焊条分类对照.docx
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焊条分类对照
焊条分类对照
按牌号
按型号
结构钢焊条
碳钢
低合金钢焊条
低温钢焊条
钼及铬钼耐热钢焊条
不锈钢焊条
铬不锈钢焊条
铬镍奥氏体不锈钢
第一位字母:
表示焊条种类;
前两位数字:
表示熔敷金属强度或合金类型;
第三位数字:
表示药皮类型及电流种类;
数字后面的字母和数字:
附加合金元素或焊条特性(具有特殊性能和用途)。
■如:
G——高韧性焊条; R——压力容器用焊条;
Fe——高效铁粉焊条:
X——向下立焊用焊条;
H——超低氢焊条; RH——高韧性超低氢焊条;
焊条类别
国内牌号
国标型号
AWS型号
碳钢焊条
J422
E4303
J506
E5016
E7016
低合金结构钢焊条
J506R
E5016-G
E7016-G
J506RH
E5016-G
E7016-G
J607
E6015-D1
E9015-D1
低温钢焊条
W707Ni
E5515-C1
E8015-C1
珠光体耐热钢焊条
R407
E6015-B3
E9015-B3
铬不锈钢焊条
G207
E410-15
E410-15
铬镍奥氏体
不锈钢焊条
A042
E319Mo
E309MoL-16
A022Mo
E317L-16
E317L-16
镍基合金焊条
Ni307B
ENiCrFe-3
(五)国内外牌号、型号对比(举例)
焊条类别
国内牌号
国标型号
AWS型号
碳钢焊条
J422
E4303
J506
E5016
E7016
低合金结构钢焊条
J506R
E5016-G
E7016-G
J506RH
E5016-G
E7016-G
J607
E6015-D1
E9015-D1
低温钢焊条
W707Ni
E5515-C1
E8015-C1
珠光体耐热钢焊条
R407
E6015-B3
E9015-B3
铬不锈钢焊条
G207
E410-15
E410-15
铬镍奥氏体
不锈钢焊条
A042
E319Mo
E309MoL-16
A022Mo
E317L-16
E317L-16
镍基合金焊条
Ni307B
ENiCrFe-3
(四)焊条的使用
1、焊条烘烤注意事项:
(1)焊条吸潮,如果焊芯不生锈和药皮不变质,焊条重新烘干后可确保原来的性能而不影响使用。
(2)烘烤温度应遵照焊条说明书的规定。
▲烘烤温度低了达不到除去水份的目的;
▲烘烤过高,容易引起粘结剂的分解造成药皮开裂,焊接时产生脱落现象,而且药皮内的合金元素会氧化,影响合金的过渡。
焊条推荐烘烤规范
铬不锈钢和
铬镍奥氏体不锈钢焊条
酸性焊条
烘烤150℃/1小时
碱性焊条
烘烤250℃/1小时
其他类别焊条
酸性焊条
烘烤150℃/1小时
碱性焊条
烘烤350-400℃/1小时
纤维素焊条
烘烤80℃/1.5-2小时
(3)焊条在烘箱中叠起层数:
一般以直径4mm的不超过3层;直径3.2mm的不超过5层,且堆放不应超过隔层高度的2/3,避免烘烤时受热不均和潮气不易排出。
▲焊条叠起太厚易造成烘烤温度不均匀,不能烘透或局部过热而使药皮脱落。
(4)焊条烘烤速度控制:
应缓慢升温,然后保温和缓慢冷却。
推荐焊条进箱温度为100℃以下,升降温速度不宜超过150℃/小时。
▲不可将焊条突然放入高温箱内,或者突然从高温箱内取出,这样也会引起药皮开裂、剥落。
(5)烘干后的焊条应及时放入100—150℃恒温箱内恒温保存。
(6)重新烘干次数一般不超过2次,超过2次应征求焊条制造厂的意见。
▲烘烤次数过多易造成药皮脱落。
2、焊条使用注意事项:
(1)焊条放在保温筒内随用随取。
同一保温筒内严禁混装不同牌号焊条。
(2)在4小时内回收的焊条应堆放在恒温箱内指定的位置,不得混淆。
(3)超过4小时或低于规定温度的焊条回收后应重新进行烘烤。
(一)选择焊条的基本要点
1、考虑焊件材料的物理性能、力学性能和化学成分:
(1)按等强度的原则,选择满足接头力学性能要求的焊条。
■举例:
Q235,按等强度的原则应选用J42×焊条,而不应选用J50 ×焊条。
◆特殊情况:
根据母材的焊接性,选用不等强度(高强度匹配或低强度匹配)、而韧性好的焊条,但需通过改变焊缝结构形式,以满足设计强度和刚度的要求。
(2)使熔敷金属的合金成分符合或接近母材。
■举例:
15CrMo必须选用R307焊条(1Cr-0.5Mo),而不能选用R207焊条(0.5Cr-0.5Mo)。
(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。
★注意:
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;
