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教育

伊萨知识中心

Oscar Kjellberg于1904年发明了药皮焊条。自此,在发现和开发更为普遍接受的焊接工艺方面,相较于任何其他公司,伊萨发挥着更为不可或缺的作用。

伊萨的知识中心包含大量可供焊工、工程师、焊接检验师和项目经理查阅的信息。

焊材的选择

进行同种或异种金属焊接时,下表可为您提供指南,以选择正确的焊材。如果您需要焊接的材料不在列表中,请联系我们。

同种金属的焊接 下表为焊材的常规选择方式以及对应的焊条和焊丝/直条焊丝的基本型号。推荐材料涵盖所有不同焊接方法使用的焊材,包含用于MIG焊的高硅合金版本、各种类型的焊条以及与不同焊剂搭配使用的埋弧焊焊丝 。

母材 Exaton焊材 ASTM/UNS/通用名称

EN

SANDVIK 标准选择 a 超合金选择 a 304Lb

1.4306 b

3R12 b

19.9.L (19.9.Nb)

19.12.3.L (19.12.3.Nb)

321 /347 b

1.4541 /1.4550 b

6R35 / 8R40 b

19.9.Nb (19.9.L)

19.12.3.Nb (19.12.3.L)

316L b

1.4435 b

3R60 b

19.12.3.L (19.12.3.Nb)

25.22.2.LMn

"316Ti" b,c ...

进行同种或异种金属焊接时,下表可为您提供指南,以选择正确的焊材。如果您需要焊接的材料不在列表中,请联系我们。

同种金属的焊接 下表为焊材的常规选择方式以及对应的焊条和焊丝/直条焊丝的基本型号。推荐材料涵盖所有不同焊接方法使用的焊材,包含用于MIG焊的高硅合金版本、各种类型的焊条以及与不同焊剂搭配使用的埋弧焊焊丝 。

母材 Exaton焊材 ASTM/UNS/通用名称

EN

SANDVIK 标准选择 a 超合金选择 a 304Lb

1.4306 b

3R12 b

19.9.L ...

更多信息

焊剂的使用及储存

通过精心挑选原材料并优化生产条件,Exaton焊剂可保证与工厂交付时相同的含水量。

焊剂交付时通常为桶装,每桶25千克(55磅)。每个托盘净重500-1000千克(1100-2200磅),整盘托盘出厂前一般用塑料膜缠绕膜包装或装在木板箱中。

为了尽可能长时间地保持出厂状态时的含水量,必须按照如下要求进行焊剂的使用和储存。

运输

必须用带顶棚的车辆运输焊剂。

对于完整托盘,必须用缠绕膜塑封包装或装在木板箱中。 对于无防护措施的外箱,必须在一小时内重新包装,否则报废。 任何托盘和其他托盘的堆放总量不得超过2个。 储存 未开封的焊剂必须按照如下条件妥善储存:

温度:20±10°C。 相对湿度:越低越好,不超过70%。 根据储存条件,焊剂最长可放置5年。 每8小时后,必须将无防护焊剂料斗内的焊剂放置于干燥箱或温度为150±25°C的加热焊剂料斗内。 一旦开封,桶内剩余的焊剂也必须放置在温度为150±25°C的保温箱内。 回收 必须采取适当的方法将循环系统所使用的压缩空气中所含的水分和油去除。 添加新焊剂时,新焊剂与回收焊剂的比例至少为一比三。 应通过适当的筛子去除铁屑、渣滓等异物。 复烘 按照上述要求处理和储存的Exaton焊剂一般可以正常使用。不过,如果应用条件严格,建议按照材料参数表对焊剂进行复烘。

此外,如因使用或储存不当导致焊剂吸收了水分,复烘可使焊剂还原如初。

复烘方式如下:

以350±25°C烘焙至少4小时。 复烘必须在薄金属托盘上进行,焊剂摊铺高度不超过50 ...

通过精心挑选原材料并优化生产条件,Exaton焊剂可保证与工厂交付时相同的含水量。

焊剂交付时通常为桶装,每桶25千克(55磅)。每个托盘净重500-1000千克(1100-2200磅),整盘托盘出厂前一般用塑料膜缠绕膜包装或装在木板箱中。

为了尽可能长时间地保持出厂状态时的含水量,必须按照如下要求进行焊剂的使用和储存。

运输

必须用带顶棚的车辆运输焊剂。

对于完整托盘,必须用缠绕膜塑封包装或装在木板箱中。 对于无防护措施的外箱,必须在一小时内重新包装,否则报废。 任何托盘和其他托盘的堆放总量不得超过2个。 储存 未开封的焊剂必须按照如下条件妥善储存:

温度:20±10°C。 相对湿度:越低越好,不超过70%。 根据储存条件,焊剂最长可放置5年。 每8小时后,必须将无防护焊剂料斗内的焊剂放置于干燥箱或温度为150±25°C的加热焊剂料斗内。 一旦开封,桶内剩余的焊剂也必须放置在温度为150±25°C的保温箱内。 回收 必须采取适当的方法将循环系统所使用的压缩空气中所含的水分和油去除。 添加新焊剂时,新焊剂与回收焊剂的比例至少为一比三。 应通过适当的筛子去除铁屑、渣滓等异物。 复烘 按照上述要求处理和储存的Exaton焊剂一般可以正常使用。不过,如果应用条件严格,建议按照材料参数表对焊剂进行复烘。

此外,如因使用或储存不当导致焊剂吸收了水分,复烘可使焊剂还原如初。

复烘方式如下:

以350±25°C烘焙至少4小时。 复烘必须在薄金属托盘上进行,焊剂摊铺高度不超过50 ...

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焊接保护

焊接保护 保护气体主要是为了保护熔池免受大气的影响(比如氧化和氮气吸收),同时也可以稳定电弧。保护气体的选择也会对电弧特性产生影响。

保护气体 用于气保焊(MIG/MAG)的保护气体

气保焊(MIG/MAG)的基本气体是氩气(Ar)。可以添加氦气(He)以增加熔池的熔深和流动性。氩气或氩气/氦气混合气可用于焊接所有等级的材料。不过,一般需要添加少量氧气(O2)或二氧化碳(CO2)来稳定电弧、改善流动性并提高熔敷金属的性能。对于不锈钢,也可将含有少量氢气(H2)的混合气体用作保护气体。

根据不锈钢和电弧类型,下表列出了适用于MIG/MAG焊的保护气体选择。

  母材(材料类型)   奥氏体不锈钢 双相不锈钢 超级双相不锈钢 铁素体不锈钢 高合金奥氏体不锈钢 镍基合金 氩气 -

-

●a

-

●a

●a

氩气+氦气 -

-

●a

-

●a

●a

氩气+ (1-2)%氧气 ●b

●b

(●)

●b ...

焊接保护 保护气体主要是为了保护熔池免受大气的影响(比如氧化和氮气吸收),同时也可以稳定电弧。保护气体的选择也会对电弧特性产生影响。

保护气体 用于气保焊(MIG/MAG)的保护气体

气保焊(MIG/MAG)的基本气体是氩气(Ar)。可以添加氦气(He)以增加熔池的熔深和流动性。氩气或氩气/氦气混合气可用于焊接所有等级的材料。不过,一般需要添加少量氧气(O2)或二氧化碳(CO2)来稳定电弧、改善流动性并提高熔敷金属的性能。对于不锈钢,也可将含有少量氢气(H2)的混合气体用作保护气体。

根据不锈钢和电弧类型,下表列出了适用于MIG/MAG焊的保护气体选择。

  母材(材料类型)   奥氏体不锈钢 双相不锈钢 超级双相不锈钢 铁素体不锈钢 高合金奥氏体不锈钢 镍基合金 氩气 -

-

●a ...

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故障排除指南

 

