埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑

1、GBT 52931999埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局19990903批準 20000301實施前言本標準是根據(jù)ANSIAWSA51789碳鋼埋弧焊絲及焊劑規(guī)程，對GBT 52931985碳素鋼埋弧焊用焊劑進行修訂的，在技術(shù)內(nèi)容上與該規(guī)程等效。根據(jù)ANSIAWSA517規(guī)程對GBT 52931985進行修訂時，保留了GBT 52931985中適合我國焊劑技術(shù)要求的內(nèi)容，并第一次將焊絲和焊劑編寫在一個標準中，供使用單位更加全面地理解焊絲、焊劑與熔敷金屬力學(xué)性能的關(guān)系。從而使本標準在技術(shù)內(nèi)容上更加嚴格。本標準從實施之日起，代替GBT 52931985。本標準的附錄A、附錄B均是提示的附錄

2、。本標準由國家機械工業(yè)局提出。本標準由全國焊接標準化技術(shù)委員會歸口。本標準起草單位：哈爾濱焊接研究所、錦州天鵝焊材(集團)股份有限公司、上海焊條熔劑廠。本標準起草人：何少卿、溫安然、李春范、季龍霞。1 范圍本標準規(guī)定了埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑的型號分類、技術(shù)要求、試驗方法及檢驗規(guī)則等內(nèi)容。本標準適用于埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑。2 引用標準下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構(gòu)成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應(yīng)探討使用下列標準最新版本的可能性。GBT 7001988 碳素結(jié)構(gòu)鋼GBT 15911994 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼GBT 265019

3、89 焊接接頭沖擊試驗方法GBT 26521989 焊縫及熔敷金屬拉伸試驗方法GBT 33231987 鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級GBT 34291994 焊接用鋼盤條GBT 124701990 低合金鋼埋弧焊用焊劑GBT 149571994 熔化焊用鋼絲JBT 794881999 熔煉焊劑化學(xué)分析方法 鉬藍光度法測定磷量JBT 7948111999 熔煉焊劑化學(xué)分析方法 燃燒-碘量法測定硫量3 型號分類31 型號分類根據(jù)焊絲-焊劑組合的熔敷金屬力學(xué)性能、熱處理狀態(tài)進行劃分。32 焊絲-焊劑組合的型號編制方法如下：字母“F”表示焊劑；第一位數(shù)字表示焊絲-焊劑組合的熔敷金屬抗拉強度的最小

4、值；第二位字母表示試件的熱處理狀態(tài)，“A”表示焊態(tài)，“P”表示焊后熱處理狀態(tài)；第三位數(shù)字表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于27J時的最低試驗溫度；“-”后面表示焊絲的牌號，焊絲的牌號按GBT 14957。33 完整的焊絲-焊劑型號示例如下：4 技術(shù)要求41 焊絲411 焊絲的化學(xué)成分應(yīng)符合表1規(guī)定。表1 焊絲化學(xué)成分 412 尺寸 焊絲尺寸應(yīng)符合表2規(guī)定。表2 焊絲尺寸 mm413 焊絲表面質(zhì)量 a)焊絲表面應(yīng)光滑，無毛刺、凹陷、裂紋、折痕、氧化皮等缺陷或其他不利于焊接操作以及對焊縫金屬性能有不利影響的外來物質(zhì)。 b)焊絲表面允許有不超出直徑允許偏差之半的劃傷及不超出直徑偏差的局部缺陷存在。 c)根

5、據(jù)供需雙方協(xié)議，焊絲表面可采用鍍銅，其鍍層表面應(yīng)光滑，不得有肉眼可見的裂紋、麻點、銹蝕及鍍層脫落等。42 焊劑421 焊劑為顆粒狀，焊劑能自由地通過標準焊接設(shè)備的焊劑供給管道、閥門和噴嘴。焊劑的顆粒度應(yīng)符合表3規(guī)定，但根據(jù)供需雙方協(xié)議的要求，可以制造其他尺寸的焊劑。表3 焊劑顆粒度要求422 焊劑含水量不大于0.10。423 焊劑中機械夾雜物(碳粒、鐵屑、原材料顆粒、鐵合金凝珠及其他雜物)的質(zhì)量百分含量不大于030。424 焊劑的硫、磷含量 焊劑的硫含量不大于0.060，磷含量不大于0.080。根據(jù)供需雙方協(xié)議，也可以制造硫、磷含量更低的焊劑。425 焊劑焊接時焊道應(yīng)整齊，成形美觀，脫渣容易。

