高效埋弧焊焊剂，提升焊接效率

在埋弧焊中，可以通过焊剂配方的特殊设计实现高速焊、多丝高效埋弧焊，也可在焊剂中添加一定比例的铁粉，以提高其熔敷速度。

图1-180 OKFlux 10.47碱性焊剂埋弧焊时熔敷金属渗硅和渗锰曲线

1.高速埋弧焊焊剂

在制管、造船和钢结构元件生产等制造行业，总是力求达到最高的焊接速度，以取得最好的经济效益。但在高速埋弧焊时，焊缝金属的冷却速度相当快，焊缝的成形在很大程度上取决于焊剂熔渣的物理特性。换言之，焊剂的特性必须保证在高的焊接速度下（＞2m/min）焊缝良好的成形。

目前已研制出多种高速埋弧焊焊剂，包括熔炼焊剂和烧结焊剂，其商品牌号和主要化学成分见表1-43。

表1-43 高速埋弧焊剂商品牌号及主要化学成分

在表1-42所列的高速埋弧焊剂中，OKFlux 10.45熔炼焊剂可达到的焊接速度最高，通常可超过3.0m/min。而OKFlux 10.81烧结焊剂焊接的焊缝成形最佳。焊接角焊缝时，可以形成凹形焊缝表面。

2.高效多丝埋弧焊焊剂

高效多丝埋弧焊时，由于总焊接电流可能超过3000A，电弧热功率相当大，焊接熔池在高温停留时间延长，熔池长度明显加大，冷却速度大大减慢，使焊缝完好的成形变得较为困难。因此，必须合理的调整焊剂的配方，保证在高效多丝埋弧焊的大电流条件下焊缝良好成形。

目前在国际市场上可采购到的典型高效埋弧焊焊剂有OKFlux 10.72和OKFlux 10.74。这两种焊剂都是以铝酸盐和氧化钙为主要成分的碱性烧结焊剂，其碱度系数相应为1.9和1.4。OKFlux 10.72焊剂的化学成分（质量分数）为：SiO₂+TiO₂20%、Al₂O₃+MnO 25%、Cao+MgO 30%和氟化钙25%。能经受相当高的焊接电流，适应高效单丝埋弧焊和各种多丝埋弧焊，包括双/双丝串列电弧埋弧焊，其最高熔敷速度可达40kg/h。这种焊剂的另一个特点是，与常用碳钢和低合金钢焊丝组合。埋弧焊焊缝金属具有优异的低温冲击韧度，-50°C低温冲击吸收能量均大于50J。OKFlux 10.72焊剂还具有良好的脱渣性，因此可以减小对接接头V形坡口的角度。表1-44的数据表明，坡口角从常规的60°减至50°，其横截面积可缩减19%。这不仅降低了焊接材料的消耗，而且减少了焊缝层数，进一步提高了焊接生产效率。

表1-44 不同坡口角下Y形对接接头横截面积对比(www.xing528.com)

注：坡口钝边=5mm，装配间隙=0。

OKFlux 10.74焊剂是一种专为厚壁管纵缝高效埋弧焊研制的碱性烧结焊剂，适用于多丝高效埋弧焊，焊丝数量可多达6根。这种焊剂的物理性能和冶金特性与OKFlux 10.72焊剂相似。其最主要的优点是，在高的焊接速度下焊缝成形良好，表面平整，余高较小，这就大大简化了焊缝外表的修正工作，便于表面涂层，明显地降低了生产成本。

OKFlux 10.74焊剂与标准碳钢和低合金钢焊丝组合，高效多丝埋弧焊焊缝金属具有令人满意的低温冲击韧度，详见表1-45实测数据。

表1-45 OKFlux10.74焊剂与各种焊丝组合埋弧焊焊缝金属力学性能

注：试样均为焊后状态。

3.添加铁粉的埋弧焊焊剂

在焊剂中添加铁粉也是提高埋弧焊熔敷度的有效方法。目前已研制出添加铁粉的烧结焊剂，并以OKFlux 10.30商品牌号推向市场。这种焊剂以氧化钙-硅酸盐为主要成分，碱度系数为1.6，并添加质量分数约为35%的铁粉。埋弧焊时，焊剂中的铁粉向焊接熔池的过渡系数最高可达2.1，详见表1-46的实测数据，从表中可见，过渡系数取决于电弧电压和焊接电流种类。

表1-46 OKFlux10.30铁粉焊剂的过渡系数

OKFlux 10.30焊剂具有相当高的电流承载能力，多丝埋弧焊时，总的承载电流可达2100A。同时，焊剂的物理性能适应于单面焊双面成形埋弧焊工艺。三丝埋弧焊可以一次行程单面焊双面成形焊接最大厚度达25mm的对接缝。焊接效率成倍提高，目前已在造船行业得到实际应用。