CH焊接材料實用

會計學1CH焊接材料實用2（6）鑄鐵焊條：用于焊補鑄鐵構(gòu)件。（7）鎳及其合金焊條：用于焊接鎳及其合金。（8）銅及其合金焊條：用于焊接銅及其合金。（9）鋁及其合金焊條：用于焊接鋁及其合金。（10）特殊用焊條：如水下焊接、切割用焊條。焊條分類（1）第1頁/共46頁32按熔渣的堿度（1）酸性焊條（J422）：藥皮中含有較多SiO2、FeO等。這類焊條工藝性能好，焊縫成形美觀，但焊縫的性能不高（尤其是塑性和韌性）。焊接可用交直流電源。（2）堿性焊條（J507）：藥皮中含有CaCO3、CaF2等。焊縫的含氫量低，所以又稱低氫焊條，堿性焊條的焊縫有較高的塑性和韌性，可用于焊接較重的焊接結(jié)構(gòu)。3按焊條藥皮類型鈦型(TiO2金紅石)、鈦-鈣型(TiO2-CaO)、鈦鐵礦型(TiO2-FeO)、氧化鐵型(Fe2O3)、纖維素型、低氫型(CaCO3-CaF2)。焊條分類（2）第2頁/共46頁41焊條型號國際ISO標準：E××××（字母E：Electrode）第一、二位數(shù)字：抗拉強度（kgf/mm2）第三位數(shù)字：表示適合焊接位置（0、1表示全位置，2表示為平焊，4為向下焊）。第四位數(shù)字：表示焊接電源極性及藥皮類型例如：E430343kg級鈦鈣型，交直流兩用，全位置焊。

E501550kg級低氫型，直流反接，全位置焊。二、焊條的型號和牌號第3頁/共46頁5

我國常用的牌號：字母（漢字）×××

字母含義：結(jié)構(gòu)鋼J（結(jié)）、不銹鋼A（奧）、堆焊D（堆）等。第一、二位數(shù)字：抗拉強度（kg/mm2）第三位數(shù)字：藥皮類型，如1-氧化鈦型、2-鈦鈣型、7-低氫鈉型（直流）例如：J（結(jié)）42242kg級，鈦-鈣焊條；

J（結(jié)）50750kg級，低氫焊條，直流。2焊條牌號第4頁/共46頁6

焊條用鋼：牌號前加H，如H08A。最后字母A表示優(yōu)質(zhì)鋼，E表示特級鋼，其含硫、磷量比較低。焊芯中的元素：（1）碳：提高鋼的硬度、強度，但會產(chǎn)生氣孔、飛濺、裂紋等問題。一般焊芯的含碳量小于0.1%。（2）錳：有益元素，起脫氧、脫硫和強化焊縫金屬的作用。焊芯一般含錳0.3~0.55%。1焊芯（1）三、焊條的組成

