材料连接原理实验指导书

1、材料连接原理验指导书邹家生编写适用专业:焊接技术与工程江苏科技大学材料科学与_工程学院2005年4月、八刖. 言目录实验 1： 焊条配制综合实验 1.实验 2： 焊接接头金相分析 11实验 3： 钎料润湿性实验 1.5附录 1： 1.7附录 2： 1.9附录 3： 2.2实验学时： 实验类型： 实验要求：6(验证、综合、设计)(必修、选修)实验1:焊条配制综合实验一、实验目的及内容焊条药皮配方是焊条各种性能的决定因素，在生产及科研中，经常会遇到焊条正确、 合理地选用和配制问题，通过本实验要求初步掌握焊条药皮配方设计及制造的工艺过程， 了解焊条药皮成分对焊条工艺性能和冶金性能以及对焊接接头质量的

2、影响。本实验主要有下面两个方面的内容：1 .焊条配制及工艺性能实验 ：表1中例举了结424 (E4302)典型药皮配方,结422 (E4303)典型药皮配方(2)、( 3);结507 ( E5015)典型药皮配方(4)、(5),由常用药皮的特性，修改配方成分，然后制成焊条，用配制的焊条及成品焊条进行工艺性能实验。 焊条工艺性能是衡量焊条质量好坏的一个重要指标。焊条工艺性能包括：焊接电弧的稳定 性、焊缝成型、脱渣性、飞溅大小、在各种位置上焊接的适应性、生产效率、焊条药皮发 红程度、发尘量等，通过本实验要初步掌握焊条的配制及工艺性能的试验方法，了解不同 种类焊条的工艺性能。2 焊条熔敷金属中扩散氢

3、含量实验：焊接接头的含氢量是引起高强钢焊接延迟裂纹的三大因素之一。焊缝金属中的氢，大部分是以原子或质子状态存在的，能够在焊缝金属 的晶格中自由扩散，这部分氢称之为扩散氢，影响扩散氢含量因素较多，对其进行深入的 研究是焊接专业工作者的重要课题之一。通过本次实验，要求初步掌握45 C甘油测氢试验方法，了解焊条种类及烘干温度对熔敷金属扩散氢含量的影响。二、电焊条制作过程及涂料机使用简介图1 TL 25型电焊条涂料机示意图1 焊芯由送丝滚轮带动，以等速向前推进经导丝管进入涂料缸；涂料缸内的药皮涂料在活塞杆的压力下， 通过涂料头时和焊芯粘合并一同被挤出，涂料均匀地涂敷于焊芯上，经烘干即成焊条。2 焊芯除

4、锈、校直，弯曲的焊芯不得混入，以免发生故障，3 按表1参考配方或自己设计的配方，粉料需逐一称重。要防止重配，漏配。4 干粉混拌。把称重后的粉料倒入盆内，搅拌均匀，可用一定规格的筛网过筛，至 无明显粉团为止。5 湿拌。干粉拌匀后，留下少许，以防太湿，加入水玻璃量为药粉总重量的20%- 25%（水玻璃模数在 2.62.8之间，比重为1.41.5 ）要求干湿拌匀。6 上涂料机压涂焊条。把拌好的粉料加入料缸并夯实。旋合料缸与油缸后，开动焊丝送进机构电动机，使焊丝露出料缸涂料头约3050mm寸，停止送丝。7 开动油泵电动机，操作换向阀手柄使推料杆快速前进。当推料杆开始挤压涂料， 根据涂料稠度和成分确定油

5、压大小，调节溢流阀，由小到大；当压力表指针开始抖动上升 时，立即启动送丝按钮，送进焊丝。在压涂过程中要始终保持送丝畅通无阻。调节溢流阀时，应注意与送丝涂敷速度相配合。如涂料前拥，说明送料过快，溢流阀 手轮应顺时针旋转减小油量，即减慢推料杆前进速度，如焊芯上涂料时有时无，说明送料 又慢，应逆时针调节溢流阀手轮加大油量，使推料杆推料速度加快，直到推料与送丝同步，压涂出合格的焊条。&涂料压涂完毕，停止焊丝送进，并使推料杆退回。如继续压涂，可重新装料。如 停止涂敷，要旋下料缸前端压紧螺母， 使推料杆前进推出涂料头。 及时清洗涂料头和料缸， 准备下次继续使。9压涂好的焊条经晾干后，放入烘箱内烘干

