焊接材料的基礎(chǔ)知識

1、焊接材料的基礎(chǔ)知識（1）焊條。焊條的組成。焊條是焊條電弧焊使用的焊接材料，焊條由焊芯和壓涂在焊芯表面的藥皮組成。不同用途有不同型號的焊條，在焊條頭部有醒目的標(biāo)記，如圖1-5所示。圖 1-5 焊條的組成（2）焊芯。焊芯是焊條中被藥皮包覆的金屬芯。焊條電弧焊時，焊芯的作用一是傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電弧生電弧；二是焊芯熔化形成焊縫中的填充金屬。在焊接過程中，焊芯在電弧高作用下熔化，與焊件金屬母材熔合形成焊縫。焊芯作為填充金屬占整個焊縫金屬的50%70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以焊芯的化化學(xué)成分將會直接影響焊縫金屬的成分和性能。做焊芯的鋼絲通常使用平爐冶煉的優(yōu)質(zhì)鋼，先將其軋制成盤條，然后再拔制成不同直徑的焊芯。熔敷金

2、屬的合金成分主要是從焊芯中過渡的。焊條的名義直徑是按焊芯直徑來確定的。常用焊芯直徑為1.6mm、2.0mm.、2.5mm、3.2mm、4.0mm、5.0mm、6mm、8mm等幾種，焊條的長度取決于焊芯直徑、材料和藥皮類型等。（3）藥皮。焊芯周圍均勻包覆的涂料稱為藥皮。在焊接過程的金屬反應(yīng)中，焊條藥皮具有以下作用。穩(wěn)弧作用?？梢蕴岣唠娀〉姆€(wěn)定性，保證焊接過程能正常進(jìn)行。造氣保護(hù)作用。利用藥皮熔化后產(chǎn)生的氣體保護(hù)電弧和熔池，防止空氣進(jìn)入熔池。造渣保護(hù)作用。藥皮熔化后形成熔渣，覆蓋在液體金屬和凝固后的焊縫表面，保護(hù)焊縫金屬，同時使焊縫金屬冷卻速度減慢，有助于氣體逸出，防止氣孔的的產(chǎn)生，有助于改善焊縫

3、的組織和性能。脫氧、去硫、去磷作用。藥皮熔化后，參與了熔池的冶金反應(yīng)，可在一定程度上脫氧、還原、去硫、去磷，減少焊縫中有害元素含量，減少金屬元素?zé)龘p，從而提高焊縫質(zhì)量。滲合金作用?？梢酝ㄟ^藥皮將所需要的合金元素滲入到焊縫中，改進(jìn)和控制焊縫金屬的化學(xué)成分，以獲得所希望的性能。套筒保護(hù)作用。藥皮在焊接時形成套筒，使熔滴能較好地向熔池過渡，有利于全位置焊接，同時使電弧熱量集中，減少飛濺，提高金屬的熔敷效率。藥皮的類型及其特點(diǎn)。藥皮是由各種氧化物、碳酸鹽、氟物、硅酸鹽、鐵合金、金屬粉及有機(jī)物等物質(zhì)組成的。根據(jù)藥皮的組成不同，可分為以下八種類型。氧化鈦型。藥皮中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%以上的二氧化鈦和一定數(shù)

4、量的硅酸鹽、錳鐵及少量有機(jī)物。這種藥皮焊條最容易引弧，弧極為穩(wěn)定，飛濺少，脫渣容易，焊縫表面光滑，熔深小，可進(jìn)行全位置焊接。特別適用于焊接薄板，可交、直流兩用，但焊縫金屬的沖擊韌度較低。氧化鈦鈣型。藥皮中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%以上的二氧化鈦和以下的碳酸鹽，并加入一定數(shù)量硅酸鹽、錳鐵，一般不加或加少量有機(jī)物。這種藥皮焊條工藝性能稍次于氧化鈦型，電弧穩(wěn)定，飛濺少，脫渣容易，焊縫表面美觀，適用于全位置焊接。鈦鐵礦型。藥皮中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于的鈦鐵礦和一定數(shù)量的硅酸鹽、錳鐵及少量有機(jī)物，不加或少加碳酸鹽，這種焊條熔渣的流動性好，熔深較大，整齊，適用于全位置焊接，交、直流兩用。氧化鐵型。藥皮中加入大量