焊條是由焊芯和藥皮組成，藥皮占整個焊條重量的30-50%。第5頁/共46頁7

（3）硅：起脫氧和強化焊縫金屬作用，但會增加焊縫中的SiO2夾雜物，所以焊芯中的含硅量比較低（<0.03％）。（4）硫、磷：有害元素，容易引起焊縫裂紋和冷脆性。焊芯中的S、P<0.03。設計結(jié)構(gòu)鋼焊條時，要保證焊縫金屬與母材等強度，不必強調(diào)母材等成分。焊芯（2）第6頁/共46頁8（1）藥皮作用1）保護作用：采用氣－渣聯(lián)合保護焊縫金屬，以隔離空氣。2）冶金作用：去除焊縫金屬中有害雜質(zhì)（O、H、S、P等），補充焊縫燒損的合金元素，改善焊縫力學性能。3）保證焊接工藝性能：容易引弧，電弧穩(wěn)定燃燒，飛濺少，焊縫成形美觀，易于脫渣，適合各種位置焊接。2焊條藥皮（1）第7頁/共46頁9（2）焊條藥皮類型分為八大類，常用的有：1）鈦型：（>35%TiO2（金紅石）+SiO2）；2）鈦鈣型：（30%TiO2+(Ca,Mg)CO3）；3）低氫型：（CaCO3+CaF2）;4）石墨型：主要用于鑄鐵焊條，以保證焊縫金屬石墨化。2焊條藥皮（2）第8頁/共46頁101）礦物類：如大理石、白云石（CaCO3+MgCO3）、金紅石（TiO2）、錳礦（MnO2）、鈦鐵礦等。2）鐵合金類：如純鉻、鎳、Mn-Fe、Si-Fe、Ti-Fe等。3）化工產(chǎn)品類：如鈦白粉（TiO2）碳酸鋇（BaCO3）、水玻璃（Na2O·SiO2、K2O·SiO2）等。（3）藥皮的原材料第9頁/共46頁111）穩(wěn)?。喝绱罄硎?、水玻璃、長石（K2O+Na2O+SiO2+Al2O3）中的低電離位元素。2）造渣：保護熔滴和熔池金屬，改善焊縫成形，如CaO、SiO2、MgO等。3）造氣：焊接時，有機物和碳酸鹽分解產(chǎn)生氣體，用于隔離空氣，保護焊接區(qū)域。如CaCO3→CaO+CO2。4）脫氧：用一些對氧親和力比鐵大的金屬或合金元素脫除焊縫中的氧。（4）藥皮原材料的作用第10頁/共46頁125）合金化：補償焊縫金屬中燒損的合金元素，使焊縫達到所需的物化性能和機械性能。6）粘結(jié)：將藥皮牢固粘結(jié)在焊芯上，如水玻璃（Na2O·SiO2、K2O·SiO2）。7）成形：便于焊條的壓制，如云母、鈦白粉、滑石粉。藥皮原材料的作用（2）第11頁/共46頁131電弧的穩(wěn)定性焊條藥皮中加入電離電位低的物質(zhì)，如Na、K、Ca等，在焊接過程中可以保持電弧穩(wěn)定燃燒。若焊條中有氟化物（CaF2），由于電負性強的F的消電離作用，在交流焊中電弧就不穩(wěn)定，只能用直流電源焊接。若在這類焊條中加入穩(wěn)定劑（碳酸鉀等）時，也可以用交流焊接（J506）。電弧穩(wěn)定性不僅取決于焊條，還和焊接設備、焊工水平等因素有關(guān)。四、焊條的工藝性能（1）第12頁/共46頁14

成形不好的焊縫不僅影響外觀質(zhì)量，而且會造成應力集中，造成焊縫破壞。影響焊縫成形因素除操作者的水平外，還有熔渣的凝固溫度、粘度等。2焊接成形（1）第13頁/共46頁15

凝固溫度過高，容易造成渣壓鐵水，氣孔不易逸出；凝固溫度過低，熔渣不能均勻覆蓋在焊縫表面。2焊接成形（2）研究熔渣的物化狀態(tài)可以用渣的相圖（圖2－1）。

熔渣粘度過大，使焊接冶金反應緩慢，易產(chǎn)生氣孔、夾雜等缺陷；粘度過小造成熔渣不能均勻復蓋在焊縫表面，保護不好。第14頁/共46頁16

焊條各種位置的焊接:平焊、立焊、仰焊、橫焊。適合何種位置的焊接取決于渣的粘度、熔點、表面張力等，也取決于焊工的水平。3各種位置焊接的適用性第15頁/共46頁17第16頁/共46頁18第17頁/共46頁19

降低焊條的熔敷效率，增加清理工作量。焊條的飛濺與焊條的含水量、焊條偏心、焊接工藝參數(shù)、電源類型、焊條類型（鈦鈣比低氫飛濺?。┑扔嘘P(guān)。4飛濺第18頁/共46頁20

液態(tài)金屬和熔渣在電弧高溫下造成激烈蒸發(fā)，尤其是低氫焊條發(fā)生量大，煙塵中含有有毒物質(zhì)，危害焊工健康。5焊接煙塵第19頁/共46頁21J422焊條焊縫的化學成分及力學性能1鈦鈣型焊條E4303（J422）熔渣的堿度B1=0.76，屬酸性渣。氣相主要成分為CO、H2、CO2、H2O。五、典型焊條的冶金性能分析P21第20頁/共46頁22（1）氧化反應:

氣相中的O、O2、CO2、H2O等都能使焊接金屬發(fā)生氧化

[Fe]+O→FeO[Fe]+O2→FeO[Fe]+CO2→FeO+CO[Fe]+H2O→FeO+H2

其中氧原子的氧化性最強。J422鈦鈣型焊條焊接時的冶金反應（1）

熔渣的氧化作用主要是渣中的氧化物與液態(tài)金屬之間發(fā)生的置換氧化。第21頁/共46頁23J422屬于酸性渣，應以錳脫氧為主，而不是采用Si、Ti脫氧

