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焊接用焊丝的选用原则方法及选用表详细资料

焊接用焊丝的选用详细资料及选用表

1焊丝选用的要点

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使用的焊丝直径，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表1。

表1实芯焊丝和药芯焊丝气体保护焊的焊接工艺性能的对比

焊接工艺性能

实芯焊丝

CO2焊接，药芯焊丝

CO2焊接

Ar+CO2焊接

熔渣型

金属粉型

操作难易

平焊

超薄板（δ≤2mm）

薄板（δ＜6mm）

中板（δ＞6mm）

厚板（δ＞25mm）

稍差

一般

良好

良好

优

优

良好

良好

稍差

优

良好

良好

稍差

优

良好

良好

横角焊

单层

多层

一般

一般

良好

良好

优

优

良好

良好

立焊

向下

向下

良好

良好

优

良好

优

优

稍差

稍差

焊缝外观

平焊

横角焊

立焊

仰焊

一般

稍差

一般

稍差

优

优

优

良好

优

优

优

优

良好

良好

一般

稍差

其他

电弧稳定性

熔深

飞溅

脱渣性

咬边

一般

优

稍差

—

优

优

优

优

—

优

优

优

优

优

优

优

优

优

稍差

优

2实芯焊丝的选用

（1）埋弧焊焊丝

焊丝和焊剂是埋弧焊的消耗材料，从碳素钢到高镍合金多种金属材料的焊接都可以选用焊丝和焊剂配合进行埋弧焊接。

埋弧焊焊丝的选用既要考虑焊剂成分的影响，又要考虑母材的影响。

为了得到不同的焊缝成分和力学性能，可以采用一种焊剂（主要是熔炼焊剂）与几种焊丝配合，也可以采用一种焊丝与几种焊剂（主要是烧结焊剂）配合。

对于给定的焊接结构，应根据钢种成分、对焊缝性能的要求及焊接工艺参数的变化等进行综合分析之后，再决定所采用的焊丝和焊剂。

1）低碳钢和低合金钢用焊丝

低碳钢和低合金钢埋弧焊常用焊丝有如下三类。

①低锰焊丝（如H08A）常配合高锰焊剂用于低碳钢及强度较低的低合金钢焊接。

②中锰焊丝（如H08MnA、H10MnSi）主要用于低合金钢焊接，也可配合低锰焊剂用于低碳钢焊接。

③高锰焊丝（如H10Mn2、H08Mn2Si）用于低合金钢焊接。

2）低合金高强钢用焊丝

低合金高强钢用焊丝含Mn1%以上，含Mo0.3%～0.8%，如H08MnMoA、H08Mn2MoA，用于强度较高的低合金高强钢焊接。

