金属熔焊原理第5次课

1、金金 属属 熔熔 焊焊 原原 理理讲解人：韩兆波讲解人：韩兆波 1主要内容主要内容v焊接材料焊接材料 焊条焊条 焊丝与焊剂焊丝与焊剂 焊接用保护气体焊接用保护气体 2焊接材料焊接材料焊条焊条一、概述一、概述（一）焊条的组成及作用（一）焊条的组成及作用 焊条是有药皮的、供焊条电弧焊用的熔化焊条是有药皮的、供焊条电弧焊用的熔化电极，由药皮和焊芯两部分组成。电极，由药皮和焊芯两部分组成。31 1、焊芯、焊芯 （1 1）焊芯的作用）焊芯的作用 焊芯一根实心的金属棒，焊接时作为电极，焊芯一根实心的金属棒，焊接时作为电极，传导焊接电流，与焊件之间产生电弧；在电传导焊接电流，与焊件之间产生电弧；在电弧热作用

2、下自身熔化过渡到焊件的熔池内，弧热作用下自身熔化过渡到焊件的熔池内，成为焊缝中的填充金属。焊接时作为电极，成为焊缝中的填充金属。焊接时作为电极，传导焊接电流，使之与焊件之间产生电弧。传导焊接电流，使之与焊件之间产生电弧。作为填充金属，对焊缝质量和性能有影响。作为填充金属，对焊缝质量和性能有影响。4（2 2）焊芯的规格尺寸）焊芯的规格尺寸 焊条的直径以焊芯的直径来表示。焊条的直径以焊芯的直径来表示。 焊芯直径有焊芯直径有1.61.6、2.02.0、2.52.5、3.23.2、4.04.0、5.05.0、6.06.0等几种，焊芯长度常在等几种，焊芯长度常在250250450mm450mm之间之间5

3、2 2、药皮、药皮 药皮又称涂料，是焊条中压涂在焊芯表面药皮又称涂料，是焊条中压涂在焊芯表面上的涂覆层。它是由矿石、铁合金、纯金属、上的涂覆层。它是由矿石、铁合金、纯金属、化工物料和有机物的粉末混合均匀后粘结到化工物料和有机物的粉末混合均匀后粘结到焊芯上的。焊芯上的。 在焊接过程中的作用：在焊接过程中的作用：（1 1） 保护保护（2 2）冶金处理）冶金处理（3 3）改善焊接工艺性能）改善焊接工艺性能6常用的药皮原材料常用的药皮原材料 各种药皮原材料的作用往往不是单一的，各种药皮原材料的作用往往不是单一的，而是同时起到几种作用。在选用药皮原材料而是同时起到几种作用。在选用药皮原材料时，一般以主要

4、作用为依据，同时还必须注时，一般以主要作用为依据，同时还必须注意某些药皮原材料的副作用，如氧化、增氢、意某些药皮原材料的副作用，如氧化、增氢、增硫和增磷等。增硫和增磷等。可将原材料归纳成以下几类：可将原材料归纳成以下几类： 稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、增塑剂、粘结剂等剂、增塑剂、粘结剂等78（二）对焊条的基本要求（二）对焊条的基本要求1 1、满足接头的使用性能要求、满足接头的使用性能要求 2 2、满足焊接工艺性能要求、满足焊接工艺性能要求 3 3、自身具有好的内外质量、自身具有好的内外质量 4 4、低的制造成本、低的制造成本 9（三）焊条的分类（

5、三）焊条的分类1 1、按用途分类、按用途分类 102 2、按熔渣性质分类、按熔渣性质分类 （1 1）酸性焊条能交直流两用，焊接工艺性能）酸性焊条能交直流两用，焊接工艺性能较好，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较好，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较差，故适用于一般低碳钢和强度较低的低较差，故适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接，是目前生产中应用最广合金结构钢的焊接，是目前生产中应用最广的焊条；的焊条； （2 2）碱性焊条形成焊缝的塑性、韧性和抗裂）碱性焊条形成焊缝的塑性、韧性和抗裂性能均比酸性焊条好，故碱性焊条适用于焊性能均比酸性焊条好，故碱性焊条适用于焊接裂纹倾向大、塑性和韧性要求

6、高的重要结接裂纹倾向大、塑性和韧性要求高的重要结构，如锅炉压力容器、合金结构钢、桥梁船构，如锅炉压力容器、合金结构钢、桥梁船舶等。舶等。11123 3、按药皮主要成分分类、按药皮主要成分分类1) 1)钛钙型：熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定，钛钙型：熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定，熔深适中，飞溅小，焊波整齐。这种药皮焊条适合熔深适中，飞溅小，焊波整齐。这种药皮焊条适合于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接。于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接。2) 2)低氢钠型和低氢钾型：其熔渣流动性好，焊接工艺低氢钠型和低氢钾型：其熔渣流动性好，焊接工艺性能一般、焊波较粗、角焊缝略凸、熔深适

