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1、模块三焊条电弧焊模块三焊条电弧焊 项目项目2 2焊条焊条 目录 一 焊条的组成 二 焊条的分类 三 焊条的型号与牌号 四 焊条的选用 五 焊条的存放和使用前的烘干 课前思考 1 如何去选择合适的焊条 2 焊条的存放原则 3 如何区分酸性焊条和碱性焊条 焊条电弧焊时 焊条既作为电极 又作 为填充金属过渡到焊缝中去 是焊缝金属的 主要组成部分 因此 焊条不仅影响电弧的 稳定性 而且直接会影响焊缝的化学成分和 力学性能 焊条的优劣是决定焊条电弧焊焊 缝质量的主要因素 我们带着上述问题 系统的学习一下焊 条的组成 焊条的牌号 分类及选用等焊条 的基础知识 一 焊条的组成 焊条是由药皮和焊芯组成的 如图
2、所示 在焊条前端药皮有45度左右的倒角使焊芯露出以便于引弧 尾部 有一段裸焊芯 便于夹持和导电 常用的焊条直径有2 0mm 2 5mm 3 2mm 4 0mm 5 0mm等几种 焊条的长度取决于焊 芯的直径 材料 药皮类型等 随着焊芯直径的增加 焊条 长度也相应增长 焊条长度一般在200 550mm之间 焊条组成示意图 1 焊芯 2 药皮 3 夹持端 4 引弧端 1 焊芯 1 焊芯的作用 电弧焊时 焊芯有两个功用 一是作为电极产生电弧 二形成焊 缝的填充金属 与部分熔化的母材 混合形成焊缝 2 焊芯的成分及对焊接的影响 碳 焊接过程中 碳是一种良好的脱氧剂 在高温下具有 很强的还原作用 与氧化
3、合成CO CO2气体 气体从 熔池中逸出 这样 可以排开熔池周围的空气 减少 或防止空气中氧 氮与熔池的作用 含碳量过高 会 使焊缝金属的凝固温度降低 所以 常用的低碳钢焊 芯含碳量 0 10 硫 焊接过程中 硫在高温的条件下 与铁 化合成硫化亚铁 这是一种低熔点的化合物 集结在晶粒边界上 使焊缝在高温下产生 裂纹 俗称热裂 一般规定 焊丝中含硫量 0 04 磷 焊接过程中 磷与铁易形成磷化铁 使 熔化金属的流动性增大 凝固后 使金属变 脆 导致焊缝产生冷脆现象 磷还能和其他 物质形成低熔点共晶体 使钢产生冷裂缝 一般规定焊丝中含磷量 0 04 硅 焊接过程中 硅有较强的脱氧能力 比锰还 强
4、与氧形成二氧化硅 过多的二氧化硅在高温 下 使熔渣变稠 增加黏度 造成脱氧困难 还 会引起飞溅现象 并易造成夹渣 降低焊缝的塑 性 在焊芯中 含硅量应尽量少 一般要求在 0 03 以下 锰 焊接过程中 锰是一种较好的合金剂 钢中 锰含量在2 以下时 随着含锰量的增加 刚的 强度和任性增加 锰是也一种较好的脱氧剂 能 减少焊缝金属中的含氧量 锰还是一种常用的脱 硫剂 与硫化合成硫化锰 形成熔渣浮于熔池表 面 以减少焊热缝裂倾向 一般碳素钢焊芯的含 锰量为0 30 0 55 合金钢焊芯的含锰量更 高些 铬 它是一种重要的合金元素 含铬量高的 合金钢 能提高钢的硬度 耐磨和耐蚀性 含铬量 0 30
5、时 还可提高塑性 钼 钼能提高钢材的强度 尤其是高温强度 加入的钼使钢的高温蠕变强度提高 少量 的钼能增加焊缝金属的韧性 含量超标时 钢的淬硬性增大 焊接冷裂纹敏感性增加 应采取焊前预热措施 防止形成冷裂纹 镍 镍可提高钢材强度和韧性 含镍量 0 30 时 对焊接基本没有影响 超过时 增加晶粒长大倾向 韧性下降 钒 钒是一种强烈的碳化物形成元素 可细 化晶粒 提高钢的常温和高温强度 钒与铬 钼元素同时存在时 会形成复杂的碳化物 降低塑性和韧性 增加裂纹和敏性 含量 必须严格控制 2 药皮 压涂在焊芯表面上的涂料称为药皮 药 皮是由各种矿石粉末 铁合金粉 有机物和化工 制品等原料 按一定比例配制