6、焊道與焊道之間、焊道與母材之間過渡平滑，不應(yīng)產(chǎn)生較嚴重的咬邊現(xiàn)象。43 焊絲焊劑組合焊縫金屬射線探傷應(yīng)符合GBT 3323中I級。44 熔敷金屬力學(xué)性能441 熔敷金屬拉伸試驗結(jié)果應(yīng)符合表4規(guī)定。表4 拉伸試驗442 熔敷金屬沖擊試驗結(jié)果應(yīng)符合表5規(guī)定。表5 沖擊試驗5 試驗方法51 試驗用母材試驗用母材應(yīng)符合GBT 700規(guī)定的Q235A級、B級，Q255A級、B級或與焊絲化學(xué)成分相當(dāng)?shù)钠渌牧?。也可采用GBT 1591規(guī)定的16Mn或其他相當(dāng)?shù)牟牧稀?2 焊絲化學(xué)成分及表面質(zhì)量521 焊絲化學(xué)成分分析從焊絲上取樣，化學(xué)分析可采用任何適宜的分析方法，仲裁試驗按GBT 223122324見附錄

7、B(提示的附錄)進行。522 焊絲表面質(zhì)量按413要求，對焊絲逐盤(卷)任一部位進行目測檢驗。53 熔敷金屬力學(xué)性能試驗531 力學(xué)性能試件制備5311 試件按圖1所示的平焊位置制備，焊前焊劑應(yīng)在250400烘干12 h或按制造廠推薦的烘干規(guī)范進行。5312 所用試板按51規(guī)定，當(dāng)要求試件在焊態(tài)和熱處理狀態(tài)時，應(yīng)制備兩塊試件或一塊能足夠提供兩種狀態(tài)試樣的試件，當(dāng)采用一塊試件時，將一塊試件橫切成兩塊，一塊為焊態(tài)，另一塊為熱處理狀態(tài)。5313 試件焊前應(yīng)予以反變形或拘束，以防止角變形。焊后角變形大于5°的試件應(yīng)予報廢，不允許矯正。 5314 采用直徑為40mm焊絲按表6中規(guī)定的規(guī)范進行焊

8、接，也可按供需雙方協(xié)議，采用制造廠推薦的焊接規(guī)范進行其他直徑焊絲的試驗。5315 每一焊道施焊前，用測溫筆或表面溫度計測量試件中部距焊縫中心線25mm處的溫度，并控制在表6規(guī)定的范圍內(nèi)。如果焊接中斷，重新啟焊時，需將試件預(yù)熱到表6規(guī)定的道間溫度范圍內(nèi)。5316 第一層焊12道，焊接電流比規(guī)定值適當(dāng)降低。最后一層焊34道，其余各層焊23道。焊縫與母材之間應(yīng)平滑過渡，余高要均勻，其高度不得超過3mm。5317 試件的熱處理 試件裝爐時的爐溫不得高于300，然后以不大于200h的升溫速度加熱到620±15，保溫1h。保溫后以不大于190h的冷卻速度爐冷至，320，然后爐冷或空冷至室溫。也可

