1995

铜及铜合金焊条

铜(T)

铜及铜合金

铝及铝合金焊条

TAl

GB 3669—2001

铝及铝合金焊条

铝(L)

铝及铝合金

—

—

特殊用途焊条

特(TS)

水下焊接、水下切割等特殊工艺

按

药

皮

主

要

成

分

分

类

药皮类型

电源种类

主要特点和应用

不属已规定的类型

不规定

在某些焊条中采用氧化锆、金红石碱性型等，这些新渣系目前尚未形成系列

氧化钛型

直流或交流

含多量氧化钛，焊条工艺性能良好，电弧稳定，再引弧方便，飞溅很小，熔深较浅，熔渣覆盖性良好，脱渣容易，焊缝波纹特别美观，可全位置焊接，尤宜于薄板焊接，但焊缝塑性和抗裂性稍差。随药皮中钾、钠及铁粉等用量的变化，分为高钛钾型、高钛钠型及铁粉钛型等

钛钙型

直流或交流

药皮中含氧化钛30%以上，钙、镁的碳酸盐20%以下，焊条工艺性能良好，熔渣流动性好，熔深一般，电弧稳定，焊缝美观，脱渣方便，适用于全位置焊接，如J422即属此类型，是目前碳钢焊条中使用最广泛的一种焊条

钛铁矿型

直流或交流

药皮中含钛铁矿≥30%，焊条熔化速度快，熔渣流动性好，熔深较深，脱渣容易，焊波整齐，电弧稳定，平焊、平角焊工艺性能较好，立焊稍次，焊缝有较好的抗裂性

氧化铁型

直流或交流

药皮中含多量氧化铁和较多的锰铁脱氧剂，熔深大，熔化速度快，焊接生产率较高，电弧稳定，再引弧方便，立焊、仰焊较困难，飞溅稍大，焊缝抗热裂性能较好，适用于中厚板焊接。由于电弧吹力大，适于野外操作。若药皮中加入一定量的铁粉，则为铁粉氧化钛型

纤维素型

直流或交流

药皮中含15%以上的有机物，30%左右的氧化钛，焊接工艺性能良好，电弧稳定，电弧吹力大，熔深大，熔渣少，脱渣容易。可作立向下焊、深熔焊或单面焊双面成形焊接。立、仰焊工艺性好。适用于薄板结构、油箱管道、车辆壳体等焊接。随药皮中稳弧剂、黏结剂含量变化，分为高纤维素钠型(采用直流反接)、高纤维素钾型两类

低氢钾型

直流或交流

药皮组分以碳酸盐和萤石为主。焊条使用前必须经300～400℃烘焙。短弧操作，焊接工艺性一般，可全位置焊接。焊缝有良好的抗裂性和综合力学性能。适于焊接重要的焊接结构。按照药皮中稳弧剂量、铁粉量和黏结剂不同，分为低氢钠型、低氢钾型和铁粉低氢型等

低氢钠型

直流

石墨型

直流或交流

药皮中含有多量石墨，通常用于铸铁或堆焊焊条。采用低碳钢焊芯时，焊接工艺性能较差，飞溅较多，烟雾较大，熔渣少，适于平焊。采用有色金属焊芯时，能改善其工艺性能，但电流不易过大

盐基型

直流

药皮中含多量氯化物和氟化物，主要用于铝及铝合金焊条。吸潮性强，焊前要烘干。药皮熔点低，熔化速度快。采用直流电源，焊接工艺性较差，短弧操作，熔渣有腐蚀性，焊后需用热水清洗

分类

特点和应用

按熔渣的酸碱性分类

主要是根据焊接熔渣的碱度，即按熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物的比例来划分

酸性焊条

药皮中含有大量的TiO₂、SiO₂等酸性造渣物及一定数量的碳酸盐等，熔渣氧化性强，熔渣碱度系数小于1。酸性焊条焊接工艺性好，电弧稳定，可交、直流两用，飞溅小、熔渣流动性和脱渣性好，熔渣多呈玻璃状，较疏松，脱渣性能好，焊缝外表美观。酸性焊条的药皮中含有较多的二氧化硅、氧化铁及氧化钛，氧化性较强，焊缝金属中的氧含量较高，合金元素烧损较多，合金过渡系数较小，熔敷金属中含氢量也较高，因而焊缝金属塑性和韧性较低按被焊材料

