第六章 化工设备焊接

1、1第六章第六章 化工设备的焊接化工设备的焊接教学要求教学要求1 1 了解容器制造常用焊接方法、焊接设备及适了解容器制造常用焊接方法、焊接设备及适用范围；用范围；2 2 了解焊条电弧的基本原理；了解焊条电弧的基本原理；3 3 了解焊接应力与焊接变形的产生、预防和处了解焊接应力与焊接变形的产生、预防和处理措施。理措施。23456786.1 6.1 焊接基本知识焊接基本知识焊接及其本质焊接及其本质 1 1 焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而牢固地连接成一体的连体产生原子（分子）间结合力而牢固地连接成一体的连接方

2、法。接方法。 2 2 焊接的本质焊接的本质 原子相互靠近达原子相互靠近达3 35A。96.1 6.1 焊接基本知识焊接基本知识二二 焊接原理和方法焊接原理和方法 原理：原理： 焊接是指通过加热或者加压，或两者并用，并且用焊接是指通过加热或者加压，或两者并用，并且用 或不用填充材料。或不用填充材料。方法：方法：106.1 6.1 焊接基本知识焊接基本知识 熔化焊接：将被焊金属局部迅速加热熔化形成熔池，熔池熔化焊接：将被焊金属局部迅速加热熔化形成熔池，熔池 金属由于热源的快速向前移动，随即冷却凝固金属由于热源的快速向前移动，随即冷却凝固 形成焊缝而使被焊金属联接起来的一种热加工形成焊缝而使被焊金属

3、联接起来的一种热加工 方法。方法。 压力焊：焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热），压力焊：焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热）， 以完成焊接的方法。以完成焊接的方法。 压力焊包括电阻焊、固态焊、热压焊、锻焊、扩散焊、压力焊包括电阻焊、固态焊、热压焊、锻焊、扩散焊、气压焊及冷压焊等。气压焊及冷压焊等。116.1 6.1 焊接基本知识焊接基本知识 钎焊钎焊 采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩

4、散实现连接焊件的方法。母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。126.2 6.2 电弧焊基本知识电弧焊基本知识一一 电弧焊原理电弧焊原理 利用高温焊接电弧使母材（工件）及填充金属（焊条或利用高温焊接电弧使母材（工件）及填充金属（焊条或焊丝）熔化形成液态熔池，熔池冷却后形成焊缝焊丝）熔化形成液态熔池，熔池冷却后形成焊缝 。1 1 焊接电弧的产生焊接电弧的产生 产生：空气介质被电离的放电现象，是带电粒子通过两产生：空气介质被电离的放电现象，是带电粒子通过两极之间气体空间的一种导电过程。极之间气体空间的一种导电过程。 条件：阴阳两极间有带电粒子两极间有电场。条件：阴阳两极间有带电粒子两

5、极间有电场。 电弧温度电弧温度60006000，熔滴，熔滴1800180024002400，熔池平均温，熔池平均温度度17701770左右。左右。13电弧的引燃过程电弧的引燃过程14焊接电弧的组成焊接电弧的组成152、焊接冶金过程：、焊接冶金过程： 在由母材和填充金属（焊条、焊丝）熔化形成的高温液态在由母材和填充金属（焊条、焊丝）熔化形成的高温液态熔池中，液态金属内部及其周围介质发生的一系列激烈的物理熔池中，液态金属内部及其周围介质发生的一系列激烈的物理过程和化学反应。过程和化学反应。焊条电弧焊过程焊条电弧焊过程163 3、焊接冶金过程的特点：、焊接冶金过程的特点： a. a. 加热温度高：加

6、热温度高：热处理加热温度以上热处理加热温度以上100-200 (100-200 (电弧可达电弧可达 60006000 8000)8000)。 b. b. 加热速度快：加热速度快：是热处理加热速度的几十倍甚至几百倍是热处理加热速度的几十倍甚至几百倍 c. c. 高温停留时间短：高温停留时间短：手工焊以上停留时间最大手工焊以上停留时间最大2020秒，埋弧秒，埋弧 自动焊时自动焊时30-10030-100秒。秒。 d. 相对接触面积大：相对接触面积大：熔池体积很小，液态金属在其中搅拌均熔池体积很小，液态金属在其中搅拌均 匀且于周围气体、熔渣等接触面积相对匀且于周围气体、熔渣等接触面积相对 比较大。比

