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1、第10讲 焊接材料简介焊接材料是焊接时使用的形成熔敷金属的填充材料、保护熔融金属不受氧化氮化的保护材料、协助熔融金属凝固成形的衬垫材料等等。包括焊条、焊丝、电极、焊剂、气体、衬垫等。（1）焊条焊条由焊芯和药皮组成。手工焊条电弧焊时，焊条焊芯既是电极，又是填充金属。1）常用焊条类型及其特点焊条药皮类型主要有6种，其特点如下：低氢型焊条：药皮主要由碳酸盐及氟化物等碱性物质组成的碱性焊条，可分为低氢钠型（型号为EXX15碱性，只能用直流电源）和低氢钾型（型号为EXX16碱性，也可以是钛型或钛钙型，可交直流两用）两种。正确使用时，熔敷金属中的扩散氢的含量低，其冲击韧性和塑性较好。这类焊条熔渣流动性好，
2、焊接工艺性一般，焊波较粗，飞溅稍大，电弧较短，熔深较深，脱渣一般，适于全位置焊接。一般用直流电源。是压力容器用得最多的一种焊条。钛钙型焊条：（型号为EXX03）药皮中含有质量分数为30%以上氧化钛（金红石或钛白粉）及适量的（质量分数 20%）的钙和镁碳酸盐矿石的酸性焊条。这类焊条熔渣流动性好，电弧较稳定，熔深一般，脱渣容易，飞溅少，焊波美观，适于全位置焊接，电源可为交直流。属于钛钙型焊条的还有铁粉钛钙型（型号为EXX23）。钛铁矿型焊条：（型号为EXX0l）药皮中含有质量分数为30%以上钛铁矿一定量的碳酸盐的酸性焊条。这类焊条熔渣流动性良好，电弧稍强，熔深较深，烙渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般
3、，焊波整齐，适于全位置焊接，可交直流两用。高钛型焊条：药皮中以氧化钛为主要组成物，其质量分数35的酸性焊条，可分为高钛钠型（型号为EXX12）和高钛钾型（型号为EXX13）两种。这类焊条电弧稳定，引弧容易，熔深较浅、熔渣覆盖良好、焊波美观、脱渣容易、飞溅少，适于全位置焊接，可交直流焊接。但熔敷金属的塑性和抗裂性较差。 EXX14、 EXX24是铁粉钛型焊条，后者比前者铁粉量更多些。高纤维素型焊条：药皮中含有多量有机物的酸性焊条。可分为高纤维素钠型（型号为EXX10）和高纤维素钾型（型号为EXX11）两种。纤维素含量约占药皮总量的20%30%。这类焊条的纤维素产生大量气体保护熔敷金属，电弧吹力强
4、，熔深深，熔化速度快，脱渣少，飞溅一般，适于全位置焊接，尤其是立焊和仰焊，也可向下焊，可交直流两用。氧化铁型焊条：（型号为EXX20、EXX22，20不适用于薄板焊接，而22适用于薄板焊接）药皮中含有多量氧化铁及二氧化硅组成物的酸性焊条。这类焊条熔化速度快，焊接生产率高，电弧稳定，引弧容易，熔深较深，飞溅稍多，最适合中厚板平焊，立焊和仰焊的操作性能较差，熔敷金属抗裂性较好，可交直流两用。2）国产焊条的分类一般有三种分类方法：按焊条用途分（即按焊接材料产品样本分类）结构钢焊条，以“结”字或“J”表示；钼和铬钼耐热钢焊条，以“热”字或“R”表示；不锈钢焊条，以“铬”和“奥”字或“G”或“A”表示；
5、堆焊焊条，以“堆”字或“D”表示；低温钢焊条，以“温”字或“W”表示；铸铁焊条，以“铸”字或“Z”表示；镍及镍合金焊条，以“镍”或“Ni”表示；铜及铜合金焊条，以“铜”或“T”表示；铝及铝合金焊条，以“铝”或“L”表；特殊用途焊条，以“特”或“TS”表示。按焊条药皮熔化后熔渣性质分：酸性焊条；碱性焊条。按药皮的类型分类见表8.2。表8.2 焊条药皮类型牌号药皮类型焊接电源牌号药皮类型焊接电源0不规定的类型不规定5纤维素型交流或直流1氧化钛型交流或直流6低氢型交流或直流2氧化钛钙型交流或直流7低氢型直流3钛铁矿型交流或直流8石墨型交流或直流4氧化铁型交流或直流9盐基型直流3）结构钢焊条牌号结构钢
6、焊条牌号的表示表8.3 结构钢焊条焊缝强度等级牌号焊缝金属抗拉强度等级Mpa（kgf/mm2）焊缝金属屈服强度等级Mpa（kgf/mm2）J42420（43）330（34）J50490（50）410（42）J55540（55）440（450）J60590（60）530（54）J70690（70）590（60）J75740（75）640（65）J80780（80）690（70）J85830（85）740（75）J90880（90）780（80）J10980（100）880（90）表8.4 焊条特殊用途符号特殊用途符号含义特殊用途符号含义G管道焊接（只有J422G）RH高韧性超低氢X立向下焊GH有