碱性 ( 低氢型 ) 焊条

药皮中含有大量的碱性造渣物(大理石、萤石等)，并含有一定数量的脱氧剂和渗合金剂。碱性焊条主要靠碳酸盐(如CaCO₃等)分解出CO₂作保护气体，弧柱气氛中的氢分压较低，而且萤石中的氟化钙在高温时与氢结合成氟化氢(HF)，降低了焊缝中的含氢量，故碱性焊条又称为低氢型焊条。采用甘油法测定时，每100g熔敷金属中的扩散氢含量，碱性焊条为1～8mL，酸性焊条为17～50mL

碱性渣中CaO数量多，熔渣脱硫的能力强，熔敷金属的抗热裂纹的能力较强。而且，碱性焊条由于焊缝金属中氧和氢含量低，非金属夹杂物较少，具有较高的塑性和冲击韧性。碱性焊条由于药皮中含有较多的萤石，电弧稳定性差，一般多采用直流反接，只有当药皮中含有较多量的稳弧剂时，才可以交、直流两用。碱性焊条一般用于较重要的焊接结构，如承受动载荷或刚性较大的结构

按焊条性

能分类

按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条，如超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等

其他

各大类焊条按主要性能的不同还可分为若干小类，如低合金钢焊条，又可分为低合金高强钢焊条、低温钢焊条、耐热钢焊条、耐海水腐蚀用焊条等。有些焊条同时可以有多种用途

对于药皮中含有多量铁粉的焊条，可以称为铁粉焊条。这时，按照相应焊条药皮的主要成分，又可分为铁粉钛型、铁粉钛钙型、铁粉钛铁矿型、铁粉氧化铁型、铁粉低氢型等，构成了铁粉焊条系列

实

芯

焊

丝

实芯焊丝是由热轧线材经拉拔加工而成。为了防止焊丝生锈，必须对焊丝(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方法。是目前最常用的焊丝。

实芯焊丝包括埋弧焊，电渣焊、CO₂气体保护焊、氩弧焊、气焊以及堆焊用的焊丝

分  类

特 点 和 应 用

埋弧焊、电渣焊焊丝

埋弧焊和电渣焊时焊剂对焊缝金属起保护和冶金处理作用，焊丝主要作为填充金属，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，焊缝成分和性能是由焊丝和焊剂共同决定的

按被焊材料分类

低碳钢用焊丝

埋弧焊、电渣焊时电流大，要采用粗焊丝，焊丝直径3.2～64mm

低合金高强钢用焊丝

Cr-Mo耐热钢用焊丝

低温钢用焊丝

不锈钢用焊丝

表面堆焊用焊丝

焊丝因含碳或合金元素较多，难于加工制造，目前主要采用液态连铸拉丝方法进行小批量生产

气体保护焊焊丝

按焊接方法分类

TIG焊用焊丝

一般不加填充焊丝，有时加填充焊丝。手工填丝为切成一定长度的焊丝，自动填丝时采用盘式焊丝

气体保护焊分为惰性气体保护焊(TIG，MIG)和活性气体保护焊(MAG)。惰性气体主要采用Ar气，活性气体主要采用CO₂气体。MIG采用Ar+2%O₂或Ar+5%CO₂；MAG采用CO₂、Ar+CO₂或Ar+O₂

MIG、MAG焊用焊丝

主要用于焊接低合金钢、不锈钢等

CO₂焊用焊丝

焊丝成分中应有足够数量的脱氧剂，如Si、Mn、Ti等。如果合金含量不足，脱氧不充分，将导致焊缝中产生气孔；焊缝力学性能(特别是韧性)将明显下降

自保护焊用焊丝

利用焊丝中所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，除提高焊丝中的C、Si、Mn含量外，还要加入强脱氧元素Ti、Zr、Al、Ce等

药

芯

焊

丝

药芯焊丝是将药粉包在薄钢带内卷成不同的截面形状经轧拔加工制成的焊丝。也称为粉芯焊丝、管状焊丝或折叠焊丝，用于气体保护焊、埋弧焊和自保护焊，是一种很有发展前途的焊接材料。它可以制成盘状供应，易于实现机械化焊接。根据焊丝结构，药芯焊丝可分为有缝焊丝和无缝焊丝两种。无缝焊丝可以镀铜，性能好、成本低，已成为今后发展的方向按是否使用外加保护气体分类按药芯焊丝的横截面结构分类按药皮中有无造渣