6、。酸性焊条烘干温度为150C，保温2小时，碱性焊烘干温度为 350450C,保温2小时。焊条质量检验按国家标准 GB5117-85和GB5118-85规定进行。焊条的偏心度对使用性能关系较大，是主要检验项目之一，其规定如下： 偏心度计算公式：偏心度二 一）-2X100%1/2（T1+T2）式中：T1 焊条横断面上药皮层最大厚度加焊芯直径； T2同一横断面上药皮层最小厚度加焊芯直径。规定：直径不大于 2.5mm的焊条，偏心度不大于 7%,直径3.24.0mm的焊条，偏心 度不大于5%,直径等于与大于直径5mm的焊条，偏心度不大于 4%。焊条偏心测量仪介绍焊条偏心测量仪工作原理：焊条偏心仪由整流器

7、组成环型电路，电表作为检流器，下图为简单原理图：两线圈L在通过交变电流后在它周围产生电磁场，当钢焊条放在这两个线圈之间，由 于焊条芯为磁性的，而涂料是非磁性的，所以旋转焊条时，如有偏心，焊芯处于不同的位 置，即勺工，这时，就改变了原来的电磁场，使开始时，达到平衡的电桥失去平衡，电 表的指针即向一边偏转。使用方法：（1 ）接220V交流电源，根据被测焊条焊芯的直径选择开关；（2 ）调整表头的零位（每调换一种规格焊条需重新调整指针的零位）；（3）将测试焊条放在两个测头之间缓慢转动，使指针一端达到最大偏转为止，然后 继续转动焊条，使指针到另一端最大偏转为止，这两个最大偏转间的数值为焊条的偏心值,（电

8、表指示的每一小格刻度为0.01mm）。三、实验组织运行要求本实验采用开放形式。四、实验材料及实验装备焊条配制及工艺性能实验1. TL-25型25吨电焊条涂料机，焊条晾干架，烘箱，焊条偏心测量仪。2. 天平、感量(1 / 10g),标准筛网40200目，研钵、量具、量杯、比重计等。3. 各种药皮材料，直径 4mmH0光焊芯。4. 试板 200 X 500 X 10 ( mr)、250 X 50 X 20 ( mm)低碳钢板若干块。5. 市售结422 (E4303)、直径4mm，结507 (E5015)、直径4mm以及自制焊条，酸 性焊条150C、2小时烘干，自制焊条 300400C、2小时烘干。

9、6. 硅整流焊机、测量熄弧长度装置、电压表、电流表、秒表、内卡、游标卡、钢皮 尺、尖嘴钳、敲渣锤子等。扩散氢实验1. 试样尺寸为130 X 25 X 12 (mm),精度为+ 1mm，四件，试样预先作去氢处理：250 C+ 10C加热68小时，随炉冷却。2. 试验焊条为结 422(E4303)、直径 4mm,结 507(E5015)、直径 4mm，结 607( E6015-D) 直径4mm及自制焊条，采取不同烘干温度烘干。3. 扩散氢测定仪、硅整流焊机、水冷紫铜夹具、焊条自动焊小车、电焊条烘干箱、 电流表、电压表、秒表、电吹风等。4. 酒精、丙酮、天平(感量 0.1g)、气压表、温湿度计等。焊

10、条配方表1焊条药皮成分配方表焊条编号药粉(g)12345锰铁7839953赤铁矿102花岗石108淀粉121金红石60钛白粉514钛铁矿还原钛铁矿53大理石42105431菱苦土21长石2410云母2711白泥368萤石1549石英94钛铁127硅铁512碱面1纤维素2常用的药皮材料性能、作用简介如下：(1) 金红石(TiO2),呈暗红或褐红色，比重为 4.264.3，熔点为1825C。人造金 红石利用高钛渣冶炼而成。成分TiO2SPFeOC进口天然金红石96< 0.03< 0.03w 0.5人造金红石优级品90< 0.03< 0.03w 0.05一级品87< 0

11、.04< 0.04w 0.06二级品85< 0.05< 0.05w 0.07金红石具有稳弧和造渣作用，可调整熔渣的熔点，粘度，表面张力和流动性，改善焊 缝成型；减少飞溅和咬边，有利于全位置施焊。因此，药皮中加入大量金红石的焊条具有良好的焊接工艺性能，但是价格较贵。(2) 钛白粉,化工产品，TiO2>97%,主要起造渣和增加涂料的塑性作用，具有稳弧和 改善熔渣的流动性，加入量较多时，易使焊条施焊时发红，增大飞溅，价格较贵。(3) 大理石(CaCO)，比重为2.62.9，焊条用大理右含 CaCO95%,主要起造气 与造渣作用。大理石分解产生的CaO是碱性氧化物，能提高熔渣的

