1、第二節 焊接材料一、焊條的組成及分類1焊條的組成及作用焊條：焊條電弧焊中使用的涂有藥皮的熔化電極。 由焊芯和藥皮兩部分組成。(1)焊芯 焊芯的作用是在焊接時傳導電流產生電弧并熔化。成為焊縫的填充金屬。 焊芯的質量應符合國家標準GB/T1495794熔化焊用鋼絲的要求。焊芯金屬的各合金元素的含量有一定的限制，以保證在焊后焊縫各方面的性能不低于基本金屬。 焊條直徑實際是指焊芯的直徑。焊芯直徑、焊芯材料的不同，決定了焊條允許通過的電流密度不同。 1.6的焊條長為200-250；2.0、2.5的焊條長為250-350；3.2-5.0的焊條長為350-450。 (2)藥皮其主要作用如下：1)提高焊接電弧

2、的穩定性 藥皮中加人了電離電位低的物質(如鉀、鈉、鈣等)，2)保護熔化金屬不受外界空氣的影響焊接時， 氣體保護：是指藥皮里的有機物及某些碳酸鹽無機物在電弧高溫作用下產生大量的中性或還原性氣體籠罩著電弧區和熔池， 熔渣保護：藥皮中的某些物質被電弧高溫熔化，形成一層熔點低、黏度適中、密度輕的熔渣，覆蓋在焊道表面，防止焊道氧化。并使焊縫金屬緩慢冷卻，有益于焊縫金屬中氣體的逸出，減少了產生氣孔的可能性。3)脫氧精煉：藥皮中的某些合金元素具有強烈的脫氧、脫氮、脫硫、脫磷等精煉作用，可使焊縫中的有害元素降到最小程度。4)添加合金提高焊縫性能：一是為了補償焊芯中合金元素的燒損，另一個是完全依靠藥皮中的合金元

3、素過渡達到焊縫中所需成分的目的，以提高焊縫的性能。5)改善焊接工藝性能：藥皮在焊接時形成喇叭狀套管，使電弧熱量集中，并可減少飛濺，有利于熔滴向熔池過渡，提高了熔敷系數。適當調整藥皮的黏度、熔點和密度能用于各種空間位置的施焊。同時熔化后的熔渣還起美觀焊縫的作用。合理地配制藥皮成分，還能改善熔渣的脫渣性和減小發塵量等。2焊條的分類及型號(1)焊條的分類 1)按焊條的用途分類 碳鋼焊條(GBT 51171995)、 低合金鋼焊條(GBT51181995)、 不銹鋼焊條(GBT 9831995)、 堆焊焊條(GBT984-85)、 鑄鐵焊條(GBT 1004488)、 銅及銅合金焊條(GBT 3670

4、1995)、 鋁及鋁合金焊條(GBT 366983)、 鎳及鎳合金焊條(GBT 138141992)。2)按焊條藥皮熔化后的熔渣特性分類焊條可分為酸性焊條和堿性焊條兩大類。酸性焊條：熔渣的成分主要是酸性氧化物。這類焊條的優點： 工藝性好，容易引弧，并且電弧穩定，飛濺小，脫渣性好，焊縫成型美觀，容易掌握施焊技術。因熔渣含有大量酸性氧化物，焊接時易放出氧，因而對工件上的鐵銹、油等污物不敏感，焊接時產生的有害氣體少。酸性焊條可用交流、直流焊接電源，適用于各種位置的焊接，焊前焊條的烘干溫度較低。酸性焊條的缺點： 是焊縫金屬的力學性能差，尤其是焊縫金屬的塑性和韌性均低于堿性焊條形成的焊縫。另一主要缺點是