9、根據(jù)供需雙方協(xié)議，采用其他熱處理規(guī)范。532 熔敷金屬拉伸試驗5321 按圖2規(guī)定，從射線探傷后的試件上加工一個熔敷金屬拉伸試樣。5322 熔敷金屬拉伸試驗按GBT 2652進行。533 熔敷金屑沖擊試驗5331 按圖3規(guī)定，從截取熔敷金屬拉伸試樣的同一試件上加工一組5個沖擊試樣。5332 熔敷金屬沖擊試驗按GBT 2650和表5規(guī)定的試驗溫度進行。5333 在計算平均值時，應(yīng)舍去5個值中的最大值和最小值，余下3個值中有2個值不小于27J，另一個值不小于20J。三個值的平均值應(yīng)不小于27J。54 焊縫射線探傷試驗541 焊縫射線探傷試驗在試件截取拉伸試樣和沖擊試樣之前進行。焊縫射線探傷前應(yīng)去掉

10、墊板。若試件需作焊后熱處理時，射線探傷在熱處理前后均可進行。542 焊縫射線探傷試驗按GBT 3323進行。543 評定焊縫射線探傷底片時，試件兩端25mm應(yīng)不予考慮。圖1 射線探傷和力學(xué)性能試驗的試件制備表6 參考焊接規(guī)范圖2 熔敷金屬拉伸試樣圖3 夏比V型缺口沖擊試樣55 焊劑質(zhì)量檢驗從被檢驗焊劑中(見622)用四分法分別取出不少于100g的焊劑作下列項目檢驗。所用稱樣天平感量不大于1 mg。551 焊劑顆粒度檢驗5511 檢驗普通顆粒度焊劑時，把0.450mm(40目)篩下顆粒和2.50mm(8目)篩上顆粒的焊劑分別稱量。檢驗細顆粒度焊劑時，把0.280mm(60目)篩下顆粒和2.00m

11、m(10目)篩上顆粒的焊劑分別稱量。分別計算出0.450mm(40目)、0.280mm(60目)篩下和2.00mm(10目)、2.50mm(8目)篩上的焊劑占總質(zhì)量的百分比。5512 按式(1)計算顆粒度超標焊劑的百分含量。式中：m超標的焊劑質(zhì)量，g； m0焊劑總質(zhì)量，g。552 焊劑含水量檢驗5521 把焊劑放在溫度為150±10的爐中烘干2h，從爐中取出后立即放入干燥器中冷卻至室溫，稱其質(zhì)量。5522 按式(2)計算焊劑的含水量式中：m烘干后焊劑質(zhì)量，g； m0烘干前焊劑質(zhì)量，g。553 焊劑機械夾雜物檢驗5531 用目測法選出機械夾雜物，稱其質(zhì)量。5532 按式(3)計算機械夾

12、雜物的百分含量。式中：m機械夾雜物質(zhì)量，g； m0焊劑總質(zhì)量，g。554 焊劑的磷、硫含量檢驗焊劑的磷、硫含量按JBT 79488和JBT 794811進行測定。555 焊劑焊接工藝性能檢驗焊接力學(xué)性能試板時，同時檢驗焊劑的焊接工藝性能，逐道觀察脫渣性能、焊道熔合、焊道成型及咬邊情況，其中有一項不合格時，認為該批焊劑未通過焊接工藝性能檢驗。6 檢驗規(guī)則焊絲、焊劑由制造廠質(zhì)量檢驗部門按批檢驗。61 批量劃分每批焊絲應(yīng)由同一爐號(優(yōu)質(zhì)焊絲按同一爐號及同一熱處理爐號)，同一形狀、同一尺寸、同一交貨狀態(tài)的焊絲組成。每批焊劑應(yīng)由同一批原材料，以同一配方及制造工藝制成。每批焊劑最高量不應(yīng)超過60t。62

13、取樣方法621 焊絲取樣，從每批焊絲中抽取3，但不少于2盤(卷、捆)，進行化學(xué)成分、尺寸和表面質(zhì)量檢驗。622 焊劑取樣，若焊劑散放時，每批焊劑抽樣不少于6處。若從包裝的焊劑中取樣，每批焊劑至少抽取6袋，每袋中抽取一定量的焊劑，總量不少于10kg。把抽取的焊劑混合均勻，用四分法取出5 kg焊劑，供焊接試件用，余下的5kg用于其他項目檢驗。63 驗收每批焊絲質(zhì)量按631633規(guī)定驗收。每批焊劑質(zhì)量及焊絲焊劑組合的熔敷金屬力學(xué)性能檢驗，以直徑4.0mm或5.0mm的焊絲檢驗結(jié)果判定。631 每批焊絲的化學(xué)成分檢驗結(jié)果應(yīng)符合表1規(guī)定。632 每批焊絲尺寸檢驗結(jié)果應(yīng)符合表2規(guī)定。633 每批焊絲的表面

