焊接材料分类选择
E430 1钛铁 矿型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流 正、反 接 E500 3 钛钙 型 平、立、 仰、横 交流或直流 正、反接 E430 3钛钙 型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流 正、反 接 E501 高纤 维素 钠型 平、立、 仰、横 直流反接 E431 0高纤 维素 钠型 平、 立、 仰、 横 直流反 接 E501 1 高纤 维素 钾型 平、立、 仰、横 交流或直流 反接 E431 1高纤 维素 钾型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流反 接 E501 4 铁粉 钛型 平、立、 仰、横 交流或直流 正、反接 E431 2高钛 钠型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流正 接 E501 5 低氢 钠型 平、立、 仰、横 直流反接 E431 2高钛 钾型 平、 立、 交流或 直流 E501 6 低氢 钾型 平、立、 仰、横 交流或直流 反接
仰、横正、反接 E431 5低氢 钠型 平、 立、 仰、 横 直流反 接 E501 8 铁粉 低氢 钾型 平、立、 仰、横 交流或直流 反接 E431 6低氢 钾型 平、 立、 仰、 横 交流或 直流反 接 E501 8M 铁粉 低氢 型 平、立、 仰、横 直流反接 E432 0氧化 铁型 平、 交流或 直流 正、反 接 E250 23 铁粉 钛钙 型 平、平角 焊 交流或直流 正、反接 E432 0氧化 铁型 平角 焊 交流或 直流正 接 E502 4 铁粉 钛型 平、平角 焊 交流或直流 正、反接 E432 2氧化 铁型 平 交流或 直流正 接 E502 7 铁粉 氧化 铁型 平、平角 焊 交流或直流 正接 E432 3铁粉 钛钙 平、 平角 交流或 直流 E502 8 铁粉 低氢 平、平角 焊 交流或直流 反接
各种常用材料焊接的焊接材料选择原则 为得到高质量的焊接接头，首先要合理选择焊接材料。由于焊接部件在运行中的工况有很大差异，母材的材质性能、成分千差万别，部件的制造工艺错综复杂，因此需要从各方面综合考虑确定对应的焊接材料。选择焊接材料应遵循以下原则： 满足焊接接头使用性能的要求。包括常温、高温短时强度、弯曲性能、 冲击韧性、硬度、化学成分等，以及一些技术标准和设计图纸中对街头性能的特殊要求，诸如持久强度，入编极限、高温抗氧化强度、抗腐蚀性能等。 满足焊接接头制造工艺性能和焊接工艺性能的要求。焊接接头组成的构 件，在制造过程中不可避免要进行各种成型和切削加工，例如冲压、车、刨等，要求焊接接头具有一定的塑性变形能力和切削性能、高温综合性能等。 合理的经济性。在满足上述性能外，应选择价格便宜的焊接材料，降低 制造成本。例如重要部件的低碳钢手工电弧焊时，应优先选择碱性药皮焊条，因为碱性焊条脱硫、脱氧充分，且氢含量低，焊缝金属抗裂性能及冲击韧性性能好。而对于一些非重要不见，可选用酸性焊条，因为酸性焊条仍能满足费重要部件的性能要求，而且工艺性良好，价格便宜，可降低制造成本。 第二节碳素钢、低合金钢焊接材料的选择 碳素钢、低合金钢（包括低合金耐热钢、低合金高强钢）焊接材料的选择，应考虑下列因素：等强性和等韧性原则 承压承载的部件，通常根据材料的拉伸应力进行强度计算，拉伸需用应力与 材料的标准抗拉强度下限值有关，即许用应力 （σ）=σb/nb（各种标准nb的取值同） （σ）为材料的拉伸许用应力 σb为材料的标准抗拉强度下限值 nb 为安全系数（各种标准nb的取值不同） 所以焊接接头作为部件的一部分，其焊缝抗拉强度应不小于母材标准抗拉强度规定的下限。同时应注意焊接材料熔敷金属的抗拉强度不能大大高于母材的抗拉强度，而导致焊缝塑性性能降低，硬度增大，不利于随后的制造成型。尽管强度计算仅考虑材料的抗拉强度，各种工艺评定标准对焊缝的屈服强度均无要求，但选择焊接材料时也应考虑焊接材料熔敷金属的屈服强度不应低于母材的屈服强度，并注意保证一定的屈强比。当接头在高温运行通常用工作温度（或设计温度）下材料的高温短时抗拉强度规定下限进行需用应力计算即 [σt]= σbt/nb 其中[σt]为材料t温度下，短时抗拉强度规定值下计算的高温许用应力 σbt为材料t温度下，短时抗拉强度规定值下限 或工作温度下材料的持久强度蠕变极限进行许用应力计算 [σDt]= σDt/nD 其中，[σDt]为材料t温度下持久强度计算的许用应力 σDt为材料t温度下的持久强度 nD为安全系数（各种标准的取值不同） 因此，选择高温运行焊接接头的焊接材料时，应考虑其高温短时抗拉强度或持久强度不得低于母材的对应值。一般碳素钢和普通低合金钢选择焊接材料只要考虑焊接材料的考拉强度，可不考虑熔敷金属的化学成分与母材匹配，但对于Cr-Mo耐热钢材料的焊接，选择焊接材料不仅考虑其等强性，还应考虑合金元素的匹配以保证焊接接头的综合性能与母材一致。 在特殊情况下，部件按材料的屈服强度计算许用应力进行设计时，就必须以屈服强度的等强