12、碱度，增强脱硫、脱磷的能力，提高焊缝金属抗热裂性能。大理石分解产生的CO气体，增强了电弧气氛的氧化性，降低电弧气氛中的氢分压，有利于焊缝金属中含氢量的减少。同时，可排除电弧区内 的空气，防止氮气的侵入。CaO增加熔渣的表面张力和熔渣与熔化金属的界面张力，粗化 熔滴影响熔滴的过渡形态。(4) 菱苦土( MgCO，比重为2.93.1。焊条用菱苦土含 MgCO> 85%。680 C开始 分解。主要起造渣与造气作用，其次是稳弧氧化作用。(5) 长石，K :AlSi 3。3或Na, KAISi 3O属铝硅酸盐，比重为 2.52.6。焊条用 长石一般含 SiO2： 6373%, A1203： 172

13、4%, KzO+ Na20> 12%, KO8%。主要起造渣 作用。它能调节熔渣的物理性能和提高熔渣的酸度，有稳弧，提高电弧电压，细化熔滴， 提高熔化系数的作用。(6) 白泥、陶土、粘土、高岭土，均为含结晶水的铝硅酸盐，含AI2O: 41.2%、SiO2： 48.0%、H2O 10.8%,比重为2.602.63。主要作用是提高药皮的涂敷性能和造渣。由于含结晶水，使焊缝金属增氢。(7) 云母，为层状结构的铝硅酸盐，含有KzO+AOQ+SiQ+HO。主要作用是改善药皮 的涂敷性能和造渣，其次有助于提高电弧稳定性。(8) 萤石(CaF2),比重为3.18，熔点12701350C。按(YB325

14、-81)规定一级萤石 CaF2> 95%二级萤石 CaF2> 90%主要作用是造渣和改善熔渣的物理性能。可降低碱性熔渣的熔点、粘度和表面张力，增加熔渣的流动性。可减少焊缝金属中的含氢量，萤石有反 电离作用，使电弧燃烧不稳定，并产生有毒气体(可溶性氟)等。(9) 赤铁矿(Fad > 92%,主要作用是造渣，也是一种强氧化剂，可使金属及合金 元素激烈烧损。此外，可降低熔渣的熔点和表面张力，增加流动性。(10) 花岗石，铝硅酸盐，主要含有SQ2+AI 203+&0+CaO主要作用是造渣，改善涂敷 性能，其次有稳弧作用。(11) 钛铁矿(FeTiOs),呈铁黑起或钢灰色， 焊

15、条用钛铁矿成分：TiO2> 45% FeO+Fe03。 =50% Sv 0.05%、PW 0.05%、SQ2W 5%主要作用是造渣，井增加熔渣的氧化性。同时，有稳弧和调整熔渣物理性能的作用。(12) 还原钛铁矿，含 TiO2: 5358% Fe： 3438% FeO:58% ,其它氧化物 14% Sv 0.04 % , Pv 0.04%。由天然钛铁矿用碳或一氧化碳作还原剂，在1150C左右焙烧而成。可以代替金红石使用，不但可降低成本，还有利于提高质量。(13) 纤维素(C6H005)n,天然有机高分子化合物，主要作用是造气，还可改善涂敷性 能，提高药皮强度，使之不易开裂，是电弧气氛中氢的

16、主要来源，可降低电弧气氛的氧化 性。(14) 淀粉、糊精、木粉为炭氢化合物，主要作用是造气和改善涂敷性能。(15) 水玻璃，俗称泡花碱，学名碱金属硅酸盐，化学组成式为：RzOnSi2 ( RO代表 碱金属氧化物 NO和Ka0) SiO2与F20之间的比值用模数表示：SiO2%R2O%a SiO2与Rz0分子量的比值，钠水玻璃NOSiQ nHQ a=1.032，钾水玻璃KaOSiQ nH20, a=1.562。水玻璃模数增大时，其粘结性增强。焊条用水玻璃模数一般为2.42.9，比重一般在1.41.5之间。水玻璃加到药皮中起粘结作用，当钾、钠水玻璃混合使用时，有稳弧作用。五、实验要求工艺性能实验1