6、后压涂在焊芯表面 上 焊条药皮在熔焊过程中 是决定焊接质量的 重要因素 主要功用是 机械保护作用 造渣 造气保护焊 缝金属 冶金处理作用 脱氧和掺合金 改 善焊缝金属的性能 改善焊条工艺性能 1 药皮的功用 2 焊条药皮的组成物及功能 矿物类 焊条药皮中的主要作用是为造渣剂 铁合金和金属类 是良好的脱氧剂和合金剂 有机物类 是很好的造气剂 化工产品类 钛白粉是很好的黏塑剂 重铬酸钾 高锰酸钾可改善电弧燃烧的稳定性 水玻璃既是良 好的稳弧剂 又是 黏结剂 黏塑剂 药皮组成物的分 类 稳弧剂 造渣剂 造气剂 脱氧剂 合金剂 稀渣剂 黏结剂 增塑剂 药皮组成物的作 用 按药皮组成物 的功用可分为 药
7、皮组成物中实际上 有多种组成物是一身 具有多种功用的 主要作用是改善焊条的引弧性能和提高电 弧的燃烧稳定性 一般多采用碱金属及碱土金 属的化合物 常用的有碳酸钾 碳酸钠 钾硝 石 水玻璃及大理石或石灰石 花岗岩 长石 钛白粉等 稳弧剂 主要作用是能形成具有一定物理 化学性能的熔渣 产生良好的机械保护 和冶金处理作用 常用的有钛铁 赤铁 矿 金红石 长石 大理石 花岗岩 萤石 菱苦土 锰矿 钛白求粉等 造渣剂 主要作用是造成电弧与周 围空气隔离的人护气氛 有利 于熔滴向熔池过渡 常用的有 碳酸盐类矿物 造气剂 脱氧剂 主要采用一些与氧结合能 力强的物质 对焊缝金属和熔 渣进行脱氧 常用的脱氧剂有
8、 锰铁 硅铁 铝铁 石墨等 主要作用是使焊缝金属 在焊接过程中被烧损或蒸发 的合金元素得到补充和增加 特殊性能要求的合金元素 常用的合金剂有铬 钼 锰 钛 钨 钒的铁合金和金 属铬 金属锰等纯金属 合金剂 稀渣剂 此类物质可降低焊接 熔渣的黏度 增加熔渣的流 动性 常用的稀渣剂有萤石 长石 钛铁矿 钛白粉 金红石 锰矿等 主要作用是改善涂料的 塑性和润滑性 便于用机器 压涂焊条药皮 常用的有云 母 白泥 钛白粉等 黏结剂 主要作用是将药皮牢固地黏 结在焊芯上 常用的黏结剂是水 玻璃 也有用树胶之类的物质的 增塑剂 二 焊条的分类 1 按焊条的用途分为 按国家标准 焊条系列分为 GB5117 8
9、5 碳钢焊条 GB5118 85 低合金钢焊条 GB983 85 不锈钢焊条 GB984 85 堆焊焊条 GB3670 83 铜及铜合金焊条 GB3669 83 铝及铝合金焊条 2 按焊条药皮熔化后的熔渣特性分为 1 酸性焊条 熔渣以酸性氧化物 TiO2 SiO2 等 为主的焊条称为酸性焊条 酸性焊条能交直流两用 焊接工艺性能较好 电弧和 飞 溅小 熔渣流动性好 易于脱渣 焊缝外表美观 因药皮 中含有较多硅酸盐 氧化铁和氧化钛等 氧化性较强 但 焊缝的力学性能 特别是冲击韧度较差 适用于一般低碳 钢和强度较低的低合金结构钢的焊接 是应用最广的焊条 2 碱性焊条 熔渣以碱性氧化物 CaO Na2
10、O等 的称为碱性焊条 焊条主要靠碳酸盐 如大理石中的CACO3等 分解出CO2作 为保护气体 在弧柱气氛中H的分压较低 而且萤石中的 CAF2在高温时与H结合成氟化氢HF 从而降低了焊缝中的 含氢量 故碱性焊条又称为低氢焊条 碱性渣中的CAO数 量多 熔渣脱S能力强 抗热裂性能较好 由于O和H含量 低 非金属杂物较少 故有较高塑性和韧性 及较好的抗 冷裂性能 但 由于药皮中含有较多的CAF2 影响气体电 离 所以碱性焊条一般要求彩直流电源 用反接法焊接 三 焊条的型号与牌号 1 焊条的型号 焊条型号是在国家标准中对焊条规定的 编号 用来区别各种焊条熔敷金属的力学 性能 化学成分 药皮类型 焊接
11、位置和 焊接电流种类 标有型号的焊条 其技术 要求 性能指标 检验方法都应按国家标 准的规定进行 焊条国家标准不可能包括 所有的焊条 2 焊条的牌号 焊条牌号是焊条制造厂对作为产品出厂的每种焊条标的特定编号 用来区别不 同焊条熔敷金属的力学性能 化学成分 药皮类型和焊接电流种类 与焊条的 型号相比 牌号中没有区别焊接位置的编号 但增加了特殊性能的符号 如超 低氢 高韧性 打底焊 3 碳钢焊条型号的编制方法 根据GB T5117 1995 碳钢焊条 的规定 碳钢焊条型 号的编制方法如下 1 字母 F 表示焊条 2 第一 第二位数字表示熔敷 金属抗拉强度的最小值 单位为 MPa或N mm2 3 第