焊接材料选择指南（UCS篇） 碳素钢 P-No. 标准GTAW&GMAW FCAW SMAW SAW 1-1 SA-36 SA-53-EA SA-53-EB SA-53-SA SA-53-SB SA-106-A SA-106-B SA-135-A SA-135-B SA-178-A SA-178-C SA-179 SA-181-60 SA-192 SA-210-A-1 SA-214 SA-216-WCA SA-234-WPB SA-266-1 SA-283-A SA-283-B SA-283-C SA-283-D SA-286-A SA-285-B SA-285-C SA-333-1 SA-333-6 SA-334-1 SA-334-6 SA-350-LF1 SA-352-LCB SA-372-A SA-420-WPL6 SA-515-60 SA-515-65 SA-516-55 SA-516-60 SA-516-65 SA-524-I SA-524-II SA-556-A2 SA-556-B2 SA-557-A2 SA-557-B2 SA-662-A SA-662-B SA-727 SA-765-I SA-836 ER70S-2 ER70S-3 ER70S-4 ER70S-6 ER70S-7 ER70S-G E70C-3X E70C-6X E70C-GX E70C-GSX (X=C,M) E6XT-G E7XT-1,-1M E7XT-2,-2M E7XT-3 E7XT-4 E7XT-5,-5M E7XT-6 E7XT-7 E7XT-8 E7XT-9,-9M E7XT-10 E7XT-11 E7XT-12,-12M E7XT-G （X=0，1） E6010 E6011 E6012 E6013 E6018 E6019 E6020 E6022 E6027 E7014 E7015 E7016 E7018 E7018M E7016-1(-46℃) E7018-1(-46℃) E7024 E7027 E7028 E7048 F6(A)P0-EXXX F6(A)P2-EXXX F6(A)P4-EXXX F6(A)P6-EXXX F6(A)P8-EXXX F7(A)P0-EXXX F7(A)P2-EXXX F7(A)P4-EXXX F7(A)P6-EXXX F7(A)P8-EXXX F7(A)PZ-EXXX PWHT将会使焊缝金属的抗拉强度下降10%~15%。(热处理时间越长，下降的越多) 正火将会使焊缝金属的抗拉强度下降20~25%。（从奥氏体化温度冷却时，冷却速度越小，下降的越多，而正火时的保温时间对强度的影响却不大，也许使用1.6Mn—1.8Ni-0.5Mo类型的焊缝金属更合适，如MF-38×US-49A(含0.2Mo,适于长时间热处理),或D2,F3类型） 采用交流电源焊接通常会使焊缝金属具有更好的低温冲击韧性和更高的抗拉强度。 遇到厚板多层焊或焊后进行正火热处理等情况，需要防止焊缝强度过低现象。 对要求塑性好、冲击韧性、低温性能高、抗裂能力强的焊缝，应选用碱性低氢型焊材。 对于有特殊要求的焊缝（如低温冲击韧性），可选用低合金钢焊材。 预热温度（预热温度越高，焊缝强度越低，焊缝硬度也越低）、层间温度（影响焊缝及热影响区的冷却速
常用焊接材料选用明细 序号母材材质焊接材料 第一部分:压力管道用焊接材料 1、Ⅰ类材料 120J422 220H08Mn2Si 320TIG-J50 420H08Mn2Si+J422 520H08A 620TIG-J50+J427 7A106Gr.B H08Mn2SiA+J427 8A234WPB+A106Gr.B H08Mn2Si+J427 2、Ⅱ类材料 916Mn H08Mn2Si+J507 3、Ⅳ类材料 10A335 P22TIG-R40 R407 1112Cr1MoV H08CrMoVA 1212Cr1MoV H08CrMoVA+R317 1312Cr2MoG TIG-R40/R407 1415CrMo H05CrMoTiRe+R307 1515CrMo H13CrMoA+R307 1615CrMo+P11H13CrMoA+R307 17P11H13CrMoA+R307 18P22TIG-R40 19P22TIG-R40,R407 20P22+12Cr1MoV H08CrMoVA/R317 4、Ⅴ类材料 21Cr5Mo HCr5Mo+R507 22Cr5Mo TIG-R40+R507 23STFA-25HCr5Mo+R507 241Cr5Mo TIG-R40+R507 25P5（1Cr5Mo）A302 5、Ⅵ类材料 2609Mn2VDR TGS-1N+W707Ni 6、VII类材料 27A312 TP304TGF-308L，A137 28A312 TP316L TGF-316L A022 290Cr18Ni10Ti H0Cr20Ni10Ti 300Cr18Ni10Ti H0Cr20Ni10Ti/A137 310Cr18Ni12Mo2Ti TGF-316L A022 320Cr18Ni9E308L-T 330Cr18Ni9TGF308L-T 341Cr18Ni9Ti A132 35316L H00Cr19Ni12Mo2/A022 36TP304H1Cr19Ni9Ti/A132 37TP316H0Cr19Ni12Mo2/A202 38TP321H0Cr20Ni10Ti/A137