[Mn]+[FeO]→(MnO)+[Fe]（沉淀脫氧）生成的MnO進入熔渣，與SiO2等酸性氧化物生成復合化合物

(MnO)+(SiO2)

→(MnO·SiO2)(MnO)+(TiO2)

→(MnO·TiO2)

復合氧化物降低了熔渣的氧化性。（2）脫氧反應

第22頁/共46頁24

由于熔渣中有大量的SiO2等酸性氧化物和Mn-Fe，所以發(fā)生置換反應

(SiO2)+[Fe]→[Si]+FeO

及還原反應

[Mn]+(SiO2)→[Si]+(MnO)

結(jié)果焊縫金屬中含有一定數(shù)量的Si。（3）還原反應第23頁/共46頁25

主要靠Mn或MnO脫硫

FeS+Mn→Fe+MnSFeS+MnO→FeO+MnS（5）脫磷反應

J422焊條脫磷效果不佳，主要以限制焊接材料中的磷為主。（4）脫硫反應第24頁/共46頁26（6）合金化：藥皮中的錳鐵除了脫氧、脫硫外，還可增加焊縫中的Mn；焊縫中的Si主要靠SiO2的還原所得。（7）氣孔敏感性：用J422焊條焊接產(chǎn)生的氣孔大多是因操作不當造成的。（8）焊接煙塵：因藥皮中(Mg,Ca)CO3比較少，煙塵量較少，有害成分也比J507焊條少。此類焊條焊接工藝性好，用量最大，主要用于焊接低碳鋼和強度較低的低合金鋼。J422鈦鈣型焊條焊接時的冶金反應

第25頁/共46頁27

屬CaO-SiO2-CaF2渣系，熔渣的堿度B1=1.86，屬堿性渣。焊接時氣相成分見表1-12。2低氫焊條E5015（J507）第26頁/共46頁28（1）脫氧反應因是堿性渣，所以脫氧主要靠Si和TiCO2+Si→SiO2+COCO2+Ti→TiO2+CO

反應產(chǎn)物和CaO生成復合化合物CaO·SiO2、CaO·TiO2，降低了渣的氧化性。J507鈦鈣型焊條焊接時的冶金反應（1）第27頁/共46頁29利用CaF2脫氫：CaF2+H2O→CaO

+HF↑CaF2和SiO2脫氫：CaF2+SiO2→SiF4+CaSiO3SiF4+H→SiF+HF↑CaF2和水玻璃脫氫：Na2O·nSiO2+H2O→NaOH+nSiO2NaOH+CaF2→Ca(OH)2+NaFNaF+H2O+CO2→Na2CO3+HF↑（2）脫氫反應第28頁/共46頁30（3）脫硫反應：主要靠堿性渣脫硫，堿度越高，脫硫效果越好。

[FeS]+(CaO)→(CaS)+(FeO)（4）合金化：在錳硅聯(lián)合脫氧同時，Mn、Si也過渡到焊縫金屬中。（5）焊接煙塵：焊接時產(chǎn)生大量CO2，煙塵中含KF、NaF、HF等有害氣體。

J507焊條焊縫力學性能好（韌性高），多用于焊接比較重要的結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼的焊接，焊接工藝性不及J422，對焊件的焊前清理要求比較高。（3）脫硫反應第29頁/共46頁31

主要用于埋弧自動焊或釬焊時的冶金和保護作用。一、焊劑的分類1按制造方法分:（1）熔煉焊劑（HJ）：將礦物在電弧爐中熔煉，然后用水激冷粉碎，烘干使用。（2）燒結(jié)焊劑（SJ）：將原材料粉碎，按一定比例和粘結(jié)劑一起混合，制成細粒狀，然后在400～1000℃高溫烘干。2按化學成分分類（1）SiO2含量：高硅、中硅、低硅；（2）MnO含量：高錳、中錳、低錳；（3）CaF2含量：高氟、中氟、低氟。第二節(jié)焊劑第30頁/共46頁323按焊劑化學性質(zhì)分（1）氧化性焊劑：對焊縫有較強的氧化性，如高錳、高硅的HJ431焊劑。（2）弱氧化性：焊劑中含SiO2、MnO、FeO等活性氧化物較少，對焊縫金屬有弱氧化作用，焊縫的含氧量也較低，如低錳、高硅、中氟HJ260焊劑。（3）惰性焊劑：基本不含SiO2，MnO，F(xiàn)eO等氧化物，由Al2O3、CaO、MgO、CaF2等組成，對焊縫沒有氧化作用，用于焊接高合金鋼，如不銹鋼。焊劑的分類第31頁/共46頁33焊劑的分類圖第32頁/共46頁341焊劑型號：焊劑＋焊絲

