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模块三焊条电弧焊项目2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，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%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：（１）机械保护作用：造渣、造气保护焊缝金属。（２）冶金处理作用：脱氧和掺合金，改善焊缝金属的性能。（３）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（１）矿物类。焊条药皮中的主要作用是为造渣剂。（２）铁合金和金属类。是良好的脱氧剂和合金剂。（３）有机物类。是很好的造气剂。（４）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--85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、Na2O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、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？