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1、,焊工工艺学,焊条电弧焊的原理及特点,长 沙 县 职 业 中 专 学 校,制作：周建刚 教者：周建刚,目的与要求： 明确焊条电弧焊的原理及特点。 掌握焊条的组成及作用。 理解焊芯中各种金属元素对焊缝质量的影响 重点： 焊条电弧焊的原理及特点。 焊芯中合金元素对焊接质量的影响 难点： 焊条电弧焊的原理及特点。 焊芯中各种金属元素对焊缝质量的影响,焊条电弧焊的原理及特点,形成原理：焊条与焊件接触后立即提起34燃烧产生电弧，依靠电弧热熔化焊条和局部焊件，从而形成熔池，同时产生熔渣和气体，随电弧的不断前进，熔池内液态金属不断更新并逐步冷却结晶形成焊缝。,焊条电弧焊的焊接回路是由弧焊电源、电缆、焊钳、焊
2、条、电弧和焊件组成。见右图。,一、焊条电弧焊的原理,焊缝金属的结晶的基本规律： 晶核的形成和晶核的长大。,二、焊条电弧焊的特点,1）优点,不同的焊缝位置、接头形式、厚度不规则的焊缝、单件、小件、短件的焊件，焊条电弧焊的可达性好。,适用于各种金属材料的焊接.（黑色金属、有色金属及异种钢）,可通过改变焊接工艺及方向（跳焊、分段退焊、对称焊等）减少变形和改善焊接应力的分布。,工艺灵活，适应性强,应用范围广,易分散焊接应力和控制焊接变形,设备简单，成本低。,2）缺点,焊缝质量依赖性强（主要依靠可焊工的操作水平和经验）,焊接生产率低，劳动强度大,焊 条,焊条：涂有药皮供焊条电弧焊用的焊接材料。,焊条的性
3、能 直接影响,焊缝金属的化学成分,焊缝金属的力学性能,其作用是：,传导电流,作填充金属，熔化后与母材熔合形成焊缝。,焊接生产率,焊条的性能由焊条的化学成分决定。,电弧的稳定性,一、焊条的组成及作用,焊条由焊芯和药皮组成,1、焊芯,（1）作用：传导电流；作填充金属。 （2）焊芯中各合金元素对焊接质量的影响(见下表),焊条,焊条的前端药皮有45左右的倒角,尾部有段约1035的裸焊芯,焊条长度为250450。 焊条直径是以焊芯直径来表示的， 一般有2.5 、3.2 、4 、 5等几种规格。,各合金元素对焊接质量的影响,1、碳是一种良好的脱氧剂. 2、含碳量过高，还原作用剧烈，引起较大的飞溅和气孔.
4、3、能提高焊逢强度、硬度、降低塑性。 4、焊芯中的含碳量一般不超过0.1%。,1、锰是一种较好的合金剂和脱氧剂，良好的脱硫剂，减少焊缝热裂纹方向。 2、锰可作为合金元素提高焊缝的力学性能。 3、一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0.30%0.55%，用于某些特殊用途的钢 丝，其含锰量可以高达1.70%2.10%。,1、硅是一种较好的合金剂。适量的硅能提高焊缝的强度、弹性及抗酸性能。 2、硅也是一种较好的脱氧剂。 3、提高熔渣的黏度，促使非金属夹杂物生成。过多的硅会降低塑性和韧性 焊芯中的含硅量一般限制在0.03%以下。,续表,1、铬是一种较好的合金剂，用于冶炼合金钢、不锈钢，能提高钢的硬度、耐磨 性
5、、耐蚀性。 2、对于低碳钢来说，铬是一种杂质，易于氧化，形成三氧化二铬，不仅使焊缝 产生夹渣而且使熔渣黏度提高，降低流动性。 3、焊芯中的含铬量限制在2.0%以下。,1、镍对于低碳钢来说是一种杂质； 2、焊芯中的含镍量要求小于0.30%。 3、镍对钢的韧性有比较显著的影响，一般低温冲击值要求较高时，可以适当掺入 一些镍。,1、硫是一种有害杂质。能使焊逢金属力学性能降低。 2、硫的主要危害使焊缝产生热裂纹。 3、焊芯中的含硫量不得大于0.04%。 4、焊接重要结构件，含硫量不得大于0.03%。,1、磷是一种有害杂质，能使焊逢金属力学性能降低。 2、磷的主要危害是使焊逢产生冷脆现象，造成焊逢金属的