焊接材料选用的原则 公司各工地、项目部经常询问焊材选用的问题，而且大多为检修、技改工程急用。现将焊接材料选用的原则做以下描述： 焊接材料是指焊接时消耗材料的通称（包括：焊条、焊丝、焊剂、气体、电极等），这里描述的是指焊条和焊丝 1 焊接材料如何选用 1.1 根据母材的化学成份、力学性能、焊接性能并结合工件的结构特点和使用条件综合考虑，选用焊接材料。 1.2 合理的经济性，选用焊材时应在保证以上条件的基础上应选用价格便宜的焊材，以降低成本，如：重要承压部件应优先选用碱性低氢型焊条，因为该焊条脱硫脱氧充分，且含氢量低，焊缝金属抗裂性及冲击韧性能好，而对于一些非常重要部位不是重要承压的焊缝可选用酸性焊条，因为酸性焊条在强度上完全能满足焊缝的性能要求，而且工艺性能良好，价格便宜。 1.3 在焊接之前仅通过焊接工艺评定确定焊接材料的使用也是不全面的，如：Q345R钢的焊接，如评定中用了J507焊条，在施工中就用J507焊条也不完全合适。因J506、J507R、J507G、J507RH、J507DF等焊材，都在这个评定适用范围之内，所以在选用焊材之前应考虑诸多因素。 （1）从焊接设备，J506交直流焊机两用，J507只能使用于直流电源。 （2）从抗裂性能方面，J507RH大于J507。 （3）安全方面，J507DF（低尘）要好于J507，（尤其在封闭、空气不流通的环境焊接）。 （4）生产效率方面，J507Fe（铁粉焊条）生产效率高于J507，所以要综合考虑后确定焊材的选用。 2 相同钢号的焊接 2.1 通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条，对于合金钢主要应选合金成分与母材相同或接近，抗拉强度相同应以保证焊缝力学性能，且不超过母材规定的抗拉强度上限为原则的焊材。 2.2 铬钼低合金耐热钢的焊材选用应保证焊缝金属的化学成份，使用温度且保证力学性能。 2.3 低温钢用焊材选用时应保证焊缝金属低温状态下的冲击韧性和力学性能。 2.4 高合金钢的焊材首先应保证焊缝金属的耐腐蚀及其它特殊要求，且应保证焊缝的力学性能。不同钢号的镍铬奥氏体钢的焊接宜按照合金含量数低的母材选用焊材。 2.5 不锈复合钢板基层的焊材选用应保证焊缝金属应保证力学性能且控制抗拉强度的上限，
WCB LCB LCC WC6WC9C5A105LF2LF2F11F22F5A216/---常用材料焊材选用一览表 壳体材料A216/A352/A350A352/A350A217/A182A217/A336A217/A336C-Si C-Si C-Mn-Si 1.25Cr-0.5Mo 2.25Cr-1Mo 5Cr-0.5Mo 2016Mn 16Mn 15CrMo 10Cr2Mo 1Cr5Mo J507J507J507R307R407R507E7015E7015E7015E8015-B2E9015-B3E502-15AWS焊材标准号公称成分对应GB牌号GB焊材CF8M CF8CF3M CF3F316F304F316L F304L A351/A182A351/A182A182A182A351/A182A351/A18218Cr-12Ni-2Mo 18Cr-8Ni 18Cr-10Ni-Ti 1Cr-0.5Mo 18Cr-12Ni-2Mo 18Cr-8Ni 0Cr18Ni12Mo2T 壳体材料F321F12标准号公称成分i 0Cr18Ni90Cr18Ni110Ti 00Cr17Ni14Mo2 00Cr18Ni9A202A102A132R307A022A002E316-16E308-16E347-16E8015-B2E316L-16E308L-16CF8C WC1CN7M F347F1ALLOY 20///IRON 对应GB牌号GB焊材AWS焊材壳体材料WCC MONEL A351/A182A217/ A182A216A351/B47318Cr-10Ni-Cb C-0.5Mo C-Mn-Si 70Ni-30Cu 19Cr-29Ni A132J507J507Ni202A902Z308E347-16E7015E7015ENiCu-7E320-16ENi-CI 标准号公称成分对应GB牌号GB焊材AWS焊材C12CD3MN/4A C12A F9F51F91A217/A336 A890/A182(双相 钢)A351 A352 B163 NO6600 A336 9Cr-1Mo 25Cr-8Ni3Mo-W-19Cr-10Ni-3Mo 3.5Ni 72Ni-15 Cr-8Fe 9Cr-1Mo-V CG8M LC3INCONEL600标准号 公称成分壳体材料Cu-N R707A242W107Ni357AWS A5.5-96E505-15E2209E317-16E7015-C2L ENiCrFe-2E9015-B9ZG354C CA15F6GB焊材AWS焊材壳体材料CD4MCu/1A CD4MCu N/1B AISI4130 对应GB牌号35 AISI8625F6a A890(双相钢) A890(双相钢) A487 A217/ A182 标准号
焊接材料的选择 一．定义 焊接材料：焊接时所消耗材料（包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、电极、熔剂等）的通称。 焊条：涂有药皮的供电弧焊用的熔化电极。 焊丝：焊接时作为填充金属，或同时用来导电的金属丝。 焊剂：焊接时，能够熔化形成熔渣（有的也有气体），对熔化金属起保护和冶金作用的一种颗粒状物质。 保护气体：焊接过程中用于保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属，防止外界有害气体进入焊接区的气体。 电极：熔焊时，用以传导电流并使填充材料和母材熔化或本身也作为填充材料而熔化的金属丝（焊丝、焊条）、棒（石墨棒、钨棒）、管、板等。电阻焊时，指用以传导电路和传递压力的金属极。 