14、質(zhì)量檢驗結(jié)果應(yīng)符合413規(guī)定。634 每批焊劑質(zhì)量檢驗結(jié)果應(yīng)符合42規(guī)定。635 每批焊絲焊劑組合的焊縫射線探傷結(jié)果應(yīng)符合43規(guī)定。636 每批焊絲焊劑組合的熔敷金屬力學(xué)性能試驗結(jié)果應(yīng)符合表4、表5規(guī)定。64 復(fù)驗任何一項檢驗不合格時，該項應(yīng)加倍復(fù)驗。當(dāng)復(fù)驗拉伸試驗時，抗拉強度、屈服強度及伸長率同時作為復(fù)驗項目。試樣可在原試件或新試件上截取。加倍復(fù)驗結(jié)果應(yīng)符合對該項檢驗的規(guī)定。7 包裝、標記和質(zhì)量證明書71 包裝711 焊絲7111 包裝形式為帶焊絲盤，不帶焊絲盤和桶裝包裝，每種形式的包裝尺寸和質(zhì)量見表7。經(jīng)供需雙方協(xié)議也可以采用其他形式的包裝。表7 包裝尺寸和質(zhì)量7112 焊絲包裝應(yīng)能防止焊

15、絲在正常裝卸和使用時不受損壞，并應(yīng)保持清潔、干燥。7113 焊絲纏繞應(yīng)避免波浪、硬彎或扭結(jié)。脫盤自由狀態(tài)焊絲應(yīng)無拘束，焊絲始端應(yīng)能容易辨認，并予固定。7114 焊絲松弛直徑和翹距，應(yīng)保證焊絲能在自動和半自動焊設(shè)備上連續(xù)送絲。712 焊劑7121 焊劑包裝應(yīng)保證正常運輸和貯存過程中不受損壞。并保證焊劑貯存一年不變質(zhì)。7122 焊劑包裝質(zhì)量為25kg，50kg。7123 若需方對焊劑的包裝有特殊要求時，由供需雙方協(xié)商確定焊劑的包裝。72 標記721 在每個焊絲、焊劑包裝外部應(yīng)標記出下列內(nèi)容。a)標準號、焊絲、焊劑的型號或牌號；b)制造廠名稱及商標；c)規(guī)格及凈質(zhì)量；d)批號及生產(chǎn)日期。722 不帶

16、焊絲盤的焊絲應(yīng)在包裝內(nèi)部放人有標記內(nèi)容的標簽或說明書。723 帶焊絲盤的焊絲應(yīng)將標簽牢固地固定在焊絲盤上。724 桶裝焊絲應(yīng)將標簽牢固地固定在桶壁的明顯位置上。73 質(zhì)量證明書制造廠對每批焊絲、焊劑，根據(jù)實際檢驗結(jié)果出具質(zhì)量證明書，當(dāng)用戶提出要求時，制造廠應(yīng)提供檢驗結(jié)果的副本。附 錄 A(提示的附錄)標準應(yīng)用說明A1 分類系統(tǒng)A11 焊絲牌號本標準中的焊絲牌號按GBT 14957。第一字母“H”表示焊絲含量，字母后面的兩位數(shù)字表示焊絲中平均碳含量，如含有其他化學(xué)成分，在數(shù)字的后面用元素符號表示；牌號最后的A、E、C分別表示硫、磷雜質(zhì)含量的等級。A12 焊劑型號焊劑型號是根據(jù)使用各種焊絲與焊劑組