此外，根据低合金高强钢的成分及使用性能要求，还可在焊丝中加入Ni、Cr、V及RE等元素，提高焊缝性能。

强度级别590MPa级的焊缝金属多采用Mn-Mo系焊丝，如H08MnMoA、H08Mn2MoA、H10Mn2Mo等。

强度级别690～780MPa级的焊缝多采用Mn-Cr-Mo系、Mn-Ni-Mo系或Mn-Ni-Cr-Mo系焊丝。

当对焊缝韧性要求较高时，可采用含Ni的焊丝，如H08CrNi2MoA等。

焊接强度级别690MPa级以下的钢种时，可采用熔炼焊剂和烧结焊剂。

焊接强度级别780MPa级高强度钢时，为了得到高韧性，除了选用适当的焊丝，最好采用烧结焊剂。

埋弧焊实芯焊丝的力学性能、特点和用途见表2。

表2埋弧焊实芯焊丝的力学性能、特点和用途

焊丝牌号

直径/mm

特点和用途

熔敷金属力学性能

抗拉强度σb/MPa

屈服强度σS/MPa

伸长率δ5/%

冲击功

AkV/J

H08A

2.0～5.0

低碳结构钢焊丝,在埋弧焊中用量最大,配合焊剂HJ430\HJ431\HJ433等焊接.用于低碳钢及某些低合金钢（如16Mn）结构

410～550

≥330

≥22

≥27（0℃）

H08MnA

2.0～5.8

碳素钢焊丝,配合焊剂进行埋弧焊,焊缝金属具有优良的力学性能。

用于碳钢和相应强度级别的低合金钢（如16Mn等）锅炉、压力容器的埋弧焊

410～550

≥330

≥22

≥27（0℃）

H10Mn2

2.0～5.8

镀铜的埋弧焊焊丝，配合焊剂HJ130、HJ330、HJ350焊接，焊缝金属具有优良的力学性能。

用于碳钢及低合金钢（如16Mn、14MnNb等）焊接结构的埋弧焊

410～550

≥330

≥22

－

H10MnSi

2.0～5.0

镀铜焊丝，配用相应的焊剂可获得力学性能良好的焊缝金属，焊接效率高，焊接质量稳定可靠。

用于焊接重要的低碳钢和低合金钢结构

410～550

≥330

≥22

≥27（0℃）

HYD047

3.0～5.0

配用焊剂HJ107的堆焊焊丝，熔敷金属具有良好的抗挤压磨粒磨损能力，抗裂性能优良，冷焊无裂纹。

焊丝表面无缝，可镀铜处理，焊接操作简单，电弧稳定，抗网压波动能力强、工艺性能良好。

常用于辊压机挤压辊表面的堆焊

－

－

－

－

3）不锈钢用焊丝

不锈钢焊接时，采用的焊丝成分要与被焊接的不锈钢成分基本一致。

焊接铬不锈钢时可采用H0Cr14、H1Cr13、H1Cr17等焊丝，焊接铬、镍不锈钢时，可采用H0Cr19Ni9、H0Cr19Ni9Ti等焊丝；焊接超低碳不锈钢时，应采用相应的超低碳焊丝，如H00Cr19Ni9等。