熔剂：气焊时用以去除焊接过程中形成的氧化物、改善熔池的润湿性的粉状物质。 焊接材料选用的一般原则 1.焊条 对焊条的基本要求： （1）焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能 （2）焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求（3）焊条应具有良好的工艺性能 （4）要求焊条具有良好的抗气孔、抗裂纹能力 （5）焊条应具有良好的外观（表皮）质量 焊条的组成： 焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条中被药皮包覆的金属芯是焊芯，其主要作用是导电，在焊条端部形成电弧，同时焊芯靠电弧热熔化后，冷却形成具有一定成分的熔敷金属。焊条中涂在焊芯表面上的涂料称为药皮。其主要作用是机械保护作用、冶金处理作用和改善焊接工艺性能。 焊条的分类： 按熔渣的碱度分为酸性焊条和碱性焊条；按药皮的主要成分分为钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型；按用途分类分为结构钢焊条（J）、钼及铬钼耐热钢焊条（R）、不锈钢焊条（铬不锈钢G,铬镍不锈钢A）、堆焊焊条（D）、低温焊条（W）、铸铁焊条（Z）、镍及镍合金焊条（Ni）、铜及铜合金焊条（T）、铝及铝合金焊条（L）、特殊用途焊条（Ts）。 焊条的型号和牌号： 焊条的牌号应包括以下含义：焊条、焊条类别、焊条特点（如熔敷金属的抗拉强度、使用温度、焊芯金属类型、熔敷金属化学组成类型等）、药皮类型及焊接电源。 根据GB/T 5117-1995《碳钢焊条》和GB/T 5118-1995《的合金钢焊条》的规定，焊条型号的主体结构由字母“E”和四位数字组成，其结构和含义如下： E X1X2X3X4 E：表示焊条 X1X2：焊条系列，即熔敷金属抗拉强度最小值 X3：焊条的焊接位置 X4：焊条药皮类型及焊接电源种类
常用焊接材料（钢、不锈钢、钛、铜、铝）的焊接 101 试述低碳钢与低合金钢的焊接工艺。 ⑴焊接性低碳钢具有优良的焊接性，因此，低碳钢和低合金钢焊接时的焊接性仅决定于低合金钢的焊接性。 ⑵预热根据低合金钢的要求选用合适的预热温度。 ⑶焊接材料选择的原则是焊缝金属的强度、塑性和冲击韧度都不低于被焊钢种中的最低值，具体选择见表7-80。 表7-80 低碳钢与低合金钢焊接材料的选择 钢种低合金钢电弧焊电渣焊 CO2保护 焊焊丝 预热条件及温度（℃）屈服点（M Pa） 手弧 焊 埋弧焊 焊丝 焊 剂 焊条焊丝 焊 剂
低碳钢 300E4315H08A HJ43 1 H08A HJ3 60 H10MnSi板厚不预热350E5015 H08M nA HJ43 1 H08Mn 2Si HJ3 60 H10MnSi δ＞40mm，预热温度 ≥100℃400E5015 H08M nA HJ43 1 H08Mn 2Si HJ3 60 H10MnSi δ①＞32mm，预热温 度≥100℃450E5015 H08M nA H J43 1 H08Mn 2Si HJ3 60 H10MnSi ①δ——板厚（mm）。 102 什么是不锈钢的组织图？ 焊缝的组织决定于焊缝的成分，而焊缝的成分决定于母材的熔入量，即熔合比。因此，一定的熔合比决定了一定的焊缝成分和焊缝组织。熔合比发生变化时，焊缝的成分和组织都要随之发生相应的变化。不锈钢的成分、组织和熔合比的关系图称为不锈钢的组织图，见图7-14。 图中坐标为铬当量（Cr当量）和镍当量（Ni当量），其计算式为 Cr当量（%）=Cr+Mo+1.5Si+0.5Ni(质量分数)(%)
焊接材料的选择 一、焊丝 埋弧焊所用的焊丝有实心和药芯两类。后者只在某些特殊的工艺场合应用。生产中普遍使用的是实心焊丝。 焊丝的品种随所焊金属种类的增加而增加，目前已有碳素结构钢、合金结构钢、高合金钢和各种有色金属焊丝以及堆焊用的特殊合金焊丝。表4-4为国产钢焊丝标准直径及其允许偏差。 焊接直径的选择依用途而定。半自动埋弧焊用的焊丝较细，一般直径为1.6、2、2.4mm，以使能顺利通过软管，并且使焊工在操作中不会因焊丝的刚度而感到困难。自动埋弧焊一般使用直径3-6mm的焊丝，以充分发挥埋弧焊的大电流和高熔敷率的优点。埋弧焊时各种直径的普通钢焊丝使用的电流如表4-5所示。可见对于一定的电流值可能使用不同直径的焊丝。同一电流使用较小直径的焊丝时，可获得加大熔深、减小熔宽的效果。当工件装配不良时，宜选用较粗的焊丝。 焊丝表面应当干净光滑，焊接时能顺利地送进，以免给焊接过程带来干扰。除不锈钢焊丝和有色金属焊丝外，各种低碳钢和低合金钢焊丝的表面最好镀铜。 表4-4 钢焊丝直径及允许偏差（mm） 表4-5 各种直径普通钢焊丝埋弧焊使用的电流范围 二、焊剂 埋弧焊使用的焊剂是颗粒状可熔化的物质，其作用相当于焊条的涂料。