17、合而形成的熔敷金屬的力學(xué)性能而劃分的。焊劑型號的示例如下：F4A0-H08AF5P6-H08MnAF5P4-H10Mn2“F”表示焊劑，“F”后面的數(shù)字表示抗拉強度的級別，強度級別后面的字母“A”表示在焊態(tài)下測試的力學(xué)性能，“P”表示經(jīng)熱處理后測試的力學(xué)性能；在字母“A”或“P”后面的數(shù)字表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于27J時，對試驗溫度的要求。任何牌號的焊劑，由于使用的焊絲、熱處理狀態(tài)不同，其分類型號可能有許多類別，因此，焊劑應(yīng)至少標出一種或所有的試驗類別型號。A2 焊劑類型焊劑根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同分為熔煉焊劑、粘結(jié)焊劑和燒結(jié)焊劑。按照焊劑中添加脫氧劑、合金劑分類，又可分為中性焊劑、活性焊劑和合

18、金焊劑。不同類型焊劑可以通過相應(yīng)的牌號及制造廠的產(chǎn)品說明書予以識別。A21 中性焊劑中性焊劑是指在焊接后，熔敷金屬化學(xué)成分與焊絲化學(xué)成分不產(chǎn)生明顯變化的焊劑。中性焊劑用于多道焊，特別適應(yīng)于厚度大于25mm的母材的焊劑。中性焊劑的焊接注意事項如下。A211 由于中性焊劑不含或含有少量的脫氧劑，所以在焊接過程中只能依賴于焊絲提供脫氧劑。如果單道焊或焊接氧化嚴重的母材時，會產(chǎn)生氣孔和焊道裂紋。A212 電弧電壓變化時，中性焊劑能維持熔敷金屬的化學(xué)成分的穩(wěn)定。某些中性焊劑在電弧區(qū)還原，釋放出的氧氣與焊絲中碳化合，降低熔敷金屬中的含碳量，某些中性焊劑含有硅酸鹽，在電弧高溫區(qū)還原成錳、硅，即使電弧電壓變化

19、很大時，熔敷金屬的化學(xué)成分也是相當(dāng)穩(wěn)定的。A213 熔深、熱輸入量和焊道數(shù)量等參數(shù)變化時，抗拉強度和沖擊韌度等力學(xué)性能發(fā)生變化。A22 活性焊劑活性焊劑指加入少量錳、硅脫氧劑的焊劑。提高抗氣孔能力和抗裂性能。活性焊劑的焊接注意事項如下。 A221 由于含有脫氧劑，那么熔敷金屬中的錳、硅將隨電弧電壓的變化而變化。由于錳、硅增加將提高熔敷金屬的強度，降低沖擊韌度。因此，在使用活性焊劑進行多道焊時，應(yīng)嚴格控制電弧電壓。A222 活性焊劑中，更活潑的焊劑具有較強的抗氣孔性能，但在多道焊時會產(chǎn)生較多的問題。A23 合金焊劑合金焊劑指使用碳鋼焊絲，其熔敷金屬為合金鋼的焊劑。焊劑中添加較多的合金成分，用于過

20、渡合金，多數(shù)合金焊劑為粘結(jié)焊劑和燒結(jié)焊劑。合金焊劑主要用于低合金鋼和耐磨堆焊的焊接，參見GBT12470。A24 焊劑中性數(shù)焊劑中性數(shù)是測量焊劑中性的一種簡便方法。它是用來表示焊絲焊劑組合焊接碳鋼時，與焊縫金屬中Mn、Si含量有關(guān)的指數(shù)。評價焊劑中性數(shù)時，焊劑中性數(shù)不能大于40，焊劑中性數(shù)越小，則焊劑越呈中性。 焊劑中性數(shù)計算方法如下： a)焊接二塊化學(xué)成分分析試塊，第一塊時的焊接規(guī)范與焊接試件規(guī)范相同。b)焊接第二塊試塊時，采用比第一塊電弧電壓高8V的電壓，其他規(guī)范相同。 c)每個試塊的表面加工平滑，取試塊的第四層(頂)做熔敷金屬分析。分別分析二個試樣的Mn和Si含量。 d)焊劑中性數(shù)以二個