7、中，脱性能一般、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。渣性较好，焊接时要求焊条干燥，并采用短弧焊。这类药皮焊条适合于全位置焊接。焊接电流为直流这类药皮焊条适合于全位置焊接。焊接电流为直流反接。反接。134 4、按焊条性能特征分类、按焊条性能特征分类 指按特殊的使用性能对焊条进行分类，指按特殊的使用性能对焊条进行分类，如超低氢焊条、低尘、低毒焊条、立向如超低氢焊条、低尘、低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、盖面下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、盖面焊条、高效铁粉焊条、重力焊条、防潮焊条、高效铁粉焊条、重力焊条、防潮焊条、水下焊条等。焊条、水下焊条等。1

8、4（四）焊条型号与牌号的编制方法（四）焊条型号与牌号的编制方法 1 1、碳钢焊条型号、碳钢焊条型号 15焊接材料焊接材料焊条焊条X1X2熔敷金属最小抗拉强度值X3焊接位置0全位置(平、立、横、仰)Kgf/mm2 MPa143434202平焊、横角焊平焊、横角焊50504904立向下焊立向下焊162 2、焊条牌号、焊条牌号 焊条的牌号是按焊条的主要用途及性能特焊条的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。点对焊条产品的具体命名。 以结构钢焊条为例，牌号首位字母以结构钢焊条为例，牌号首位字母“J”J”或或汉字汉字“结结”字表示结构钢焊条；后面第字表示结构钢焊条；后面第1 1、2 2位

9、数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值（kgf/mmkgf/mm2 2）。第）。第3 3位数字表示药皮类型和电位数字表示药皮类型和电源种类。源种类。17焊接材料焊条18一、焊丝一、焊丝（一）焊丝的作用与分类（一）焊丝的作用与分类焊丝的作用：填充金属焊丝的作用：填充金属 传导焊接电流传导焊接电流 过渡合金元素过渡合金元素按焊丝的结构分有实心焊丝和药芯焊丝两大类；按焊丝的结构分有实心焊丝和药芯焊丝两大类；按适用对象分有低碳钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈按适用对象分有低碳钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、硬质钢焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊

10、丝、硬质合金堆焊焊丝和铸铁焊丝等合金堆焊焊丝和铸铁焊丝等 。19焊接材料焊接材料焊丝焊丝（二）实芯钢焊丝（二）实芯钢焊丝1 1、实芯钢焊丝的牌号及其成分、实芯钢焊丝的牌号及其成分（1 1）钢焊丝）钢焊丝20（2 2）气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝）气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝21焊接材料焊丝与焊剂（2）铝及铝合金焊丝型号22（三）药芯焊丝（三）药芯焊丝 1 1、药芯焊丝的特点、药芯焊丝的特点 ： 优点：对各种钢材的焊接，适用性强优点：对各种钢材的焊接，适用性强 ；工；工艺性能好，焊缝成形美观艺性能好，焊缝成形美观 ；熔敷速度快，生；熔敷速度快，生产效率高产效率高 ；可用较大焊接电流进行全位置

11、焊；可用较大焊接电流进行全位置焊接接 ； 缺点：焊丝制造过程复杂缺点：焊丝制造过程复杂 ；焊接时，送丝；焊接时，送丝较实心焊丝困难较实心焊丝困难 ；焊丝外表容易锈蚀，粉剂；焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮易吸潮 。232 2、药芯焊丝的种类及其焊接特性、药芯焊丝的种类及其焊接特性 （1 1）药芯焊丝按其结构可分为无缝焊丝和有）药芯焊丝按其结构可分为无缝焊丝和有缝焊丝两类。缝焊丝两类。 （2 2）按保护方式分药芯焊丝有外加保护和自）按保护方式分药芯焊丝有外加保护和自保护之分保护之分 。（3 3）按药芯性质分分为无造渣剂药芯焊丝和）按药芯性质分分为无造渣剂药芯焊丝和有造渣剂药芯焊丝有造渣剂药芯焊丝 。

12、243 3、药芯焊丝型号与牌号、药芯焊丝型号与牌号 YJ YJ为结构钢药芯焊丝，为结构钢药芯焊丝，YRYR为为耐热钢药芯焊丝。耐热钢药芯焊丝。25二、焊剂二、焊剂（一）焊剂的作用及分类（一）焊剂的作用及分类 1 1、焊剂的作用、焊剂的作用对熔化金属起保护和冶金作用。对熔化金属起保护和冶金作用。2 2、焊剂的分类、焊剂的分类 （1 1）按制造方法分可分为有熔炼焊剂和烧结焊剂两）按制造方法分可分为有熔炼焊剂和烧结焊剂两大类大类 熔炼焊剂按照配方将一定比例的各种配料放在炉熔炼焊剂按照配方将一定比例的各种配料放在炉中熔炼，然后经过水冷，使焊剂形成颗粒状，经烘中熔炼，然后经过水冷，使焊剂形成颗粒状，经烘