分  类

特 点 和 应 用

按是否使用外加保护气体分类

药芯焊丝可作为熔化极(MIG、MAG)或非熔化极(TIG)气体保护焊的焊接材料TIG焊接时，大部分使用实芯焊丝作填充材料。焊丝内含有特殊性能的造渣剂，底层焊接时不需充氩保护，芯内粉剂会渗透到熔池背面，形成一层致密的熔渣保护层，使焊道背面不受氧化，冷却后该焊渣很易脱落。MAG焊接是CO₂焊和Ar加超过5%的CO₂或超过2%的O₂等混合气体保护焊的总称。由于加入了一定量的CO₂或O₂，氧化性较强。MIG焊接是纯Ar或在Ar中加入少量活性气体(≤2%的O₂或≤5%的CO₂)

气体保护焊丝

(有外加保护气)

工艺性能和熔敷金属冲击性能比自保护的好

自保护焊丝

(无外加保护气)

具有抗风性，更适合室外或高层结构现场使用

气电立焊用药芯焊丝

是专用于气体保护强制成形焊接方法的一种焊丝。为了向上立焊，熔渣不能太多，故该焊丝中造渣剂的比例约为5%～10%，同时含有大量的铁粉和适量的脱氧剂、合金剂和稳弧剂，以提高熔敷效率和改善焊缝性能

按药芯焊丝的横截面结构分类

药芯焊丝的截面形状对焊接工艺性能与冶金性能有很大影响

分为简单断面的O形和复杂断面的折叠形两类，折叠形又可分为梅花形、T形、E形和中间填丝形等

一般地说，药芯焊丝的截面形状越复杂越对称，电弧越稳定，药芯的冶金反应和保护作用越充分。但是随着焊丝直径的减小，这种差别逐渐缩小，当焊丝直径小于2mm时，截面形状的影响已不明显了。目前，小直径(不大于20mm)药芯焊丝一般采用O形截面，大直径(≥2.4mm)药芯焊丝多采用E形、T形等折叠形复杂截面

按药皮中有无造渣剂分类

药芯焊丝芯部粉剂的成分与焊条药皮相类似

熔渣型

(有造渣剂)

在熔渣型药芯焊丝中加入粉剂，主要是为了改善焊缝金属的力学性能、抗裂性及焊接工艺性能。这些粉剂有脱氧剂(硅铁、锰铁)、造渣剂(金红石、石英等)、稳弧剂(钾、钠等)、合金剂(Ni、Cr、Mo等)及铁粉等

按造渣剂

种类及渣

的碱度细分

钛型

钛型渣系药芯焊丝的焊道成形美观，全位置焊接工艺性能优良，电弧稳定，飞溅小，但焊缝金属的韧性和抗裂性稍差(钛型又称金红石型、酸性渣)

钙型

钙型渣系药芯焊丝焊缝金属的韧性和抗裂性优良，但焊道成形和焊接工艺性稍差(钙型又称碱性渣)

钛钙型

钛钙型渣系介于上述二者之间(又称金红石碱性、中性或弱碱性渣)

金属粉型

(无造渣剂)

金属粉型药芯焊丝几乎不含造渣剂，焊接工艺性能类似于实芯焊丝，但电流密度更大。具有熔敷效率高、熔渣少的特点，抗裂性能优于熔渣型药芯焊丝。这种焊丝粉芯中大部分是金属粉(铁粉、脱氧剂等)，其造渣量仅为熔渣型药芯焊丝的1/3，多层焊可不清渣，使焊接生产率进一步提高。此外，还加入了特殊的稳弧剂，飞溅小，电弧稳定，而且焊缝扩散氢含量低，抗裂性能得到改善

