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1焊接材料概述2焊接材料—焊接时用于焊接连接的消耗材料统称为焊接材料。主要包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、钎料、钎剂等。焊接工艺焊接材料气焊气焊熔剂（焊粉）焊条电弧焊电焊条（普通焊条、专用焊条、自动盘状焊条）气体保护焊焊丝（实芯、药芯）、保护气（活性、惰性、混合气体）埋弧焊、电渣焊焊丝、带极、焊剂（熔炼焊剂、非熔炼焊剂）钎焊钎料、钎剂堆焊焊条、焊丝、带极、焊剂热喷涂丝极、带极、合金粉末（打底面粉末、工作面粉末）其他保护气体、衬垫、一、焊接材料分类不同焊接工艺条件下采用的焊接材料3焊条一、焊接材料分类4埋弧焊丝CO2气体保护焊丝低合金钢氩弧焊丝一、焊接材料分类药芯焊丝5一、焊接材料分类熔炼焊剂烧结焊剂6一、焊接材料分类氧气氩气二氧化碳氮气混合气乙炔气氦气焊割气7钎料、钎剂一、焊接材料分类8埋弧焊陶质焊接衬垫一、焊接材料分类9二、焊接材料发展概况一个国家焊接材料的生产情况可以反映该国焊接技术的总体水平。从图中可以清楚地看出我国焊材的生产总体上是与钢材同步增长的，后7年产量翻了一番。1040.1%144.908.01.90(1.76)25.0110.0(76%)200229.2%122.207.01.20(1.31)14.0100.0(82%)200127.2%108.406.00.70(1.12)11.790.0(83%)200024.6%105.965.00.36(0.95)10.690.0(85%)199921.1%99.205.00.20(0.99)7.087.2(88%)199818.4%81.833.60.13(0.87)5.672.5(89%)199719.6%62.962.30.06(0.65)5.655.0(87%)1996自动化率年总消耗量埋弧焊丝药芯焊丝MAG焊丝焊条年份1996~2002年我国焊接材料产量统计表（万吨）注：红色数据为焊材所占比例。紫色数据为进口焊材量。表中7年焊材产量的统计结果。在我国生产的焊材中手工焊的焊条产量一直占75%以上，而机械化、自动化焊接需要的各种焊丝的总量不足25%。按熔敷金属计算，2002年我国焊接机械化、自动化率仅能达到40.1%，而世界工业发达国家一般都在60%~70%以上。二、焊接材料发展概况11二、焊接材料发展概况国家或地区焊条实芯焊丝药芯焊丝埋弧焊丝焊材总量钢总产量/亿t焊材/钢产量比例中国大陆90（85.5%）10（9.5%）0.3（0.3%）5（4.7%）105.31.20.88%中国台湾2.7（54.0%）1.35（27.0%）0.45（9.0%）0.5（10.0%）5.00.140.36%日本5.4（19.4%）11.3（38.4%）8.5（29.3%）3.5（12.2%）28.71.040.28%美国10.8（26.9%）12.4（30.8%）12.8（31.8%）4.2（10.5%）40.20.9750.41%西欧16.2（26.7%）33.6（55.5%）4.2（6.9%）6.6（10.9%）60.61.340.45%1999年世界部分国家和地区焊材产量比较（万吨）注：括号内数字为所占比例我国焊材生产中手工焊条的比重居高不下，使得我国焊材生产总量与钢材生产总量之比偏高。美、日、欧国家手工焊条产量的比例低，平均每l亿t钢需要不到40万t焊材，而我国由于手工焊条比例过高，造成每亿吨钢材需78万t焊材，比工业发达国家高出一倍。12二、焊接材料发展概况推广高效率的半自动CO2气体保护焊取代焊条电弧焊，以降低生产成本，提高产品的竞争力。实芯焊丝CO2气体保护焊在造船的全位置焊接中工艺性不够满意;大力开展药芯焊丝。01020304050607012345678910111213141516171819202122232425年产量（万吨/%）737976828588919497总产量焊条%实心焊丝%埋弧焊丝%药芯焊丝%日本25年来焊接材料总产量及各种材料所占比例统计图0.99;0.97;1.05;1.05;0.98;13近几年来我国焊丝产量正在迅猛发展。