问题

原因

解决方案

中线裂纹

稀释过度

增加焊材填充量,使焊缝中间形成微微的凸起形状。查看异种金属焊接材料选材表,以确保使用正确的焊材。

产生随机裂纹

超应力焊接

降低电流或电压,或增加移动速度以减少热量输入,因为热量输入过大会导致变形。使用分道焊接工艺,更改接头设计。将道间温度保持在150°C以下。

热影响区裂纹

通常和母材相关

确保没有使用包含大量低熔点金属间化合物的材料进行焊接。

存在气孔

气体保护不良、潮湿、油污过量

选择正确的保护气体、气体喷嘴尺寸和气体流速。将油污清理干净。使用没有箔纸胶带的陶瓷衬垫进行保护,因为使用胶水有时会产生气孔。

过度飞溅

参数设置错误,或使用错误的焊丝成分。

MIG焊丝弹宽和弹高不连续一致

降低送丝速度,或增加电压。选择正确的保护气体,寻找水分来源。使用弹宽和弹高得到控制的焊丝,或拆下送丝机上的焊丝矫直器。

根部未焊透

焊缝设计、填充金属过多,或道间积累的氧化物过多

增大坡口角度,以扩大焊接接头。降低送丝速度,或提高焊接速度,以降低填充速度。

增加电压,以增加母材的熔化速率。

降低焊接速度,以促进焊缝的熔接。对镍基合金,在部分或所有焊道间可能需要进行打磨,以消除高熔点的氧化镍。

生锈

使用等离子方式进行接头准备

必须对焊缝进行焊后清洁。确保焊后清洁工艺不会产生铁污染物。

进行适当的焊后清理工作。 

对等离子切割焊接接头进行精磨,以消除氮污染。避免使用受污染的夹具、工具或起重器,以及碳钢夹具、工具或起重器。

变形

焊接件过热

降低热量输入,增加定位焊的使用数量,改良夹具。

咬边

焊接速度错误、熔池流动不佳、接地方法错误、母材化学成分有问题

降低移动速度,使用正确的焊材,分开接地。

电弧偏吹

接地方法错误

分开接地,检查接地连接

夹渣

焊接工艺

使用促进熔渣向熔池流动的焊接工艺。

 

...

 

问题

原因

解决方案

中线裂纹

稀释过度

增加焊材填充量,使焊缝中间形成微微的凸起形状。查看异种金属焊接材料选材表,以确保使用正确的焊材。

产生随机裂纹

超应力焊接

降低电流或电压,或增加移动速度以减少热量输入,因为热量输入过大会导致变形。使用分道焊接工艺,更改接头设计。将道间温度保持在150°C以下。

热影响区裂纹

通常和母材相关

确保没有使用包含大量低熔点金属间化合物的材料进行焊接。

存在气孔

气体保护不良、潮湿、油污过量

选择正确的保护气体、气体喷嘴尺寸和气体流速。将油污清理干净。使用没有箔纸胶带的陶瓷衬垫进行保护,因为使用胶水有时会产生气孔。

过度飞溅

参数设置错误,或使用错误的焊丝成分。 ...

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焊剂碱度指数

碱度通常用于描述焊剂的冶金性能。碱度指数指焊剂中的碱性和酸性化合物(氧化物和氟化物)的比例。

计算碱度有若干种方法,在焊接中,Boniszewski公式已成为计算碱度的主要方法。

焊剂可分为三类:

焊剂类型 碱度 酸性焊剂 <0.9 中性焊剂 0.9 - 1.2 碱性焊剂 >1.2 碱度对焊接金属的冲击韧性有很大影响。碱度增加会降低氧的含量,从而降低焊接金属中的杂质含量。因此,也可增加冲击韧性,从而在一定程度上增加焊接金属的延展性。

对于高合金等级(如双相钢)来说,碱度和冲击韧性的关系尤为重要。

碱度通常用于描述焊剂的冶金性能。碱度指数指焊剂中的碱性和酸性化合物(氧化物和氟化物)的比例。

计算碱度有若干种方法,在焊接中,Boniszewski公式已成为计算碱度的主要方法。

焊剂可分为三类:

焊剂类型 碱度 酸性焊剂 <0.9 中性焊剂 0.9 - 1.2 碱性焊剂 >1.2 碱度对焊接金属的冲击韧性有很大影响。碱度增加会降低氧的含量,从而降低焊接金属中的杂质含量。因此,也可增加冲击韧性,从而在一定程度上增加焊接金属的延展性。

对于高合金等级(如双相钢)来说,碱度和冲击韧性的关系尤为重要。

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不锈钢和镍基合金焊接指南

不锈钢和镍基合金的焊接工作关键在于清洁度以及选择正确的焊材。本指南旨在逐步帮助您成功完成不锈钢和镍基合金的焊接工作。  

第1步:焊接工艺中合金焊材的选择

若两种母材为相同材质,可使用母材合金材料作为选材指导。例如,焊接316L和316L金属时,可使用316L焊材。过去的经验表明,焊缝容易出现腐蚀现象,此时可能需要增加合金含量。至于需要增加多少合金含量,必须仔细考量,以免合金含量过高,导致电化学腐蚀。

异种金属焊接的焊缝(例如:将不锈钢焊接至碳钢)

注意:如选择错误的焊材,或稀释比例过高,会形成低合金混合物,从而导致焊接缺陷。最常见的焊接失败是裂纹,但是,也可能出现焊缝脆化。

因此,选择正确的合金焊材和焊接工艺对成功完成焊接工作而言至关重要:

将低合金焊接至不锈钢时,请勿使用低合金焊材。否则会导致焊缝脆化。 将低合金焊接至不锈钢时,请勿使用低于该不锈钢级别的焊材。由于马氏体的形成, 会导致焊缝脆化。 请使用专为异种金属焊接设计的高合金焊材,例如309、312等。 进行异种不锈钢或异种镍焊接时,请参见异种金属焊接指南。一般来说,最好的方式是,使用专为二者当中合金含量较高的金属设计的焊材。例如,焊接304L和316L母材时,需使用316L焊材。

