结构电焊条的选用文档格式.docx
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系列及E50×
系列两种型号,即抗拉强度只有420MPa(55kgf/mm2)和490MPa(50kgf/mm2)两个强度级别。
目前焊接中大量使用的是490MPa级以下的焊条。
焊接低碳钢(碳小于0.25%)时大多使用E43×
(J42×
)系列的焊条,这一系列焊条有多种牌号,产品牌号更多,可根据具体母材及使用条件、工作状况、焊件结构形状、钢板厚度等加以选用。
常用低碳钢焊接时焊接材料的选择见表1。
其中,一般焊接结构可选用酸性焊条,承受动载荷或复杂的厚壁结构及低温使用时选用碱性焊条。
各类低碳钢焊条工艺性能的比较见表2。
各类低碳钢焊条冶金性能的综合比较见表3。
焊接中碳钢(C=0.25%~0.60%)和高碳钢(C>0.60%)时,应选用杂质含量较低、且具有一定脱硫能力的碱性低氢型焊条。
在个别情况下,也可采用钛铁矿型或钛钙型焊条,但要有严格的工艺措施配合。
中碳钢焊接时焊条的选择见表4。
表1常用低碳钢焊接材料的选择
钢号
手工电弧焊
埋弧焊
CO2气体保护焊
电渣焊
焊条牌号
焊条型号
Q235
J421,J422,J423
E4313,E4303,E4301
H08A,H08MnA
+
HJ431,HJ430
H08MnSi
H08Mn2Si
H08MnSiA
H08Mn2SiA
H10MnSiA
H10Mn2A
H10Mn2MoA
Hj350
Q255
J424,J426,J427
E4320,E4316,E4315
Q275
J426,J427
J506,J507
E4316,E4315
E5016,E5015
08,10
J422,J423,J424
E4303,E4301,E4320
15,20
J426,J427,J507
E4316,E4315,E4320
20g
J422,J426,J427
E4303,E4316,E4315
22g
25
Zg230~450
表2各类低碳钢焊条工艺性能的比较
牌号
型号
药皮
类型
熔渣
特性
焊条工艺性能
电弧稳定性
焊缝
成形
脱渣性
焊接
位置
熔敷
系数
飞溅
熔深
发尘量/g.kg-1
J421
J422
E4313
E4303
高钛钾型钛钙型
酸性短渣
好
较好
美观
全位置
一般
少
较浅
5~8
J423
E4301
钛铁矿型
酸性(介于
长短渣之间)
整齐
较高
6~9
J424
E4320
氧化铁型
平焊
高
较多
较深
8~12
J425
E4310
纤维素型
波纹粗
—
J426
E4316
低氢钾型
碱性短渣
较差
稍深
14~20
J427
E4315
低氢钠型
11~17
表3各类低碳钢铁焊条冶金性能的综合比较
熔敷金属力学性能
抗
裂
性
抗气孔性
氧化物-硫化物夹杂总量/%
抗拉强度
σb/MPa
伸长率
δ/%
冲击力
AkV/J
钛型
400~490
20~28
98~147
大电流或焊接含Si、S较高的钢材时,气孔敏感性强,对铁锈水分不大敏感
0.109~0.131
钛钙型
440~490
20~30
123~196
尚好
420~480
430~470
25~30
110~160
较好,对铁锈、水分不敏感
0.134~0.203
430~490
氢白点敏感性强,对铁锈、水分不大敏感
0.10
460~510
20~32
245~368
良好
对铁锈、水分很敏感,引弧处及长弧焊时易出气孔,直流正接焊时也易出气孔
0.028~0.090
24~35
270~390
表4中碳钢焊接时焊条的选择
含碳量/%
焊接性
焊条型号(牌号)
不要求等强度
要求等强度
35
0.32~0.40
E4303,E4301(J422,J423)
(J506,J507)
ZG270~500
0.31~0.40
E4316,E4315(J426,J427)
45
0.42~0.50
E4303,E4301,E4316(J422,J423,J426)
E5516,E5515
(J556,J557)
ZG310~570
0.41~0.50
E4315,E5016,E5015
(J427,J506,J507)
55
0.52~0.60
E6016,E6015
(J606,J607)
ZG340~640
0.51~0.60
中碳钢焊接,由于钢材含碳量较高,焊接裂纹倾向增大,可选用低氢型焊条或焊缝金属上仍较高塑、韧性的焊条,而且大多数情况需要预热和缓冷处理。
高碳钢焊接则必须采取严格的预热、后热措施,以防止产生焊接裂纹。