焊剂可采用熔炼型或烧结型，要求焊剂的氧化性要小，以减少合金元素的烧损。

目前国外主要采用烧结焊剂焊接不锈钢，我国仍以熔炼焊剂为主，但正在研制和推广使用烧结焊剂。

（2）气体保护焊用焊丝

1）TIG焊焊丝

TIG焊接有时不加填充焊丝，被焊母材加热熔化后直接连接起来，有时加填充焊丝。

由于保护气体为纯Ar，无氧化性，焊丝熔化后成分基本不发生变化，所以焊丝成分即为焊缝成分。

也有的采用母材成分作为焊丝成分，使焊缝成分与母材一致。

TIG焊时焊接线能量小，焊缝强度和塑、韧性良好，容易满足使用性能要求。

2）MIG和MAG焊丝

MIG方法主要用于焊接不锈钢等高合金钢。

为了改善电弧特性，在Ar气中加入适量O2或CO2，即成为MAG方法。

焊接低合金钢时，采用Ar+5%CO2可提高焊缝的抗气孔能力。

但焊接超低碳不锈钢时不能采用Ar+5%CO2混合气体，只可采用Ar+2%O2混合气体，以防止焊缝增碳。

目前低合金钢的MIG焊接正在逐步被Ar+20%CO2的MAG焊接所取代。

MAG焊接时由于保护气体有一定的氧化性，应适当提高焊丝中Si、Mn脱氧元素的含量，其他成分可以与母材一致，也可以有若干差别。

焊接高强钢时，焊缝中C的含量通常低于母材，Mn的含量则明显高于母材，这不仅为了脱氧，也是焊缝合金成分的要求。

为了改善低温冲击韧性，焊缝中的Si含量不宜过高。

3）CO2焊焊丝

CO2不活性气体，具有较强的氧化性，因此CO2焊所用焊丝必须含有较高的Mn、Si等脱氧元素。

CO2焊通常采用C-Mn-Si系焊丝，如H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA等。

CO2焊焊丝直径一般是：

0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm等。

焊丝直径≤1.2mm属于细丝CO2焊，焊丝直径≥1.6mm属于粗丝CO2焊。

H08Mn2SiA焊丝是一种广泛应用的CO2焊焊丝，它有较好的工艺性能，适合于焊接500MPa（50kgf/mm2）级以下的低合金钢。

对于强度级别要求更高的钢种，应采用焊丝成分中含有Mo元素的H10MnSiMo等牌号的焊丝。

（3）电渣焊焊丝

电渣焊适用于中厚板和厚板焊接。

电渣焊焊丝主要起填充金属和合金化的作用，低碳钢和低合金高强钢电渣焊常用焊丝的牌号见表3。

表3低碳钢和低合金高强钢电渣焊常用焊丝

焊接钢号

常用焊丝牌号

Q235，Q255

15，20，25

16Mn，09Mn2

15MnV，15MnVCu

15MnVN，14MnMoV，18MnMoNb

H08MnA

H08MnA，H10Mn2

H08Mn2Si，H10MN2，H10MnSi，H08MnMoA

H08MnMoA，H08Mn2MoVA

H10Mn2MoVA，H10Mn2Mo

（4）有色金属及铸铁焊丝

与焊丝型号的表示方法不同，焊丝牌号前两个字母“HS”表示有色金属及铸铁焊丝；牌号中第一位数字表示焊丝的化学组成类型（见表4），牌号中第二、第三位数字表示同一类型焊丝的不同牌号。