将不锈钢焊接至镍基合金时,通常使用镍基焊材。

将不锈钢焊接至镍基合金时,请勿使用不锈钢焊材,因为很可能会导致产生中线裂纹。这是由于焊缝镍金属一侧会发生稀释。若不锈钢熔敷层的镍含量过高,会导致成分失衡,从而更容易出现裂纹。 第2步:焊接工艺中焊接参数的选择 选择焊接参数时,应尽可能实现低热量输入,以便最大程度减少变形。热变形过高时,会导致母材过度拉伸,产生应力裂纹。

热量输入=(电流*电压*60)/焊接速度。电流或电压越低,热量输入越低。焊接速度越快,热量输入也越低。例如,直焊相较摆焊而言速度更快,热量输入也更低。

调整电流或电压,以优化:

电弧稳定性 熔深(电压越低,熔深越浅) 焊接飞溅(降低送丝速度,或提高电压) 咬边(电流越高,越容易导致咬边的产生。也可降低焊接速度,使熔池填满底边) 稀释(熔深越浅,稀释程度越低) 使用短路焊接工艺,以最大程度减少合金元素的烧损。

第3步:适当的焊接准备 污染

清除或避免所有可能存在的污染源,包含以下物品产生的腐蚀:污垢、油污、油脂、氧化皮、涂料,以及可能包含氯化物的标记墨水。

若使用防飞溅介质,则须使用不锈钢专用材料。若将压缩空气用于冷却或干燥焊缝,则必须注意其中包含的油污。

注意,去除油脂的过程可能会产生对焊接有不利影响的污染物,并产生危险的有毒气体。

请勿将不锈钢和碳钢制品混合在一起,以避免发生铁污染。铁颗粒会触发局部腐蚀。

湿度和母材的温度

避免发生冷凝。将存放在室外的焊接工件加热到室温,以免发生冷凝。监控保护气体的湿度。

等离子切割

对于通过等离子切割,或使用氮或等离子气体的切割工艺准备的焊缝,需要精磨将金属清理干净,因为焊缝氮化会导致已完工的焊缝热影响区生锈。

使用不锈钢专用、未受污染的打磨工具。

可能发生的变形

和碳钢相比,不锈钢的热膨胀率高出50%。镍基合金的膨胀率略低。频繁使用点焊或跳焊,以降低应力。尽量减少使用摆焊技术,因为它会降低移动速度,并增加热量输入。在不锈钢或镍基合金上,进行焊接时,最好使用直焊操作方法。

窄间隙

避免使用窄间隙。焊缝根部必须至少等于焊材直径。在焊接双相不锈钢和镍基合金等焊接流动特性较低的材料时,这点尤为重要,以免出现根部未焊透或或咬边的情况。

第4步:焊后清洁工作 这步操作非常重要。焊后清洁工作的目的在于确保在表面形成适当的氧化铬膜,以实现最佳抗腐蚀效果:表面越光滑,抗腐蚀性越佳。焊接产生的热量会烧损表面上的铬,从而导致腐蚀。为了避免生锈,在焊接后需进行化学或机械清洁工作以清除贫铬区域,这点非常重要。

强烈推荐使用不锈钢刷子和其它工具,以免铁颗粒附到表面上,从而导致生锈。

清理方法

电解抛光

这是最好的方法,但缓慢而昂贵。

酸洗

硝酸和氢氟酸。若表面光滑,这种方法能产生最佳的抗腐蚀效果,并将表面的污渍清理干净。必须避免酸洗过度,否则会产生粗糙的表面。注意,必须按照当地环境法规,以适当的方式,中和并处理酸洗副产物。酸洗的焊件同时也会被钝化。在清理污染物方面,钝化溶液的效果不如酸洗溶液。

打磨

抗腐蚀性取决于表面细度。

机械抛光

几乎和电解抛光一样有效,具体取决于采用的打磨方法:表面越光滑,抗腐蚀性越佳。

刷净

若使用未受污染的不锈钢刷子,该方法比较合适。

喷砂

使用未受污染的介质。避免喷砂过度,否则会导致表面变粗糙。

针对镍和超级奥氏体合金的特别说明 标准的300系列熔敷金属包含一定量的铁素体,这会有助于减少产生微裂纹。微裂纹可扩展为连续裂纹,连续裂纹通常出现在焊缝中心。微裂纹通常是由于低熔点化金属间化合物在凝固焊缝晶界处成膜、且热膨胀率较高引起的。铁素体可增大晶界的面积,因此,可溶解并减少低熔点金属间化合物的数量。

