选择焊接材料的基本原则
一个定义
焊接材料：焊接过程中消耗的材料（包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、焊条、焊剂等）的总称。
焊条：用于电弧焊的涂层熔化电极。
焊丝：焊接时用作填充金属的金属丝，也可用于导电。
焊剂：焊接时能熔化形成熔渣（有时也有气体）的粒状物质，在熔融金属中起保护和冶金作用。
保护气体：焊接过程中用于保护焊接区域金属熔滴、熔池和高温金属，防止外部有害气体进入焊接区域的气体。
电极：焊接时，利用金属丝（焊丝、电极）、棒（石墨棒、钨棒）、管、板等来传导电流，熔化填充材料和母材或其本身作为填充材料。 在电阻焊中，它是指用于传导电路和传递压力的金属电极。
焊剂：气焊时使用的粉状物质，用于去除焊接过程中形成的氧化物，改善熔池的润湿性。
选择焊接材料的一般原则
1.焊条
焊条的基本要求：
(1)焊条熔敷金属应具有良好的力学性能
(2)焊条熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其性能要求。
(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和裂纹性能
(5)焊条应具有良好的外观(皮)质量
焊条成分：
焊条由焊芯和药皮两部分组成。 焊条中被药皮覆盖的金属芯就是焊芯。 其主要作用是导电并在焊条末端形成电弧。 同时，焊芯被电弧的热量熔化，然后冷却，形成具有一定成分的熔敷金属。 焊条中焊芯表面涂敷的药皮称为药皮。 其主要作用是机械保护、冶金处理和改善焊接工艺性能。
焊条的分类：
根据焊渣的碱度分为酸性焊条和碱性焊条； 按镀层主要成分分为钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型； 按用途分为结构钢焊条（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）。
焊条型号及等级：
焊条的牌号应包括以下含义：焊条、焊条类型、焊条特性（如熔敷金属的抗拉强度、工作温度、芯部金属类型、熔敷金属的化学成分类型等）、药皮类型和焊接电源。
根据GB/T 5117-1995《碳钢焊条》和GB/T 5118-1995《合金钢焊条》的规定，焊条型号的主要结构由字母“E”和四位数字组成。 其结构及含义如下：
EE：表示焊条
X1X2：焊条系列，即熔敷金属的最小抗拉强度
X3：焊条焊接位置
X4：焊条涂层型和焊接电源型
例如：E 5015 E：焊条
50：熔敷金属抗拉强度σb≥
1：所有位置（0、1所有位置；2平焊和平角焊；4：平焊、立焊、仰焊、立向下焊仅适用于碳钢焊条）
低合金钢焊条：
E X1X2 X3 X4-□-□
E：焊条
X1X2：熔敷金属的最小抗拉强度
X3：电极的焊接位置（0、1为所有位置；2为平焊和平角焊）
X4：焊接电流类型和涂层类型以数字表示
□1：熔敷金属化学成分分类代号，用字母表示
□2：附加化学成分，用化学元素符号表示
不锈钢焊条：
E 308L-16
E：表示焊条
308L：熔敷金属化学成分，L代表超低碳，
308表示焊条熔敷金属化学成分类型
其他类型的焊条不再赘述。
2.焊丝
焊丝的基本要求：
焊丝在焊接过程中起着传导电流、填充金属和过渡合金的作用。 自保护药芯焊丝在焊接过程中还起到保护或脱氧、除氮的作用。 因此，要求焊丝具有规定的化学成分和机械性能，对其尺寸和表面质量也应提出明确的技术要求。
焊丝的分类：
按结构分为药芯焊丝和实芯焊丝。 药芯焊丝根据结构和填料分为多种类型。 按钢种分为低碳钢焊丝、低合金钢焊丝（高强度钢用焊丝、Cr-Mo耐热钢焊丝、低温钢用焊丝）、不锈钢钢焊丝、硬质合金堆焊焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、铸铁焊丝等； 按焊接方法分为埋弧焊丝、电渣焊丝、CO2气体保护焊丝、氩弧焊丝、（TIG焊丝、MIG焊丝、MAG焊丝）、自保护焊丝、堆焊焊丝、气焊丝。
