第3章 氣焊絲與氣焊溶劑
3.1 氣焊絲
3.1.1 鋼焊絲中的化學元素對焊接質量的影響
氣焊用的焊絲起填充金屬的作用，與熔化的母材一起組成焊縫金屬。氣焊時，焊絲的化學成分直接影響到焊縫金屬的性能。
（1）碳（C）
碳是鋼中的主要合金元素，隨著含碳量的增加，鋼的強度、硬度增加，但塑性降低。若含碳量過高，就會使鋼的淬火傾向增加，特別是鋼中存在更多的其他合金元素時，淬硬傾向就更大，在焊接過程中，碳是良好的脫氧劑，但由于在高溫下還原作用過分強烈，會引起較大的飛濺和產生氣孔。因此，常用的低碳鋼焊絲的含碳量規定應小于0.2%。
（2）硅（Si）
硅是脫氧制和合金劑。鋼中適量的硅能提高鋼的強度，但如果硅含量過高，就會降低鋼的塑性和韌性。在焊接過程中，硅與氧生成二氧化硅，硅含量多時，容易造成共渣和降低焊縫的塑性。所以，除合金鋼焊絲外，焊絲中的含硅量應控制在0.07%以內。
（3）錳（Mn）
錳在鋼中是合金劑、脫氧劑和脫硫劑。鋼中錳的含量在2%以下時，錳起強化基體作用，可提高鋼的強度和韌性。但含錳量超過了2%時，將會增加鋼的淬火傾向。在焊接過程中，錳與氧生成氧化錳（MnO），與硫生成硫化錳，氧化錳與硫化錳變成熔渣浮于熔池表面，從而減少了產生熱裂紋的傾向。一般碳素鋼焊絲的含錳量為0.3%～0.55%，低合金鋼或合金鋼焊絲的含錳量可達2%。
（4）鉻（Cr）
鉻在合金鋼和不銹鋼中是一種合金元素，能夠提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性等。在低碳鋼中的鉻是雜質，會被氧化成難熔的三氧化二鉻（Cr2O3），形成夾渣。故在一般碳素鋼焊絲中鉻含量不應大于0.2%。
（5）鎳（Ni）
鎳在合金鋼和不銹鋼中是合金元素，在一般鋼中是有害雜質。由于在焊接過程中，少量的鎳會與硫結合，產生低熔點共晶，故在一般鋼焊絲中規定含鎳量應在0.3%以下。
（6）硫（S）
硫在鋼中是極其有害的雜質，硫能引起偏析，導致鋼的成分不均勻，還能降低金屬的耐腐蝕性。在焊接過程中。硫與鐵能化合成硫化亞鐵。硫化亞鐵為低熔點化合物，并能與其他化合物生成熔點更低的低熔點共晶，而導致熱裂紋。所以在一般焊絲中規定含硫量不得大于0.04%；優質焊絲中不大于0.03%；高級優質焊絲中不大于0.025%。
（7）磷（P）
磷在鋼中也是極其有害的雜質。磷在鋼中以磷化鐵的形式存在，磷化鐵的存在大大地降低鋼的沖擊韌性。在焊接過程中生成的磷化鐵導致焊縫金屬變脆，產生冷脆現象。磷化鐵還能與其他物質形成低熔點共晶物，產生熱裂紋。所以一般焊絲中規定含磷量不得大于0.04%；優質焊絲中不大于0.03%；高級優質焊絲中不大于0.025%。
在焊接過程中，由于氣體、熔渣和液體金屬的相互作用，使一些有益的合金元素燒損，使焊縫的組織和性能發生變化，為了使焊接接頭具有一定的力學性能和滿足某些特殊性能的要求，在焊縫中需要補充一些合金元素。例如在氣焊灰鑄鐵時，為了防止焊縫金屬產生白口，應使焊絲中碳、硅含量高于母材，尤其是冷焊時，氣焊絲中碳、硅含量可高達4.5%。若在焊絲中加入一定量的鉬（Mo），則可提高焊縫的耐熱和抗裂性能。為提高工件的耐磨性，生產中常用一些堆焊焊絲使工件表面滲入必要的合金元素。
3.1.2 碳素結構鋼和合金結構鋼焊絲
一般低碳鋼焊件采用的焊絲有H08、H08A；重要的低碳鋼焊件用H08Mn、H08MnA；中等強度焊件用H15A；強度較高的焊件用H15Mn。焊接屈服強度為300MPa和350MPa的普通低合金鋼時，采用的焊絲有H08A、H08Mn和H08MnA。
焊接中碳鋼和低合金結構鋼時，可采用碳素結構鋼焊絲，如H08Mn、H08MnA、H10Mn2及H10Mn2MoA等。
碳素結構鋼和合金結構鋼焊絲見表3-1和表3-2。
3.1.3 不銹鋼焊絲
奧氏體不銹鋼焊絲見表3-3。
3.1.4 鑄鐵焊絲
根據《鑄鐵焊條及焊絲》（GB/T 10044—2006），填充焊絲的型號中，“R”表示填充焊絲，“Z”表示用于鑄鐵焊接，在“RZ”后面用焊絲主要化學元素符號或金屬類型代號表示，再細分時用數字表示。氣焊用鐵基鑄鐵填充焊絲有以下幾種。