高碳钢焊接时焊缝与母材性能完全相同比较困难,高碳钢的抗拉强度大多在675MPa(69kgf/mm2)以上,焊接材料的选用应视产品设计要求而定。
强度要求高时,可用E7015(J507)或E6015(J607)焊条;
强度要求不高时,可用E5016(J506)或E5015(J507)焊条;
或者分别选用与以上强度等级相当的低合金钢焊条。
所有焊接材料都应当是低氢型的。
各类常用碳钢焊条的成分、性能、特征和用途见表5。
在我国,焊接低碳钢用的钛钙型焊条E4303(J422)的消耗量最大,约占全部焊条产量的80%以上。
(2)低合金高强钢焊条的选用
低合金高强钢根据强度级别及热处理状态,又可分为热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢等。
低合金高强钢用的焊条对焊缝金属的性能有至关重要的影响。
在我国的焊条国家标准中,低合金钢焊条标准(GB/T5118—95)有从E50系列至E85系列等各种型号的焊条可供选择。
低合金钢一般依钢材的强度等级来选用相应的焊条,同时还需根据母材焊接性、焊接结构尺寸、坡口形状和受力情况等的影响,进行综合考虑。
在冷却速度较大、使焊缝强度增高、焊接接头容易产生裂纹的不利情况下,可选用比母材强度低一级的焊条。
实际上在碳钢焊条标准中也有不少焊条可兼用于低合金钢焊接。
为了满足低合金钢产品焊接的要求,提高焊条的抗裂性、焊缝金属韧性和焊接工艺性能,还研制出许多各具特色的低合金钢专用焊条可供选用,如超低氢焊条(J×
H)、高韧性焊条(J×
GR)、高韧性超低氢焊条(J×
RH)以及耐吸潮焊条(J×
LMA)等。
焊接热轧及正火钢时,选择焊接材料的主要依据是保证焊缝金属的强度、塑性和冲击韧性等力学性能与母材相匹配,不心考虑焊缝金属的化学成分与母材的一致性。
焊接厚大构件时,为了防止出现焊接冷裂纹,可采用“低强匹配”原则,即选用焊缝金属强度低于母材强度的焊接材料。
焊缝强度过高,将导致焊缝金属塑、韧性及抗裂性能的降低。
低碳调质钢产生冷裂纹的倾向较大,因此严格控制焊接材料中的氢是十分重要的。
用于低碳调质钢的焊条应是低氢型或超低氢型焊条。
中碳调质钢焊接为确保焊缝金属的塑、韧性和强度,提高焊缝的抗裂性,应采用低碳合金系统,尽量降低焊缝金属的硫、磷杂质含量。
对于需焊后热处理的构件,还应考虑焊缝金属合金成分应与母材相近。
各种牌号低合金钢焊条的成分、性能、特征和用途见表6。
表5各类常用碳钢焊条的成分、性能、特征和用途
型号
特征和用途
熔敷金属化学成分/%
力学性能
C
Mn
Si
σb
/MPa
σ0.2
δ5/%
J420G
E4300
管道用全位置焊接,交、直流两用,抗气孔性好;
用于工作温度小于450℃,工作压力3.9~18MPa的高温、高压电站碳钢管道的焊接
≤0.12
0.35~0.70
≤0.30
≥420
≥330
≥22
≥27
(0℃)
交直流两用,可全位置焊,工艺性能好,再引弧容易;
用于焊接低碳钢结构,尤适于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求光洁的盖面焊
0.3~0.6
≤0.35
≥17
≥47
J421X
立向下专用焊条,交、直流两用,可全位置焊,工艺性能好,成形美观,易脱渣,引弧和再引弧容易;
用于一般船用碳钢及镀锌钢板焊接,尤适于薄板及间断焊
≈0.08
≈0.5
≈0.25
70
J421Fe
高效铁粉焊条,交、直流两用,可全位置焊,工艺性能好,飞溅小,成形美观,再引弧容易;
用于焊接一般船用碳钢结构,尤适于薄板及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊
50~75
(常温)
J421Fe13
E4324
熔敷率125%~135%的铁粉焊条,交、直流两用,适于平焊、平角焊,再引弧容易,工艺性能好,飞溅小,成形美观;
用于焊接一般低碳钢结构,尢适于薄板及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊
0.30~0.60
J421Fe16
熔敷效率155%~165%的钛型药皮铁粉焊条,交、直流两用,适于平焊、平角焊,再引弧容易,飞溅小,成形美观;
用于一般低碳钢结构和要求表面光洁的盖面焊
J421Fe18
熔敷效率180%的钛型药皮高效铁粉焊条,工艺性能好,电弧稳定,飞溅小,脱渣容易,焊道美观,引弧性能好,焊接速度快,烟尘小;
适于船体结构低碳钢和相应等级的普通低碳钢的平焊、平角焊
J421Z