5、抗裂紋性能不好，主要是酸性焊條藥皮氧化性強，使合金元素燒損較多，以及焊縫金屬含硫量和擴散氫含量較高。酸性焊條僅適用于一般低碳鋼和強度等級較低的普通低合金鋼結構鋼的焊接，而不用于焊接低合金鋼。 堿性焊條堿性焊條：熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金。焊條的優點： 焊縫中含氧量較少，合金元素很少氧化，焊縫金屬合金化效果好。脫氧、脫硫、脫磷的能力比酸性焊條強。此外，藥皮中的螢石有較好的去氫能力，故焊縫中含氫量低。使用堿性焊條，焊縫金屬的塑性、韌性和抗裂性都比酸性焊條高。堿性焊條的主要缺點： 工藝性差，對油、銹及水分等敏感性。焊接時工藝不當，容易產生氣孔。因此，除了焊前要嚴格烘干焊條并且仔細清理焊件坡口

6、外，在施焊時應始終保持短弧操作。堿性焊條電弧穩定性差，不加穩弧劑時只能采用直流電源焊接。在深坡口焊接中，脫渣性不好。焊接時產生的灰塵量較多，使用時應注意保持焊接場所通風和防塵保護，以免影響人體健康。這類焊條適用于合金鋼和重要的碳鋼結構焊接。(2)焊條型號的表示方法 碳鋼焊條型號是以國家標準碳鋼焊條(GBT 51171995)為依據，規定焊條的表示方法。 碳鋼焊條型號根據熔敷金屬的力學性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類來劃分的。 碳鋼焊條型號:1)字母“E”表示焊條。2)前兩位數字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值，單位為MPa。3)第三位數字表示焊條的焊接位置。 “0”及“1”表示焊條適用于全位

7、置焊接(平、立、仰、橫)， “2”表示焊條適用于平焊及平角焊， “4”表示焊條適用于向下立焊。4)第三位和第四位數字組合時表示焊接電流種類和藥皮類型。 5)第四位數字后附加“R”表示耐吸潮焊條； 附加“M”表示耐吸潮和力學性能有特殊規定的焊條， 附加“-1”表示沖擊性能有特殊規定的焊條。例如：(3)焊條型號與牌號的關系 1)焊條牌號的表示方法 碳鋼焊條的牌號依據原國家機械工業委員會編制焊接材料產品樣本中的規定來表示的。 碳鋼焊條是根據熔敷金屬的抗拉強度、藥皮類型和電流種類來劃分的， 焊條牌號的表示 具體方法如下： 字母“J”或漢字“結”表示結構鋼焊條； 前兩位數字表示熔敷金屬的抗拉強度的最小值

8、，單位為MPa； 第三位數字表示焊接電流種類和藥皮類型。 例如： 2)型號與牌號的對照 二、碳鋼焊條的選擇和使用1碳鋼焊條的選用原則 對于碳鋼和某些低合金鋼來說，在選用焊條時應注意以下一些原則： (1)等強度原則 碳鋼和某些低合金鋼焊條的選擇，一般是按焊縫與母材等強度的原則選用，但是要注意以下問題： 1)一般鋼材按屈服點來確定等級(如Q235)，而碳鋼焊條是按熔敷金屬抗拉強度的最低值來定強度等級的，因此不能混淆，應按照母材的抗拉強度等級來選擇抗拉強度等級相同的焊條。 2)對于強度級別較低的鋼材，基本上是按等強度原則。但對于焊接結構剛性大、受力情況復雜的工件，選用焊條時，應考慮焊縫塑性，可選用比

9、母材低一級抗拉強度的焊條。 (2)酸性焊條和堿性焊條的選用在焊條的抗拉強度等級確定后，再決定選用酸性焊條或堿性焊條時，一般要考慮以下幾方面的因素：1)當接頭坡口表面難以清理干凈時，應采用氧化性強、對鐵銹、油污等不敏感的酸性焊條。2)在容器內部或通風條件較差的條件下，應選用焊接時析出有害氣體少的酸性焊條。3)當母材中碳、硫、磷等元素含量較高時，且焊件形狀復雜、結構剛性大和厚度大時，應選用抗裂性好的堿性低氫型焊條。4)當焊件承受振動載荷或沖擊載荷時，除保證抗拉強度外，應選用塑性和韌性較好的堿性焊條。5)在酸性焊條和堿性焊條均能滿足性能要求的前提下，應盡量選用工藝性能較好的酸性焊條。(3)焊條的焊接