17、 焊接电弧的稳定性。用同一焊机、同一规范和同一操作方法，通过断弧长度，断 弧电压及施焊过程中的灭弧次数的测定加以评定。（1 ）断弧长度及断弧电压的测定：将焊条垂直装夹在支架上，焊条下放一块钢板， 焊条头与钢板间隙约为 2mm，用碳棒引弧，待焊条熔化到一定弧长后，即自行断弧。同时测得断弧瞬间的电压值。轻轻地去掉 渣，测量焊肉顶部与焊条端的间距，即断弧长度。同一种焊条需重复三次，取其平均值。断弧长度越长（即断弧电压越大），说明该焊条的电弧稳定性能好。（2 ）灭弧次数的测定（包括喘息次数）：焊条与钢板成70°倾角，直线运条，焊完整根焊条，记录灭弧次数。灭弧次数越多， 说明该焊条的电弧稳定性

18、越差。每两次喘息折合一次灭弧。（3）再引弧性能测定:在钢板上烧焊至焊条 1/2处，然后断弧，间隔一定时间（分别为1、2、37秒），在另一块冷钢板上，使焊条端头与钢板轻轻接触，观察再引弧情况。以上数据填入电弧稳定性测定记录表内（表2、表3）表2焊条电弧稳定性测定记录表焊条型号焊接规范断弧长度及断弧电压测定灭弧、喘息次数测定空载 电压（V）焊接 电流（A）引弧 间隙 （mm）断弧 长度 （mm）平均 断弧 长度 （mm）断弧 电压（V）平均 断弧 电压（V）灭弧次数喘息 次数平均灭弧次数表3再引弧试验记录表焊条型号空载电 压（V）焊接电 流（A）电弧电 压（V）再引弧间隔时间（s）12345678

19、9102 .评定脱渣性用规定的几种焊条分别在冷钢板上堆焊一道，施焊5秒后，用敲渣银头在焊缝边适力地敲一次，根据脱渣难易，确定脱渣容易、较容易、较难，是否有粘渣。填入焊条工艺性 能评定记录表（表 4）。表4焊条焊接操作工艺性能评定记录表焊条 型 号空载 电压（V）焊接 电流（A）评定项目操 作 应 手焊 缝 成 型脱渣性飞溅电 弧 吹 力引 弧偏 吹接头气孔熔 渣 流 动 性3 评定熔渣流动性、焊缝成型：通过上坡焊、下坡焊及宽焊波试验进行评定。上、下坡焊在有10°倾斜位置的钢板上，由上往下及由下往上进行堆焊、焊条与钢板倾斜约80°,直线运条。在施焊过程中，观察熔渣流动性，焊完

20、打渣后，用肉眼或放大镜观察 焊缝成型。宽焊波是在钢板上堆焊两层。第一层焊缝宽度为2025mm，第二层焊缝宽与第一层相当。焊完第一层后，试板冷到室温后再焊第二层。在施焊过程中观察熔渣流动性，焊完 打渣后用肉眼或放大镜观察焊缝成型。焊缝成型可分波纹细致美观、波纹较细、较粗和粗四种。4 .评定飞溅率将钢板250X 50X 20 (mm)放在厚5mm的紫铜板上，并用 1mm厚的紫铜皮围成高300mm的椭园屏壁，以便收集飞溅物，焊接规范要保持一致。在钢板的侧面进行平堆焊， 焊完一根焊条。焊前称出焊条重量，焊后收集飞溅物(熔渣和铁珠总重量)，并称重，按下式计算飞溅率。飞溅率()=飞溅物总重量焊前焊条重量焊

21、后焊条重量X100%焊三根焊条，取其平均值。5焊条效率，金属回收率和熔敷系数的测定(按GB3731-83进行)熔敷金属重量施焊焊条总重量X100%熔敷系数：熔敷金属重量-焊接电流(A) X电弧燃烧时间(h)金属回收率(%)=焊条效率(%) =熔敷金属重量熔化的焊化的焊X100%6 平、立、仰焊操作工艺性能评定。(1) 电弧稳定性和电弧吹力大小。(2) 熔渣和铁水的流动性是否配合适宜，运条是否自如。(3) 焊缝是否平整美观。7 .评定发尘量(按 GB1225-76试验方法规定进行)根据实验时间的长短，可选做工艺性能中部分内容，但不得少于两种。评定项目：(1) 操作应手：铁水与熔渣流动性配合适宜，