钛型铁粉药皮的重力焊碳钢焊条,交、直流两用,焊道厚度可通过选择焊条的直径和改变焊缝的长度来控制
钛钙型药皮的碳钢焊条,焊接工艺性能好,电弧稳定,焊道美观,飞溅小,交、直流两用,可全位置焊;
用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低的低合金钢
≤0.25
J422Y
钛钙型药皮的碳钢焊条,主要用于空载电压36V电源,交、直流两用,焊接工艺性好;
在低电压下焊接薄板低碳钢和强度等级低的低合金钢
0.30~0.6
J422GM
钛钙型药皮的盖面焊专用焊条,良好的焊接工艺性能和力学性能,再引弧、脱渣容易,焊缝表面光洁,交、直流两用,可全位置焊;
适用于海上平台、船舶、车辆、工程机械等盖面焊缝的焊接
0.3~0.55
J422Fe
钛钙型药皮的铁粉焊条,交、直流两用,可全位置焊;
适用于较重要的低碳钢结构的焊接
J422Fe13
E4323
熔敷效率125%~135%的钛钙型药皮铁粉焊条,交、直流两用;
适用于较重要的低碳钢结构的平焊和平角焊
J422Fe16
熔敷效率155%~165%的钛钙型药皮高效铁粉焊条,交、直流两用,电弧稳定,焊缝美观;
J422Fe18
铁粉钛钙型药皮高效焊条,熔敷效率180%,交、直流两用,电弧稳定,焊缝美观;
J422Z
钛钙型药皮的重力焊条,熔敷效率达150%以上,焊缝厚度可通过选择焊条直径和改变焊缝的长度来控制;
适用于碳钢和其他相应等级钢结构的角焊缝焊接
钛铁矿型药皮的碳钢焊条,交、直流两用,成本低廉,平焊、平角焊工艺性能较好,立焊性能稍次于J422焊条;
可焊接较重要的低碳钢结构
0.35~0.60
≤0.20
氧化铁型药皮的碳钢焊条,交、直流两用,熔深大,熔化速度快,由于焊条中含锰量较高,抗热裂性能较好;
适于平焊和平角焊,可焊接较重要的碳钢结构
0.50~0.90
60~110
J424Fe14
E4327
铁粉氧化铁型药皮的低碳钢高效焊条,熔敷效率为140%左右,交、直流两用,电弧稳定,熔深大,熔化速度快,由于焊条中含锰量较高,抗热裂性能较好,适于平焊和平角焊;
可焊接较重要的碳钢结构
(-30℃)
J424Fe16
铁粉氧化铁型药皮高效焊条,熔敷效率为155%~165%,交、直流两用,电弧吹力大,熔深大,熔化速度快,由于焊条中含锰量较高,抗热裂性能较好,适于平焊和平角焊;
J424Fe18
铁粉氧化铁型药皮高效焊条,熔敷效率为180%,交、直流两用,电弧稳定,熔深大,熔化速度快,由于焊条中含锰量较高,抗热裂性能较好,适于平焊和平角焊;
E4311
纤维素钾型药皮的立向下焊专用碳钢焊条,交、直流两用,立向下焊时成形美观,焊接效率高,焊条摆动不宜过宽,电弧长度要适宜;
适用于薄板结构的对接、角接及搭接焊,如电站烟道、风道、变压器的油箱、船体和车辆外板的低碳钢结构
J425G
高纤维素钠型药皮的立向下焊条,适用于管线现场环焊缝全位置立向下焊接,采用直流反极性,底层焊时可单面焊双面成形,焊接速度快;
用于各种碳钢钢管的环缝对接
低氢钾型碱性药皮的碳钢焊条,具有良好的力学性能和抗裂性能,交、直流两用,可全位置焊,交流施焊时,在性能稳定性方面稍次于直流焊接;
用于焊接重要的低碳钢和低合金钢的结构,如09Mn2等。
≤0.90
J426X
低氢钾型碱性药皮交、直流两用立向下角焊缝专用焊条,具有良好的焊接工艺性能,在施焊过程中从上向下进行焊接,波纹均匀,成形美观;
用于碳钢和低合金钢结构的立向下角焊缝的焊接
J426H
低氢钾型碱性药皮的碳钢焊条,扩散氢含量极低,塑性、低温韧性、抗裂性良好,交、直流两用,可全位置焊;
用于重要的碳钢和低合金钢结构的焊接
J426DF
低氢钾型碱性药皮的低尘碳钢焊条,具有良好的力学性能和抗裂性能,交、直流两用,可全位置焊,焊接时的烟尘发生量及烟尘中可溶性氟化物含量较低,用于密闭容器及通风不良工作场地的焊接;
用于焊接重要的低碳钢和低合金钢,如09Mn2等
J426Fe13
E4328
铁粉低氢钾型药皮的碳钢焊条,熔敷效率130%左右,交、直流两用,可全位置焊,药皮含有铁粉;
焊接重要的低碳钢和低合金钢,如09Mn2等
低氢钠型碱性药皮的碳钢焊条,采用直流反接,可全位置焊,具有优良的塑性、韧性及抗裂性能;
焊接重要的低碳钢和低合金钢,如09Mn2等。
J427X
低氢钠型碱性药皮立向下角焊缝专用焊条,具有良好的焊接工艺性能,在施焊过程中从上向下进行焊接,焊缝波纹均匀,成形美观;
适用于碳钢和低合金钢结构的立向下焊缝的焊接
≤1.25
J427Ni
低氢钠型碱性药皮的碳钢焊条,采用直流反接,可全位置焊,焊缝金属具有优良的低温冲击韧性;