7、较高低温韧性 低氢GM盖面Z重力R高韧性D底层焊XG管子用立向H超低氢GR低温高韧性DF低尘CuP焊接铜磷钢用LMA耐吸潮Fe铁粉焊条4）钼钢和铬钼耐热钢焊条牌号钼钢和铬钼耐热钢焊条牌号的表示：表8.5 耐热钢焊条化学成份等级牌 号焊缝主要化学成份Cr（%）等级焊缝主要化学成份Mo（%）等级热10.5热20.50.5热3120.51热42.51热550.5热671热791热81115）不锈钢焊条牌号不锈钢焊条牌号表示：表8.6 不锈钢焊缝金属化学成份等级牌号焊缝金属主要化学成份Cr（%）组成等级焊缝金属主要化学成份Ni（%）组成等级G213G317A0（C含量0.04%超低碳）A1188A21
8、812A32513A42520A51625A61535A7铬锰氮不锈钢A81818A9待发展6焊条型号和焊条牌号的对应关系焊条型号是国家标准中规定的焊条编号，牌号是原国家机械工业委员会在“焊接材料产品样本”中统一规定的焊条行业编号。它们之间差别在于，牌号中没有区别焊接位置的编号。型号和牌号之间的对应关系见表8.7。表8.7国标焊条型号与焊条牌号对照国家标准焊接材料产品样本焊条大类按化学成分分焊条大类按用途分标准号名称代号类别名称代号字母汉字GB5117-95碳钢焊条E1J结GB5118-95低合金钢焊条E1结构钢焊条J结2钼和铬钼耐热钢焊条R热3低温钢焊条W温GB983-85不锈钢焊条E4不锈
9、钢焊条G铬A奥GB984-85堆焊焊条ED5堆焊焊条D堆6铸铁焊条Z铸7镍及镍合金焊条Ni镍GB3670-83铜及铜合金焊条TCu8铜及铜合金焊条T铜GB3669-83TAI9铝及铝合金焊条L铝10特殊用途焊条TS特殊7碳钢焊条型号编号方法表8.8焊条型号关于焊接位置、药皮类型、焊接电流种类的含义焊条型号第三位数字代表的焊接位置第三、第四位数字组合代表的药皮类型焊接电流种类E00各种位置平、立、横、仰特殊型交流、直流正、反接E01钛铁矿型E03钛钙型E10高纤维素型直流反接E11高纤维素钾型交流或直流反接E12高钛钠型交流或直流正接E13高钛钾型交流或直流正、反接E14铁粉钛型交流或直流正、反
10、接E15低氢钠型直接反接E16低氢钾型交流或直流反接E18铁粉低氢型交流或直流反接E20平角焊氧化铁型交流或直流反接E22平交流或直流正、反接E23平、平角焊铁粉钛钙型交流或直流正、反接E24铁粉钛型交流或直流正、反接E27铁粉氧化铁型交流或直流正接E28铁粉低氧型E48平、立、仰、立向下铁粉低氢型交流或直流反接8不锈钢焊条型号表示方法不锈钢焊条型号表示方法与碳钢焊条的表示方法基本一样，不同的是“E”后面的一组数字不是表示强度，而是表示不锈钢的化学成分。常用不锈钢焊条型号GB/T983-1995与GB983-1985的对照表如下：表8.9不锈钢焊条型号新旧标准对照GB/T983-1995GB9
11、83-1985GB/T983-1995GB983-1985E308E019-10E310E2-26-21E308LE00-19-10E316E0-18-12MO2E309E1-23-13E316LE00-18-12 MO2E309LE00-23-13E347E019-10Nb2焊丝1焊丝的种类实心焊丝是从金属线材直接拉拔而成的焊丝。药芯焊丝是将薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，在其中填满一定成份的药粉，经拉制而成的焊丝。2实芯焊丝牌号编制方法3药芯焊丝牌号编制方法表8.10药芯焊丝牌号中保护方法的含义牌号焊接时的保护方法YJ1气保护YJ2自保护YJ3气保护自保护两用YJ4其它保护形式3钨极钨
12、极和焊条或埋弧焊、电渣焊、熔化极气体保护的焊丝都是电极，但它是不熔化为填充金属的电极。钨的熔点为3410，沸点为5900，是常见金属中最高的，因而是不熔极电弧的最合适的电极材料。钨极有纯钨、钍钨、铈钨三种。纯钨极电子逸出功大，电子发射能力差，要求空载电压高，承载电流能力小，目前基本不用。钍钨极加入氧化钍可降低电子逸出功，提高电子发射能力，可降低空载电压，改善引弧性能和稳弧性能，增大电流许用范围。但有微量放射性。牌号有WHh-10含ThO2 1.0%1.5%和WHh-15含ThO2 1.5%2.0%铈钨极加入少量氧化铈，比钍钨极更易引弧，电弧损耗更少，放射性剂量也低得多，是目前应用最多的钨极。牌号为Wce-20含CeO2 2.0%4焊剂埋弧时、电渣焊都用焊剂。常用焊剂有熔炼焊剂和烧结焊剂。1 熔炼焊剂牌号表示方法表8.11熔炼焊剂牌号与硅、氟量牌号焊剂类型二氧化硅Si02%氟化钙CaF2%HJ1低硅低氟1010HJ2中硅低氟10-303010HJ4低硅中氟1010-30HJ5中硅中氟10-3010-