22、运棒自如，电弧稳定性好。分好、较 好、一般、差四个等级。(2) 焊缝成型：分波纹细致美观、波纹较细、较粗、粗四个等级。(3) 脱渣性：分容易、较容易、较难(是否有粘渣)。(4) 飞溅：分较小、较大。(5) 电弧吹力：注意观察焊条药皮套筒长短，适应平、立、仰焊程度。(6) 偏吹：是否有偏吹，偏吹大小，注意焊条药皮偏心程度。(7) 引弧：分容易、较容易、较难。(8) 接头：是否平滑过渡。(9) 气孔：有没有气孔，是何种气孔。熔渣流动性： 分大、 小、适中。（由熔渣表面张力大小、 粘度大小和熔点高低决定的） 扩散氢实验 本实验请参考附录 2 的内容。六、实验报告 1简述配方设计的基本要求以及配方调整

23、的一般规律。 2给出所有的实验数据，对于工艺性能实验要进行结果分析，主要是对于焊条成分 引起的结果变化分析。3在试验报告上除给出扩散氢含量测定值外，还必须注明如下试验条件： 焊条型号、规格、烘干条件、焊接电流、极性、焊接环境温度及湿度。4实验的总结：收获、体会和出现的问题和解决办法。七、说明 1本实验是一个综合性开放实验项目，请同学们在认真阅读实验任务书全部内容和 复习书上的有关知识后写下详细的实验方案及步骤，在实验指导老师批阅通过后方可进行 本次实验。2实验方案在实验进行前一周交给实验指导老师批阅。 3有关实验中的设备等使用，请参考附件及设备使用说明书。实验2:焊接接头金相分析实验学时：2实

24、验类型：（验证、综合、设计）实验要求：（必修、选修）一. 实验目的1 能够正确分辩低碳钢、低合金钢焊缝和热影区组织2 熟悉维氏硬度计的使用方法、掌握焊接接头硬度试验方法。二. 实验原理焊接过程中，焊接接头各部分经受了不同热循环的作用，因而组织也发生了不同的变 化。对碳钢的焊接接头进行组织分析时，可把焊接热影响区各部分所经受的焊接热循环对 照Fe C状态图来评价组织转变的产物，如图 1所示。图1焊接热影响区不同同温度范围与Fe C状态图的关系a）焊接热影响区各部分的组织分布b） Fe C状态图（低碳钢部分）c）焊接热循环曲线焊接金属从熔融的液相状态下（1500 C）凝固结晶直至冷却到室温，有两类

25、相变过程， 第一类为凝固结晶转变，发生于液相线与固相线之间的的温度区，称为一次结晶转变。第 二类转变为冷却中的转变，称二次结晶转变，即重结晶转变。这种转变一般产生于奥氏体 的过冷，发生在低于 Ar 的温度，随冷却速度不同，可以有珠光体转变、贝氏体转变与马 氏体转变。在焊接条件下，这两类转变发生在连续冷却过程中，焊接工艺因素对相变过程 有制约作用；另一方面两类转变之间存在某种承袭关系，由于一次结晶转变的结晶偏析将 对二次结晶转变产生相当大的影响。三实验内容1 C 试样的六个区（试样编号见表 1）a.焊缝区：焊缝凝固后的组织主要特征之一是形成柱状晶，其生长有明显的方向性，与散热最快的方向一致，即垂

26、直于熔合线向焊缝中心发展。对于常用的焊接结构钢（如低 碳钢）从液态到固态的一次结晶形成柱状晶奥氏体，然后进一步冷至室温还要经历二次结 晶过程，呈柱状晶的奥氏体在冷却过程中分解为铁素体和珠光体。由于含碳量较低，有先 共析铁素体沿奥氏体晶界析出，把原奥氏体的柱状晶轮廓勾划出来，也称为柱状铁素体。 柱状铁素体十分粗大，其间隙中为少量珠光体，往呈魏氏组织形态。b 熔合区：即熔合线附近焊缝金属到基体金属的过渡部分，温度处在固相线与液相 线之间，金属处于局部熔化状态，晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后的组 织为过热组织，呈典型的魏氏组织。上半部是焊缝组织为柱状结晶的铁素体和珠光体。下 半部为热影

