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焊接材料
焊条的组成及作用
焊条的分类
焊条的选用和使用
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焊条的组成及作用
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焊条的组成及作用
图中是我们常见的焊条。焊条是涂有药皮的、供焊条电弧焊用的熔化电极，由焊芯和药皮组成，分工作部分和尾部。工作部分供焊接用，尾部供焊把钳夹持使用。
焊条的组成及作用
1. 焊芯
（1）焊芯的作用 焊芯是一根实心金属棒，焊接时作为电极，传导焊接电流，与焊件间产生电弧，在电弧热的作用下自身熔化后过度到焊件熔池内，成为焊缝中填充的金属材料。焊芯作为电极，必须有良好的导电性能，否则电阻热会损害药皮的效果。作为焊缝的填充金属，焊芯的化学成分对焊缝金属的质量和性能有直接影响，必须严格控制。
（2）焊芯的规格 焊条的规格是以焊芯的长度和直径表示。焊芯一般是从热轧盘条拉拔成丝到所需直径后再截取成所需的长度，无法轧制或冷拔的金属用铸造方法制成。
焊条的组成及作用
2.药皮
药皮又称涂料，是压涂在焊芯表面上的涂覆层。它有矿石、铁合金、纯金属、化工物料和有机物的粉末混合后粘结到焊芯上的。
药皮在焊接过程中起到如下作用
（1）保护 在高温下药皮中的某些物质分解出气体或熔渣，对熔池、熔滴周围和焊缝金属起机械保护作用，免受大气侵入与污染。
（2）冶金处理 与焊芯配合，通过冶金反应起到脱氧、去氢、排硫、除磷等杂质和渗入合金元素的作用。
（3）改善焊接工艺性能 通过药皮中某些物质使焊接过程中电弧稳定、飞溅少，易于脱渣，提高熔敷率和改善焊缝成型等。
焊条的组成及作用
2.药皮
药皮又称涂料，是压涂在焊芯表面上的涂覆层。它有矿石、铁合金、纯金属、化工物料和有机物的粉末混合后粘结到焊芯上的。
药皮在焊接过程中起到如下作用
（1）保护 在高温下药皮中的某些物质分解出气体或熔渣，对熔池、熔滴周围和焊缝金属起机械保护作用，免受大气侵入与污染。
（2）冶金处理 与焊芯配合，通过冶金反应起到脱氧、去氢、排硫、除磷等杂质和渗入合金元素的作用。
（3）改善焊接工艺性能 通过药皮中某些物质使焊接过程中电弧稳定、飞溅少，易于脱渣，提高熔敷率和改善焊缝成型等。
焊接的概念
通过加热，使结合处达到塑性或熔化状态，破坏接触面的氧化膜，降低变形阻力，并增加原子振动能，促进扩散、再结晶、化学反应、及结晶过程的进行，从而紧密接触，并形成原子间的结合力。
通过施加压力，破坏接触面氧化膜，使结合处发生局部塑性变形，增加有效接触面积；当压力达一定时，工件表面紧密接触，从而形成原子间的结合力。
焊条的分类
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焊接的分类
1．按用途分类： 按用途有两种分类方法，二者没有原则区别，只是表达形式不同，一是用型号表示，二是用商业牌号表示。
表2—2 焊条型号与牌号类型
焊条型号 焊条牌号
焊条分类（按化学成分分类） 焊条分类（按用途分类）
国标编号 名称 代号 类别 名称 代号
字母 汉字
GB/T5117—1995 碳钢焊条 E 一 结构钢焊条 J 结
GB/T5118—1995 低合金钢焊条 E 一 结构钢焊条 J 结
二 钼和铬钼耐热钢焊条 R 热
三 低温钢焊条 W 温
GB/T983—1995 不锈钢焊条 E 四 不锈钢焊条 G 铬
A 奥
GB/T984—1985 堆焊焊条 ED 五 堆焊焊条 D 堆
GB/T10044—1988 铸铁焊条 EZ 六 铸铁焊条 Z 铸
— — — 七 镍及镍合金焊条 Ni 镍
GB/T3670—1995 铜及铜合金焊条 TCu 八 铜及铜合金焊条 T 铜
GB/T3669—1983 铝及铝合金焊条 TAl 九 铝及铝合金焊条 L 铝
— — — 十 特殊用途焊条 TS 特
焊接的分类
（1）焊条型号
它的主体结构是用字母E和四位阿拉伯数字表示的，最后有附加代号。主体结构应标全，附加代号只有需要时才在主体结构之尾部标出。E表示焊条。其中X1、X2表示熔敷金属抗拉强度最小值的1/10，单位为Mpa。X3表示焊条的焊接位置。X3、X4组合起来表示焊接电流种类及药皮类型。
以E4303为例
它表示熔敷金属抗拉强度最小值为430Mpa，使用于全位置焊接，药皮为钛钙型，采用直流或交流反接焊条。
焊接的分类
焊条型号中X1 X2、X3和X3X4及附加代号的含义见表2—3、表2—4和表2—5。表2—3 碳钢焊条型号中×1 ×2 、×3的含义
×1 ×2 熔敷金属抗拉强度最小值 ×3 焊接位置