表4有色金属及铸铁焊丝的类型

牌号

型号

化学组成类型

牌号

型号

化学组成类型

HS1××

HS2××

HS3××

－

HSCu××-×

HSAl××-×

堆焊硬质合金焊丝

铜及铜合金焊丝

铝及铝合金焊丝

HS4××

－

RZC×-×

ErnI××-×

铸铁焊丝

镍及镍合金焊丝

1）铜及铜合金焊丝

铜及铜合金焊丝常用于焊接铜及铜合金，其中黄铜焊丝也广泛用于钎焊碳钢、铸铁及硬质合金刀具等。

铜及铜合金的焊接，可以采用多种焊接方法，正确地选择填充金属，是获得优质焊缝的必要条件。

用氧-乙炔气焊时应配合气焊熔剂共同使用。

铜及铜合金焊丝的类型及化学成分见表5。

常用铜及铜合金焊丝的牌号、型号及用途见表6。

表5铜及铜合金焊丝的类型及化学成分

类型

型号

化学成分/%

Cu

Zn

Sn

Si

Mn

Ni

Fe

P

Pb

Al

Ti

S

其他元素总量

铜

HSCu

≥98.0

*

≤1.0

≤0.5

≤0.5

*

*

≤0.15

≤0.02

≤0.01

－

－

≤0.05

黄铜

HSCuZn

-1

57.0～60.0

余量

0.5～1.5

－

－

－

－

－

≤0.05

≤0.01

－

－

≤0.05

HSCuZn

-2

56.0～60.0

0.8～1.1

0.04～0.15

0.01～0.5

－

0.25～1.20

HSCuZn

-3

56.0～62.0

0.5～1.5

0.1～0.5

≤1.0

≤1.5

≤0.5

HSCuZn

-4

61.0～63.0

－

0.3～0.7

－

－

－

白铜

HSCu

ZnNi

46.0～50.0

－

－

≤0.25

－

9.0～11.0

－

≤0.25

≤0.05

≤0.02

－

－

≤0.50

HSCuNi

余量

－

*

≤0.15

≤1.0

29.0～32.0

0.40～0.75

≤0.02

≤0.02

0.20～0.50

≤0.01

青铜

HSCuSi

余量

≤1.5

≤1.0

2.8～4.0

≤1.5

*

≤0.5

*

≤0.02

*

－

－

≤0.5

HSCuSn

*

6.0～9.0

*

*

*

*

0.10～0.35

≤0.01

HSCuAl

≤1.0

－

≤0.10

≤2.0

－

－

*

7.0～9.0

HSCu

AlNi

≤1.0

－

≤0.10

0.5～3.0

0.5～3.0

≤2.0

*

7.0～9.0

注：

杂质元素总和包括带*号的元素含量之和。

表6常用铜及铜合金焊丝的牌号、型号及用途

牌号

型号

名称

化学成分/%

熔点/℃

用途

HS201

HSCu

特制紫铜焊丝

Sn1.1,Si0.4,Mn0.4

余为Cu

1050

用于紫铜氩弧焊及氧-乙炔气焊时作为填充材料

HS202

－

低磷铜焊丝

P0.3,余为Cu

1060

用于紫铜氧-乙炔气焊及碳弧焊时作为填充材料

HS220

HSCuZn-1

锡黄铜焊丝

Cu59,Sn1,余为Zn

860

用于黄铜的氧-乙炔焊和惰性气体保护焊时作填充材料。

也适用于钎焊铜、铜合金、铜镍合金

HS221

HSCuZn-3

锡黄铜焊丝

Cu60,Sn1,Si0.3,余为Zn

890

黄铜氧-乙炔气焊及碳弧焊时作填充材料。

也广泛应用于钎焊铜、钢、铜镍合金、灰口铸铁以及镶嵌硬质合金刀具等

HS222

HSCuZn-2

铁黄铜焊丝

Cu58,Sn0.9,Si0.1,Fe0.8,

余为Zn

860

黄铜氧-乙炔气焊及碳弧焊时作填充材料。

也可用于钎焊铜、钢、铜镍合金、灰口铸铁以及镶嵌硬质合金刀具等

HS224

HSCuZn-4

硅黄铜焊丝

Cu62,Si0.5,余为Zn

905

黄铜氧-乙炔气焊及碳弧焊时作填充材料。

也可用于钎焊铜、铜镍、灰口铸铁等

2）铝及铝合金焊丝

铝及铝合金焊丝广泛应用于铝合金氩弧焊及氧-乙炔气焊时作填充材料。

焊丝的选择主要根据母材的种类、对接头抗裂性能、力学性能及耐蚀性等方面的要求综合考虑。

一般情况下，焊接铝及铝合金都采用与母材成分相同或相近牌号的焊丝，这样可以获得较好的耐蚀性；但焊接热裂倾向大的热处理强化铝合金时，选择焊丝则主要从解决抗裂性入手，这时焊丝的成分应与母材差别很大。