1、对焊剂的基本要求 （1）具有良好的冶金性能与选用的焊丝相配合，通过适当的焊接工艺来保证焊缝金属获得所需的化学成分和力学性能以及抗热裂和冷裂的能力。 （2）具有良好的工艺性能即要求有良好的稳弧、造渣、成形、脱渣等性能，并且在焊接过程中生成的有毒气体少。 2、焊剂的分类 埋弧焊焊剂除按其用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂外，通常按制造方法、化学成分、化学性质、颗粒结构等分类。 （1）按制造方法可分为三大类 1）熔炼焊剂：按配方比例称出所需原料，经干混均匀后进行熔化，随后注入冷水中或激冷板上使之粒化，在经干燥、捣碎、过筛等工序而成。熔炼焊剂按其颗粒结构又可分为玻璃状焊剂（呈透明状颗粒）、结晶状焊剂（颗粒具有结晶体特点）和浮石状焊剂（颗粒呈泡沫状）。 2）烧结焊剂：将各种粉料组分按配方比例混拌均匀加水玻璃调成湿料，在750-1000℃温度下烧结，再经破碎、过筛而成。 3）陶质焊剂：将各种粉料组分按配方比例混拌均匀，加水玻璃调成湿料，将湿料制成一定尺寸的颗粒，经350-500℃温度烘干即可使用。 （2）按化学成分分类 1）按碱度分为碱性焊剂、酸性焊剂和中性焊剂。 2）按重要成分含量分类如表4-7所示。 表4-7 按主要成分含量的焊剂分类 （3）按焊剂化学性质分类： 1）氧化性焊剂含大量SiO2、MnO、或FeO的焊剂 2）弱氧化性焊剂含SiO2、MnO、FeO等氧化物较少。
焊接材料选用原则 1.编制说明 1.1本标准作为工厂产品设计，工艺文件编制和焊接材料定额制定的主要依据。 2. 焊接材料选用标准依据以下原则制定。 2．1结构钢焊接材料的选用主要考虑其熔敷金属的强度等于或略高于母材。但对于淬硬倾向较大的钢种，其底层焊缝或非主要受力焊缝，可以选用其熔敷金属强度略低于母材的焊接材料。 2. 2对于耐热钢或不锈钢的焊接材料，主要考虑其熔敷金属的化学成份应与母材基本接近。 2. 3同时要考虑到产品的工作条件和刚度大小。 2. 4同时要考虑到焊接工艺性能的因素。 2. 5为了便于工厂对焊接材料的采购和管理，尽量简化品种。 2. 6低合金钢与碳钢的异种钢焊，焊接材料选用基本原则是以机械性能达到较低一侧，而焊接工艺应按要求较高一侧。 2. 7不锈钢与其他的异种钢焊接，焊接材料选用的基本原则是考虑过渡层的焊接特性。 2. 8由于异种钢焊接情况比较复杂，某些情况下亦应通过焊接工艺试验或其它原则选定。 3．考虑到供应工作的困难及其它特殊原因，在选用标准中，专列一项“允许代用焊条（焊丝）”。 在一般情况下均应选用“应选用焊条（焊丝）”一栏中拟定的牌号。 4. 对于我厂第一次使用的新钢种，必须经过焊接工艺评定试验，确定其焊接材料，包括本标准中已列出的钢种，也必须通过焊接工艺评定试验加以验证。 5. 焊接材料选用标准（表1、表2、表3、表4）
表2常用钢材焊接材料选用表
表3异种钢材焊接材料选用表 1.低合金钢与碳钢焊接 注：1）碳钢包括Q235-A，20，20g 2）低合金钢包括：16Mn；16Mng；16MnR；20MnMo；19Mn6； 15MnV；14MnMoV；18MnMoNb；BHW-35 3）耐热钢包括：12CrMo；15CrMo；12Cr1MoV；12Cr2MoWVTiB 4）奥氏体不锈钢包括：0Cr18Ni9；1Cr18Ni9；0Cr18Ni9Ti； 1Cr18Ni9Ti；Cr20Ni14Si2；Cr25Ni13；Cr25Ni20 5）铁素体不锈钢包括：0Cr13；1Cr13 6）马氏体不锈钢包括：2Cr13；3Cr13；1Cr6Si2Mo
常用焊接材料选择及使用原则 焊工施焊前，必须对被焊工件的材质、技术要求和所用的焊接设备充分了解，正确选择焊接材料及焊接参数，保证工件的焊接质量。 常用钢材的焊接材料 焊条直径的选择 焊条直径主要取决于焊件的厚度，焊件的厚度越大选用焊条直径
越粗。厚板对接接头坡口内，第一层焊接时要用较细的焊条或用CO2气体保护焊打底。另外焊条直径还要根据焊接接头型式、坡口形式、是否焊透的情况来选择。 各种直径电焊条使用电流 焊接电流增大能提高生产率，但电流过大易造成焊缝咬边、烧穿等缺陷。电流过小也易造成夹渣、未焊透等缺陷，且降低生产率。故应适当地选择、调整焊接电流。可参考下表： 埋弧焊接使用电流 使用焊条、焊丝、焊剂的注意事项 1.焊条：
1. 1使用的焊条必须具有制造厂质量合格证。 1.2分类分牌号存放、保管，避免混乱。存放地点应通风、干燥， 离地、离墙距离应在0.3米以上，防潮变质。 1.3如发现焊条内部有锈迹，必须经试验合格后方可使用。焊条 出现严重受潮，药皮脱落等情况禁止使用。 1.4焊条使用前应按说明书规定温度烘干。一般碱性焊条（如： J507等）烘干温度为300~350℃，保温1小时；一般酸性 焊条烘干温度为75 ~ 150℃，保温1小时。烘干后的焊条缓冷至80 ~ 100℃左右，烘干升温及降温速度应缓缓增减，不宜太快，防止药皮开裂、脱落。 1.5烘干后的焊条轻拿轻放，用多少取多少，随取随用。剩余焊条应放入低温箱保存待用。重新烘干次数按焊条说明书执行，若无要求，一般可以重复烘干三次，超过三次必须征求焊条制造厂的意见。 2焊丝 2.1使用的焊丝必须具有制造厂质量合格证。 2.2分类存放、保管。存放地点应通风、干燥，离地、离墙距离 应在0.3米以上，防止锈蚀。 2.3焊前应仔细对焊丝进行检查并清理，除去锈蚀、油污和杂质， 防止焊接时产生气孔等缺陷。 3 焊剂 3.1使用的焊剂必须具有制造厂质量合格证。
