焊絲中所含金屬元素對焊接質(zhì)量標準的影響

對于焊絲中含有Si、Mn、S、P、Cr、AI、Ti、Mo、V等合金元素。這些合金元素對焊接性能有何影響，下面分別說明；

硅（Si）

硅是焊絲中最常用的脫氧元素，它可以防止鐵與氧化合，并可在熔池中還原FeO。但是單獨用硅脫氧，生成的SiO2熔點高（約1710℃），且生成物的顆粒小，難以從熔池中浮出，易造成焊縫金屬夾渣。

錳（Mn）

錳的作用與硅相似，但脫氧能力比硅稍差一些。單獨用錳脫氧，生成的MnO密度較大（15．11g／cm3），也不易從溶池中浮出。在焊絲中含錳，除了脫氧作用外，還能和硫化合生成了硫化錳（MnS），并被除去（脫硫），故可降低由硫引起的熱裂紋的傾向。 由于單獨用硅和錳脫氧，都難以除去脫氧的生成物。故目前多采用硅錳聯(lián)合脫氧，使生成的SiO2和MnO復合成硅酸鹽（MnO·SiO2）。MnO·SiO2的熔點低（約1270℃）且密度?。s3．6g / cm3），在熔池中能凝聚成大塊熔渣而浮出，達到良好的脫氧效果。

錳也是鋼材中的重要合金元素，也是重要的淬透性元素，它對焊縫金屬的韌性有很大影響。

當Mn含量＜0．05％時焊縫金屬的韌性很高； 當Mn含量＞3％后又很脆；

當Mn含量 = 0．6～1．8％時，焊縫金屬有較高的強度和韌性。

硫（S）

硫在鋼中常以硫化鐵的形式存在，并呈網(wǎng)狀分布在晶粒邊界，因而顯著地降低鋼的韌性。鐵加硫化鐵的共晶溫度較低（985℃），因此，在進行熱加工時，由于加工開始溫度一般為1150～1200℃，而鐵和硫化鐵共晶已經(jīng)熔化，從而導致加工時開裂，這種現(xiàn)象就是所謂“硫的熱脆性”。硫的這種性質(zhì)使鋼在焊接時產(chǎn)生熱裂紋。因此，一般在鋼中對硫的含量都嚴格加以控制。普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼以及高級優(yōu)質(zhì)鋼的主要區(qū)別就在于硫、磷含量的多少。

前面提到，錳有脫硫作用，這是因為錳可與硫形成高熔點（1600℃）的硫化錳（MnS），它呈粒狀分布于晶粒內(nèi)。在熱加工時，硫化錳有足夠的塑性，因而消除了硫的有害作用。因此鋼中保持一定的含錳量是有益的。

磷（P）

磷在鋼中能全部溶于鐵素體內(nèi)。它對鋼的強化作用僅次于碳，使鋼的強度和硬度增加，磷能提高鋼的抗腐蝕性能，而塑性和韌性則顯著降低。特別在低溫時影響更為嚴重，這稱為磷的冷跪傾向。故它對焊接不利，增加鋼的裂縫敏感性。作為雜質(zhì)，磷在鋼中的含量也要加以限制。

鉻（Cr）

鉻能提高鋼的強度和硬度而塑性和韌性降低不大。鉻具有很強的耐蝕、耐酸的能力，所以奧氏體不銹鋼中一般都含有較多的鉻（13%以上）。鉻還具有很強的抗氧化能力和耐熱性。因此，鉻在耐熱鋼中應用也很廣，如12CrMo、15CrMo 5CrMo 等。鋼中都含有一定量的鉻。

鉻是奧氏體鋼的重要組成元素和鐵素體化的元素，它在合金鋼中能提高在高溫時的抗氧化能力和機械性能。在奧氏體不銹鋼中，當鉻鎳的總量為40％，Cr／Ni = 1時，有熱裂縫傾向；當Cr／Ni = 2．7時，就沒有熱裂縫傾向。所以一般18－8型鋼中Cr／Ni = 2．2～2．3左右時，鉻在合金鋼中就容易產(chǎn)生碳化物，使合金鋼導熱變差，容易產(chǎn)生氧化鉻，使焊接造成困難。