0 全位置（平焊、立焊、横焊、仰焊）
kg/mm2 MPa 1
43 43 420 2 平焊、横角焊
50 50 490 4 立向下焊
表2—4 碳钢焊条型号中×3×4的含义
×3 ×4 药皮类型 焊接电源种类 ×3 ×4 药皮类型 焊接电源种类
00 特殊型 交流或直流反接 16 低氢钾型 交流或直流反接
10 钛铁矿型 18 低氢铁粉型
03 钛钙型 20 氧化铁型 交流或直流正接
10 高纤维素钠型 直流反接 22 交流或直流正、反接
11 高纤维素钾型 交流或直流反接 23 铁粉钛钙型
12 高钛钠型 交流或直流正接 24 铁粉钙型
13 高钛钾型 交流或直流正、 反接 27 铁粉氧化铁型 交流或直流正接
14 铁粉钛型 28 铁粉低氢型 交流或直流反接
15 低氢钠型 直流反接 48
表2—5 碳钢焊条型号中尾部附加代号的含义
代号 含义
－1 表示对冲击韧性有特殊规定
R 表示耐吸潮焊条
M 表示耐吸潮和力学性能有特殊规定
焊接的分类
（2）焊条牌号焊条牌号是按焊条的主要用途及性能特点对焊条产品的具体命名。它是用字母J,三位阿拉伯数字以及末尾字母表示。J表示结构钢焊条。X1、X2表示熔敷金属抗拉强度最小值的1/10，单位为兆帕。X3表示焊接电流种类和药皮类型。尾部字母表示特殊性能和用途。
例如J507表示熔敷金属抗拉强度最小值为500MPa，药皮为低氢钠型，采用直流电源结构钢焊条。
牌号中的X1X2含义参见表2—3，X3的含义见表2－6。 表2—6 焊条牌号中×3数字的含义
数字 药皮类型 焊接电源种类 数字 药皮类型 焊接电源种类
0 不属于已规定类型 不规定 5 纤维素型 直流或交流
1 氧化钛型 直流或交流 6 低氢钾性 直流或交流
2 氧化钛钙型 直流或交流 7 低氢钠性 直流
3 钛铁矿型 直流或交流 8 石墨型 直流或交流
4 氧化铁型 直流或交流 9 盐基型 直流
焊接的分类
2．按熔渣性质分类
焊条有酸性和碱性两大类。
酸性焊条药皮成酸性。它的主要特点是焊接工艺性好，容易引弧飞溅小，但是它的抗裂性差，力学性能较低。因此酸性焊条一般是用于不太重要的焊接结构。
与酸性焊条相反，碱性焊条呈碱性，它的主要特点是由于含有的萤石具有去氢能力，焊缝中含氢较低，抗裂性能好，力学性能高。但是不易引弧，焊前要严格烘干。因此碱性焊条是由于合金钢和重要的碳钢结构。
我们可以看出酸性焊条和碱性焊条有各自的特点，适用于不同的场合。
焊接的分类
表2—7 酸碱性焊条性能对比
酸性焊条 碱性焊条
1．药皮组成氧化性强 1．药皮组成还原性强
2．对水、锈产生的气孔的敏感性不大，焊条使用前经150～200℃烘焙1h，若不受潮，也可不烘。 2．对水、锈产生的气孔的敏感性较大，要求焊条使用前经300～400℃烘焙1～2h。
3．电弧稳定，可用交流或直流施焊。 3．需用直流施焊。只有当药皮中加入稳弧剂后才可以用交流电源焊接。
4．焊接电流较大 4．焊接电流较小，较同规格的酸性焊条小10﹪左右。
5．可长弧操作。 5．需短弧操作，否则易引起气孔。
6．合金元素过渡效果差。 6．合金元素过渡效果好。
7．焊缝成形较好，除氧化铁型外，熔深较浅。 7．焊缝成形较尚好，容易堆高，熔深较深。
8．熔渣结构呈玻璃状。 8．熔渣结构呈结晶状。
9．脱渣较容易 9．坡口内第一层脱渣较困难，以后各层脱渣较容易。
10．焊缝常温、低温冲击性能一般 10．焊缝常温、低温冲击韧性较高
11．除氧化性外，抗裂性能较差。 11．抗裂性能好。
12．焊缝中氢的含量高，易产生白点，影响塑性。 12．焊缝中氢的含量低。
13．焊接时烟尘较少。 13．焊接时烟尘较多。
焊条的选用
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焊条的选用
焊条的种类繁多，每种焊条都有一定的特性和用途。在生产中如何选用焊条？这就需要我们掌握焊条的选用原则。为了保证产品质量，提高生产效率和降低生产成本。必须正确选用焊条，在实际选择焊条时除了要考虑经济性，施工条件，焊接效率和劳动条件之外。
需要考虑三个原则。
一等强度原则。焊缝与母材抗拉强度相等或相近。对于承载静载荷或一般载荷的工件或结构。通常按等强度的原则选用焊条。
二等化学成分原则。焊缝与母材化学成分相等或相近。在特殊环境下工作的焊接结构。如耐蚀性高温或低温等。为了保证使用性能，应根据等化学成分选择焊条。
三等条件原则。根据工件或焊接结构的工作条件和特点来选用焊条。如在焊接承受动载荷和冲击载荷的工件时，应选用熔敷金属冲击韧性较高的碱性焊条。而在焊接一般结构件时，则选用酸性焊条。

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