焊接材料选用原则 应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能并结合压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。 焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术条件要求。 对各类钢的焊缝金属要求如下： 焊接材料标准或产品样本上所列性能都是焊材熔敷金属(不含母材金属)性能，而焊接接头性能取决于焊缝金属(包括焊；材熔敷金属和母材金属)和焊接工艺，目前没有任一焊接材料在焊接过程中可以作用于焊接接头中的热影响区而改变它的性能，从选用焊接材料来说只能考虑焊缝金属性能，为保证焊接接头性能还需焊接工艺(特别是焊后热处理，线能量)配合。JB/T4709-2000中原则规定“焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术条件要求”作为选用焊接材料总方针： JB/T4709-2000将GB 150中的低合金钢按其使用性能分为强度型低合金钢、耐热型低合金钢和低温型低合金钢，这样划分实际上也与它们的焊接特点相适应。 有人认为“通过焊接工艺评定，确定了焊接材料”这种说法是不全面的—例如焊接 16MnR钢，下列焊条都可以通过焊接工艺评定：J506，J507，J507R，J507G，J507RH， J507DF……，但施焊产品使用哪个牌号则要考虑诸多因素，如：①从焊接设备考虑，J506 使用交流焊机，J507使用直流焊机；②从抗裂性考虑，J507RH优于J507；C在容器内部施焊从劳动保护考虑，J507DF(低尘)要优于J507；④从提高效率考虑，铁粉焊条J507Fe优于了507。综合考虑上述因素后才最终确定焊条牌号。 相同钢号相焊的焊缝金属 碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且不应超过母材标准规定的抗拉强度上限。耐热型低合金钢的焊缝金属还应保证化学成分。 高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。 对于压力容器而言，焊接接头的力学性能是基本性能，而对碳素钢和低合金钢而言，焊缝金属强度与母材强度匹配又是压力容器行业和焊接行业的“热点”，研究争论甚多。焊缝金属与母材力学性能匹配应该统一考虑强度匹配、塑性匹配和韧性匹配；对于强度型低合金钢按“等强”原则选用焊接材料，焊接接头可具有足够的韧性储备，而适当“超强”也确实有利于提高接头抗脆断性能。用强度级别为700—800 MPa的高强度钢(HQ70及15MnMoVNRe)作母材，选择不同强度级别焊条焊接，进行落锤试验和深缺口宽板拉伸试验结果表明，焊缝金属过份超强或过份低强，均易促使脆性断裂，接近等强的接头最为理想。焊缝低强在工艺上还可降低预热温度、减少冷裂纹敏感性。 通常都是按熔敷金属名义保证值来选用焊接材料，而熔敷金属实际强度又往往超出名义保证值很多，如再考虑冶金因素或熔合比的作用，实际焊缝金属的强度水乎将远远高出焊接材料熔敷金属的名义保证值。愿望是“低强”匹配，现实可能是“等强”；愿望是“等强”，现实可能是“超强”。必须根据焊缝实际强度水平来分析匹配问题。 焊条、焊剂与碳钢药芯焊丝国家标准和产品样本都没有规定熔敷金属拉伸强度上限，在压力容器用焊材订货技术条件出台前，JB/T4709-2000 规定“焊缝金属应保证力学性能，且不应超过母材标准规定的抗拉强度上限值加30 MPa”。 对于耐热型低合金钢和高合金钢的焊缝金属在保证力学性能前提下还应分别保证化学成分或耐腐蚀性能，“保证”的实际意义对铬钼钢来讲是化学成分，对高合金钢来讲则是耐腐蚀性能“应高于或等于相应母材标准规定值下限或满足图样规定的技术要求”。 对高合金钢的焊缝金属来讲，JB/T4709-2000只提“耐腐蚀性能”而不提“化学成分”，这是因为高合金钢化学成分是保证耐腐蚀性能的，Cr、Ni含量提高时只会对耐腐蚀
2.1 材料选用 2.1.1 母材材料选用 2.1.1.1 钢结构对材料的要求[5] 钢结构所用的钢必须符合下列要求： 1）较高的抗拉强度f u和屈服点f y f y是衡量结构承载能力的指标，f y高则可减轻结构自重、节约钢材和降低造 价。f u是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时f u高可以增加结构的安全保障。 2）较高的塑性和韧性 塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗交变荷载作用的能力。 3）良好的工艺性能 良好的工艺性能不但能保证通过冷加工、热加工和焊接加工成各种形式结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不良影响。 此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境能力。 按以上要求，钢结构设计规范具体规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷含量的合格保证；焊接结构尚应具有冷弯试验的合格保证；对某些承受动力荷载的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。 2.1.1.2 钢结构用钢的分类[5] 在钢结构中采用的钢材主要有两种：碳素结构钢（或称普通碳素钢）和低合金结构钢。 1）碳素结构钢 根据国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）的规定，将碳素结构钢分为Q19 5、Q215、Q235、Q255和Q275等五种牌号，钢的牌号有屈服强度字母（Q）、屈 服强度值、质量等级符号（A、B、C和D）、脱氧方法符号等四部分顺序组成。 常见用钢具体参数见表2-1-1。 2）低合金钢