（1）RZC型灰口鑄鐵填充焊絲
RZC型是采用石墨化元素較多的灰口鑄鐵澆鑄成焊絲，適用于中小型薄壁件鑄鐵的氣焊，可以配合焊粉使用?？刹捎脽岷富虿活A熱焊法。熱焊是焊前把工件預熱至600℃左右，在400℃以上焊補，焊后在600～700℃保溫消除應力，焊縫可加工，其硬度、強度及顏色與母材相同；不預熱焊是焊前工件不預熱或局部預熱，焊后緩冷，焊縫可加工，其硬度、強度及顏色與母材基本相同。
（2）RZCH型合金鑄鐵填充焊絲
RZCH型焊絲中含有一定數量的合金元素，焊縫強度較高。適用于高強度灰口鑄鐵及合金鑄鐵等氣焊?？梢耘浜虾阜凼褂?，補焊工藝與RZC型基本相同。根據需要，焊后可以進行熱處理。
（3）RZCQ型球墨鑄鐵填充焊絲
RZCQ型焊絲中含有一定數量的球化劑，焊縫中的石墨呈球狀，具有良好的塑性和韌性。適用于球墨鑄鐵、高強度灰口鑄鐵及可鍛鑄鐵的氣焊。補焊工藝與RZC型基本相同，焊后進行熱處理。氣焊用鑄鐵焊絲的型號和化學成分見表3-4。
表3-4 氣焊用鑄鐵焊絲的型號和化學成分（質量分數）
3.1.5 銅及銅合金焊絲
銅及銅合金常用的氣焊焊絲見表3-5。
表3-5 銅及銅合金常用的氣焊焊絲
氣焊錫青銅時可采用與母材類似的青銅棒作焊絲，但含錫量應當比母材高出1%～2%，或用含磷（P）、硅（Si）、錳（Mn）等脫氧元素的青銅棒。氣焊鋁青銅時也采用與母材相同成分的焊絲。
3.1.6 鋁及鋁合金焊絲
當焊接純鋁及鋁錳、鋁鎂、鋁硅等鋁合金時，一般采用和母材相近的標準牌號的焊絲或母材的切條。常用的氣焊用鋁和鋁合金焊絲見表3-6。
表3-6 常用的氣焊用鋁和鋁合金焊絲
3.1.7 鎂合金焊絲
鎂合金焊絲均需與母材同牌號。焊絲可用冷拉、冷拔或鑄造的方法制造，直徑以5～8mm為宜。
3.1.8 焊絲的選用和保存
一般對氣焊絲的要求有：焊絲的化學成分應基本與焊件母材的化學成分相匹配，并保證焊縫有足夠的力學性能和其他性能；焊絲的熔點應等于或略低于被焊金屬的熔點；焊絲應能保證必要的焊接質量，如不產生氣孔、夾渣、裂紋等缺陷；焊絲表面應無油脂、銹蝕和油漆等污物。
（1）焊絲的選用
①考慮母材的力學性能。一般應根據焊件的合金成分來選用焊絲。如遇到焊件的某些合金元素在焊接過程中，易被燒損或蒸發的情況時，應當選用該合金元素含量高一些的焊絲；需要強度高的焊接接頭，應當選用比母材強度高或相同的焊絲；焊接受沖擊力的焊件時，應當選用韌性好的焊絲；要求焊件耐磨，應當選用耐磨材料的焊絲。
②考慮焊接性。一般要求焊絲的熔點等于或略低于母材的熔點，否則在焊接過程中就容易形成燒穿、咬邊或在焊縫金屬中形成夾渣。焊絲填入焊縫后焊縫金屬和熔合線處的晶粒組織要求細密，沒有夾渣、氣孔、表面裂紋和塌陷等缺陷，才能符合焊接質量要求。
當發現熔池出現飛濺時，可能是由于焊絲中含碳量過高，焊絲表面有鐵銹及油污，或是過燒引起的。這時可用氣焊火焰把焊絲一端熔化后觀察一下，如果略微呈現油亮而黏稠狀態，冷卻后表面光亮，說明不是焊絲的問題，而是過燒或母材中的氧化物造成的。
③考慮焊件的特殊要求。焊接對介質和溫度等有特殊要求的焊件，應當選用能滿足使用要求的焊絲。當焊接在腐蝕介質中工作的不銹鋼容器或零件時，應當選用鉻（Cr）、鎳（Ni）含量比母材成分高，而含碳量要低一些的不銹鋼焊絲。如焊接耐高溫的含鉻（Cr）、鉬（Mo）的合金鋼管或容器時，應當選用含鉬或鉻量比焊接成分高一些的焊絲。
焊絲規格一般為?2mm、?2.5mm、?3mm等。常用于鍋爐、壓力容器及管道的氣焊絲，見表3-7。
表3-7 常用于鍋爐、壓力容器及管道的氣焊絲
（2）焊絲的保存
為確保焊絲質量和避免混料，應對每捆焊絲的頭尾進行化學分析，合格后方可入庫。入庫的焊絲應按類別、牌號、規格分開，并堆放在干燥處，以防焊絲表面生銹和腐蝕。
焊絲的質量對焊接質量有直接影響，使用前要認真挑選，凡疏松、夾渣、氣孔、過熱等材質差的焊絲，均不能使用。焊絲在使用前應徹底清除表面的油、銹等污物。