5、鐵礦石和相當(dāng)數(shù)量的硅酸鹽、錳鐵及少量有機(jī)物。這類焊條的熔深較大，生產(chǎn)效率高，抗銹性較強(qiáng)，飛濺較大，工藝性較差。適用于中厚板的平焊、立焊、仰焊。熔敷金屬的抗裂性較好，可交、直流兩用。纖維素型。藥皮中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%以上有機(jī)物和相當(dāng)數(shù)量的造渣物質(zhì)及錳鐵等。焊接時有機(jī)物分解出大量氣體，電弧穿透力較強(qiáng)，熔深大，熔化速度快，脫渣容易，適于全位置焊接，也可進(jìn)行向下立焊及深熔焊接，交、直流兩用。低氫型。藥皮中加入大量硫酸鹽和相當(dāng)數(shù)量螢石、鐵合金和少硅酸鹽及二氧化鈦，該焊條飛濺較大，熔渣脫渣性較差。施焊時要求短弧操作，直流反接。當(dāng)藥皮中加入穩(wěn)弧劑后可使用交流。熔敷金屬含氫量低，且力學(xué)性能和抗裂性較好。石墨

6、型。藥皮中加人多量石墨以保證焊縫金屬的石墨化作用，以低碳鋼芯或鑄鐵焊芯用做鑄鐵焊條。碳鋼芯的石墨焊條，一焊接性能較差，飛濺較多，煙霧較大，熔渣極少，適用于水平位置焊接。石墨型藥皮引弧容易，藥皮強(qiáng)度較差，抗裂性較差。焊條持端后部容易發(fā)紅，以小電流為宜?？山弧⒅绷鲀捎?。鹽基型。藥皮由氯鹽和氟鹽組成，如氯化鈉、氟化鈉、氯化、氟化鉀、氯化鋰、冰晶石等，用于配制鋁及鋁合金焊條。其特是熔點(diǎn)低，熔化速度快，焊接工藝性較差。焊接時要求電弧很短，藥皮吸潮性強(qiáng)，焊前需按要求烘干。熔渣有一定的腐蝕性，焊后應(yīng)仔細(xì)清除熔渣。電源為直流。焊條的分類及其牌號、型號。國家標(biāo)準(zhǔn)將焊條按用途分為十類：結(jié)構(gòu)鋼焊條，鉬和鉻鉬耐熱鋼焊

7、條，不銹鋼焊條，堆焊焊條，低溫鋼焊條，鑄鐵焊條，鎳鎳合金焊條，銅及銅合金焊條，鋁及鋁合金焊條，特殊用途焊條。按熔渣的酸堿度可分為如下兩種：酸性焊條，其熔渣含有多量酸性氧化物，呈酸性，即其堿度系數(shù)B1.5；堿性焊條，其熔渣含有多量堿性氧化物，呈堿性，即其堿度系數(shù)B1.5。堿度系數(shù)近似為熔渣中所有堿性氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與所有酸性氧化物的量分?jǐn)?shù)的比值。按性能特征分，焊條可分為：低塵焊條，低毒焊條，超低氫焊條，直流用焊條，交、直流兩用焊條，立向下焊條，底層焊條，高效鐵粉焊條，抗潮焊條，水下焊條，重力焊條。躺焊焊條等。按藥皮類型可分為：氧化鈦型，鈦鈣型，鈦鐵礦型，氧化鐵型，纖維素型，低氫型，石墨型和鹽基型