12、三位数字表示焊条的焊接 位置 0 及 1 表示焊条适用于全 位置焊接 平 立 仰 横 2 表示焊条适用于平焊 角焊及 平角焊 4 表示焊条适用于向 下立焊 4 第三位和第四位数字组合时 表示焊接电流种类及药皮类型 4 低合金钢焊条型号的编制方法 根据GB T5118 1995 低合金钢焊条 的规定 低合金 钢焊条型号编制方法与碳钢焊条 型号编制方法相同 只是在四位 数字后添加了后缀字母和附加化 学成分记号 1 后缀字母为熔敷金属的化学 成分分类代号 并以短划 与前 面数字分开 如A1表示碳钼钢焊 条 B1 B2 B3 B4 B5表示 铬钼钢焊条 C1 C2 C3表示 镍钢焊条 D1 D2 D3
13、表示锰 钼钢焊条 G M W表示所有其 它低合金钢焊条 2 如还具有附加化学成分时 附加化学成分直接用元素符号表 示 并以短划 与前面后缀字母 分开 四 焊条的选用 1 考虑母材的力学性能和化学成分 1 对于低 中碳钢和低碳合金钢等的焊接 一般应按照 母材的强度等级选择相应强度等级的焊条 2 对于合金结构钢和不锈钢的焊接 一般合金结构钢在 选用焊条时仍已强度等级为依据进行选择 2 考虑焊件的工作条件和使用性能 1 如果焊件承受动载荷或冲击载荷 对焊缝金属除了考 虑抗拉强度外 还应保证冲击韧度和伸长率 因此选用低 氢型焊条 2 对于在腐蚀介质中工作的不锈钢或其他耐腐蚀材料 必须根据介质种类 浓度
14、 工作湿度等情况 选择相应的 不锈钢焊条 3 考虑焊件的结构特点 1 对于几何形状复杂 大厚度的焊件 因其刚度大 焊缝金属在冷却 收缩时拘束度较大 会产生很大内应力 容易产生裂纹 所以必须选 用抗裂性较好的焊条 2 对于仰焊 立焊位置的焊缝 应选用全位置焊接的焊条 以保障质 量 4 考虑焊接工地 现场的设备情况 1 在没有直流焊机时 应选用于交流电源的焊条或交 直流两用的低 氢钠型焊条 2 对于焊前需预热或焊后热处理的焊件 可采用特殊焊条来焊接 5 考虑劳动条件 生产率和经济性 1 在酸性和碱性焊条都满足的情况下 应尽量选择酸性焊条 为提高 生产率应尽量选择碱性焊条 2 在满足力学条件和操作性
15、能的前提下 应尽量选择效率高的焊条 3 在满足力学条件和操作性能的前提下 应尽量选择价格低的焊条 五 焊条的存放和使用前的烘干 1 焊条的存放 1 焊条必须在干燥 通风良好的室内仓库中存放 焊 条贮存库内 不允许放置有害气体和腐蚀介质 焊条应放 在离地面和墙壁面距离均不小于300mm的架子上 防止受 潮 2 焊条堆放时应按种类 牌号 批次 规格和入库时 间分类堆放 并应有明确标注 避免混乱 3 焊条贮存库内应设置温度计和湿度计 低氢型焊条 室内温度不低于50C 相对空气湿度不低于60 4 一般一次焊条出库量不能超过两天用量 已经出库 的焊条焊工必须保管好 5 保证焊条在供给使用单位后至少6个月
16、之内使用 入 库的焊条应做到先入库的先使用 2 焊条使用前的烘干 1 焊条在使用前 一般要烘干 酸性焊条视受 潮情况在75 150度烘干1 2小时 碱性低氢型结 构钢焊条应在350 400度烘干1 2小时 烘干的 焊条应放在100 150度保温箱 筒 内 随用随 取 使用时注意保持干燥 2 低氢型焊条一般在常温下超过4小时 应重新 烘干 重复次数不宜超过三次 3 在焊条烘干期间 应有专门负责的技术人员 负责对操作过程进行检查和核对 每批焊条不 得少于一次 并在操作记录上签名 4 烘干焊条时 焊条不应成垛或成捆地堆放 应铺放成层状 每层焊条堆放不能太厚 一般1 3层 避免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除 本节小结 1 重在理解焊条的各个组成作用 知道各个 组成部分 2 掌握焊条分类方法 在实际中会判断是酸 性还是碱性焊条 3 掌握如何去选择型号及牌号 这部分知识 重要下去复习 达到熟练掌握 4 本节内容是学习的基础 各部分知识都是 焊工的基础常识 要加强复习 思考练习 1 酸性焊条和碱性焊条如何在日常焊接中区 分 2 写出焊条的选用原则 3 焊条使用及烘干的注意事项