焊丝型号或等级
(1)焊接用碳钢、低合金钢、不锈钢丝
除GB/T8110-95外，焊丝型号或牌号均用字母H表示。气体牌号编制如下：用字母H表示焊丝； H后面的一位或两位数字代表碳含量（平均近似值）； 化学元素符号后跟数字表示该元素的近似质量分数。 当主要合金元素质量分数≤1%时，数字可省略，仅标注元素符号； 当焊丝牌号末尾标有A或E时，表示为优质品或优质品表示S、P等杂质含量较低。
例如：
H：焊丝08：含碳量，质量分数约0.08%
Mn2：Mn含量质量分数约2% Si：Si含量质量分数≤1%
A：优质产品，S、P质量分数约≤0.03%
(2)气体保护焊用碳钢和低合金钢焊丝
根据GB/T8110-95规定，焊丝型号的表示方法为ERXX-X：字母ER代表焊丝，ER后面的两位数字代表熔敷金属的最小抗拉强度，字母或以下数字 - 代表焊丝的化学成分。 分类代码。 当添加其他化学成分时，可以直接用元素符号表示，并与前面的数字用破折号-隔开。
例如：ER55-B2-Mn
ER：焊丝55：熔敷金属的最小抗拉强度为
B2：焊丝化学成分分类代号 Mn：表示焊丝含有Mn元素
2. 助焊剂
助焊剂的基本要求：
(1)具有良好的冶金性能
(2)具有良好的焊接工艺性能
(3)含水率低，防潮性能好
(4)焊剂中机械夹杂物的质量分数不应大于0.3%
(5)焊剂应具有较低的S、P含量，S≤0.06%； ≤0.08%
(6)焊剂应有一定的粒度，普通8-40目，细粒度14-60目
(7)电渣焊焊剂，为了获得良好的焊接接头，焊剂有以下要求
炉渣的电导率应在适当的范围内； 炉渣的粘度要适当； 应控制助焊剂的蒸发温度。
此外，焊剂还应具有良好的除渣性、抗裂性和抗气孔性。
助焊剂的分类：
熔剂常分为熔炼熔剂和非熔炼熔剂（结合熔剂、烧结熔剂）等。
例如：HJ431
HJ：埋弧焊、电渣焊用熔炼焊剂
4：焊剂类型为高锰
3：助焊剂类型为高硅低氟
1：品牌编号，同型号不同编号，按0、1...9排列
二、焊接材料的选择
为了获得高质量的焊接接头，首先要合理选择焊接材料。
1、满足焊接接头的性能要求
包括常温和高温短期强度、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接头性能的特殊要求，如持久强度、蠕变极限、高强度等。耐温氧化、耐腐蚀性能等
2、焊接接头制造工艺性能和焊接工艺性能要求
焊接构件在制造过程中不可避免地要经历各种成形和切削加工，如冲压、滚压、弯曲、车削、刨削等，这就要求焊接接头具有一定的塑性变形能力和切削性能。 焊接工艺根据母材可焊性的差异，要求焊接材料具有良好的工艺性能，并具有相应的抵抗裂纹等缺陷的能力。
3、合理经济
在满足上述各种使用性能和制造性能的最低要求的同时，应选择廉价的焊接材料，以降低制造成本，提高经济效益。 例如，重要部件用低碳钢焊条进行电弧焊时，应优先选用碱性药皮焊条，因为碱性焊条脱氧、脱硫充分，含氢量低，焊缝金属具有良好的抗裂性能和冲击韧性。 对于一些非重要部件，可以采用酸性焊条，因为酸性焊条不仅具有良好的加工性能，可以满足非重要部件的性能要求，而且价格便宜，可以降低制造成本。
三、普通钢和低合金钢焊接材料的选择
(一)等强度原则
作为构件的一部分，焊接接头的焊缝抗拉强度不应小于母材标准抗拉强度的下限。 同时应注意，焊接材料熔敷金属的抗拉强度不能比母材金属的抗拉强度高太多。 否则，焊缝的塑性会降低，硬度会增加，不利于后续的制造和成型。
高温作业的焊接接头在选择焊接材料时，还应考虑其高温短期拉伸强度或持久强度不低于母材的相应值。