▼有的也可能对两者都有严格的要求。
如异种钢焊条的选择。
因此在选择焊条时应分清主次,综合考虑。
2、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,对冲击韧性、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。
■举例:
16Mn钢用于非重要结构时可选用J502、J503等酸性焊条;而当用于重要结构时,则应选用J506、J507等碱性焊条。
(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。
■举例:
焊接1Cr18Ni9不锈钢时,为了满足焊缝与母材金属成分相同的要求,对于在腐蚀要求不高的条件下工作的焊件,可选用A102、A107焊条;而对于工作温度低于300℃而耐腐蚀要求较高的焊件,则应选用A132、A137或A002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。
■举例:
▲12CrMo在400℃下工作,焊接应选R207 ,而不能选J507。
▲16MnDR在-40℃下工作,焊接应选J507RH( -40℃ ),而不能用J507、 J507Mo、 J507H等焊条( -30℃ )。
3、考虑焊件的复杂程度和结构特点、焊接接头型式等:
(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、和高韧性焊条焊条。
(2)对于某些坡口较小的接头,或对根部焊透控制严格的接头,应选用具有较大熔深或熔透能力的焊条。
■举例:
长输管线用钢X42焊接,为保证根部焊透又不至于有过大的焊瘤,常采用纤维素型焊条E6010进行向下立焊操作。
(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,容易脱渣,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。
4、考虑焊缝的空间位置:
有的焊条只适用于某一位置的焊接,其它位置焊接时效果较差,有的焊条则是各种位置均能焊接的全位置焊条,选用时要考虑焊接位置的特点:
(1)对于仰焊、立焊缝较多的焊件,应选用钛钙型、钛型、低氢型或钛铁矿型的全位置焊条。
(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。
5、考虑施焊工作条件:
(1)没有直流焊机的场合,应选用交直流两用的焊条。
(2)某些钢材(如珠光体耐热钢)需进行焊后消除应力热处理,但受设备条件限制或本身结构限制而不能进行时,应选用与母材金属化学成分不同的焊条(如奥氏体不锈钢焊条),可以免进行焊后热处理。
(3)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。
6、考虑改善焊接操作环境和保证工人身体健康:
(1)尽量选用发尘量小、产生有害气体少的焊条。
(2)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。
(3)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。
7、考虑焊接的经济性:
(1)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(×××3型) 。
(2)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。
(3)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。
8、考虑焊接效率:
(1)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、重力焊条、底层焊条、立向下焊条之类的专用焊条。
(2)水平位置焊接时采用铁粉焊条,垂直位置焊接时采用下向焊条等,均可大大提高生产率和降低成本。
9、考虑焊条的工艺性能:
焊条工艺性能的好坏是焊条使用的前提。
工艺性能不好的焊条会产生各种焊接缺陷 。
(1)对于同一牌号(型号)的焊条,不同的生产厂家,其工艺性能差别很大,需要我们在采购时认真分析。
(2)采购不同厂家同一牌号的焊条时,还应考虑焊工的习惯问题和对该焊条工艺性能的适用性。
(二)碳素钢的焊条选用
1、对碳素钢的认识:
●碳钢的主要分类方法:
(1)按含碳量分类:
低碳钢:
C≤0.30%(有的国家称为软钢);中碳钢:
C=0.30-0.60%;高碳钢:
C>0.60%。
(2)按冶炼方法分:
平炉钢;转炉钢;电炉钢。