10、位置 焊接部位為空間任意位置時，必須選用能進行全位置焊接的焊條， 焊接部位始終是向下立焊時，可以選用專門向下立焊的焊條或其他專門焊條。 對于一些要求高生產率的焊件時，可選用高效的鐵粉焊條。 2碳鋼焊條的使用(1)焊條的外觀檢查 1)偏心： 是指焊條藥皮沿焊芯直徑方向偏心的程度。 若偏心，焊接時焊條藥皮熔化速度不同，無法形成正常的套筒，因而在焊接時產生電弧的偏吹，使電弧不穩定，造成母材熔化不均勻，影響焊縫質量。焊條的偏心度可用下式計算：l 焊條偏心度=2（T1-T2）/（T1+T2）100 式中 T1焊條斷面藥皮最大厚度+焊芯直徑，mm； T2同一斷面藥皮層最小厚度+焊芯直徑，mm。l 根據國家

11、標準的規定： 直徑不大于2.5 mm焊條，偏心度不應大于7； 直徑為3.2 mm和4 mm焊條，偏心度不應大于5； 直徑不小于5 mm焊條，偏心度不應大于4。 (1)焊條的外觀檢查 1)偏心 2)銹蝕：若焊芯僅有輕微的銹跡，基本上不影響性能。如果焊接質量要求高時，就不宜使用。若焊條銹跡嚴重就不宜使用，至少也應降級使用或只能用于一般結構件的焊接。 3)藥皮裂紋及脫落 (2)焊條的烘干1)烘干目的： 去除焊條的含水量， 焊條涂料會從空氣中吸收水分，且很快。 含水量會使焊接工藝性能變壞，而且也影響焊接質量，容易產生氫致裂紋、氣孔等缺陷，造成電弧不穩定、飛濺增多、煙塵增大等不利影響。2)烘干溫度碳鋼焊

12、條的再烘干溫度和時間：酸性焊條藥皮中，一般均有含結晶水的物質和有機物，再烘干時，應以除去藥皮中的吸附水，而不使有機物分解變質為原則。因此，烘干溫度不能太高，一般規定為75150 ，保溫l2 h。堿性焊條：由于堿性焊條在空氣中極易吸潮，而且在藥皮中沒有有機物，在烘干時更需去掉藥皮中礦物質中的結晶水。因此烘干溫度要求較高，一般需350400 ，保溫1 2 h。 3)焊條烘干方法及要求 焊條烘干應放在正規的遠紅外線烘干箱內進行烘干，不能在爐子上烘烤；也不能用氣焊火焰直接燒烤。 烘干焊條時，禁止將焊條直接放進高溫爐內，或從高溫爐中突然取出冷卻，以防止焊條因驟冷驟熱而產生藥皮開裂脫落。應緩慢加熱、保溫、

13、緩慢冷卻。經烘干的堿性焊條最好放人另一個溫度控制在80100的低溫烘箱內存放，隨用隨取。 烘干焊條時，焊條不應成垛或成捆地堆放，應鋪成層狀，4 mm焊條不超過三層，3.2 mmI焊條不超過五層。 焊接重要產品時，每個焊工應配備一個焊條保溫筒，施焊時，將烘干的焊條放入保溫筒內。筒內溫度保持在5060，還可放入一些硅膠，以免焊條再次受潮。 焊條烘干一般可重復兩次。據有關資料介紹，對于酸性焊條的碳鋼焊條重復烘干次數可以達到五次，但對于酸性焊條中的纖維素型焊條以及低氫型的堿性焊條，則重復烘干次數不宜超過三次。3碳鋼焊條的保管(1)各類焊條必須分類、分型號存放，避免混淆。(2)焊條必須存放在通風良好、干