8、等。焊條的牌號。焊條牌號編制的一般規(guī)定：各種類型焊條牌號前加字母或漢字，表示焊條各大類。漢字后面的三位數(shù)字中，前面兩個數(shù)字示各大類中的若干小類。第三位數(shù)字表示各種焊條牌號的藥皮類型及焊接電源。結(jié)構(gòu)鋼焊條。牌號前加“J”或（結(jié)）字，表示結(jié)構(gòu)鋼焊條。第一、第二位數(shù)字，表示焊縫金屬抗拉強(qiáng)度等級，見表1-2。三位數(shù)字表示各種焊條牌號的藥皮類型及焊接電源，見表1-3。 鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條。牌號前加R字母表示鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條。牌號第一位數(shù)字表示焊縫金屬主要化學(xué)成分等級，見表1-4。牌號第二位數(shù)字表示同一焊縫金屬主要化學(xué)成分組成等級中的不同牌號，對同一類型焊條，有十個牌號，以0、1、9順序排列。表1-2

9、結(jié)構(gòu)鋼焊條抗拉強(qiáng)度等級焊條牌號熔敷金屬抗拉強(qiáng)度/MPa熔敷金屬屈服強(qiáng)度/MPa焊條牌號熔敷金屬抗拉強(qiáng)度/MPa熔敷金屬屈服強(qiáng)度/MPaJ42420300J70700500J50500350J80800J55550400J90900J60600450J1001000表1-3 焊條藥皮類型及電源種類焊條牌號藥皮類型電源種類焊條牌號藥皮類型電源種類0不屬規(guī)定型不規(guī)定5纖維素型直流或交流1氧化鈦型直流或交流6低氫鉀型直流或交流2氧化鈦鈣型直流或交流7低氫鈉型直流3鈦鐵礦型直流或交流8石墨型直流或交流4氧化鐵型直流或交流9鹽基型直流表1-4 鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條主要化學(xué)成分牌號熔敷金屬化學(xué)組成類型（質(zhì)量分

10、數(shù)）%牌號熔敷金屬化學(xué)組成類型（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%鉻（Cr）鉬(Mo)鉻（Cr）鉬(Mo)R10.5R550.5R20.50.5R671R310.5R791R42.51R8111不銹鋼焊條。包括鉻不銹鋼焊條和奧氏體不銹鋼焊條。牌號前加“G”字，表示鉻不銹鋼焊條，牌號前加“A”字，表示奧氏體不銹鋼焊條，第一位數(shù)字，表示焊縫金屬主要化學(xué)成分組成等級，見表1-5，第二位數(shù)字表示同一焊縫金屬主要化學(xué)成分組成等級中的不同牌號。表1-5 不銹鋼焊條化學(xué)成分組成焊條牌號焊縫金屬化學(xué)成分組成類型（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%G2含Cr約13G3含Cr約17AO含Cr約18(超低碳)含Ni約9A1含Cr約18含Ni約9A2含Cr約1

11、8含Ni約12A3含Cr約25含Ni約13A4含Cr約25含Ni約20A5含Cr約16含Ni約25A6含Cr約15含Ni約35A7CrMnN不銹鋼A8含Cr約18含Ni約18A9待發(fā)展低溫鋼焊條的焊條牌號前加“W”，表示低溫鋼焊條。第一、二位數(shù)字表示低溫鋼焊條工作等級，見表1-6。表1-6 低溫鋼焊條工作溫度等級焊條牌號低溫溫度等級 焊條牌號低溫溫度等級 W70-70W19-196W90-90W25-253W11-110其他類型焊條中，如牌號前加“堆”字，表示堆焊焊條；牌號前加“鎳”字，表示鎳及鎳合金焊條；牌號前加“銅”字，表示銅銅合金焊條；加“鋁”字為鋁及鋁合金焊條。（4）焊絲。焊接用的焊絲可分為兩大類：一類是焊接時焊絲只于填充金屬和起導(dǎo)電（電極）作用，施焊過程中要依靠焊劑保護(hù)（如埋弧焊）或依靠氣體保護(hù)（如CO2