7、较大。17e. 自然冷却自然冷却 ：是热处理加热速度的几十倍甚至几百倍，热处理是热处理加热速度的几十倍甚至几百倍，热处理 可根据要求控制冷却速度或在冷却过程中不同阶可根据要求控制冷却速度或在冷却过程中不同阶 段进行保温。焊接时，自然条件下冷却，冷却速段进行保温。焊接时，自然条件下冷却，冷却速 度快。度快。 f. 局部加热局部加热: 热处理时，工件是在炉中整体加热。焊接时，局热处理时，工件是在炉中整体加热。焊接时，局 部集中加热，随热源的移动，局部加热地区的范部集中加热，随热源的移动，局部加热地区的范 围也移动。由于局部加热产生复杂应力，组织转围也移动。由于局部加热产生复杂应力，组织转 变是在复

8、杂应力下完成。变是在复杂应力下完成。 184、焊接冶金过程的作用：、焊接冶金过程的作用： 由于氧化反应，许多有益金属元素可能被烧损；同时也可由于氧化反应，许多有益金属元素可能被烧损；同时也可利用这些反应去除某些有害元素，甚至通过冶金反应添加一些利用这些反应去除某些有害元素，甚至通过冶金反应添加一些合金元素取得有益效果。焊接过程中，有害气体的溶解和析出合金元素取得有益效果。焊接过程中，有害气体的溶解和析出是使焊缝出现裂纹、气孔的重要原因之一。是使焊缝出现裂纹、气孔的重要原因之一。5、影响焊缝性能的因素：、影响焊缝性能的因素： 母材和焊接材料（焊条、焊丝、焊剂、保护气体等）的化母材和焊接材料（焊条

9、、焊丝、焊剂、保护气体等）的化学成分、焊接方法、施焊环境、焊接前后的处理及焊接接头的学成分、焊接方法、施焊环境、焊接前后的处理及焊接接头的几何形状等。几何形状等。 焊缝的化学成分是决定其性能的基础，而焊接焊缝的化学成分是决定其性能的基础，而焊接冶金反应又对焊缝化学成分起重要作用。冶金反应又对焊缝化学成分起重要作用。19二、影响焊缝质量的因素及措施二、影响焊缝质量的因素及措施（一）（一） 焊缝区内的气体焊缝区内的气体 气体的来源气体的来源 来自热源周围的气体介质，如空气来自热源周围的气体介质，如空气 空气的主要成分是氧和氮，空气是焊缝中氮的唯一来源。空气的主要成分是氧和氮，空气是焊缝中氮的唯一来

10、源。 来自焊条药皮来自焊条药皮 药皮中的造气剂和高价氧化物在高温下发生分解，析出大药皮中的造气剂和高价氧化物在高温下发生分解，析出大 量气体，如量气体，如O2、H2、CO2等。当使用潮湿焊条时还将析出等。当使用潮湿焊条时还将析出 水汽。水汽。20 来自焊条和母材金属表面的杂质来自焊条和母材金属表面的杂质 油污、铁锈、油漆等杂质吸附的成分因受热而析出气体，油污、铁锈、油漆等杂质吸附的成分因受热而析出气体， 如如O2、H2、CO 、CO2 、H2O等。等。 来自高温蒸发产生的气体，如金属和熔渣的蒸汽来自高温蒸发产生的气体，如金属和熔渣的蒸汽 酸性焊条气体主要成分酸性焊条气体主要成分CO 、 H2、

11、 H2O 和少量和少量O2、CO2 、 N2； 碱性低氢焊条气体主要成分碱性低氢焊条气体主要成分CO 、 CO2 和少量和少量H2、 H2O 。 这些气体，由于高温分解成原子状态，极大地增加了他这些气体，由于高温分解成原子状态，极大地增加了他们的活性而与液态金属产生激烈反应。们的活性而与液态金属产生激烈反应。 211、氧化性气体、氧化性气体（1）气体来源）气体来源 保护不良保护不良 空气中的氧气会侵入电弧；空气中的氧气会侵入电弧； 药皮中的一些造气剂燃烧时会放出药皮中的一些造气剂燃烧时会放出CO2。（2）氧化性气体的作用）氧化性气体的作用 Fe+O=FeO Si+2O=SiO2 Mn+O=Mn

12、O 2Cr+3O=Cr2O322熔池中的熔池中的FeO能使其他比铁活泼的元素间接被氧化能使其他比铁活泼的元素间接被氧化 FeO +Mn=MnO +Fe 2FeO +Si=SiO2 +2Fe FeO +C=CO +Fe 上述氧化反应的结果，对焊缝质量有以下危害：上述氧化反应的结果，对焊缝质量有以下危害： l 烧损合金元素烧损合金元素 Mn、Si等合金元素都是为保证焊缝金属性能所必需的，等合金元素都是为保证焊缝金属性能所必需的，烧损是不利的。烧损是不利的。23l阻碍焊接过程的顺利进行阻碍焊接过程的顺利进行 上述氧化反应是吸热反应，因而将降低熔池温度对焊接上述氧化反应是吸热反应，因而将降低熔池温度对

