焊條的組成焊條是涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極,。焊條的基本組成如下圖所示。壓涂在焊芯表面上的涂料層即藥皮,;焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯,;焊條端部未涂藥皮的焊芯部分,供焊鉗夾持用,,是焊條夾持端,。焊條藥皮與焊芯的重量比常稱為藥皮的重量系數(shù),焊條電弧焊焊條的藥皮質(zhì)量系數(shù)一般為25%~40%,。 按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的焊條,,其焊條夾持長(zhǎng)度都有一定的要求。碳鋼焊條(GB/T5117—1995)夾持端長(zhǎng)度見下表,。 焊芯牌號(hào)與規(guī)格:焊芯一般是一根具有一定長(zhǎng)度及直徑的金屬絲,。焊接時(shí)焊芯有兩個(gè)作用:一是傳導(dǎo)焊接電流,產(chǎn)生電弧,,把電能轉(zhuǎn)換為熱能,;二是焊芯本身熔化,作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫,,同時(shí)起調(diào)整焊縫中合金元素成分的作用,。這種金屬絲在用于埋弧焊、氣體保護(hù)焊,、氣焊等焊接方法中的填充金屬時(shí)常稱為焊絲,。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),用來(lái)制造焊芯的鋼絲分為碳素結(jié)構(gòu)鋼,、合金結(jié)構(gòu)鋼,、不銹鋼絲三類。在焊條生產(chǎn)中,,根據(jù)被焊材料,,按照國(guó)家熔化焊用鋼絲標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14957—94),可選擇相應(yīng)牌號(hào)的鋼絲作為焊芯,。 其它合金元素含量的表示方法與鋼號(hào)大致相同,。質(zhì)量不同的焊芯在最后標(biāo)以一定符號(hào)以示區(qū)別:A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,,其S、P的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.03%,;E表示特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,,其S、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.02%,。幾種常用碳素結(jié)構(gòu)鋼焊芯的牌號(hào)有:H08A,、H08MnA、H15Mn,;常用合金結(jié)構(gòu)鋼焊芯的牌號(hào)有:H10Mn2,、H08Mn2Si、H08Mn2SiA,、H08CrMoVA、H13CrMoA,;常用不銹鋼焊芯的牌號(hào)有:H1Cr19Ni9,、H0Cr19Ni14Mo3 (奧氏體型),H0Cr14,、H1Cr17 (鐵素體型),,HlCr13、H2Cr13 (馬氏體型),。 焊條的規(guī)格都以焊芯的直徑來(lái)表示,。焊芯直徑越大,其基本長(zhǎng)度也相應(yīng)長(zhǎng)些,。碳素鋼焊條焊芯的尺寸見下表,。 焊芯中主要合金元素對(duì)焊接的影響:
焊條藥皮焊條藥皮的作用:
藥皮的組成及類型:焊條藥皮為了達(dá)到諸多要求,由多種原材料按一定的配比組成,。藥皮中原材料的作用是:穩(wěn)弧,、造氣、造渣,、脫氧,、合金化、粘結(jié),、成形,。 藥皮中的一種材料在藥皮中同時(shí)會(huì)有幾種作用,其中有些是主要的,,有些是次要的,。這些材料按其所起的作用,分別稱為穩(wěn)弧劑,、造渣劑、造氣劑等,。常用的穩(wěn)弧劑有碳酸鉀,、鉀水玻璃等;常用的造渣劑有鈦鐵礦,、金紅石,、大理石等,它們是藥皮中最基本的組成物,;常用的脫氧劑有錳鐵,、鈦鐵、硅鐵等,。 采用不同的材料,,按不同的配比設(shè)計(jì)藥皮便產(chǎn)生了多種不同類型的藥皮。下面介紹幾類焊條的藥皮類型,。 碳素鋼焊條(GB/T5117—1995)和低合金鋼焊條(GB/ T5118—1995)的藥皮類型見下表,。 按化學(xué)成分分類的不銹鋼焊條(GB/T983—1995)的藥皮類型見下表: 鉻及鉻鉬鋼焊條的藥皮類型見下表: 其它類型焊條的藥皮類型將在相應(yīng)的課程環(huán)節(jié)中再予以介紹。 酸性焊條和堿性焊條:鋼焊條熔渣主要由氧化物組成,。這些氧化物按化學(xué)性質(zhì)可分為堿性氧化物,、酸性氧化物和兩性氧化物。熔渣中除氧化也外,,還有氟化物(CaF2,、NaF,、KF等)和氯化物(KC1、NaC1等)及少量的硫化物,、碳化物,。 當(dāng)焊條熔渣的成分主要是酸性氧化物(如TiO2、Fe2O3,、 SiO2)時(shí),,熔渣表現(xiàn)為酸性,這類焊條稱為酸性焊條,。碳鋼和低合金鋼焊條中的EXX13,、EXX03、EXX01,、EXX20,、EXX10類焊條都是酸性焊條。反之,,焊條熔渣的成分主要是堿性氧化物 (如大理石,、螢石等)時(shí),熔渣就表現(xiàn)為堿性,,這類焊條稱為堿性焊條,。例如碳鋼和低合金鋼焊條中的EXX15、EXX16,、EXX18 等,。 酸性焊條和堿性焊條由于藥皮的組成物不同,焊條的工藝性能以及焊縫金屬的性能也不同,,因此它們的應(yīng)用場(chǎng)合有很大的區(qū)別,。酸性焊條和堿性焊條的比較見下表。 從表中可以看出,,堿性焊條的塑性,、韌性和抗裂性能均比酸性焊條好。所以在焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí),,一般均采用堿性焊條,。 焊條型號(hào)焊條的分類焊條分類按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要是依照焊條用途劃分如下:
焊條型號(hào)的編制焊條型號(hào)一般都由焊條類型的代號(hào),加上其它表征焊條熔敷金屬力學(xué)性能,、藥皮類型,、焊接位置和焊接電流的分類代號(hào)組成。下表為各種焊條的分類及代號(hào),。 在初級(jí)電焊工技術(shù)課程中,,只介紹碳素鋼焊條、低合金鋼焊條型號(hào)的編制,。其它如不銹鋼焊條,、鑄鐵焊條、堆焊焊條,、銅及銅合金焊條,、鋁及鋁合金焊條和特殊用途焊條的型號(hào)編制,將在中,、高級(jí)課程相關(guān)章節(jié)中介紹,。 碳素鋼焊條:碳素鋼焊條型號(hào)根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型,、焊接位置和焊接電流種類劃分。按照熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的不同,,碳素鋼焊條形成兩個(gè)系列,,即E43系列(熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥420MPa)和E50系列(熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥490MPa),見表下表,。 下面以E4315為例說(shuō)明焊條型號(hào)編制方法,。按GB/T5117—1995規(guī)定,碳素鋼焊條型號(hào)編制方法如下:
低合金鋼焊條:低合金鋼焊條型號(hào)根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能,、化學(xué)成分,、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分,。與碳素鋼焊條相類似,,低合金鋼焊條有九個(gè)不同的抗拉強(qiáng)度等級(jí)。依次為E50系列(熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥490MPa),、E55系列≥540MPa,、E60系列≥590MPa、E70系列≥690MPa,、E75系列≥740MPa,、E80系列≥780MPa、E85系列≥830MPa,、E90系列≥880MPa,、E100系列≥980MPa。低合金鋼焊條型號(hào)的編制在碳素鋼焊條的編制方法上增加了部分內(nèi)容,。下面以E5515-B3-VWB加以具體說(shuō)明,。
下表列出了部分低合金鋼焊條的型號(hào)。 選用、使用,、保管焊條的選用選用焊條時(shí),,應(yīng)遵循以下原則: 首先考慮母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼的焊接,一般情況下應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,,按強(qiáng)度等級(jí)來(lái)選用焊條,。選用焊條的抗拉強(qiáng)度與母材相同或稍高于母材。但對(duì)于某些裂紋敏感性較高的鋼種,,或剛度較大的焊接結(jié)構(gòu),,為了提高焊接接頭在消除應(yīng)力時(shí)的抗裂能力,焊條的抗拉強(qiáng)度以稍低于母材為宜,。 焊接低溫鋼時(shí),,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,選用低溫沖擊韌度等于或髙于母材的焊條,,同時(shí),,強(qiáng)度不應(yīng)低于母材的強(qiáng)度。 耐熱鋼和不銹鋼的焊接,,為保證焊接接頭的高溫沖擊性能和耐腐蝕性能,,應(yīng)選用熔敷金屬化學(xué)成分與母材相同或相近的焊條。當(dāng)母材中碳,、硫,、磷等元素的含量較高時(shí),應(yīng)選用抗裂性好的低氫型焊條,。 低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼的焊接,,應(yīng)選用與強(qiáng)度等級(jí)低的鋼材相適應(yīng)的焊條。 有色金屬的焊接,,應(yīng)選用化學(xué)成分相近的焊條,。下表為根據(jù)母材的化學(xué)成分和力學(xué)性能推薦選用的焊條。 考慮焊件的工作:根據(jù)焊件的工作條件,,包括載荷,、介質(zhì)和溫度等,選擇滿足使用要求的焊條,。比如在高溫條件下工作的焊件,,應(yīng)選擇耐熱鋼焊條,;在低溫條件下工作的焊件,,應(yīng)選擇低溫鋼焊條;接觸腐蝕介質(zhì)的焊件應(yīng)選擇不銹鋼焊條,;承受動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊件應(yīng)選擇強(qiáng)度足夠,,塑性和韌性較高的低氫型焊條。 考慮焊接的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和剛度:對(duì)于同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條和堿性焊條,應(yīng)根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)形狀和鋼材厚度加以選用,,形狀復(fù)雜,、結(jié)構(gòu)剛度大及大厚度的焊件,由于焊接過(guò)程中產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力,,因此必須采用抗裂性能好的低氫型焊條,。 考慮勞動(dòng)條件、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性:在滿足使用性能和操作性能的基礎(chǔ)上,,盡量選用效率高,、成本低的焊條。焊接空間位置變化大時(shí),,盡量選用工藝性能適應(yīng)范圍較大的酸性焊條,,在密閉容器內(nèi)焊接時(shí),應(yīng)采用低塵,、低毒焊條,。 焊條的管理與使用焊條的保管和使用必須嚴(yán)格遵循焊條質(zhì)量管理規(guī)程(JB3223—83)的規(guī)定。 焊條的貯存與保管:
焊條使用前的烘干與保管: 由于焊條藥皮成分及其它因素的影響,,焊條往往會(huì)因吸潮而使工藝性能變壞,,造成電弧不穩(wěn),飛濺增大,,并且容易產(chǎn)生氣孔,、裂紋等缺陷。因此,,焊條使用前必須烘干,。焊條的烘干和保管應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
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