27、响区半溶化段，温度最高，呈魏氏组织。该区对于焊接接头的强度、塑性都有 很大影响，往熔合线附近是裂纹和脆断的发源地。c.过热区（粗晶粒区）：加热温度范围Tks Tm （ Tks为晶粒开始急剧长大的温度， Tm为熔点），当加热至1100C以上至熔点，尤其在 1300C以上，奥氏体晶粒急剧粗化、 焊后空冷条件下呈粗大的魏氏组织。塑性韧性降低，使接头处易出现裂缝。d .正火区（细晶区）：即相变重结晶区。加热温度范围Ac3 Tks之间，约为900C1100C，全部为奥氏体，空冷后得到均匀细小的铁素体+珠光体组织，相当于热处理中的正火组织，故又称正火区。e.部分相变区（不完全重结晶区）：加热温度 AciA

28、C3,约750C 900C，钢被加 热到奥氏体加部分铁素体区域， 冷却后的组织为细小铁素体 +珠光体+部分大块未变化的铁 素体，晶粒大小不均匀。f .母材：温度在 Aci以下的区域，组织仍保持母材的原始组织：铁素体+珠光体。2.不同焊接方法过热区金相组织比较（G 试样与 H 试样比较） 。3焊接方法相同、钢板厚度相同而焊接规范不同时过热区金相组织比较（E试样与G试样比较）。4.焊接规范相同，钢板厚度相同，而材料不同（A3与16Mn ）时过热区金相组织比较。5 焊接接头硬度试验。表1试样 编号板厚mm材料焊接规范焊接方法焊接电流A电弧电压V焊速(cm/s)A25620339. 3埋弧自动焊B16

29、16Mn4904210. 5埋弧自动焊 :C16A34904210. 5埋弧自动焊D 丁16:A315016022242. 8手弧焊:E6A315016022245. 0手弧焊F1616M 7手弧焊G6A315016022242. 4手弧焊H6A3气焊四.实验方法指导1. 实验材料及设备1）金相试样若干（如表 1所示）2）金相显微镜3）维氏硬度计2. 实验步骤1）用金相显微镜观察试样：先用低倍（80 100倍）观察整个焊接接头组织变化的特点；再用较高放大倍数（500倍）观察焊缝及热影响区各部位显微组织特征，并画出下列 各区组织简图。a）画出C试样的焊缝区、熔合区、过热

30、区、正火区、不完全重结晶区、基本金属金 相组织简图。b）画出试样G （手弧焊）与试样 H （气焊）过热区金相组织简图。c）画出试样E与试样G过热区金相组织简图。d）画出试样B （16Mn ）与试样C （A3）的过热区金相组织简图。2）焊接接头硬度试验采用国际焊接学会（IIW ）确定的Hmax的标准试验方法。在试样的中央部分用直径为4mm的低氢焊条手工堆焊 100 125mm长的焊道，电流170+10A，焊速150+10mm/min，焊前试板的温度约 15 25C，堆焊后放置之不理 2小时, 用机械方法在焊道中部与焊道垂直方向制取试样，如图2所示。3图2最高硬度试验标准试件硬度的位置如b）所示，

31、测点相距 0.5mm，至少要测10点。 本实验采用HV硬度（载荷5kg），画出硬度分布曲线。五实验报告要求1 画出金相组织简图，并对金相组织特征加以说明2画出焊接接头的硬度分布曲线3 对实验结果进行综合分析4 收获、体会和问题。实验3:钎料润湿性实验实验学时：2实验类型：（验证、综合、设计）实验要求：（必修、选修）一.实验目的1. 掌握钎料的润湿性试验方法；2 能根据钎料的填缝性试验结果，分析钎料对钎焊金属的润湿能力。二实验设备及材料1.箱式电炉2 .纯铝板 2 X 100 X 30 若干3 .钎料 Al Si 11. 7 % 丝状直径2伽4 .钎剂 QF201 粉状5 .铁丝、铁钳、试样垫板

32、、砂纸等三.实验简介1 .适用范围钎料的润湿性试验是为检验钎料在钎焊金属上的铺展性及毛细填缝性而制定的试验方法，它适用于各类软、硬钎料的铺展性及毛细填缝性的评定。2 .试样将试板（纯铝板）用砂纸打磨干净，要求表面光洁、平整。用细铁丝绑扎试板，固定为“T”型接头（角焊缝）。a）钎料、钎剂钎料用砂纸打磨，并用软布擦拭干净，剪切成约10 mm小段，取4小段垒置于“ T”型接头试样的一端；钎剂的用量必须覆盖住钎料，其熔化后足够填满钎缝间隙。b）加热装置加热装置为箱式电炉，炉堂中有一定的均温区，试件应用垫块垫高，置于炉堂中心。四.实验步骤a）设定炉温根据钎料的液相线温度，加50C，设定炉温（580 +