两

丝

比

较

药芯焊丝与实芯焊丝相同点

与实芯焊丝相比，药芯焊丝的特点：

a．与手工电弧焊焊条相比，可能实现高效焊接

b．容易实现自动化、机械化焊接

c．能直接观察到电弧，容易控制焊接状态

d．抗风能力较弱，存在保护不良的危险

a．药芯焊丝具有比实芯焊丝更高的熔敷速度，特别是在全位置焊接场合，可使用大电流，提高了焊接效率

b．电弧柔软，飞溅很少

c．焊道外观平坦、美观

d．烟尘发生量较多

e．当产生焊渣时，必须清除

近几年来全位置焊接采用细直径药芯焊丝的用量急剧增加，这类焊丝多为钛型渣系，具有十分优异的焊接工艺性能。过去实芯焊丝难以解决的诸多问题，如飞溅大、成形差、电弧硬等，采用细直径药芯焊丝焊接就解决了

焊剂的分类、特点和应用

分  类

特 点 和 应 用

含  义

焊剂是焊接时能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护、冶金处理作用并改善焊接工艺性能，具有一定粒度的颗粒状物质。烧结焊剂还具有渗合金作用。焊剂与焊丝的正确配合使用是决定焊缝金属化学成分和力学性能的重要因素

按 用 途 分 类

(1)按使用用途分类

有埋弧焊焊剂、电渣焊焊剂、堆焊焊剂

(2)按所焊材料分类

有低碳钢用焊剂、低合金钢用焊剂、不锈钢用焊剂、镍及镍合金用焊剂、钛及钛合金用焊剂、有色金属用焊剂

(3)按焊接工艺特点分类

① 单道焊或多道焊焊剂，仅适用于单面单道焊、双面单道焊

② 高速焊焊剂，用于焊接速度大于60m/h的焊接场合

③ 超低氢焊剂，熔敷金属中的扩散金属小于或等于2mL/100g，有利于消除焊接延迟裂纹

④ 抗锈焊剂，对铁锈不敏感，有良好的抗气孔性能

⑤ 高韧性焊剂，焊缝金属的韧性高，适于焊接低温下工作的压力容器

⑥ 单面焊双面成形焊剂，使焊缝背面根部成形满足需要，主要在造船业使用

按 制 造 方 法 分 类

(1)熔炼焊剂

将各种矿物性原料，主要有锰矿、硅砂、铝矾土、镁矿、萤石、生石灰、钛铁矿等及冰晶石、硼砂等化工产品，按配方比例混合配成炉料，然后在电炉或火焰炉中加热到1300℃以上熔化均匀后，出炉经过水冷粒化、烘干筛选得到的焊剂称为熔炼焊剂

(2)非熔炼焊剂

将各种粉料按配方混合后加入黏结剂，制成一定粒度的小颗粒，经烘焙或烧结后得到的焊剂，称为非熔炼焊剂

根据烘焙温度的不同，非熔炼焊剂又分为:黏结焊剂和烧结焊剂

①黏结焊剂　又称陶质焊剂或低温烧结焊剂，通常以水玻璃作黏结剂，经350～500℃低温烘焙或烧结得到的焊剂。由于烧结温度低，黏结焊剂有吸潮倾向大，颗粒强度低等缺点。目前国内产品供应量不多

②烧结焊剂　通常在较高的温度(700～1000℃)烧结，烧结后，粉碎成一定尺寸的颗粒即可使用。经高温烧结后，颗粒强度明显提高，吸潮性大大降低。与熔炼焊剂相比，烧结焊剂熔点较高，松装密度较小，故这类焊剂适于大线能量焊接。烧结焊剂的碱度可以在较大范围内调节，能保持良好的工艺性能，可以根据施焊钢种的需要通过焊剂向焊缝过渡合金元素，烧结焊剂适用性强，制造简便，近年来发展很快

按焊剂的化学成分或渣系分类

(1)

按

焊

剂

主

要

成

分

分

类

①按SiO₂含量分类

有高硅焊剂(SiO₂＞30%)、中硅焊剂(SiO₂＝10%～30%)、低硅焊剂(SiO₂＜10%)、无硅焊剂

②按MnO含量分类

有高锰焊剂(MnO＞30%)、中锰焊剂(MnO＝15%～30%)、低锰焊剂(MnO＝2%～15%)、无锰焊剂(MnO＜2%)

③按CaF₂含量分类

有高氟焊剂(CaF₂＞30%)、中氟焊剂(CaF₂＝10%～30%)、低氟焊剂(CaF₂＜10%)