(3)按钢的脱氧程度的不同分:
沸腾钢;半镇静钢;镇静钢。
(4)按用途分:
结构钢;工具钢。
(5)根据钢中有害杂质S、P的含量分:
普通碳素钢:
S ≤0.050%, P ≤0.045%;
优质碳素钢:
S ≤0.035%, P ≤0.035%;
高级优质碳素钢:
S ≤0.030%, P ≤0.035%。
★注意:
经常需要焊接的钢是各种碳素结构钢,包括普通碳素结构钢(如Q235)、优质碳素结构钢(20钢)、专门用途碳素结构钢等。
☆高碳钢实际上不用于制造焊接结构。
●与焊接关系密切的专门用途碳素结构钢:
(1)船体用碳素钢(GB712-88):
▲A、B、D、E:
C≤0.18-0.22%;屈服强度235MPa。
(2)焊接气瓶用碳素钢(GB6653-94):
▲HP245、HP265、HP295:
C≤0.16-0.20%;屈服强度245-295MPa。
(3)压力容器用碳素钢(GB6654-1996):
▲20R:
C≤0.20%;屈服强度225-245MPa。
(4)锅炉用碳素钢(GB713-1997)
▲20g:
C≤0.21%;屈服强度225-245MPa。
(5)桥梁用碳素结构钢(YB/T10-81)
▲16q:
C=0.12-0.20%;屈服强度225MPa。
(6)石油天然气管道用螺旋缝埋弧焊碳素钢(GB9711-88)
▲S205、S240、S290:
C≤0.17-0.22%;屈服强度205-290MPa
(7)铁道钢轨用碳素钢(GB2585-81):
▲U、71、U74、U71Cu:
C=0.64-0.80%;抗拉强度≥785MPa。
(8)核压力容器用碳素结构钢
▲20HR:
C≤0.20%;屈服强度235MPa。
(9)汽车制造用碳素结构钢(GB3275-91)
▲08Al:
C= 0.05-0.12%;抗拉强度315-440MPa
15Al:
C= 0.12-0.17%;抗拉强度345-490MPa
2、低碳钢的焊接特点:
(1)焊接性能优良,一般不会因焊接而引起淬硬组织。
(2)冶炼方法落后或非正规小型钢厂生产,造成碳钢含N、O高,焊接裂纹倾向大。
(3)母材成分不合格(如C、S过高)时,焊接裂纹倾向大。
(4)焊条质量不好时造成焊缝中C、S偏高,焊接裂纹倾向大。
(5)厚度大、刚性大的结构件在低温条件下焊接可能出现裂纹。
3、低碳钢在低温环境下的焊接措施:
(1)焊前预热,焊时保持道间温度
(2)采用低氢或超低氢型焊条
(3)整条焊缝连续焊完,尽量避免中断
(4)不在坡口以外的母材上打弧
(5)弯板、矫正和装配时尽可能不在低温下进行
(6)尽可能改善严寒下劳动生产条件
4、低碳钢的焊条选用要点:
(1)按照等强度匹配的原则,通常选用E43 × ×系列的焊条。
有时也可选用E50 × ×系列焊条代用,但不应作为首选,否则违背了等强的原则。
(2)一般结构选用酸性焊条或碱性焊条。
(3)焊接动载荷、复杂和厚板结构和重要受压容器,以及低温下焊接时,应选用碱性、低氢型焊条,如E4316(J426)、E4315(J427)。
☆各国根据自己的资源及使用习惯,选用的药皮类型均有所不同。
在我国,钛钙型焊条(如J422)的消耗量最大,要占全部焊条产量的80%以上 。
低碳钢在低温条件下的焊接预热温度
壁厚mm
在各种气温下的预热温度
低碳钢管道、容器低温环境下焊接时
≤16
不低于-30℃时不预热;低于-30℃时预热100-150℃
17-30
不低于-20℃时不预热;低于-20℃时预热100-150℃
31-40
不低于-10℃时不预热;低于-10℃时预热100-150℃
41-50
不低于0℃时不预热;低于0℃时预热100-150℃
低碳钢梁、柱、桁架结构低温焊接时
≤30
不低于-30℃时不预热;低于-30℃时预热100-150℃
31-51
不低于-10℃时不预热;低于-10℃时预热100-150℃
51-70
不低于0℃时不预热;低于0℃时预热100-150℃
5、中碳钢的焊接特点:
(1)随着含C量的增加,焊接性逐渐变差,焊接接头的硬化倾向、裂纹倾向和气孔敏感性均增大,杂质S控制不严时裂纹倾向更加明显。
(2)若对已经热处理(正火或调质)的中碳钢部件进行焊接,裂纹倾向较大。
且热处理后的焊接会使母材热影响区软化。
6、中碳钢的焊接工艺要点:
(1)正确选择焊接材料。
(2)大多数情况下,需要焊前预热和保持一定的层间温度。
(3)焊后立即进行消除应力热处理,热处理温度一般为600-650℃。
(4)不能立即进行热处理的,则应立即后热。
(5)对已经热处理的中碳钢部件进行焊接,应采取防裂纹的措施。
7、中碳钢的焊条选用要点:
(1)在要求焊缝与母材等强度的情况下,应选用相应强度等级而塑性、韧性较高的低氢或超低氢焊条。
■举例:
35钢选用J506、J507;45钢选用J556、J557;55钢选用J606、J607焊条。
(2)个别情况下也可采用钛铁矿型或钛钙型焊条,但一定要有严格的工艺措施配合,如控制预热温度和尽量减少母材熔深以减少焊缝含C量。
(3)在仅要求实现完整连接而不要求强度,或不要求焊缝与母材等强度的场合,或者焊件结构复杂对采取防裂纹措施有困难时,可采用强度等级较母材低一档的焊条。
但须满足设计要求的各项力学性能指标。
■举例:
35钢选用J422、J423、J426、J427;
45钢选用J422、J423、J426、J427 、J506、J507;
55钢选用J422、J423、J426、J427 、J506、J507 焊条。
(4)特殊情况也可采用铬镍奥氏体不锈钢焊条,此时可不预热或适当降低预热温度。
理由是奥氏体焊缝金属塑性好、溶解氢的能力强。
如A102、A107、A302、A307、A402、A407等焊条均可采用。
(5)有时也可在中、高碳钢的坡口表面堆焊一层含碳量很低(C≤0.03%)、强度低、塑性好的纯铁过渡层,然后再用与母材强度相匹配的焊条填满坡口,能有效地防止焊接裂纹。
■举例:
45钢与低碳钢Q235的焊接:
方案一:
先在45钢坡口面预热300℃,然后用J427或J507焊条进行焊接,焊后进行650℃后热并缓冷。
方案二:
在无预热情况下,先用A302或A307焊条在45钢及Q235钢的坡口面上堆焊两层隔离层,然后再用A302或A307焊条进行对接焊。
(二)低合金结构钢的焊条选用
1、对低合金结构钢的认识:
●低合金钢按其使用性能分为三类:
▲低合金结构钢(也称强度型低合金钢)
▲低合金低温钢(也称低温型低合金钢)
▲低合金耐热钢(也称耐热型低合金钢)
●低合金结构钢的合金总含量小于5%。
●低合金结构钢一般按其屈服强度分级。
常用的低合金结构钢的屈服强度在300-600MPa范围内。
▲屈服强度为300-450MPa的低合金结构钢,以热轧或正火状态使用。
如16MnR(屈服强度下限 285MPa)
▲屈服强度大于450MPa的低合金高强度结构钢,以调质状态使用。
如07MnNiCrMoVDR(屈服强度下限 490MPa)
2、低合金结构钢的焊接特点:
(1)热影响区的淬硬倾向(硬化):
●强度等级和含碳量低的钢,热影响区淬硬倾向小;
屈服强度450MPa以上的低合金高强钢,热影响区可能出现硬而脆的马氏体组织,冲击韧性下降,冷裂敏感性增大,可焊性变差。
●防止硬化的措施:
采用适中的线能量配合以适当的预热,以获得适当小的焊接冷却速度。
因为线能量增大可使硬化倾向降低,但易使晶粒长大。
(2)焊接接头的冷裂纹倾向:
●产生冷裂纹的三要素:
▲热影响区或焊缝金属的淬硬倾向(组织硬化)
▲焊接接头的拉应力存在(拘束度大)
▲焊缝金属内的高含氢量(扩散氢的影响)
●焊接冷裂纹的控制措施:
▲控制组织硬化:
◇预热;◇通过较大线能量降低接头冷却速度;◇冬季和厚板多道焊时采取缓冷等措施。
▲限制扩散氢:
◇焊件坡口表面清理;采用低氢或超低氢焊材,并防止吸潮;
◇预热或“紧急”后热以减少扩散氢;
◇采用奥氏体焊条来固溶氢,限制氢的扩散,但带来其它问题(如热裂纹、熔合区冷裂纹、不经济等),非特殊情况不采用。
▲控制拘束应力:
◇通过结构设计减少刚度或拘束度;
◇预热;
◇采取合理焊接顺序,使焊缝有收缩余地;
◇坡口设计以减少焊缝金属填充量;
◇焊后消除应力热处理
(3)焊缝金属的热裂纹倾向
●产生热裂纹的两要素:
▲焊缝中S、P杂质偏析,易形成低熔点共晶体偏析于晶界处。
▲焊接接头的内应力存在
☆在低合金结构钢及其常用的配套焊接材料中,由于能增大热裂倾向的元素含量较少,故产生热裂纹的敏感性不大。
●焊缝热裂纹的控制措施:
▲控制焊缝成分:
关键是选择适用的焊接材料,控制C、S、P含量。
C含量最好小于0.12%。
▲调整焊接工艺:
◇限制过热:
降低线能量,并采用小的焊接电流和小的焊接速度。
因为熔池过热易促使热裂。
★注意:
不能通过提高焊接速度来降低线能量。
因为焊接速度增大会改变熔池形状,影响到偏析。
◇控制成形系数(焊缝宽度与焊缝厚度之比):
焊缝系数影响枝晶成长方向及其会合面的偏析情况。
焊缝系数小,则使偏析集中于焊缝中心,形成焊缝中心薄弱面,热裂倾向大。
一般希望避免出现焊缝系数小于1的情况,即焊缝实际厚度不要超过焊缝宽度。
◇减小熔合比:
通过开大坡口,或减小熔深,或采取隔离层堆焊法,采用镍基合金焊材等,来减小熔合比,防止母材向焊缝转移某些有害杂质。
◇降低拘束度。
如合理布置焊缝,合理安排施焊顺序等。
◇其它:
如控制装配间隙、改善接头设计
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