生产中熔炼焊剂与烧结焊剂对比

肖斌

【摘要】本文主要探讨了生产中熔炼焊剂与烧结焊剂的具体的区别和应用的不同点，讨论了熔炼焊剂与烧结焊剂在应用的过程中分别需要注意的重点，希望可以为熔炼焊剂与烧结焊剂的应用提供参考。

【关键词】熔炼焊剂；烧结焊剂；对比

中图分类号： TG445 文献标识码： A

一、前言

在生产的过程中，熔炼焊剂与烧结焊剂是两个比较常用的焊剂，但是，两者之间存在一定的相同之处和不同之处，所以，准确的对比区分两者之间的具体特征和性质是非常有必要的。

二、我国当前焊接技术的发展现状

随着钢铁材料性能的不断提升，焊接用钢向高纯度、轻质化、高强化、微合金化的方向发展，与之对应的焊接材料却难以满足焊接冶金理论的发展，传统的焊接评价方式已经落后，尤其是在电子电气产品的生产中，WEEE、RoHS指令的生效，对无铅替代钎料的技术挑战，迫切需要我国加大对无铅元器件制造、无铅产品装备及制造工艺等方面的研究。同时，对铝、镁、钛等轻质材料的不断应用，扩散焊、高频焊及摩擦焊等非熔性焊接技术、钎焊、高能束流焊接技术也获得了快速发展。焊接技术的自动化水平已经成为提高焊接效率和提升焊接质量的重要途径，特别是在航天航空业、重机制造业、核电工程业等领域，焊接机器人以其成熟的自动化控制技术，实现了对焊接过程中综合利用电弧焊、压焊、钎焊等技术的检测和控制，从而能够敏锐地在捕捉焊接特征信号的基础上，实现直接焊接操作。为了实现对焊接过程中复杂物理化学焊接过程的模拟和仿真，利用计算机技术和仿真技术，来实现对焊接热过程、焊接冶金过程中的应力变形进行分析，从而科学预测焊缝组织与焊接结构的残余应力及变形参数，从而推动焊接理论的发展。

三、按焊剂的制造方法的分类

按焊剂的制造方法可分为熔炼焊剂、烧结焊剂和粘结焊剂三大类。

1、熔炼焊剂

将一定比例的各种配料放在炉中熔炼,经过水冷粒化、烘干、筛选而制成的一种焊剂称为熔炼焊剂。

熔炼焊剂的主要优点是化学成分均匀,可以获得性能均匀的焊缝。但由于焊剂在制造过程中有高温熔炼过程,合金元素要被氧化,所以焊剂中不能添加铁合金,只能依靠某些金属氧化物,通过置换反应过渡数量有限的合金元素。

2、烧结焊剂

将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂,混合搅拌后经高温(400℃～1000℃)烧结成块,然后粉碎、筛选而制成的一种焊剂称为烧结焊剂。

3、粘结焊剂

将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂,混合搅拌、粒化和低温(400℃以下)烘干而制成的一种焊剂称为烧结焊剂。旧称为陶质焊剂。

后两种焊剂都属于非熔炼焊剂,由于没有熔炼过程,所以化学成分不均匀,因而造成焊缝性能不均匀,但若在焊剂中添加铁合金,便可增大焊缝金属的合金化。目前生产中广为使用的是熔炼焊剂。

四、熔炼焊剂与烧结焊剂比较

1、熔炼焊剂的制造与特点

制造熔炼焊剂时，将按一定比例的各种配料混合后，在电炉中经过1400～1700℃的高温下熔炼，熔炼后的混合物可在水中或倾倒于激冷的钢板上粒化，然后烘干、破碎并筛分，最后制成焊剂。熔炼焊剂的特点：①化学均匀性好。②粉屑可以去除掉而不影响焊剂的成分。③焊剂不吸潮，因而简化了储藏的问题。④当颗粒尺寸和成分上无重大变化时，可通过送丝和回收系统重复使用。但是，也有一些条例规定禁止焊剂重复使用。熔炼焊剂的最主要特点是在制造过程中，由于处在高温下，不能在焊剂中加入脱氧剂及铁合金。