由于镍和超级奥氏体合金不包含铁素体,因此,它们更可能产生裂纹。为了降低产生裂纹的风险,必须注意下述各项:

接头设计

由于镍含量更高,熔池流动更加缓慢。为了避免根部未焊透,和一般不锈钢相比,建议使用更宽的坡口和更大的根部间隙。

热量输入

热量输入越少,产生裂纹的可能性就越低。最好使用焊接电流较低的小直径焊材。通常来说,最大热量输入不超过25千焦/英寸(1千焦/毫米)为宜。

焊缝形状

应避免产生凹面焊缝外形。最好产生平整或稍微凸起的焊缝。

道间温度

当焊接不含铁素体的合金时,则最好使用较低的道间温度,以降低热应力。推荐的最大道间温度为300°F(150°C)。

针对双相不锈钢的特别说明 双相钢和标准不锈钢有很大的不同。其铁素体和奥氏体含量分别都在50%左右。若焊接不当,双相钢系列材料会产生脆性相或产生沉淀物,极容易导致点蚀。如果能清楚的意识到这点,并遵循建议的焊接程序,则很容易实现机械性能良好、抗腐蚀性佳的焊缝。

Exaton可以提供焊接指南,助您成功将双相母材焊接在一起。

一般来说,要求遵循下述参数:

接头设计

由于铁素体材料的特性,熔池流动性会变差。为了避免根部未焊透,和一般不锈钢相比,建议使用更宽的坡口和更大的根部间隙。欲了解更多详细信息,请参见Exaton焊接指南。

保护气体和背面保护气体的选择

由于铁素体材料的特性,熔池流动性会变差。可通过选择适当的保护气体来弥补这一点,且有益于实现奥氏体和铁素体的平衡。背面保护气体的选择也可以提高抗腐蚀性能。

欲了解更多详细信息,请参见Exaton焊接指南。

热量输入

为了实现最佳的铁素体和奥氏体比例,必须合理控制热量输入。推荐的热量输入范围取决于加工的双相不锈钢类型。欲了解更多详细信息,请参见Exaton焊接指南。

道间温度

为了防止脆性相的形成,双相钢焊接要求特定的道间温度。适当的道间温度取决于焊接等级以及母材厚度。欲了解更多详细信息,请参见Exaton焊接指南。

铁素体钢的焊接 由于流动性能较差,铁素体不锈钢合金本身的焊接速度较为缓慢。

为了改善这一状况,Exaton通过特殊化学成分的调整开发出了多种铁素体不锈钢焊材。欲了解更多信息,请联系Exaton。

堆焊 在许多工业应用中,容器必须达到符合各种压力容器规范(如ASME)相对较高的压力要求。同时,为了延长容器寿命,需要进行防腐处理。

常用的解决方案为使用低合金高强度钢制造容器,并采取不同的焊接工艺,用各种高合金材料对容器进行熔敷。常用的焊接工艺为使用焊丝或焊丝/焊剂组合进行气保焊、氩弧焊、手工电弧焊和埋弧焊。在过去的几十年里,无论采用埋弧焊还是电渣焊,焊带的使用都变得越来越普及。

一般来说,为实现紧密结合的熔敷层,必须在第一层使用超合金焊材。使用具有最终熔敷层所需的化学成分的焊材来进行后续层堆焊作业。

EXATON研发出的各种单层焊丝、单层焊带和焊剂系列产品,一层堆焊即实现最终合金堆焊层,熔敷率超过90 ...

不锈钢和镍基合金的焊接工作关键在于清洁度以及选择正确的焊材。本指南旨在逐步帮助您成功完成不锈钢和镍基合金的焊接工作。  

第1步:焊接工艺中合金焊材的选择

若两种母材为相同材质,可使用母材合金材料作为选材指导。例如,焊接316L和316L金属时,可使用316L焊材。过去的经验表明,焊缝容易出现腐蚀现象,此时可能需要增加合金含量。至于需要增加多少合金含量,必须仔细考量,以免合金含量过高,导致电化学腐蚀。

异种金属焊接的焊缝(例如:将不锈钢焊接至碳钢)

注意:如选择错误的焊材,或稀释比例过高,会形成低合金混合物,从而导致焊接缺陷。最常见的焊接失败是裂纹,但是,也可能出现焊缝脆化。

因此,选择正确的合金焊材和焊接工艺对成功完成焊接工作而言至关重要:

将低合金焊接至不锈钢时,请勿使用低合金焊材。否则会导致焊缝脆化。 将低合金焊接至不锈钢时,请勿使用低于该不锈钢级别的焊材。由于马氏体的形成, ...

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