焊接材料的选择标准 前言： 在地面工艺流程施工建设中，大到工艺流程安装，小到管道阀门的焊补更换都离不开焊接，而只要焊接就离不开焊接材料，因此，在焊接工作中，焊接材料的工艺性能决定了焊缝质量。焊接材料的选择标准就成为保证焊接质量的关键之所在。 碳钢、铸铁、不锈钢等是目前工艺流程施工中应用最广泛的材料，对于这些不同的材质应根据母材的成分、性能及工作条件来选择焊接材料。从而保证焊缝达到施工工艺要求的焊接质量。日常工作中，此三种材料的焊接均采用手工电弧焊。因此，为满足施工工艺要求，确保焊接质量，焊条的选择标准就显得尤为重要。 众所周知，焊条是由焊芯和药皮（涂料）两部分组成。焊芯起导电和填充焊缝金属的作用，药皮则是用于保证焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性能。但是，焊条焊芯的成分和药皮的原料、名称及其作用则是不为人了解的。 一、焊芯 焊芯是焊条中的金属芯部，在电弧高温作用下熔化，与焊件金属母材熔合形成焊缝。焊芯的成分对焊缝质量有很大的影响。因此用作焊芯的钢丝通常使用平炉冶炼的优质钢，先轧制成盘条，然后再拔制成不同直径的焊芯。E4303（J422）、E5015(J507)、E5016(J506)三种焊条均使用“H08”钢芯，其中“H”表示焊芯的牌号，“08”表示焊芯中的碳含量为0.08％。“08＃”钢属于低碳钢，其塑性好，易于拉拔。 二、药皮
1、焊条药皮的组成 药皮主要由矿物、铁合金、有机物和水玻璃等四类物质组成。根据原材料的作用特点还可以分为稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘接剂等。 2、焊条药皮的作用 焊接是一个复杂的冶金反应过程，在这个过程中，焊条药皮起很大作用，主要有：①稳弧作用②造气保护作用③造渣保护作用④脱氧、去硫、去磷作用⑤渗合金作用⑥套筒保护作用。通过以上六个作用保证了焊接过程的稳定，并且使焊缝达到所要求的成分和性能。 3、根据药皮类型及特点可分为： 钛铁矿型、钛钙型、铁粉钛钙型、铁粉钛型、高纤维素钾型、高纤维素钠型、氧化铁型、铁粉氧化铁型、铁粉低氢型、低氢纳型、低氢钾型药皮。 三、药皮的酸碱度 焊条药皮中的氧化物多为酸性氧化物，其熔渣的化学性质呈酸性，药皮中主要有TiO2、MnO2、FeO、SiO2等氧化物，氧化性强，元素烧损量大，含氧、氮高，所以机械性能差。又因为酸性渣脱硫脱磷能力差，所以抗裂性能差，但其工艺性能好，对油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，并且可用交、直流电源，因此适用于一般碳钢结构的焊接。此类焊条称为酸性焊条。如：E4303（J422） 药皮中含有大量碱性氧化物同时还含有氟化钙的焊条，药皮中主要有CaCO3、CaF2、SiO2、MgCO3及大量铁合金，脱氧能力强，脱硫、脱磷能力也较强，所以机械性能和抗裂性能均较好；但是工艺性能差，对油、
101 试述低碳钢与低合金钢的焊接工艺。 ⑴焊接性低碳钢具有优良的焊接性，因此，低碳钢和低合金钢焊接时的焊接性仅决定于低合金钢的焊接性。 ⑵预热根据低合金钢的要求选用合适的预热温度。 ⑶焊接材料选择的原则是焊缝金属的强度、塑性和冲击韧度都不低于被焊钢种中的最低值，具体选择见表7-80。 表7-80 低碳钢与低合金钢焊接材料的选择 ①δ——板厚（mm）。 102 什么是不锈钢的组织图？ 焊缝的组织决定于焊缝的成分，而焊缝的成分决定于母材的熔入量，即熔合比。因此，一定的熔合比决定了一定的焊缝成分和焊缝组织。熔合比发生变化时，焊缝的成分和组织都要随之发生相应的变化。不锈钢的成分、组织和熔合比的关系图称为不锈钢的组织图，见图7-14。 图中坐标为铬当量（Cr当量）和镍当量（Ni当量），其计算式为 Cr当量（%）=Cr+Mo+1.5Si+0.5Ni(质量分数)(%) Ni当量（%）=Ni+30C+0.5Mn(质量分数)(%)
当知道了两种母材金属的化学成分后，可分别算出其铬当量和镍当量，根据两者的值在不锈钢组织图上找出相应的点，然后根据熔合比，就能确定不锈钢焊缝的组织状态。 103 试分析 1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢采用不加填充焊丝的手工钨极氩弧焊焊接时，焊缝的组织。 1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢的铬当量和镍当量，见表7-81。 表7-81 铬、镍当量值 若假设两种母材的熔化数量相同，其熔合比分别为50%， 则其组织应在不锈钢组织图a-b 连线的中点f （图7-14），由图中看出焊缝组织为马氏体。由此可见，1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢采用手工钨极氩弧焊焊接时，如果不加填充焊丝，则在焊缝中要避免出现马氏体组织是不可能的。 104 为什么1Cr18Ni9Ti 不锈钢和Q235-A 低碳钢手弧焊时，应选用 E1-23-13-16、E1-23-13-15（A302、A307）焊条？ 今用E0-19-10-16（A102）、E1-23-13-15（A307）、E2-26-21-15（A407 ）三种焊条进行分析比较，该三种焊条的铬、镍当量值及在不锈钢组织图上的位置，分别见表7-82、图7-14。 表7-82 奥氏体不锈钢焊条的铬、镍当量值
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。