13、干、筛选而制成的焊剂。是目前生产中最广泛使用干、筛选而制成的焊剂。是目前生产中最广泛使用的一种焊剂的一种焊剂烧结焊剂将一定比例配料粉末，混合均匀并加入烧结焊剂将一定比例配料粉末，混合均匀并加入适量的粘结剂后经烘焙而制成适量的粘结剂后经烘焙而制成26（2 2）按化学成分分类）按化学成分分类按按SiOSiO2 2含量含量: : 可分为高硅焊剂、中硅焊剂和低硅焊剂可分为高硅焊剂、中硅焊剂和低硅焊剂按按MnOMnO含量含量: : 高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂按按CaF2CaF2含量含量: : 可分为高氟焊剂、中氟焊剂和低氟焊剂可分为高氟焊剂、中氟焊剂和低

14、氟焊剂 (3 (3）按碱度分类）按碱度分类 : :酸性焊剂、中性焊剂和碱性焊剂酸性焊剂、中性焊剂和碱性焊剂酸性焊剂酸性焊剂: :焊接工艺性好焊接工艺性好, ,冲击韧性较低冲击韧性较低中性焊剂中性焊剂: :碱性焊剂碱性焊剂: :较高的冲击韧性较高的冲击韧性, ,焊接工艺性较差焊接工艺性较差27（4 4）按活度分类可分为高活性焊剂、活性焊）按活度分类可分为高活性焊剂、活性焊剂、低活性焊剂和惰性焊剂。剂、低活性焊剂和惰性焊剂。（5 5）按用途分类可有两种分类方法）按用途分类可有两种分类方法28（二）焊剂的型号和牌号（二）焊剂的型号和牌号1 1、焊剂的型号、焊剂的型号（1 1）碳素钢埋弧焊用焊剂型号）

15、碳素钢埋弧焊用焊剂型号 1 1）“F”F”表示为埋弧焊用焊剂。表示为埋弧焊用焊剂。 2 2）第一位数字）第一位数字“1”1”表示焊丝表示焊丝- -焊剂组合的熔敷金属抗拉强焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的最小值。度的最小值。 3 3）第二位数字）第二位数字“2”2”表示试件的处理状态，表示试件的处理状态，“A”A”表示焊态，表示焊态，“P”P”表示焊后热处理状态。表示焊后热处理状态。 4 4）第三位数字）第三位数字“3”3”表示熔敷金属冲击吸收功不小于表示熔敷金属冲击吸收功不小于27J27J时时的最低试验温度。的最低试验温度。 5 5）H H表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按G

16、B/T14957GB/T1495719941994规定。规定。29 F5AP4-H08MnA F5AP4-H08MnA：它表示这种埋弧焊焊剂采：它表示这种埋弧焊焊剂采用用H08MnAH08MnA焊丝按本标准所规定的焊接参数焊丝按本标准所规定的焊接参数焊接试板，其试样状态为焊态时的焊缝金属焊接试板，其试样状态为焊态时的焊缝金属抗拉强度为抗拉强度为480480650MPa650MPa，屈服点不小于，屈服点不小于400MPa400MPa，伸长率不小于，伸长率不小于22%22%，在，在-40-40时熔敷时熔敷金属冲击吸收功不小于金属冲击吸收功不小于2727A AKVKV/ /J J。30（2 2）低合

17、金钢埋弧焊用焊剂）低合金钢埋弧焊用焊剂 1 1）“F”F”表示为埋弧焊用焊剂。表示为埋弧焊用焊剂。 2 2）第一位数字）第一位数字“1”1”表示焊丝焊剂组合的熔表示焊丝焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的最小值。敷金属抗拉强度的最小值。 3 3）第二位数字）第二位数字“2”2”表示试件的状态，表示试件的状态，“A”A”表示表示焊态，焊态，“P”P”表示焊后热处理状态。表示焊后热处理状态。 4 4）第三位数字）第三位数字“3”3”表示熔敷金属冲击吸收功不表示熔敷金属冲击吸收功不小于小于27J27J时的最低试验温度时的最低试验温度 5 5）H H表示焊丝的牌号，如果需要标注熔敷金表示焊丝的牌号，如果需要标

18、注熔敷金属中扩散氢含量时，可用后缀属中扩散氢含量时，可用后缀“H H”表示表示31F5121-H08MnMoAF5121-H08MnMoA焊剂：表示这种低合金钢焊剂：表示这种低合金钢埋弧焊焊剂采用埋弧焊焊剂采用H08MnMoAH08MnMoA焊丝，按焊丝，按GB/T GB/T 124702003124702003所规定的焊剂参数焊接试样，试所规定的焊剂参数焊接试样，试样经焊后热处理后，熔敷金属抗拉强度为样经焊后热处理后，熔敷金属抗拉强度为480480650MPa650MPa，屈服强度不低于，屈服强度不低于380MPa380MPa，伸，伸长率不低于长率不低于22.0%22.0%，在，在2020时冲击吸收功不时冲击吸收功不小于小于27J27J。焊剂渣系为氟碱型。焊剂渣系为氟碱型322 2、熔炼焊剂牌号、熔炼焊剂牌号33焊接材