前年冬天，一个做直缝埋弧焊管的厂子连着出了三批活儿，焊缝一探全是一片气孔，密得像撒了芝麻。他们把能想到的都换了一遍，焊丝换了新批号，电流电压重新对，坡口尺寸拿卡尺一段段量，连设备的接地都重新做了一回，气孔还是照出。

后来是一个老师傅去车间转，路过焊剂烘干柜的时候伸手摸了一把玻璃门，温的。再摸烘干柜里面躺着的焊剂，温的。他心里就有数了，问了一句：这柜子多久没开记录了？

答案是三个月。烘干柜的加热管早烧坏了一根，控制器显示还是 300 度，实际柜内只有六十来度。焊剂在柜子里躺了一整个雨季，等于放在一个不通风的湿箱子里慢慢吸潮。

这件事里最有意思的地方，是所有人的第一反应都在焊丝上、在参数上、在坡口上，没有一个人怀疑焊剂。焊丝是花钱买的，参数是要调的，坡口是要量的，焊剂在他们眼里就是一堆沙子，倒进去就完了。

焊剂其实干了四件事

埋弧焊这个名字里，"埋"和"弧"两个字都跟焊剂有关。电弧被埋在焊剂堆下面燃烧，人看不到，这是"埋弧"。焊剂在电弧的高温下熔化、部分蒸发、再冷凝，在熔池上方形成一层渣壳，把空气挡在外面，这是"弧"能被稳定维持的前提。

具体说，焊剂有四件活。

第一件是造渣保护。熔化的焊剂覆盖熔池，隔绝氮和氧，否则焊缝里会出现氮气孔、氧化物夹杂。

第二件是稳定电弧。焊剂里有易电离的成分，给电弧提供导电的通道。焊剂牌号换了，电弧的软硬、飞溅的多少都会跟着变。

第三件是脱氧和过渡合金。焊剂里的锰、硅会在电弧下进入熔池，参与脱氧反应，同时也决定了焊缝最终能拿到多少锰、多少硅。

第四件是决定焊缝成形。渣壳的形状、凝固的快慢，直接影响焊缝的余高、熔宽和咬边。同一台设备、同一套参数，只换焊剂，焊道外观就能变成另一个样子。

四件事里，有三件会被水毁掉。这就是焊剂这个材料最别扭的地方：它既是工艺材料，又是吸湿材料。

熔炼焊剂和烧结焊剂，脾气差得远

国内管道行业常用的埋弧焊焊剂，基本分两大类。

一类是熔炼焊剂，HJ431 是最常见的代表。做法是把各种矿物原料在电炉里熔化成液体，水淬冷却后破碎成颗粒。玻璃态的颗粒表面光滑，结构致密，吸湿性相对低。它的成本低，工艺成熟，在碳钢管道上用量很大。

另一类是烧结焊剂，SJ101 这一类，国外叫陶质焊剂。先把粉料配好、造粒，再在八百到一千度左右烧结成颗粒。它内部是多孔的，颗粒表面粗糙，比表面积大，可以往里面加碳酸盐、合金粉这些熔炼焊剂加不进去的东西，所以碱度高、能过渡合金、焊缝低温韧性也好。

代价就是吸湿。烧结焊剂的吸湿速度比熔炼焊剂高好几倍。同样是敞口放在车间里过一夜，熔炼焊剂可能还没事，烧结焊剂就已经吸得差不多了。

这几年因为管道对低温韧性的要求一直在提，很多厂从 HJ431 换到了 SJ101 这类烧结焊剂。换是换了，烘干制度却没跟着改，还是按老习惯二百五十度烘一个小时，柜子还是那个坏的柜子。气孔就是从这里开始变多的。

水是怎么变成气孔的

焊剂里的水有两种形态。一种是吸附在颗粒表面和孔隙里的吸附水，温度一过一百度就跑。另一种是结晶水，锁在矿物晶格里，得三百度以上才慢慢放出来。两种都能靠烘干解决，但需要的温度不一样。