2、烧结焊剂的制造与特点

将按一定比例的各种粉状配料加入适当的粘结剂，经混合搅拌、粒化后，在750~1000℃高温烧结成块，然后粉碎、筛选而制成的一种焊剂。烧结焊剂的特点是易吸收水分，影响了这种焊剂的使用性，因此在其使用前和保管中有特殊规定。

3、熔炼焊剂与烧结焊剂的价格比较

我公司购买的熔炼焊剂HJ431为4.35元/kg，烧结焊剂SJ101为5元/kg，熔炼焊剂价格相对便宜。

4、性能比较

熔炼焊剂与烧结焊剂的性能比较见附表。

五、烧结焊剂的优点

生产烧结焊剂没有熔炼过程，除了一般矿物造渣物质外，允许加入一些铁合金、碳素物质、碳酸盐和任何其他材料。这些材料在生产过程中彼此之间不发生化学反应，这是非熔炼焊剂最主要的优点。增加了使熔敷金属合金化的作用，这种金属还原、合金化、变性处理的过程保证了焊缝金属的质量。这样可以使用普通低碳钢焊丝，而不依赖昂贵稀少的合金钢焊丝来达到不同化学成分焊缝金属的要求。

在烧结焊剂中加入纯金属和铁合金粉末可以获得等轴晶组织的熔敷金属，改善了熔敷金属组织和性能，保证熔敷金属具有较高的力学性能和良好的抗裂性。

烧结焊剂与熔炼焊剂相比存在的优点为：

1、烧结焊剂生产无污染，而熔炼焊剂生产时产生大量的氟气，污染环境；

2、烧结焊剂生产所需的能耗少，熔炼焊剂生产需要大量的能量；

烧结焊剂可以在焊剂中加入大量的合金剂来进行合金化，调整焊缝金属的成分，无需采用特定的焊丝就能达到熔敷金属的设计要求；

烧结焊剂的熔敷金属低温冲击韧性远远高于熔炼焊剂的冲击韧性，有利于焊接各种冲击韧性要求高的焊接结构，具有优良的焊接工艺性能；

3、由于烧结焊剂的松装体积质量小，焊接过程中焊剂的消耗量少，降低了使用成本。

烧结焊剂的生产工艺与组成烧结焊剂生产简单，不需要复杂的设备，耗电量小。

烧结焊剂按成分、制造方法和作用来看，有很多与焊条电弧焊用焊条药皮相同之处。近年来提出并试验了适应各种类型焊接和堆焊用的各种成分的烧结焊剂。烧结焊剂通常由造渣的矿物材料，氧化物、合金化元素和变质处理组成物，粘结剂3种基本的组成物构成。矿物材料烧结焊剂造渣的基本材料是由复杂的氧化物类、盐类、矿物类、岩石类组成。一般要求矿物成分波动较小或者化学成分波动不超出标准规定的范围。

高碱度的烧结焊剂比酸性焊剂具有更大的优越性，保证焊缝金属具有良好的结晶条件，并促使熔敷金属去硫。烧结焊剂由于造渣部分是由氧化物和不易氧化的金属组成，因此保证了合金元素从焊剂向焊缝金属中过渡，对于高合金钢烧结焊剂尤为重要。在烧结焊剂组成中，存在着活性大的还原剂，应用大量的氧化物，焊缝金属很容易被氧化，因此高合金钢用的烧结焊剂一般采用氟化物材料。

造渣材料的化学成分和物理性能决定焊剂的工艺性能，选择造渣剂应该考虑熔渣具有一定的粘度和较低的熔化温度，同时也要有足够的液态凝固温度范围。其主要材料是萤石和钛白粉。萤石是烧结焊剂中必需的组成物，此外也是提高抗气孔性能的物质。为了提高电弧稳定性，希望焊剂的造渣剂中含有低电离电位的物质。碱性氧化物、碱土金属、钛等合金元素就是这样的物质。在电弧气氛中，含氟和氯的数量增加时，电弧稳定性急剧下降，因此焊剂中萤石的含量受到限制。

六、结束语

总而言之，生产中熔炼焊剂与烧结焊剂是存在一定的差别的，因此，分析熔炼焊剂与烧结焊剂的差异非常有必要，要根据不同的生产条件和使用焊丝的不同合理选择相应的焊剂，这是提高生产效果的一个重要的方法，今后我还要深入研究掌握更多的知识。

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