先进的药芯焊丝，由于具有独特的工艺性能，7年来产量增长了近31倍，成为我国发展最快的焊材。二、焊接材料发展概况14二、焊接材料发展概况我国焊材的产量虽高居世界第一，但品种却较少，特别是缺少优质的不锈钢、耐热钢、低温钢和高强钢的焊接材料。表4、表5分别列出我国生产的实芯焊丝与药芯焊丝的品种与国外一些著名公司的产品品种数量的对比。可见，我们全国生产的焊丝品种还不如外国一家公司的多。1502040608010012012345678910%汽车零件集装箱工程机械一般机械铁路车辆重型机械造船锅炉金属结构不同行业中焊丝用量比例（CO2焊丝用量/CO2焊丝+焊条总重量）二、焊接材料发展概况162.2焊条17一、焊条的组成和作用焊条——涂有药皮供弧焊用的熔化电极称为电焊条，简称焊条。通常焊条引弧端有倒角，药皮被除去一部分，露出焊芯端头，有的焊条引弧端涂有引弧剂，使引弧更容易。在靠近夹持端的药皮上印有焊条牌号。药皮重量系数:kb＝1％～2％为薄皮焊条kb＝30％～50％为厚皮焊条焊条由焊芯和药皮(涂层)组成。夹持端药皮焊芯引弧端L18一、焊条的组成和作用（一）焊芯焊芯——焊条中被药皮包覆的金属芯称焊芯。焊芯作用：1）电极2）填充金属按国家标准焊芯用的钢丝分为三类：1）碳素结构钢2）低合金结构钢3）不锈钢焊条种类所用焊芯低碳钢焊条低合金高强钢焊条低合金耐热钢焊条不锈钢焊条堆焊用焊条铸铁焊条有色金属焊条低碳钢焊芯(H08A等)低碳钢或低合金钢焊芯低碳钢或低合金钢焊芯不锈钢或低碳钢焊芯低碳钢或合金钢焊芯低碳钢、铸铁、非铁合金焊芯有色金属焊芯各类焊接条所用的焊芯焊芯规格：焊条的规格都以焊芯的直径来表示，直径越大，长度也相应长些19（二）药皮药皮——涂敷在焊芯表面的有效成分称为药皮，也称涂层1、药皮的作用焊条药皮是矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料按一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。其作用是：1)机械保护产生气体和熔渣，隔绝空气，防止熔滴和熔池金属与空气接触；凝固的渣壳覆盖在焊缝表面，可防止高温的焊缝金属被氧化和氮化；可减慢焊缝金属的冷却速度。2)冶金处理去除有害元素。进行脱氧、去硫、去磷、去氢等焊接冶金反应；增添有用元素。药皮中含有的合金元素过渡到熔池中，可改善焊缝金属的性能。3)改善焊接工艺性能使电弧易引燃，燃烧稳定，飞溅小，焊缝成形美观，易脱渣，适宜全位置焊等。一、焊条的组成和作用202、药皮的组成按原材料来源分四类：矿物类、铁合金及金属粉、有机物和化工产品根据药皮组成物在焊接过程中所起的作用可将其分为如下七类：名称作用常用原料稳弧剂含低电离位的物质，提高电弧的稳定性碳酸钾、大理石、水玻璃、长石、金红石造渣剂形成熔渣，保护熔滴及熔池钛铁矿、金红石、大理石、石英砂、云母造气剂产生气体，隔离空气，保护焊接区有机物（如淀粉、木粉等）和碳酸盐（如大理石、菱苦土和白云石等）脱氧剂降低药皮和熔渣氧化性，脱除金属中的氧锰铁、硅铁、钛铁、铝粉合金剂补偿损失的元素，获得必要的成分铁合金或金属粉，如锰铁、硅铁、钼铁、钛铁等粘结剂把药皮涂敷到焊芯上，并具有一定强度钠水玻璃、钾-钠水玻璃成形剂使药皮具有一定的塑性、弹性及流动性、便于焊条的压制，使表面光滑不开裂白泥、云母、钛白粉、糊精药皮组成物及其作用一、焊条的组成和作用21药皮原料的作用见表：A表示主要作用，B表示辅助作用。选择原料时，注意其主要作用，兼顾次要作用，同时还要考虑是否有氧化、增氢、增硫、增磷等作用。22二、焊条的分类（一）按用途分类我国现行的焊条分类方法，主要是根据焊条国家标准和原机械工业部编制的《焊接材料产品样本》。