33、50= 630C）。加热炉堂。b）炉中钎焊达到设定温度后，试件置于试样垫板上，整体放进炉堂垫块上。再次达到设定温度后 记时，约90秒后应常观察试样上钎料情况，一旦熔化铺展，就立即取出。c）试样处理试样连垫板一起出炉，出炉时应避免抖动，平稳放置于铁台上。待钎料完全凝固后， 用水冲掉表面钎剂残渣。冷却后测量钎料的填缝长度。五实验报告1）实验名称2）实验目的3）实验设备及材料4）实验用母材、钎料、钎剂母材钎 料钎 齐U 牌 号材质厚度牌号形状规格5）实验数据和结果试样编号钎料用量（克）设定炉温（C）保温时间（秒）入炉时间（秒）出炉时间（秒）填缝长度（伽）6）结果分析和讨论附录 1：GB5117-85

34、碳钢焊条中碳钢焊条的简要说明（参 考 件）本附录作为碳钢焊条标准中有关药皮类型的解释，并为用户选择焊条提供参考。A. 1 E4301、E5001 型焊条这两类焊条为钛铁矿型。 药皮中含钛铁矿大于或等于 30， 浴渣流动性良好， 电弧稍 强，熔深较深，渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般，焊波整齐。这种药皮类之可变幅度较 大，可配制出具有不同工艺性能特点的焊条。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交 流或直流正、反接，主要焊接较重要的低碳钢结构。A. 2 E4303、E5003 型焊条这两类焊条为钛钙型。 药皮中含 30以上的氧化钛和 20以下的钙或镁的碳酸盐矿。 熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定，

35、熔深适中，飞溅少，焊波整齐。这类焊条适用于 全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要焊接较为重要的低碳钢结构，A. 3 E4323 型焊条该焊条为铁粉钛钙型。 熔敷效率高，适用于平焊， 平角焊，药皮类型及工艺性能与 E4303 基本相似，焊接电流与 E4303 一样。这类焊条主要焊接较重要的低碳钢结构。A. 4 E4310 型焊条该焊条为高纤维素钠型。 药皮中约含 30左右的纤维素及其它材料， 如氧化钛、 锰铁 及钠水玻璃等。 焊接时有机物在电弧区分解产主大量的气体， 保护熔敷金属。 电弧吹力大， 熔深较深，熔化速度快，熔渣少，脱渣容易，飞溅一般，通常限制采用大电流焊接。这类 焊条适用于

36、全位置焊接，焊接电流为直流反接，主要焊接一般的低碳钢结构，如管道的焊 接等，也可用于打底焊接。A. 5 E4311 、 E5011 型焊条这两类焊条为高纤维素钾型。药皮在与E4310型焊条药皮相似的基础上添加了少量的钙与 钾的化合物，电弧稳定。焊接电流为交流或直流反接。当采用直流反接焊接时，熔深浅， 其它工艺性能与 E4310相似，适用于全位置焊接。这类焊条主要焊接一般的低碳钢结构。A. 6 E4312 型焊条这焊条为高钛钠型，药皮中含氧化钛约30左右，还含有少量的纤维素、锰铁、硅酸盐及钠水玻璃等，电弧稳定，再引弧容易，熔深较浅，碴覆盖良好，脱渣容易，焊波整齐， 适用于全位置焊接，焊接电流为交

37、流或直流正接，但熔敷金属塑性及抗裂性能较差，这类 焊条主要焊接一般的低碳钢结构，薄板结构，也可用于盖面焊。A. 7 E4313 型焊条该焊条为高钛钾型，药皮在与E4312型焊条药皮相似的基础上采用钾水玻璃作粘结剂，电弧比E4312稳定，工艺性能、焊缝成型比E4312好。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要焊接一般的低碳钢结构，薄板结构，也可用于盖面焊。A8 E5014 型焊条该焊条为铁粉钛型。药皮在与 E43 1 3型焊条药皮相似的基础上添加了铁粉，熔敷效率 较高，适用于全位置焊接，焊缝表面光滑。焊波整齐，脱渣性很好，角焊缝略凸，焊接电 流为交流或直流正、反接。这类焊条