14、燥的庫房內。 重要焊接工程使用的焊條，特別是低氫型焊條，最好儲存在專用的庫房內。庫房建議溫度在1025，相對濕度在60以下。 (3)儲存焊條必須墊高 與地面和墻壁的距離均應大于0.3 m以上。 (4)為了防止破壞包裝及藥皮脫落，搬運和堆放時不得亂摔、亂砸，應小心輕放。(5)為防止焊條受潮，盡量做到現用現拆包裝。并且做到先入庫的焊條先使用，以免存放時間過長而受潮變質。 一）判斷題1焊條電弧焊中使用的涂有藥皮的熔化電極稱為焊條。 ( )2焊條直徑實際上是指焊芯的直徑。 ( )3焊條直徑不同但焊條長度是一樣的。 ( )4堿性焊條的工藝性能差，對油、銹及水分很敏感，因此不能用于重要結構的焊接。（ ）5

15、堿性焊條抗氣孔的能力比酸性焊條強。 ( )6酸性焊條抗裂紋的能力比堿性焊條差。 ( )7酸性焊條藥皮中的氧化性較強，所以不適宜焊接合金元素較多的材料。 ( )8根據GBT-5117碳鋼焊條型號是以熔敷金屬的力學性能、焊接位置、藥皮類型和焊接電流種類來劃分的。 ( )9“E5015”是碳鋼焊條型號完整的表示方法，其中“50”表示熔敷金屬的屈服點為500 MPa。 ( )10焊條型號E4303對應的焊條牌號為J422。 ( )11“J422”是結構鋼焊條牌號完整的表示方法，其中“42”表示熔敷金屬的抗拉強度最大值為420 MPa。 ( )12碳鋼焊條一般是按焊縫與母材等強度的原則來選用。 ( )1

16、3當接頭坡口表面鐵銹等難以清理干凈時，應選用抗裂性能好的堿性焊條。 ( )14保管焊條的庫房要保持一定濕度，要求相對濕度應在60以下。 ( )15烘干焊條時，焊條應鋪成層狀，4mm焊條不超過5層。 ( )16儲存焊條必須墊高，與地面和墻壁的距離均應大于0.3 m。 ( ) 單項選擇題11焊條的直徑是以_來表示的。 A焊芯直徑 B焊條外徑 C.藥皮厚度 D焊芯直徑和藥皮厚度之和12要求塑性好，沖擊韌度高的焊縫應選用_焊條。 A酸性 B堿性 C.不銹鋼 D鑄鐵13堿性焊條的主要優點之一是_。 A脫渣性好 B電弧穩定 C.對弧長無要求 D良好的抗裂性。14根據GBT 5117-1995，碳鋼焊條型號

17、是以熔敷金屬的力學性能、_、藥皮類型和焊接電流種類來劃分的。 A化學成分 B焊接位置 .擴散氫含量 D抗裂性能15“E4303”是碳鋼焊條型號完整的表示方法，其中第三位阿拉伯數字表示的是_。 A藥皮類型 B電流種類 C焊接位置 D化學成分16新的國家標準規定焊條型號中，“焊條”用字母_表示。 AJ BH CA DE17牌號J507焊條對應的焊條型號為_。 AE5003 BE5016 CE5015 DE504818國家標準規定直徑為3.2 mm和4 mm焊條，偏心度不應大于_。 A2 B4 C5 D719焊條烘干的目的主要是_。 A保證焊縫金屬的抗拉強度 B去除藥皮中的水分 C.降低藥皮中的含氧量 D改善脫渣性能20堿性焊條的烘干溫度通常為_。 A75150 B.250300 C350400 D45050021酸性焊條的烘干溫度通常為_。 A75150 B.250300 C350400 D450500 ABDBCDCCBCA多項選擇題8焊芯的作用是_。 A傳導電流 B穩定電弧 C保護作用 D填充金屬 E改善工藝 F保證焊透9焊條藥皮的主要作用有_。 A渣、氣聯合保護 B脫氧精煉 C傳導電流 D穩定電弧 E添加合金 F改善焊接