④按MnO、SiO₂、CaF₂含量组合分类

高锰高硅低氟焊剂，是酸性焊剂，焊接工艺性能好，适于交直流电源，主要用于焊接低碳钢及对韧性要求不高的低合金钢

中锰中硅中氟焊剂，是中性焊剂，焊接工艺性和焊缝韧性均可，多用于低合金钢焊接

低锰中硅中氟焊剂，是碱性焊剂，焊接工艺性较差，仅适用于直流电源，焊剂氧化性小，焊缝韧性高，可焊接不锈钢等高合金钢

⑤按焊剂的主要成分与特点分类

是国际焊接学会推荐的焊剂分类方法，我国的烧结焊剂采用此法。此方法直观性强，易于分辨焊剂的主要成分为特性

焊剂类型

焊剂类型代号

主 要 成 分

焊 剂 特 点

锰-硅型

MS

(MnO+SiO₂)＞50%

与含锰量少的焊丝配合，可以向焊缝过渡适量的锰与硅

钙-硅型

CS

(CaO+MgO+SiO₂)＞60%

由于焊剂中含有较多的SiO₂，即使采用含硅量低的焊丝仍可得到含硅量较高的焊缝金属，适于大电流焊接

铝-钛型

AR

(Al₂O₃+TiO₂)＞45%

适于多丝焊接和高速焊接

氟-碱型

FB

(CaO+MgO+MnO+CaF₂)＞50%，其中SiO₂≤20%，CaF₂≥15%

SiO₂含量低，减少了硅的过渡，可得到高冲击韧性的焊缝金属

铝-碱型

AB

(Al₂O₃+CaO+MgO)＞45%

其中Al₂O₃≈20%

性能介于铝-钛型和氟-碱型焊剂之间

特殊型

ST

不规定

—

(2)

按

焊

剂

的

渣

系

分

类

①硅酸盐型

氧化锰-二氧化硅型(MnO+SiO₂)＞50%、氧化钙-二氧化硅型(CaO+MgO+SiO₂)＞60%、氧化锆-二氧化硅型(ZrO₂+SiO₂)＞35%

②铝酸盐型

氧化铝-二氧化钛型(Al₂O₃+TiO₂)＞45%、碱性氧化铝型(Al₂O₃+CaO+MgO)＞45%，其中Al₂O₃≥20%

③碱性氟化物型

如氟化物的焊剂(CaO+MgO+MnO+CaF₂)＞50%，其中SiO₂≤20%，CaF₂＞15%

按焊剂的化学性质分类

按焊剂氧化性的强弱分类

①氧化性焊剂

焊剂对焊缝金属有较强的氧化作用。一种是含有大量SiO₂、MnO的焊剂，另一种是含有FeO较多的焊剂

②弱氧化性焊剂

焊剂含SiO₂、MnO、FeO等活性氧化物等较少。焊剂对焊缝金属有较弱的氧化作用，焊缝金属含氧量较低

③惰性焊剂

又称中性焊剂，焊剂里基本不含SiO₂、MnO、FeO等氧化物。焊剂对焊缝金属基本没有氧化作用；焊剂由Al₂O₃、CaO、MgO及CaF₂等组成

按 熔 渣 的 碱 度 分 类

碱度是熔渣的最重要的冶金特征之一，对熔渣-金属相界面处冶金反应、焊接工艺性能和焊缝金属的力学性能有很大影响。目前，有关焊剂碱度的计算公式应用较广泛的是国际焊接学会(IIW)推荐的公式，即

式中，各组分的含量按质量分数计算，根据计算结果分类如下：

①酸性焊剂

碱度B＜1.0，具有良好的焊接工艺性能，焊缝成形美观，但可使焊缝金属增硅，焊缝金属含氧量高，低温冲击韧性低

②中性焊剂

碱度B＝1.0～1.5，熔敷金属的化学成分与焊丝的化学成分相近，焊缝含氧量有所降低

③碱性焊剂

碱度B＞1.5，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。B＞2.0的焊剂为高碱度焊剂，有除硫及降硅的作用，焊缝金属的氧含量很低，低温冲击韧性值高，但是，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。部分国产焊剂的碱度值(按上式算得)如下