38、主要焊接一般的低碳钢结构。A. 9 E4324、E5024 型焊条这两类焊条为铁粉钛型。药皮与E5014相似，铁粉量比 E5014多，药皮比E5014厚,熔敷效率高，适宜平焊和平角焊，飞溅少，熔深浅，焊缝表面光滑，焊接电流为交流或直 流正、反接。这类焊条主要焊接一般的低碳钢结构。A. 10 E4320 型焊接该焊条为氧化铁型。药皮中含有多量的氧化铁及较多的锰铁脱氧剂，电弧吹力大，熔 深较深，电弧稳定，再引弧容易，熔化速度快，渣覆盖好）脱渣性好，焊缝致密，略带凹 度，飞溅稍大。这类焊条不宜焊薄板，而适用于焊接平焊及平角焊，焊接电流为交流或直 流正接，主要焊接重要的低碳钢结构。A. 11 E432

39、2 型焊条该焊条为氧化铁型。药皮及工艺性能基本与E4320相似，但焊缝较凸，不均匀，这类焊条适用于高速焊，单道焊，焊接电流为交流与直流正、反接，主要焊接低碳钢的薄板结 构。A. 12 E4327、E5027 型焊条这两类焊条为铁粉氧化铁型。药皮在与E4320型焊条药皮基本相似的基础上添加了大量的铁粉，熔敷效率浪高，电弧吹力大，焊缝表面光滑，飞溅少，脱渣好，焊缝稍凸。这 类焊条适用于平焊、平角焊，焊接电流为交流或直流正接，可采用大电流焊接，主要焊接 较重要的低碳钢结构。A. 13 E4315、E5015 型焊条这两类焊条为低氢钠型。药皮主要组成物是碳酸盐矿和萤石，碱度较高。熔渣流动性 好，焊接工

40、艺性能一般，焊波较粗，角焊缝略凸，熔深适中，脱渣性较好，焊接时要求焊 条干燥，并采用短弧焊。这类焊条可全位置焊接，焊接电流为直流反接。这类焊条的熔敷 金属具有良好的抗裂性和机械性能，主要焊接重要的低碳钢结构，也可焊接与焊条强度相 当的低合金钢结构。A. 14 E4316、E5016 型焊条这两类焊条为低氢钾型。药皮在与E4315和E5015型焊条药皮基本相似的基础上添加了稳弧剂，如钾水玻璃等，电弧稳定，工艺性能、焊接位置与E4315和E5015型焊条相似，焊接电流为交流或直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和机械性能，主要焊 接重要的低碳钢结构，也可焊接与焊条强度相当的低合金钢结构。

41、A. 15 E5018 型焊条该焊条为铁粉低氢型。 药皮在与 E5015 和 E5016 型焊条药皮基本相似的基础上添加了 约2540%的铁粉，药皮较厚，焊接电流为交流或直流反接，焊接时应采用短弧，这类焊 条适用于全位置焊接，但角焊缝较凸，焊缝表面平滑，飞溅较少，熔深适中，熔敷效率较 高，主要焊接重要的低碳钢结构，也可焊接与焊条强度相当的低合金钢结构。A16 E5048 型焊条该焊条为铁粉低氢型。具有良好的向下立焊性能。其它方面与E5018型焊条一样。A. 17 E4328、E5028 型焊条这两类焊条为铁粉低氢型。药皮与 E5016型焊条相似，而且添加了大量的铁粉，药皮 很厚，熔敷效率很高，

42、只适用于平焊、平角焊，焊接电流为交流或直流反接。这类焊条主 要焊接重要的低碳钢结构，也可焊接与焊条强度相当的低合金钢结构。附录 2：GB3965-83 电焊条熔敷余属中扩散氢含量的测定方法本标准适用于手工电弧焊药皮焊条（以下简称焊条）熔敷金属中扩散氢含量的测定。1 . 试验原理被试验的焊条在试样上熔敷一条单道焊缝后，迅速冷却，置于45C甘油介质中48h,从收集器上读出扩散氢体积， 最后换算成标准状态下每 100g 熔敷金属中扩散氢含量 （ml）。2. 试验装置2.1 焊接夹具用紫铜制成。焊接时夹具应通水冷却并保证夹具与试样能紧密接触。2.2 测定装置测定装置如图所示，在使用前应在甘油浴的不同部位进行温度测量。测量误差为45± 1C。也可以使用其它形式的测定装置，但须保证如下要求：a .收集液为甘油； b .在收集过程中，甘油必须恒温在 45 土 1C。2.3 收集器收集