水进了电弧区就待不住了。两千度以上，水分子直接分解成氢和氧。氢在液态钢里的溶解度很高，一千六百度左右的钢水里，一百克钢能溶掉二十几毫升的氢。可一旦凝固，溶解度会一下掉到几毫升。

多出来的氢没地方去，只能往外跑。熔池凝固的速度很快，尤其是厚壁管道，几十毫米的壁厚，热量被母材吸走，熔池表面几秒钟就结壳了。跑得出去的就跑，跑不出去的就在焊缝里留下气孔。

氢气孔有个很好认的长相。断面上一颗颗圆球形，内壁光滑，还反着金属光。因为它是在钢水里憋出来的气泡，泡壁就是钢本身。这一点能和 CO 气孔分开，后者是氧化性气氛造成的，内壁发黑发暗，形状也没那么圆。

分布位置上也有规律。氢气孔常常在焊缝表层一带，或者沿着熔合线附近成串出现。这是因为氢在凝固前沿被推着走，最后富集在凝固比较晚的区域。看到这种形态，别去调电流，先去查焊剂。

烘干不是温度越高越好

常见的要求是烧结焊剂三百到三百五十度烘一到两小时，熔炼焊剂二百五到三百度烘一到两小时。烘完不是堆在角落等着，要放进一百到一百五十度的保温柜里，用多少取多少。

这里有几个现场特别爱犯的错。

一个是把温度往高里开，觉得烘得越狠越保险。烧结焊剂里加了碳酸盐和合金粉，温度超过四百度，碳酸盐分解、有机物粘结剂烧掉，渣系就变了。表现是渣壳变得难脱，焊缝表面粗糙，或者本来合适的参数突然不合适了。焊剂烧坏了是没救的，只能整批报废。

一个是一次烘一大炉，用上一个星期。烘干柜门一开一关，外面的湿空气进去，焊剂又开始吸。尤其是南方梅雨季，敞口放四个小时就能吸回不少。合理做法是少量多次，取用后立刻封口。

还有一个是烘干时铺得太厚。一米见方的盘子里堆三十公分厚的焊剂，热风进不去芯部，外面干了里面还是潮的。铺开厚度控制在三四公分比较合适，最多不超过五公分。烘完的焊剂应该是松散流动的，抓一把不结块。

湿度也是个硬指标。车间相对湿度超过百分之六十，焊剂就该烘。雨季、临海厂区，这条基本全年生效。

粒度和粉率，很多人没量过

焊剂的粒度决定了它能不能同时干好保护和排气这两件事，而这两件事本身是矛盾的。

颗粒粗，颗粒之间的空隙大，电弧下的气体容易顺着缝跑出去，排气好，但渣层的致密性差，保护效果打折，电弧也会因为接触面积小而不够稳。

颗粒细，堆得密，保护好，可气体不容易跑，而且细粉在电弧下熔化快、烧损大，容易在焊缝边缘留下夹渣。

常用的粒度范围是十目到六十目。不同牌号有各自的推荐值，用之前看一眼说明书就行，但很多人从来不翻。

现场真正容易失控的是粉率，也就是小于一百目的那部分占多少。新焊剂的粉率一般控制在百分之五以内。这个数字要有筛子才能测，所以大部分车间根本没测过。

还有个参数是焊剂堆高，也就是焊丝前面那层焊剂的厚度。一般给二十五到三十五毫米。太薄，电弧露在外面，保护不足，弧光外泄，气孔和飞溅一起来。太厚，熔池排气的通道变长，气也不容易跑出去，还会把渣壳压得很厚，脱渣困难。厚壁管道焊接的焊剂垫层给到三十毫米以上就要小心了。

回收焊剂，现场最容易出事的一环

埋弧焊焊剂不可能一次用完。没熔化的颗粒会被吸回装置收回来，这就是回收焊剂。回收本身没错，用得对能省不少钱。问题出在回收的流程上。

焊剂从焊道上吸回来的东西，混着渣壳碎块、飞溅、铁粉、氧化皮、粉尘。这几样东西对焊缝都是有害的。

渣壳碎块熔点比焊剂高得多，在电弧里来不及熔化，直接嵌进焊缝就是夹渣，探伤上一拍一个点。铁粉会让焊丝和工件之间的导电变得不正常，电弧飘，局部合金成分也会偏高。粉尘最麻烦，等于把粉率硬生生抬上去，前面说的排气不畅、夹渣、气孔全都跟着来。