13、焊接不利；有些金属的氧化物熔点很高（如铝、铬等），或粘不利；有些金属的氧化物熔点很高（如铝、铬等），或粘度大（如硅等），不除去它们，金属继续加热或流动都困度大（如硅等），不除去它们，金属继续加热或流动都困难，因而焊接过程难以顺利进行。难，因而焊接过程难以顺利进行。l 产生气孔、夹杂物等产生气孔、夹杂物等 FeO 是钢中产生气孔的因素之一。氧化物留在焊缝中即是钢中产生气孔的因素之一。氧化物留在焊缝中即成夹杂。成夹杂。 FeO+CFe+CO24l降低焊缝性能降低焊缝性能 由于氧化物在晶界上而使塑性、韧性、持久性和由于氧化物在晶界上而使塑性、韧性、持久性和耐腐蚀耐腐蚀性性等都会降低。等都会降低。（3

14、）解决氧化问题的措施）解决氧化问题的措施 对氧化问题突出的金属材料最好用氩弧焊；对氧化问题突出的金属材料最好用氩弧焊； 对一般钢材，可采用药皮手工电弧焊，此时除电弧气体和对一般钢材，可采用药皮手工电弧焊，此时除电弧气体和熔渣进行保护并注意操作因素（防风、短弧）外，还要进行脱熔渣进行保护并注意操作因素（防风、短弧）外，还要进行脱氧，或消除氧化物带来的危害。氧，或消除氧化物带来的危害。25a 置换脱氧置换脱氧(Si、Mn、Ti等等)l用锰脱氧用锰脱氧l用硅脱氧用硅脱氧l用钛脱氧用钛脱氧b 扩散脱氧扩散脱氧c 溶解氧化物溶解氧化物 例例 用冰晶石溶解铝的氧化物；硼砂溶解氧化铜用冰晶石溶解铝的氧化物；

15、硼砂溶解氧化铜 262 氮气氮气 氮进入焊缝后，常以氮进入焊缝后，常以NO和氮化物（和氮化物（MnN、 SiN、 Fe4N ）的形式存在。的形式存在。 氮一旦进入焊缝就很难排除。防止氮化的唯一有效办氮一旦进入焊缝就很难排除。防止氮化的唯一有效办法是对熔池严加保护，防止空气的进入。法是对熔池严加保护，防止空气的进入。273、氢对焊缝金属的影响、氢对焊缝金属的影响（1）电弧气体中氢的来源）电弧气体中氢的来源 焊条药皮（焊剂）中含的有机物或工件上的油污铁锈等焊条药皮（焊剂）中含的有机物或工件上的油污铁锈等杂物，杂物， 各种水分各种水分 。（2）氢在焊缝中的存在形式）氢在焊缝中的存在形式 氢在氢在Fe

16、、Ni、Cu、Cr、Mo中以固溶体形式存在，在中以固溶体形式存在，在Ti、Zr、V、Nb中可形成稳定的氢化物。中可形成稳定的氢化物。 28 （3） 氢对焊接接头性能的影响氢对焊接接头性能的影响 在焊缝和熔合区中形成微裂纹。在焊缝和熔合区中形成微裂纹。 在焊缝中形成氢气孔。在焊缝中形成氢气孔。 焊接强度等级较高的普低钢和中碳钢时，在近缝区形成冷焊接强度等级较高的普低钢和中碳钢时，在近缝区形成冷 裂纹。裂纹。 在焊缝中形成氢白点。在焊缝中形成氢白点。 使屈服强度稍升高，而塑性、韧性严重下降。使屈服强度稍升高，而塑性、韧性严重下降。294 控制氢的措施控制氢的措施 控制焊接区水分控制焊接区水分 限制

17、焊接材料中的含氢量；限制焊接材料中的含氢量；清除焊件焊接区的油污、锈蚀清除焊件焊接区的油污、锈蚀 和水分，尤其是当使用低氢焊和水分，尤其是当使用低氢焊条时更应注意；制定合理的条时更应注意；制定合理的 焊接工艺；采取短弧焊接；焊接工艺；采取短弧焊接；严格烘干焊条等，严格执行有关规范。严格烘干焊条等，严格执行有关规范。焊条保温桶焊条保温桶30 冶金处理冶金处理 通过冶金处理降低气相中氢的分压，以减少氢在液态金属通过冶金处理降低气相中氢的分压，以减少氢在液态金属 中的溶解度。中的溶解度。 措施：措施： 在药皮或焊剂中加入在药皮或焊剂中加入CaF2和和SiO2 2 CaF2+3SiO2= 2CaSiO