焊剂牌号

130

131

150

172

230

250

251

260

330

350

360

430

431

433

碱度值

0.78

1.40

1.30

2.68

0.80

1.75

1.68

1.11

0.81

1.0

0.94

0.78

0.79

0.67

比

较

特 点 和 应 用

熔炼焊剂的化学成分见下表1。熔炼焊剂可以分为以下三类：

(1)高硅焊剂　是以硅酸盐为主的焊剂，焊剂中ω(SiO)₂＞30%。由于SiO₂含量高，焊剂有向焊缝中过渡硅的作用

根据焊剂含MnO数量的不同，高硅焊剂又可分为：高硅高锰焊剂、高硅中锰焊剂、高硅低锰焊剂和高硅无锰焊剂四种。使用高硅焊剂焊接，由于通过焊剂向焊缝中过渡硅，所以焊丝就不必再特意加硅。高硅焊剂应按下列配合方式焊接低碳钢或某些合金钢：

①高硅无锰或低锰焊剂应配合高锰焊丝[ω(Mn)＝1.5%～2.9%]

②高硅中锰焊剂应配合含锰焊丝[ω(Mn)＝0.8%～1.1%]

③高硅高锰焊剂应配合低碳钢焊丝或含锰焊丝。这是国内目前应用最广泛的一种配合方式，多用于焊接低碳钢或某些低合金钢。由于采用高硅高锰焊剂的焊缝金属含氧量及含磷量较高，韧脆转变温度高，不宜用于焊接对于低温韧性要求较高的结构

(2)中硅焊剂　由于焊剂中含SiO₂的数量较少，碱性氧化物CaO或MgO的含量较多，所以焊剂的碱度较高。大多数中硅焊剂属于弱氧化性焊剂，焊缝金属含氧量较低，所以焊缝的韧性更高一些。因此，这类焊剂配合适当的焊丝可用于焊接合金结构钢。但是中硅焊剂的焊缝金属含氢量较高，对于提高焊缝金属抗冷裂纹的能力是很不利的。在中硅焊剂中，如加入相当数量的FeO，由于提高了焊剂的氧化性就能减少焊缝金属的含氢量。这种焊剂属于中硅氧化性焊剂，是焊接高强度钢的一种新型焊剂

(3)低硅焊剂　这类焊剂由CaO、Al₂O₃、MgO、CaF₂等组成。焊剂对于金属基本上没有氧化作用。HJ172属于这种类型的焊剂，配合相应焊丝可用来焊接高合金钢，如不锈钢、热强钢等