焊条型号按国家标准分为8类，焊条牌号按用途分为10类种类用途结构钢焊条钼及铬钼耐热钢焊条不锈钢焊条堆焊焊条低温钢焊条铸铁焊条镍及镍合金焊条铜及铜合金焊条铝及铝合金焊条特殊用途焊条主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢主要用于焊接珠光体耐热钢和马氏体耐热钢主要用于焊接不锈钢和热强钢，分铬不锈钢焊条和铬镍不锈钢焊条两类主要用于堆焊，以获得具有热硬性、耐磨性及耐蚀性的堆焊层主要用于在低温下工作的结构，其熔敷金属具有不同的低温工作性能主要用于焊补铸铁构件主要用于焊接镍及镍合金，也可用于异种金属的焊接及堆焊主要用于焊接铜及铜合金，其中包括纯铜焊条和青铜焊条两类主要用于焊接铝及铝合金例如用于水下焊接等特殊工作的需要焊条按用途分类23二、焊条的分类（二）按熔渣的碱度分类分为两大类：1、酸性焊条药皮中含有较多的酸性氧化物。如FeO、SiO2、TiO2等。工艺性好，焊缝成型美观，波纹细密。熔渣的氧化性强。交、直流两用。典型的如：J422（E4303）2、碱性焊条药皮中含有较多的碱性氧化物。如大理石(CaCO3)、萤石(CaF2)。焊接时产生CO2和HF、降低了焊缝含氢量，所以又称低氢焊条。焊缝塑性、韧性较高，工艺性及成形不如酸性焊条。典型的如：J507（E5015）24二、焊条的分类酸性焊条碱性焊条(1)药皮组分氧化性强(2)对水、锈产生气孔的敏感性不大，焊条使用前经150℃~200℃烘干1h。若不受潮，可不烘干(3)电弧稳定，可用交流或直流施焊(4)焊接电流较大(5)可长弧操作(6)合金元素过渡效果差(7)焊缝成形较好，除氧化铁型外，熔深较浅(8)熔渣结构呈玻璃状(9)脱渣较方便(10)焊缝常、低温冲击性能一般(11)除氧化铁型外，抗裂性能较差(12)焊缝中含氢量高，易产生白点，影响塑性(13)焊接时烟尘少(1)药皮组分还原性强(2)对水、锈产生气孔的敏感性大，要求焊条使用前经300℃~400℃烘干1h~2h(3)药皮中含有氟化物，恶化电弧稳定性，须用直流施焊。只有当药皮中加稳弧剂后，方可交直流两用(4)焊接电流较小，较同规格的酸性焊条小10％左右(5)须短弧操作，否则易引起气孔及增加飞溅(6)合金元素过渡效果好(7)焊缝成形尚好，容易堆高，熔深较深(8)熔渣结构呈岩石结晶状(9)坡口内第一层脱渣较困难，以后各层脱渣较容易(10)焊缝常、低温冲击性能较高(11)抗裂性能好(12)焊缝中扩散氢含量低(13)焊接时烟尘多，且烟尘中含有害物质较多酸性焊条与碱性焊条工艺性能比较25二、焊条的分类（三）按药皮的主要成分分类焊条药皮类型分类药皮类型药皮主要成分焊接电源钛型钛钙型钛铁矿型氧化铁型高纤维素钠型高纤维素钾型低氢钠型低氢钾型铁粉低氢型石墨型盐基型氧化钛≥35%氧化钛30%以上，碳酸盐20%以下钛铁矿≥30%多量氧化铁及较多的锰铁脱氧剂有机物15%以上，氧化钛30%左右有机物15%以上，氧化钛30%左右钙、镁的碳酸盐和萤石钙、镁的碳酸盐和萤石钙、镁的碳酸盐、萤石和铁粉多量石墨氯化物和氟化物直流或交流直流或交流直流或交流直流或交流直流直流或交流直流直流或交流直流或交流直流或交流直流由于药皮配方组成不同，致使各种药皮类型焊条的熔渣特性、焊接工艺性能以及焊缝金属力学性能有很大差别。即使是同一类型药皮，但不同牌号的焊条也因为药皮成分和配比不同，焊条的工艺性能等也会出现明显的差别26二、焊条的分类（三）按药皮的主要成分分类27三、焊条的型号和牌号焊条用型号及牌号来反映它的主要性能特点及类别焊条型号——是以国家标准为依据，反映焊条主要特性的一种表示方法。型号包括以下含义：焊条类别、焊条特点(如熔敷金属抗拉强度、使用温度、焊芯金属类型、焊芯化学成分组成类型等)、药皮类型、焊接电源种类等。不同类型焊条的型号表示方法也不同。焊条牌号——是对焊条产品的具体命名，由焊条的生产厂家制定。从1986年起，我国焊条生产行业开始采用国内焊条统一牌号。凡属于同一类药皮类型、符合相同类型焊条型号、性能相似的产品统一命名为一个牌号。每种焊条产品只有一个牌号，而多种牌号的焊条，可以同时对应一种型号28三、焊条的型号和牌号焊条用型号和牌号对照表焊条型号焊条牌号序号焊条分类代号国家标准代号焊条分类（按用途分类）代号汉字（字母）1