18、3+SiF4 SiF4 +HHF （不溶于液体金属（不溶于液体金属） 适当增加焊接材料的氧化性适当增加焊接材料的氧化性 （ CaCO3 ） CO2 +H= CO+ OH （不溶于液体金属）（不溶于液体金属） 31 焊后脱氢处理（对易产生冷裂纹的焊件）焊后脱氢处理（对易产生冷裂纹的焊件） 可提高焊接接头的塑性、减少白点。可提高焊接接头的塑性、减少白点。 方法：焊后立即使工件在较高的温度下保持一段时间。方法：焊后立即使工件在较高的温度下保持一段时间。 对碳钢、非奥氏体合金钢对碳钢、非奥氏体合金钢 250加加6小时的规范保温小时的规范保温 350加加1小时的规范保温小时的规范保温 600能迅速脱氢能

19、迅速脱氢 控制焊接规范控制焊接规范 采用较小的焊接电流及用直流反接可减少焊缝中的含氢量。采用较小的焊接电流及用直流反接可减少焊缝中的含氢量。32（二）（二） 焊接熔渣焊接熔渣 熔渣的主要成分是一些氧化物和其他化合物。除起机械熔渣的主要成分是一些氧化物和其他化合物。除起机械隔绝作用以防止空气的危害外，还可溶解某些难溶的氧化物隔绝作用以防止空气的危害外，还可溶解某些难溶的氧化物或吸收由熔化金属中排除的化合物。有时也会和熔化金属发或吸收由熔化金属中排除的化合物。有时也会和熔化金属发生一些反应，故对焊缝化学成分有些影响。生一些反应，故对焊缝化学成分有些影响。 1、熔渣的氧化性、熔渣的氧化性 由于活泼金

20、属会把熔渣中氧化物中的较不活泼金属元素还由于活泼金属会把熔渣中氧化物中的较不活泼金属元素还原出，因此，焊接活泼金属（原出，因此，焊接活泼金属（Ti、Al等）时不采用熔渣保护。等）时不采用熔渣保护。33 2、熔渣的脱硫、脱磷反应、熔渣的脱硫、脱磷反应 用锰脱硫用锰脱硫 Mn+ FeS=(MnS)+ Fe FeS + MnO(MnS)+ FeO 用用CaO脱硫脱硫 FeS + CaO= (CaS)+ FeO 脱磷脱磷 P + 5FeO5Fe + P 2O5 P 2O5 + 3CaO = (CaO)3 P 2O5 34（三）（三） 焊缝成分的调整焊缝成分的调整 调整焊缝化学成分的基础是工件的成分，调

21、整的要求可调整焊缝化学成分的基础是工件的成分，调整的要求可能是保持原成分，或要增加或减少某些合金元素的含量。能是保持原成分，或要增加或减少某些合金元素的含量。 1、减少含量的方法、减少含量的方法 烧损：适用与活泼金属烧损：适用与活泼金属 稀释：采用该元素含量低的填充焊丝，再配合开坡口、降稀释：采用该元素含量低的填充焊丝，再配合开坡口、降 低工件熔深（减少电流、适当提高焊速）等措施。低工件熔深（减少电流、适当提高焊速）等措施。 2、增加含量的方法、增加含量的方法 向焊缝中增加某元素向焊缝中增加某元素-渗合金（合金化）渗合金（合金化）35 目的：目的： 补偿焊接过程中合金元素由于氧化和蒸发而造成的

22、损补偿焊接过程中合金元素由于氧化和蒸发而造成的损 失，以维持焊缝金属的合金成分和机械性能；失，以维持焊缝金属的合金成分和机械性能； 为使焊缝金属得到某些特殊性能，如抗裂性、耐蚀性、为使焊缝金属得到某些特殊性能，如抗裂性、耐蚀性、 耐磨性等。耐磨性等。 方法：方法： 合金焊芯合金焊芯 合金药皮合金药皮 管状焊芯管状焊芯 合金粉末合金粉末36三、常用焊接方法介绍三、常用焊接方法介绍（一）（一） 手工电弧焊（手工电弧焊（SMAW） 1 操作灵活，可进行全位置焊接；操作灵活，可进行全位置焊接； 2 劳动强度大，每焊一道缝需清渣；劳动强度大，每焊一道缝需清渣； 3 电流小，焊接深度小，生产率低；电流小，