熔炼焊剂的配用焊丝及用途列于表2，可供选用埋弧焊焊接材料时参考

熔

炼

焊

剂

焊剂类型

焊剂牌号

SiO₂

Al₂O₃

MnO

CaO

MgO

TiO₂

CaF₂

NaF

ZrO₂

FeO

S

P

R₂O

无锰高硅低氟

HJ130

35～40

12～16

—

10～18

14～19

7～11

4～7

—

—

2

≤0.05

≤0.05

—

无锰高硅低氟

HJ131

34～38

6～9

—

48～55

—

—

2～5

—

—

≤1

≤0.05

≤0.08

≤3

无锰中硅中氟

HJ150

21～23

28～32

—

3～7

9～13

—

25～33

—

—

≤1

≤0.08

≤0.08

≤3

无锰低硅高氟

HJ172

3～6

28～35

1～2

2～5

—

—

45～55

2～3

2～4

≤0.8

≤0.05

≤0.05

≤3

低锰高硅低氟

HJ230

40～46

10～17

5～10

8～14

10～14

—

7～11

—

—

≤1.5

≤0.05

≤0.05

—

低锰中硅中氟

HJ250

18～22

18～23

5～8

4～8

12～16

—

23～30

—

—

≤1.5

≤0.05

≤0.05

≤3

低锰中硅中氟

HJ251

18～22

18～23

7～10

3～6

14～17

—

23～30

—

—

≤1.0

≤0.08

≤0.05

—

低锰高硅中氟

HJ260

29～34

19～24

2～4

4～7

15～18

—

20～25

—

—

≤1.0

≤0.07

≤0.07

—

中锰高硅低氟

HJ330

44～48

≤4

22～26

≤3

16～20

—

3～6

—

—

≤1.5

≤0.08

≤0.08

≤1

中锰中硅中氟

HJ350

30～35

13～18

14～19

10～18

—

—

14～20

—

—

—

≤0.06

≤0.07

—

中锰高硅中氟

HJ360

33～37

11～15

20～26

4～7

5～9

—

10～19

—

—

≤1.5

≤0.10

≤0.10

—

高锰高硅低氟

HJ430

38～45

≤5

38～47

≤6

—

—

5～9

—

—

≤1.8

≤0.10

≤0.10

—

高锰高硅低氟

HJ431

40～44

≤4

34～38

≤6

5～8

—

3～7

—

—

≤1.8

≤0.10

≤0.10

—

高锰高硅低氟

HJ433

42～45

≤3

44～47

≤4

—

—

2～4

—

—

≤1.8

≤0.15

≤0.10

≤0.5

表2 国产焊剂配用焊丝及用途

焊剂牌号

焊剂类型

配用焊丝

焊剂用途

HJ130

无锰高硅低氟

H10Mn2

焊接低碳结构钢、低合金钢，如16Mn等

HJ131

无锰高硅低氟

配Ni基焊丝

焊接镍基合金薄板结构

HJ230

低锰高硅低氟

H08MnA，H10Mn2

焊接低碳结构钢及低合金结构钢

HJ260

低锰高硅中氟

Cr19Ni9型焊丝

焊接不锈钢及轧辊堆焊

HJ330

中锰高硅低氟

H08MnA，H08Mn2，H08MnSi

焊接重要的低碳钢结构和低合金钢，如Q235A、15g、20g、16Mn、15MnVTi等

HJ430

高锰高硅低氟

H08A、H10Mn2A、H10MnSiA

焊接低碳结构钢及低合金钢

HJ431

高锰高硅低氟

H08A、H08MnA、H10MnSiA

焊接低碳结构钢及低合金钢

HJ433

高锰高硅低氟

H08A

焊接低碳结构钢

HJ150

无锰中硅中氟

配2Cr13或3Cr2W8、配铜焊丝

堆焊轧辊，焊铜

HJ250

低锰中硅中氟

H08MnMoA、H08Mn2MoA、H08Mn2MoVA

焊接15MnV、14MnMoV、18MnMoNb等

HJ350

中锰中硅中氟

配相应焊丝

焊接锰钼、锰硅及含镍低合金高强钢

HJ172

无锰低硅高氟

配相应焊丝

焊接高铬铁素体热强钢(15Cr11CuNiWV)或其他高合金钢

烧

结

焊

剂

烧结焊剂是继熔炼焊剂之后发展起来的新型焊剂。国外已广泛采用烧结焊剂焊接碳钢、高强度钢和高合金钢

黏结焊剂与烧结焊剂都属于非熔炼焊剂。黏结焊剂又称为低温烧结焊剂，烧结焊剂又称为高温烧结焊剂。由于黏结焊剂与烧结焊剂并无本质不同，因此可以将它们归为一类

烧结焊剂的主要优点是可以灵活地调整焊剂的合金成分。其特点如下：

(1)可以连续生产，劳动条件较好。成本低，一般为熔炼焊剂的1/3～1/2

(2)焊剂碱度可在较大范围内调节。熔炼焊剂的碱度最高为2.5左右。烧结焊剂当其碱度高达3.5时，仍具有良好的稳弧性及脱渣性，并可交直流两用，烟尘量也很小。目前各国研究与开发的窄间隙埋弧焊接都是采用高碱度烧结焊剂

(3)由于烧结焊剂碱度高，冶金效果好，所以能获得较好的强度、塑性和韧性的配合

(4)焊剂中可加入脱氧剂及其他合金成分，具有比熔炼焊剂更好的抗锈能力

(5)焊剂的松装密度较小，一般为0.9～1.2g/cm3，焊接时焊剂的消耗量较少。可以采用大的焊接电流值(可达2000A)，焊接速度可高达150m/h，适用于多丝大电流高速自动埋弧焊工艺