鋁（AI）

鋁是強烈的脫氧元素之一，故用鋁作脫氧劑，不僅可少產(chǎn)生FeO，且易于使FeO還原，有效地抑制在熔池中產(chǎn)生的CO氣體的化學反應，提高抗CO氣孔的能力。另外，鋁還能和氮化合而起固氮作用，故也能減少氮氣孔。但是用鋁脫氧，生成的AI2O3熔點很高（約2050℃），以固態(tài)存在熔池中，容易引起焊縫夾渣。同時，含鋁的焊絲容易引起飛濺，鋁的含量過高還會降低焊縫金屬抗熱裂能力， 因而焊絲中含鋁量必須嚴格控制，不宜過多。若在焊絲中含鋁量控制適當，則在焊縫金屬的硬度、屈服點、抗拉強度均稍有提高。

鈦（Ti）

鈦也是一種強烈的脫氧元素，且也能和氮化合成TiN而起固氮作用，提高焊縫金屬抗氮氣孔的能力。 若Ti和B（硼）在焊縫組織中含量適當，可以使焊縫組織得到細化。

鉬（Mo）

鉬在合金鋼中能提高鋼的強度、硬度，細化晶粒，防止回火脆性和過熱傾向，提高高溫強度、蠕變強度及持久強度、含 鉬小于0．6％時，可以提高塑性，減少產(chǎn)生裂紋的傾向，提高沖擊韌性。鉬有促進石墨化的傾向。故一般含鉬的耐熱鋼如16Mo、12CrMo、15CrMo等含鉬量約在0．5％左右。鉬在合金鋼中的含量在0．6 ～1．0％時，鉬會使合金鋼的塑性和韌性下降，增加合金鋼的淬火傾向。

釩（V）釩可提高鋼的強度，細化晶粒，降低晶粒長大傾向，提高淬硬性。釩是較強烈的碳化物形成元素，所形成的碳化物在650℃以下都是穩(wěn)定的。有時效硬化作用。釩的碳化物具有高溫穩(wěn)定性，因而能提高鋼的高溫硬度。釩能夠改變碳化物在鋼中的分布狀況，但是釩容易生成難熔的氧化物，增加了氣焊和氣割的困難。一般焊縫中含釩量在0．11％左右時，可以起到固氮作用，變不利為有利。

如何預防焊絲中雜質(zhì)對焊接質(zhì)量的影響

一、焊絲儲存方面的預防

首先焊絲要選用合乎國家標準的大廠商生產(chǎn)的焊絲。其次對已入庫焊絲要注意科學的保養(yǎng)和存放

1、 產(chǎn)品拆封后，在保質(zhì)期內(nèi)你可以直接施焊，不需任何焊前處理。產(chǎn)品出廠包裝密封條件下金橋焊條可保存二年以上，拆開包裝后注意塑料密封，至于干燥、通風處，以免焊絲表層氧化。

2、 產(chǎn)品應置于通風、干燥及酸、堿、油介質(zhì)隔離的地方存放。

3、 產(chǎn)品在運輸中應避免摔撞和受潮，以免損壞焊絲盤和影響焊絲質(zhì)量。

4、 焊絲拆去包裝后，建議在焊絲上方施加適當?shù)姆缐m遮蓋物。

5、 對于超過保存期的焊絲，建議在焊前進行焊絲表面清理。

二、 焊接過程中的預防

焊接過程中嚴格按照二保焊焊接參數(shù)進行焊接，可以有效避免焊絲中雜質(zhì)對焊接質(zhì)量的影響。

（1）焊絲直徑

焊絲的直徑通常是根據(jù)焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求選擇。焊接薄板或中厚板的全位置焊縫時，多采用1.6mm以下的焊絲（稱為細絲CO2氣保焊）。焊絲直徑的選擇參照下表

（2）焊接電流焊接電流的大小主要取決于送絲速度。送絲的速度越快，則焊接的電流就越大。焊接電流對焊縫的熔深的影響最大。當焊接電流為60~250A，即以短路過渡形式焊接時，焊縫熔深一般為1mm~2mm；只有在300A以上時，熔深才明顯的增大。

（3）電弧電壓短路過渡時，則電弧電壓可用下式計算： U=0.04I+16±2(V)此時，焊接電流一般在200A以下，焊接電流和電弧電壓的最佳配合值見表2。當電流在200A以上時，則電弧電壓的計算公式如下。U=0.04I+20±2(V)

（4）焊接速度半自動焊接時，熟練的焊工的焊接速度為18m/h~36m/h；自動焊時，焊接速度可高達150m/h。

（5）焊絲的伸出長度一般的焊絲的伸出長度約為焊絲的直徑的10倍左右，并隨焊接電流的增加而增加。

（6）氣體的流量正常的焊接時，200A已下薄板焊接，CO2的流量為10L/min~25L/min.200A以上厚板焊接，CO2的流量為15L/min~25L/min.粗絲大規(guī)范自動焊為25L/min~50L/min。