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。
常用焊材一览表 序号品名适用焊接方法AWS级别AWS NO.备注 1CHG-56GTAW(气体保护钨极焊）ER70S-6* 2TIG-50GTAW(气体保护钨极焊）ER70S-G A5.18 3TGS-50GTAW(气体保护钨极焊）ER70S-G A5.18进口焊材 4CHE58-1SMAW(手把焊）E7018-1A5.1 5TIG-52-18SMAW(手把焊）E7018A5.1进口焊材 6B-52LT-18SMAW(手把焊）E7018-1A5.1 7LB-52U SMAW(手把焊）E7016A5.1 8TWE-711FCAW(药芯弧焊)E71T-1A5.20 9JW-1SAW(埋弧焊）EH14A5.17 不锈钢焊材 10TS-316L SMAW(手把焊）E316L-16A5.4 11TGS-316L GTAW(气体保护钨极焊）ER316L A5.9 12TW-316L GTAW(气体保护钨极焊）ER316L A5.9 特殊焊材 13TIGER2209GTAW(气体保护钨极焊）ER2209A5.9双相不锈钢材料用焊材14TGS-2209GTAW(气体保护钨极焊）ER2209A5.9 15TIG-625堆焊ER NiCrMo-3A5.14堆焊焊丝 16ER100S-G GTAW(气体保护钨极焊）ER100S-G A5.28 17TS-309SMAW(手把焊）E309-16A5.4不锈钢与碳钢相焊用焊材18JGS-309GTAW(气体保护钨极焊）ER309A5.9 19K-8018-C3SMAW(手把焊）E8018-C3A5.5 20ERCuNi GTAW(气体保护钨极焊）ERCuNi A5.7铜镍焊丝 国标压力容器用焊材 21J507SMAW(手把焊）E7015A5.1 22J427GTAW(气体保护钨极焊）GB4315 23CHW-S3SAW(埋弧焊）H10Mn2 24H08Mn2SiA GTAW(气体保护钨极焊）H08Mn2SiA 注意：当上表中的AWS级别栏里的表示相同时，说明这几种焊材是同级别的可互相替代。
常用异种钢焊接选用的焊接材料 接头钢号 焊条电弧焊钨极氩弧焊埋弧焊CO2气体保护焊型号牌号牌号焊丝钢号焊剂型号焊剂牌号焊丝钢号 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、E4303J422TIG— J50H08A HJ401—H08A HJ431 H08MnSiA 10、20、20g、20G、20R与 16Mn、E4315J427TG— 50H08MnA（GB/T5293） （ GB/T14958）16MnR（GB/T5117）H08MnSiA（GB/T14957） Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、E4315J427 H08Mn2SiA 10 、 20、 20g、 20G、 20R 与E5015J507H08MnA HJ401—H08A H08Mn2SiA H10MnSi HJ431 15MnVR、15MnNbR、（GB/T5118）（GB/T14957）（ GB/T5293）（ GB/T14958） （GB/T14957） 20MnMo Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、E4315J427 H08Mn2SiA 10 、 20、 20g、 20G、 20R 与E5015J507H08MnA HJ401—H08A H08Mn2SiA H10MnSi HJ431 13MnNiMoNbR、18MnMoNbR、（GB/T5118）（GB/T14957）（ GB/T5293）（ GB/T14958） （GB/T14957） 20MnMoNb、07MnMoVR Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、E4315J427 10 、 20、 20g、 20G、 20R 与E5015J507 H08Mn2SiA 12CrMo、 12CrMoG、 15CrMo、（GB/T5118）H08MnA HJ401—H08A H08Mn2SiA H10MnSi HJ431 15CrMoG、 15CrMoR、14Cr1Mo、E309—15A307（GB/T14957）（ GB/T5293）（ GB/T14958） （GB/T14957） 14Cr1MoR 、 12Cr1MoV 、（GB/T983） 12Cr1MoVG Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、E309—15A307 10 、 20、 20g、 20G、 20R 与（GB/T983） H1Cr24Ni13HJ260 12Cr2Mo、12Cr2MoG、12Cr2Mo1、 12Cr2MoR、 E4315J427H10MnSi H08MnA HJ401—H08A HJ431H08Mn2SiA Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、（GB/T5118）（GB/T14957）（GB/T14957）（ GB/T5293）（ GB/T14958）10、20、20g、20G、20R与 1Cr5Mo E309—15A307 H1Cr24Ni13HJ260 （GB/T983）