HJ×××——H×××

拉伸性能是否熱處理αk27J時的溫度與焊劑匹配的焊絲

(0否，1是)例如：HJ403——H08MnA

σb410~550焊后不處理－30℃時αk>27J二、焊劑型號和牌號（1）第33頁/共46頁35（1）熔煉焊劑

HJ×××

錳含量硅鈣含量順序號

（表2－17）（表2－18）例如：HJ260

低錳高硅中氟（2）燒結(jié)焊劑

SJ×××

渣系同一渣系不同牌號例如：SJ301

硅鈣系2焊劑牌號第34頁/共46頁36（1）具有良好的冶金性能：根據(jù)被焊金屬選擇焊劑和焊絲，制定合理的焊接工藝，以獲得適宜的焊縫化學成分、力學性能、有較強的抗氣孔、抗裂紋能力。（2）有良好的工藝性能：電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫成形良好，脫渣容易，產(chǎn)生的毒氣少。（3）粒度適中：過粗保護不好，過細透氣性不好。（4）含水量低、夾雜物少。

三、對焊劑的質(zhì)量要求第35頁/共46頁371熔煉焊劑（1）高硅焊劑

SiO2%>30%，焊劑能向焊縫過渡硅(圖2-6)。根據(jù)焊劑中含的MnO數(shù)量的不同，焊劑分高錳、中錳、低錳和無錳。含MnO時有向焊縫過渡Mn的傾向（圖2-7）。四、焊劑的性能及用途第36頁/共46頁38

高硅焊劑配的焊絲根據(jù)MnO量多少而定1）高硅無錳或低錳配高錳焊絲：Mn1.5%~1.9%，如H08M2；2）高硅中錳焊劑配中錳焊絲：Mn1%，如H08MA；3）高硅高錳焊劑配低碳鋼焊絲：Mn0.4%，如HJ431配H08A焊絲。高硅焊劑第37頁/共46頁39SiO2

量較少，CaO、MgO多，堿度高，屬弱氧化焊劑。焊縫的韌性較好，可用于合金鋼焊接。由于中硅焊劑焊縫的含氫量高，不利于高強鋼焊接，有的中硅焊劑加FeO，雖然提高了焊劑的氧化性，但能降低含氫量。（2）中硅焊劑（3）低硅焊劑

由CaO、Al2O3、MgO、CaF2組成。屬無氧化焊劑?？膳浜舷鄳附z焊接高合金鋼，如不銹鋼、熱強鋼等。第38頁/共46頁40

有燒結(jié)焊劑和粘結(jié)焊劑（陶質(zhì)焊劑，低溫燒結(jié)焊劑），可用于焊接碳鋼、高強鋼和高合金鋼或堆焊。燒結(jié)焊劑的特點：

1）堿度高，易得到高質(zhì)量焊縫（沖擊韌性好）。

2）抗銹能力強（有一定的氧化氣體，摻有合金脫氧劑）。

3）適合大規(guī)范焊接，焊接效率高。

4）缺點是易吸潮、易碎、回收率低（重復使用率低）。2燒結(jié)焊劑第39頁/共46頁41一、分類1按焊接方法和用途分：埋弧焊絲、CO2焊絲、Ar弧焊絲、藥芯焊絲、釬焊絲、氣焊絲等。2按焊絲形狀分：實芯焊絲，藥芯焊絲等。3按焊絲成分分：低碳鋼焊絲、合金鋼焊絲、鋁焊絲、銅焊絲等。第三節(jié)焊絲第40頁/共46頁421藥芯焊絲型號

EF××－××××

焊接位置分類代號σbαk≮27J的溫度αk≮47J的溫