铝及铝合金焊丝的类型及化学成分见表7。

常用铝及铝合金焊丝的万分及用途见表8。

表7铝及铝合金焊丝的类型及化学成分

类型

型号

化学成分/%

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Cr

Zn

Ti

V

Zr

Al

其他元素总量

纯铝

SAl-1

Fe+Si≤1.0　　　

0.05

0.05

－

－

0.10

0.05

－

－

≥99.0

0.15

SAl-2

0.20

0.25

0.40

0.03

0.03

0.04

0.03

≥99.7

SAl-3

0.30

0.30

－

－

－

－

－

≥99.5

铝镁

SAlMg-1

0.25

0.40

0.10

0.50～1.0

2.40～3.0

0.05～0.20

－

0.05～0.20

余量

SAlMg-2

Fe+Si≤0.45

0.05

0.01

3.10～3.90

0.15～0.35

0.20

0.05～0.15

SAlMg-3

0.40

0.40

0.10

0.50～1.0

4.30～5.20

0.05～0.25

0.25

0.15

SAlMg-5

0.40

0.40

－

0.20～0.60

4.70～5.70

－

－

0.05～0.20

铝铜

SAlCu

0.20

0.30

5.8～6.8

0.20～0.40

0.02

0.10

0.10～0.20

0.05～0.15

0.10～0.25

铝锰

SAlMn

0.60

0.70

－

1.0～1.6

－

－

－

－

－

铝硅

SAlSi-1

4.5～6.0

0.80

0.30

0.05

0.05

0.10

0.20

SAlSi-2

11.0～13.0

0.80

0.30

0.15

0.10

0.20

－

注：

除规定外，单个数值表示最大值

表8常用铝及铝合金焊丝的成分及用途

牌号

化学成分/%

熔点℃

用途

HS301（丝301）

Al≥99.5,Si≤0.3,Fe≤0.3

660

焊接纯铝及对焊接性要求不高的铝合金

HS311（丝311）

Si4.5～6.0,Fe≤0.6,Al余量

580～610

焊接除铝镁合金以外的铝合金,特别是易产生热裂纹的热处理强化铝合金

HS321（丝321）

Mn1.0～1.6,Si≤0.6,

Fe≤0.7,Al余量

643～654

焊接铝锰及其他铝合金

HS331（丝331）

Mg4.7～5.7,Mn0.2～0.6,

Si≤0.4,Fe≤0.4,

Ti0.05～0.2,Al余量

638～660

焊接铝镁合金和铝锌镁合金,补焊铝镁合金铸件

3）铸铁焊丝

铸铁焊丝主要用于气焊焊补铸铁。

由于氧-乙炔火焰温度（小于3400℃）比电弧温度（6000℃）低很多，而且热量不集中，较适于灰口铸铁薄壁铸件的焊补。

此外，气焊火焰温度低可减少球化剂的蒸发，有利于保证焊缝获得球墨铸铁组织。

目前气焊用球铁焊丝主要有加稀土镁合金和钇基重稀土的两种，由于钇的沸点高，抗球化衰退能力比镁强，更有利于保证焊缝球化，故近年来应用较多。

铸铁焊丝的型号及化学成分见表9。

铸铁焊补常用气焊焊丝的成分特点及用途见表10。

表9铸铁焊丝的型号及化学成分

型号或牌号

化学成分/%

C

Si

Mn

S

P

Ni

Mo

Ce

球化剂

RZC-1

3.2～3.5

2.7～3.0

0.60～0.75

≤0.10

0.50～0.75

－

－

－

－

RZC-2

3.5～4.5

3.0～3.8

0.30～0.80

≤0.05

－

－

－

－

RZCH

3.2～3.5

2.0～2.5

0.50～0.70

0.20～0.40

1.2～1.6

0.25～0.45

－

－

RZCQ-1

3.2～4.0

3.2～3.8

0.10～0.40

≤0.015

≤0.05

≤0.50

－

≤0.20

0.04～0.10

RZCQ-2

3.5～4.2

3.5～4.2

0.50～0.80

≤0.03

≤0.10

－

－

－

0.04～0.10

HS401

热焊焊丝

3.0～4.2

2.8～3.6

0.30～0.80

≤0.08

≤0.50

－

－

－

－

HS401

冷焊焊丝

3.0～4.2

3.8～4.8

0.30～0.80

－

－

－

－

HS402

重稀土焊丝

3.8～4.2

3.0～3.6

0.50～0.80

≤0.05

≤0.50

－

－

－

钇基重稀土0.08～0.10

轻稀土焊丝

3.5～4.0

3.5～3.9

0.50～0.80

≤0.03

≤0.10

－

－

－

稀土镁

0.03～0.04

注：

铸铁焊丝的型号（RZC×-×）及化学成分是根据GB10044-1988制定；铸铁焊丝的牌号（HS4××）及化学成分是根据《焊接材料产品样本》编入，没有牌号的为非标准焊丝。