所以回收流程必须走完整：先过筛去掉渣壳和结块，再磁选把铁粉和飞溅除掉，然后干燥，最后按比例掺进新焊剂里。

掺的比例多数企业控制在百分之三十以内。有些厂图省，直接对半掺，甚至全用回收的。这么干的新焊剂消耗是降下来了，可焊缝的稳定性也跟着降下来，气孔率一批高一批低，找不出规律。

还有两条是底线。一是不同牌号的焊剂不能混在一个回收桶里，熔炼的和烧结的更不能混。渣系一混，工艺性能就变成没法预测的东西，参数表全部作废。二是回收焊剂不能用在关键焊缝上，管端环缝、丁字缝这种位置，用新焊剂，别省这个钱。

回收桶要挂牌，写明牌号和使用日期，一班一清。桶不盖盖子的情况我见得太多，车间里飞灰落进去，等于每天往里面加粉。

焊剂没有单独的型号，得跟焊丝一起选

埋弧焊的国标写法很能说明问题，型号是一串组合，前面是焊剂的力学性能等级，后面接焊丝牌号，比如 F4A2-H08MnA 这一类。这个格式的意思是，焊缝的力学性能由焊丝和焊剂共同决定，单看其中一个没有意义。

背后的道理是渣系的氧化性。焊剂里的二氧化硅和氧化锰含量高，熔池里的锰和硅就会被氧化烧损，焊缝的硅锰含量变低。反过来，如果焊剂偏中性或者碱性，烧损少，用的是低硅焊丝，焊缝成分又会偏高。

所以现场有两条线要一起管。换焊丝批号，焊剂不变；或者换焊剂牌号，焊丝不变，这两种做法都会让焊缝成分跑偏。正规做法是任何一头变了，都要按标准重做焊接工艺评定，把参数重新确认一遍。这条要求写在规程里，执行率很低。

出气孔以后该怎么查

顺序比速度重要。很多人的习惯是先去动参数，把一个已经调好的参数调乱，再花两天调回来。

合理的排查顺序是这样。先看气孔长相，圆球、内壁发亮、成串分布在表层或熔合线附近，基本可以锁定氢。再查烘干柜，别只看仪表，用手摸柜门、用温度计插进焊剂堆里实测，仪表和实际差几十度是常事。再看焊剂桶有没有加盖，回收焊剂的筛分和磁选最近做没做，掺比是多少。然后看焊剂堆高和粒度的目测状态，粉末是不是明显偏多。最后才轮到参数。

这个过程半天能走完，比盲目换批号省事得多。

五个根深蒂固的做法

第一个是只盯焊丝不看焊剂。焊丝是花钱的，看得见；焊剂是一堆颗粒，看不见，于是没人管。

第二个是烘干柜只看仪表。加热管坏了、风道堵了、门封条老化了，仪表照常显示三百度，实际可能只有六十度。

第三个是回收焊剂当新焊剂用，掺比凭手感，筛分磁选能省就省。

第四个是焊剂桶常年敞口。车间里灰尘、潮气、飞溅都往里落，桶里的焊剂每天都在退化。

第五个是气孔一出现就去调电流电压。氢致气孔跟电参数关系不大，调参数只会把别的问题调出来。

焊剂这个东西确实不起眼，一吨料比焊丝便宜，用起来像倒沙子。可它是焊缝外面唯一的一层屏障，这层屏障受潮了、掺粉了、粒级乱了，焊缝就要拿气孔来还。厚壁管道一根焊缝几十米，一串气孔就是几十米的返修，返修又带来新的热循环，账最后都算在焊剂这几百块钱上。

常见问题（FAQ）

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