焊接一般碳钢和普通低合金钢时，选择焊接材料时主要考虑焊接材料的抗拉强度，不需要考虑熔敷金属的化学成分与母材的匹配； 但焊接Cr-Mo耐热钢材料时，应选择焊接材料。 材料不仅要考虑熔敷金属的化学成分与母材的匹配，还要考虑合金元素的匹配钢材焊接焊条选择，以保证焊接接头的整体性能与母材一致。
特殊情况下钢材焊接焊条选择，构件设计时根据材料的屈服强度计算许用应力时，屈服强度的等强度必须作为重要考虑因素。
(2)等韧性原则
选择焊接材料时，应保证焊缝的冲击韧性满足相关标准的要求。 由于部件的使用条件不同，在使用过程中经常会因韧性不足而发生脆性破坏。 特别是在低温下工作的部件或高强度厚壁部件更容易发生脆性破坏。 因此，相关标准对焊接接头的冲击韧性指标有明确的要求。 但不同的标准对接头冲击韧性的要求不同。 《蒸汽锅炉安全监察规程》规定，焊接接头的冲击韧性不得低于母材规定的冲击韧性下限。 当母材无冲击韧性要求时，不应低于27J。 GB 150《钢制压力容器》规定，接头冲击韧性值要求根据钢材的最小抗拉强度确定。 对于碳钢和低合金钢，接头的最低冲击韧性要求见表3-40。
低温容器的冲击韧性值不应低于基材规定值的下限。 ASME 规范 VIII-1 根据材料的强度等级、厚度、工作温度以及设计应力与许用应力之比来确定接头是否为接头。 以保证冲击韧性性能。 如果接头有冲击韧性要求，则根据材料的强度等级和厚度规定冲击韧性的最小保证值。
(3)考虑制造工艺的要求和影响
焊接后，部件往往要经过各种成型工艺，如滚压、冲压、弯曲、校直等工序。 因此，焊接接头和母材必须具有一定的加工变形能力。 最重要的是冷变形能力。 方法是接头的弯曲试验
四、奥氏体不锈钢焊接材料的选择
焊接材料和母材的强原理并不完全适用于奥氏体不锈钢。 如果奥氏体不锈钢用于耐腐蚀条件，则对强度没有具体要求。 主要考虑的是焊缝的耐腐蚀性能。 若在高温高压工况条件下使用，短期工作要求有一定的高温短期强度，长期工作要求焊缝金属有足够的持久强度和蠕变极限。 例如：SA213-管材用于高温、高压工况。 ，电弧焊时需要选择含碳量较高的E308H焊条。
a) 考虑熔敷金属的化学成分
焊接奥氏体不锈钢时，选择焊接材料时，更重要的是要考虑熔敷金属的化学成分应与母材金属的化学成分相当。 只要焊接材料的熔敷金属的化学成分与母材相当，则这种焊缝金属的使用性能就可以与母材相当，包括机械性能、耐腐蚀性能等。另外，还必须特别注意制造技术条件或图纸的耐腐蚀性能的特殊要求。 为了防止焊接过程中出现晶间裂纹，最好采用含Ti、Nb的低碳（超低碳）不锈钢焊接材料。 如果焊条药皮或焊剂中SO2含量过高，则不适宜焊接高镍含量的奥氏体钢。 为了防止焊缝产生热裂纹（凝固裂纹），应控制P、S、Sb、Sn杂质的含量，尽可能避免焊缝金属中形成单相奥氏体组织。
b) 考虑焊缝中的铁素体含量
尽管许多消息来源指出，奥氏体不锈钢焊缝中的铁素体含量有利于降低焊缝金属的裂纹倾向，但大量纯奥氏体焊缝金属已在生产应用中使用多年，并且接头性能良好。 另外，某些介质中适当的铁素体含量有利于耐蚀性，但对低温条件下焊缝金属的冲击韧性不利。 综合考虑，一般奥氏体不锈钢中铁素体含量为4-12%，因为铁素体含量为5%即可获得满意的耐晶间腐蚀性能。
c) 考虑焊接方法的影响
选择奥氏体不锈钢焊接材料时，应注意焊接方法对熔敷金属化学成分的影响。 钨极氩弧焊对焊缝金属化学成分变化的影响最小。 除C和N外，未稀释的焊缝金属几乎没有变化。 其中，C损失最大。 对于含0.06%C的焊丝，氩弧焊未稀释熔敷金属中C含量为0.04%，而焊缝金属中N含量增加约0.02%。 熔化极气体保护焊中Mn、Si、Cr、Ni、Mo的含量可能略有变化，而C的损失仅为氩弧焊的1/4，而N的含量增加较多，用量根据焊接工艺的不同，增加量也不同。 高达 0.15%。