(6)烧结焊剂颗粒圆滑，在管道中输送和回收焊剂时阻力较小

(7)缺点是吸潮性较大。焊缝成分易随焊接工艺参数变化而波动

国产的烧结焊剂有以下几种：

(1)SJ101　是氟碱型烧结焊剂，属于碱性焊剂。为灰色圆形颗粒状。焊剂成分为：ω(SiO₂+TiO₂)＝25%，ω(CaO+MgO)＝30%，ω(Al₂O₃+MnO)＝25%，ω(CaF2)＝20%。配合H08MnA、H08MnMoA、H08Mn2MoA、H10Mn2等焊丝可焊接多种低合金结构钢。焊接产品为锅炉、压力容器以及管道等重要结构，其焊缝金属具有较高的低温冲击韧度。它可用于多丝埋弧焊，特别适用于大直径容器的双面单道焊

(2)SJ301　是硅钙型烧结焊剂，属于中性焊剂，呈黑色圆形颗粒状。焊剂成分(质量分数)为：ω(SiO₂+TiO₂)＝40%，(CaO+MgO)＝25%，ω(Al₂O₃+MnO)＝25%，ω(CaF₂)＝10%。配合H08MnA、H08MnMoA、H10Mn2等焊丝可焊接普通结构钢、锅炉钢及管线钢等。这种焊丝可用于多丝快速焊接，特别适用于双面单道焊。由于它属于短渣，可以焊接小直径的管线

(3)SJ401　是硅锰型烧结焊剂，属于酸性焊剂，为灰褐色到黑色圆形颗粒状。焊剂成分(质量分数)为：ω(SiO₂+TiO₂)＝25%，ω(CaO+MgO)＝10%，ω(Al₂O₃+MnO)＝40%。配合H08A焊丝可以焊接低碳钢及某些低合金钢，多应用于矿山机械及机车车辆等金属结构的焊接。其焊接工艺性能良好，具有较高的抗气孔性能

(4)SJ501　是铝钛型烧结焊剂，属于酸性焊剂，为深褐色圆形颗粒。焊剂成分(质量分数)为：ω(SiO₂+TiO₂)＝30%，ω(Al₂O₃+MnO)＝55%，ω(CaF₂)＝5%。配合H08A、H08MnA等焊丝可焊接低碳钢及Q345(16Mn)、Q390(15MnV)等低合金钢，多应用于船舶、锅炉、压力容器的焊接施工中。该焊剂具有较强的抗气孔能力，对少量铁锈及高温氧化膜不敏感

(5)SJ502　是铝钛型烧结焊剂，属于酸性焊剂，为灰褐色圆形颗粒状。焊剂成分(质量分数)为：ω(MnO+Al₂O₃)＝30%，ω(TiO₂+SiO₂)＝45%，ω(CaO+MgO)＝10%，ω(CaF₂)＝5%。配合H08A焊丝可以焊接重要的低碳钢及某些低合金钢的重要结构，例如锅炉、压力容器等。当焊接锅炉膜式水冷壁时，焊接速度可达70m/h以上，焊接质量良好

总之，烧结焊剂由于具有松装密度比较小，熔点比较高等特点，适用于大热量输入焊接。此外，烧结焊剂较容易向焊缝中过渡合金元素。因此，在焊接特殊钢种时宜选用烧结焊剂。熔炼焊剂与烧结焊剂的比较列于表3，可供选择焊剂时参考

熔炼焊剂与烧结焊剂的特点比较

表3

比 较 项 目

熔 炼 焊 剂

烧 结 焊 剂

一般特点

熔点较低，松装密度较大，颗粒不规则，但强度较高。焊剂的生产中耗电量大，成本较高

熔点较高，松装密度较小，颗粒圆滑较规则，但强度低，可连续生产，成本较低

焊接

工艺

性能

高速焊接性能

焊道均匀，不易产生气孔和夹渣

焊道无光泽，易产生气孔、夹渣

大规范焊接性能

焊道凸凹显着，易粘渣

焊道均匀，容易脱渣

吸潮性能

比较小，可不必再烘干

比较大，必须烘干

抗锈性能

比较敏感

不敏感

焊缝

性能

韧性

受焊丝成分和焊剂碱度影响大

比较容易得到高韧性

成分波动

焊接规范变化时成分波动较小

成分波动较大

多层焊性能

焊缝金属的成分变动小

焊缝成分变动较大

脱氧性能

较差

较好

合金剂的添加

十分困难

可以添加