6、韧性降低，特别是低温 冲击韧性下降。 3、焊芯中的含磷量不得大于0.04%，焊接重要结构件，磷含量不得大于0.03%。,（3）焊芯的分类及牌号,分类：根据GB/T14957-1994熔化用钢丝及YB/T5029-1996焊接用不锈钢丝用于焊芯的专用钢丝可以分为： 碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三种。,一、焊条的组成及作用,焊芯的牌号编制方法见46页。 字母“H”表示焊丝;“H”后的一位或两位表示含碳量；化学元素及该元素后的数字表示该元素的近似含量，当某合金元素的含量低于1%时，可省略数字，只记元素符号；尾部标有“A”或“E”时，分别表示“优质品”或“高级优质品”，表明硫、磷等杂质含量更低,H0
7、8Mn2Si H0Cr19Ni9Si2?,高级优质钢,主要合金元素为 Mn,含量1%左右。,含碳量为0.08%,焊接用的钢丝,含碳量小于等于0.03%(超低碳),焊接用的钢丝,主要 合金元素为,2、药皮；压涂在焊芯表面上的涂料层。,提高焊接生产率在焊接药皮中加入铁粉，来提高熔敷速度和熔敷金属。,（1）焊条药皮的作用。,机械保护作用：通过渣保护、气体保护、渣-气联合等方式保护。,冶金处理渗合金作用: 通过熔渣与熔化金属冶金反映除去有害杂质和添加有益元素使得焊缝获得合乎要求的力学性能。,改善焊接工艺性能: 通过向药皮中添加K、Na、Ca来增加使用性能和操作性能。,主要包括：电弧的稳定性、脱渣性、全
8、位置焊接性、焊缝成 形、飞溅大小等。,手工电弧焊焊条的药皮主要分为八种类型见表P47表4-3,（2）焊条药皮的组成,焊条药皮是由矿物类、铁合金和金属类、有机物类、化工产品类等组成。,焊条药皮的组成按其在焊接过程中的作用可分为稳弧剂、造渣剂、造气剂脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘结剂及增塑、增弹增滑剂八种。见P46表4-2 。,（3）焊条药皮的类型,特点：这类药皮电弧燃烧稳定，熔渣流动性良好，熔深一般，脱渣容易，飞溅少，焊波美观，适用于全位置焊接，焊接电源为交直两用,成份：主要由碳酸盐及氟化物等碱性氧化物质组成,低氢钠型（E4305、E5015）：,成份：药皮中含有30%以上的氧化钛及小于20%钙或镁
9、的碳酸盐矿石,钛钙型（E4303、E5003)：,应用：用于焊接较重要的碳钢结构及强度等级较低的低合金钢结构。,成份：在低H钠型的基础上添加了钾水玻璃等稳弧剂。,低氢钾型（E4316、E5016)：,特点:这类药皮熔渣流动性好，焊接工艺性能一般，焊波较高，脱渣较难，适用于全位置焊接, 具有良好的抗裂性能和机械性能。气孔敏感性强，所以对焊件坡口清理要求及药皮干燥要求严格。焊接时要求短弧，焊接电流比酸性焊条要小一些。,应用：用于焊接较重要的碳钢结构及低合金钢结构。,特点:这类药皮熔渣流动性好，电弧稳定，焊接工艺性能好, 适用于全位置焊接，焊接级性为交流或直流反接。具有良好的抗裂性能和机械性能。,小结：,1、明确焊条电弧焊的原理及特点。,、掌握焊条的组成及作用。,、理解焊芯中各种金属元素对焊缝质量的影响.,、掌握焊条药皮的作用、组成及类型。,5、掌握钛钙型、低氢钠或低氢钾型药皮的成分、性能特点及 应用范围。,应用：用于焊接较重要的碳钢结构及相适应的低合金钢结构。,思考与练习： 1、试述焊条电弧焊的原理及特点？ 2、试述焊丝中碳、硫、磷对焊接质量的影响？ 3、焊条的作用是什么？焊条药皮由哪些原料组成？按其在 焊接过程中所起作用的不同通常分为那几类？,焊工工艺学,谢谢,长 沙 县 职 业 中 专 学 校,