21、試塊的Mn、Si值的變化量的絕對值之和來計算，計算公式如下：N100(|Si|+|Mn|)式中：Si兩個試塊的Si含量的變化量，；Mn兩個試塊的Mn含量的變化量，。A3 焊絲的選擇在選擇埋弧焊用焊絲時，最主要的是考慮焊絲中錳和硅的含量。無論是采用單道焊還是多道焊，應(yīng)考慮焊絲向熔敷金屬中過渡的Mn、Si對熔敷金屬力學(xué)性能的影響。熔敷金屬中必須保證最低的錳含量，防止產(chǎn)生焊道中心裂紋。特別是使用低Mn焊絲匹配中性焊劑易產(chǎn)生焊道中心裂紋，此時應(yīng)改用高錳焊絲和活性焊劑，防止產(chǎn)生裂紋。一般地，某些中性焊劑，采用Si代替C和Mn，并將其含量降到規(guī)定值。使用這樣的焊劑時，不必采用Si脫氧焊絲。對于其他不添加S

22、i的焊劑，要求采用Si脫氧焊絲，以獲得合適的潤濕性和防止氣孔。因此焊絲、焊劑制造廠應(yīng)相互配合，以使兩種產(chǎn)品在使用時互補。在單道焊焊接被氧化的母材時，由焊劑、焊絲提供充分的脫氧成分，可以防止產(chǎn)生氣孔。一般來講，Si比Mn具有更強的脫氧能力，因此必須使用Si脫氧焊絲和活性焊劑。A4 埋弧焊熔敷金屬力學(xué)性能表4、表5列出了焊絲焊劑組合的焊縫金屬力學(xué)性能。力學(xué)性能取決于按本標準要求的程序制備試樣測試的。這種程序?qū)δ覆牡南♂尦潭刃?，因此，可較準確地反映每種焊絲焊劑組合的熔敷金屬力學(xué)性能。在使用中，焊絲和焊劑要分別對待，不必同時改變。因此，確定焊絲和焊劑對焊縫金屬力學(xué)性能的影響必須采用標準的試驗方法。焊絲

23、和焊劑熔化部分的化學(xué)反應(yīng)和母材的稀釋率對焊縫金屬成分均有影響。母材厚度在一定的范圍之內(nèi)，一般不采用本標準要求的多道焊工藝，而常常采用單道焊。當(dāng)韌性要求高時，必須采用多道焊。特殊力學(xué)性能受化學(xué)成分、冷卻速度和焊后熱處理的影響。大電流單道焊具有較大的熔深，所以比小電流多道焊時的母材稀釋率大。而且，大電流單道焊的焊縫比小電流多道焊焊縫冷卻得慢。而且先施焊的多道焊焊道經(jīng)受后焊的焊道熱循環(huán)的影響，這些焊道不同部位的組織發(fā)生變化。因此，使用相同的焊絲和焊劑焊接時，單道焊與多道焊的力學(xué)性能有差異。 本標準中的熔敷金屬力學(xué)性能是在焊態(tài)或焊后熱處理(620±15×1 h)狀態(tài)下測定的，或二個

24、狀態(tài)下都測定。大多數(shù)的熔敷金屬適用于任何一種狀態(tài)，但是本標準不可能包含所有的制造和使用過程中所遇到的狀態(tài)。因此本標準中的分類要求，熔敷金屬按照實際中遇到的某些具體條件進行制作和試驗。此外，在焊絲尺寸、焊絲伸出長度、接頭形式、預(yù)熱溫度、道間溫度和焊后熱處理等遇到的差別，對接頭的力學(xué)性能有很大的影響。延長焊后熱處理時間(2030h)對熔敷金屬的強度和沖擊韌度有很大的影響。附 錄 B(提示的附錄)引用相關(guān)標準目錄GBT 22311981 鋼鐵及合金中碳量的測定GBT 22321981 鋼鐵及合金中硫量的測定GBT 22331988 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 二安替比林甲烷磷鉬酸重量法測定磷量GBT 22341988 鋼