表10常用铸铁气焊焊丝的成分及用途

牌号

型号

化学成分/%

用途

HS401

RZC-2

C3.0～4.2,Si2.8～3.6,

Mn0.3～0.8

焊补灰口铸铁铸件,如某些灰口铸铁机件的修复和农具的焊补、堆焊，价格低廉

HS402

RZCQ-2

C3.8～4.2,Si3.0～3.6,

Mn0.5～0.8,RE0.08～0.15

用于球墨铸铁件焊补及堆焊

4）堆焊焊丝

目前生产的堆焊用硬质合金焊丝主要有两类：

高铬合金铸铁钉索尔玛依特）和钴基（司太立）合金。

高铬合金铸铁具有良好的抗氧化性和耐气蚀性能，硬度高，耐磨性好。

而钴基合金则在650℃的高温下，亦能保持高的硬度和良好的耐蚀性能。

其中低碳、低钨的韧性好；高碳、高钨的硬度高，但抗冲击能力差。

硬质合金堆焊焊丝可采用氧-乙炔、气电焊等方法堆焊，其中氧-乙炔堆焊虽然生产效率低，但设备简单，堆焊时熔深浅，母材熔化量少，堆焊质量高，因此应用较广泛。

常用硬质合金堆焊焊丝的成分、特点及用途见表11。

表11 常用硬质合金堆焊焊线的成分、特点及用途

牌号

名称

化学成分/%

堆焊层常温硬度HRC

主要特点及用途

HS101

高铬铸铁堆焊焊丝

C2.5～3.3,

Cr25～31,Ni3～5,Si2.8～4.2,

Fe余量

48～54

堆焊层具有优良的抗氧化和耐气蚀性能，硬度高，耐磨性好，但工作温度不宜超过500℃，否则硬度降低。

用于堆焊要求耐磨损、抗氧化或耐气蚀的场合，如铲斗齿、泵套、柴油机气门、排气叶片等、

HS103

高铬铸铁堆焊焊丝

C3～4,Cr25～32,Co4～6,

B0.5～1.0,

Fe余量

58～64

堆焊层具有优良的抗氧化性，硬度高，耐磨性好，但抗冲击性能差，难以进行切削加工，只能研磨。

用于要求强烈耐磨损的场合，如牙轮钻头小轴、煤孔挖掘机、破碎机辊、泵框筒、混合叶片等堆焊

HS111

钴基堆焊焊丝（相当于AWSRCoCr-A）

C0.9～1.4,

Cr26～32,

W3.5～6.0,

Fe≤2.0,Co余量

40～45

Co-Cr-W合金中C和W含量最低、韧性最好的一种，能承受冷热条件下的冲击，裂纹倾向小，有良好的耐蚀、耐热和耐磨性。

用于要求在高温工作时能保持良好的耐磨性及耐蚀性的场合，如高温高压阀门、热剪切刀刃、热锻模等的堆焊

HS112

钴基堆焊焊丝（相当于AWSRCoCr-B）

C1.2～1.7,

Cr26～32,

W7～9.5,

Fe≤2.0,Co余量

45～50

在Co-Cr-W合金中具有中等硬度，耐磨性比HS111好，但塑性稍差。

具有良好的耐蚀、耐热及耐磨损性能，在650℃高温下仍能保持这些性能。

用于高温高压阀门、内燃机阀、化纤剪刀刃口、高压泵轴套和内衬筒套、热轧辊等的堆焊

HS113

钴基堆焊焊丝

C2.5～3.0,

Cr27～33,

W15～19,

Fe≤2.0,Co余量

55～60

　堆焊层硬度高，耐磨性非常好，但抗冲击性较差，堆焊时产生裂纹倾向大。

具有良好的耐、耐热及耐磨性能，在650℃高温下仍能保持这些性能。

主要用于牙轮钻头轴承、锅炉的放置旋转叶片、粉碎机刃口、螺旋送料机等磨损部件的堆焊

HS114

钴基堆焊焊丝

C2.4～3.0,

Cr27～33,

W11～14,

Fe≤2.0,Co余量

≥52

高碳Co-Cr-W合金堆焊焊线，耐磨性、耐蚀性好，但抗冲击韧性差。

主要用于高温工作的燃气轮机、飞机发动机涡轮叶片、牙轮钻头轴承、锅炉旋转叶片等磨损部件的堆焊

HS115

钴基堆焊焊丝（相当于AWSSRCoCr-E）

C0.15～0.35,

Cr25.5～29,

Mo5～6,Ni1.75

～3.25,Co余量

≥27

用Mo强化的低碳Cr-Mo焊丝，耐高温腐蚀、耐冲击性及高温强度好。

用于各种阀门、阀座、水轮机叶片、铸模及挤压模的堆焊

HS116

钴基堆焊焊丝（相当于AWSRCoCr-C）

C0.70～1.20,

Cr30～34,

W12.5～15.5,

Co余量

46～50

堆焊层有