焊条电弧焊和埋弧焊时，焊缝金属的合金元素受到药皮、焊剂、焊芯和焊丝的影响。 特别是那些通过药皮或焊剂转移合金元素的焊接材料不能与焊芯和焊丝一起使用。 估计焊缝金属的化学成分。 当然，焊缝中的铁素体含量可以从焊缝金属中的合金含量来估算，但这种估算与实际值有一定的偏差，因为焊接过程的冷却速度也会影响铁素体含量。 一致认为，如果焊缝金属中的合金元素含量完全相同，但如果焊接方法不同，铁素体含量也不同。 带材堆焊铁素体含量最高，其次是埋弧焊、焊条电弧焊、CO2气体保护焊、MAG焊、MIG焊、氩弧焊铁素体含量最低。 但即使采用相同的带材堆焊，不同部位焊缝的铁素体含量也不同。 测量时发现，收弧点和起弧点的铁素体含量比中间段低约2-3%。 随着不锈钢材料和焊接材料的标准化，奥氏体不锈钢焊接材料的选择变得简单。 您可以通过不锈钢的牌号选择相应的焊接材料牌号。 例如焊接SA-240-316不锈钢时，可以直接选用E316焊条。
五、不锈钢焊接材料的选择
焊接马氏体不锈钢时，最好使用与母材质量相同的焊接材料。 例如焊接1Cr13钢时，应选用E410系列焊接材料，焊条电弧焊材料牌号为G217。 但普通1Cr13相应焊接材料的焊缝金属组织为粗大马氏体和铁素体。 这种结构硬而脆，容易形成裂纹。 此外，焊件必须在250-350°C下预热。 为了改善性能，限制焊接材料中的S、P含量，控制Si含量（≤0.30%），并降低C含量。 添加少量Ti、Al、Ni可细化晶粒，降低淬透性。 数据表明，在焊接材料中添加Nb含量（最高约0.8%），可以获得单相铁素体组织。 CO2气体保护焊时，必须增加焊丝中Ti、Mn元素的含量，以达到脱氧的目的。
马氏体不锈钢也可用作奥氏体不锈钢的焊接材料。 此时必须考虑母材稀释对焊缝金属成分的影响，通过适当的Cr、Ni含量可以避免焊缝金属中马氏体组织的形成，如焊条电弧焊时， A312()焊条用于焊接1Cr13马氏体钢。
六、不锈钢焊接材料的选择
铁素体不锈钢通常采用与母材同质量的焊接材料，但焊缝的铁素体组织粗大，韧性较差。 通过增加焊接材料中的Nb含量可以改善回火铁素体组织。 同时，通过热处理提高焊缝金属的韧性。
七、异种钢焊接材料的选择
低碳钢与低合金钢之间的焊接以及不同材质的低合金钢之间的焊接都属于同种异种钢的焊接。 此类钢之间的焊接，可根据低牌号材料、低强度等级材料或低合金元素含量来选择焊接材料。 选择低档材料比高档材料焊接性能更好，而且价格更便宜，有利于降低制造成本。
1.焊接材料的定义是什么？ 包括哪些材料？
答：焊接过程中消耗的材料的总称。
焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、焊条、溶剂等。
2、碳钢和低合金钢焊接材料的选择原则是什么？
答案：1）等强原则
2）等韧性原则
3）考虑制造工艺的要求和影响
3、通常焊接低碳钢和低合金钢时，焊接材料应按低牌号材料选择还是按高牌号材料选择？ 电弧焊20g和焊条时，应使用什么焊条？
答：以低档材料为主选择焊材。
选用J507焊条。 （GB E5015或AWS E7015均可）
4、GB E5515-B2中的“E”是什么意思？ “55”是什么意思？ 当你看到这个牌号时，你能看出它是用什么钢来焊接的吗？
答：“E”代表焊条
“55”表示熔敷金属的最小抗拉强度为540Mp。
用于焊接Cr-Mo耐热钢。 您还可以回答、、、、SA-、、、、、等。
5、“H”、“08”、“Mn2”、“Si”、“A”分别代表什么意思？
答：“H”代表焊丝
“08”表示C含量约为0.08%
“Mn2”表示Mn含量约为2%
“Si”表示Si含量≤1%
“A”代表优质产品
6． GB E5015和AWS 5.1 E7015中的“50”和“70”是什么意思？
答：“50”表示熔敷金属的最小抗拉强度为
“70”表示熔敷金属的最小抗拉强度为70ksi，即