23、焊接深度小，生产率低； 4 焊材利用率低（换焊条）；焊材利用率低（换焊条）； 5 焊接质量受工人技术水平限制焊接质量受工人技术水平限制37手工电弧焊示意手工电弧焊示意38394041（二）（二） 埋弧（埋弧（SAW）优点：优点： 1.焊缝质量高焊缝质量高 保护完善，杂质较少，焊缝化学成分和力学性能的稳定性好。保护完善，杂质较少，焊缝化学成分和力学性能的稳定性好。 2.生产率高生产率高 电弧功率、熔透能力焊丝熔化速度大。电弧热辐射散失小，飞电弧功率、熔透能力焊丝熔化速度大。电弧热辐射散失小，飞溅损失也受到有效制约，电弧热效率大大提高。溅损失也受到有效制约，电弧热效率大大提高。 3.劳动条件好劳动

24、条件好 42（二）（二） 埋弧（埋弧（SAW）缺点：缺点： 1 不及手工焊灵活，一般只适合于水平位置或倾斜度不大的焊不及手工焊灵活，一般只适合于水平位置或倾斜度不大的焊 缝；缝； 2 工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时；工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时； 3 不适合焊接薄板和短焊缝；不适合焊接薄板和短焊缝； 4 难以焊易氧化的金属材料。难以焊易氧化的金属材料。 由于埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，必须严格控制由于埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，必须严格控制 焊接规范。焊接规范。4344埋弧焊自动焊接过程埋弧焊自动焊接过程1-工件；工件；2-焊剂；焊剂；3-焊剂漏斗；焊剂漏斗；

25、4-焊丝；焊丝；5-送丝滚轮；送丝滚轮；6-导电嘴；导电嘴；7-焊缝；焊缝；8-渣壳渣壳45埋弧焊自动焊接纵向剖面埋弧焊自动焊接纵向剖面1-焊剂；焊剂；2-焊丝；焊丝；3-电弧；电弧；4-金属熔池；金属熔池；5-熔渣；熔渣；6-焊缝；焊缝；7-工件；工件；8-渣壳渣壳46埋弧自动焊埋弧自动焊 47埋弧焊自动焊接纵焊缝埋弧焊自动焊接纵焊缝48环焊缝埋弧焊环焊缝埋弧焊49打磨焊缝打磨焊缝505152（三）（三） 气体保护焊（气体保护焊（MAG）1 CO2气体保护焊气体保护焊 优点：优点： 焊接电流大，生产率高，用于黑色金属，不宜用焊接电流大，生产率高，用于黑色金属，不宜用于不锈钢、铜、铝合金焊接。

26、于不锈钢、铜、铝合金焊接。 缺点：缺点：烧损合金元素、气孔、飞溅大。烧损合金元素、气孔、飞溅大。532 2 氩弧焊氩弧焊 氩气的电离势较高，引弧较困难，常借用高频振荡器产氩气的电离势较高，引弧较困难，常借用高频振荡器产生高频高压电引弧。氩气的散热能力较低，一旦引燃后，能生高频高压电引弧。氩气的散热能力较低，一旦引燃后，能较稳定地燃烧。较稳定地燃烧。 氩弧焊按所用的电极不同分为两种：氩弧焊按所用的电极不同分为两种： 非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。 （1 1） 非熔化极氩弧焊（非熔化极氩弧焊（TIGTIG焊）焊） 电极只发射电子、产生电弧，本身不熔化，常用熔点较高电极

27、只发射电子、产生电弧，本身不熔化，常用熔点较高的钍钨棒或铈钨棒作为电极，又叫钨极氩弧焊。的钍钨棒或铈钨棒作为电极，又叫钨极氩弧焊。可以用手工进行，也可以自动进行。可以用手工进行，也可以自动进行。 54非熔化极氩弧焊（非熔化极氩弧焊（TIGTIG焊）焊） 防止电极熔化和烧损，电流不能过大，常用于焊接防止电极熔化和烧损，电流不能过大，常用于焊接4mm4mm以下的薄板，管子对接、管子与管板的连接。以下的薄板，管子对接、管子与管板的连接。 直流脉冲直流脉冲TIGTIG焊可焊小至焊可焊小至0.1mm0.1mm的薄板的薄板 。5556（2 2）. . 熔化极氩弧焊（熔化极氩弧焊（MIGMIG焊）焊） 焊丝

28、为电极，焊接电流焊丝为电极，焊接电流可大大提高，适用于中、厚可大大提高，适用于中、厚板焊接，如化工容器筒体的板焊接，如化工容器筒体的焊接。焊接。焊接过程可采用自动或半焊接过程可采用自动或半自动方式。自动方式。5758 金属熔滴沿焊丝轴向高速喷射入溶池。不短路，电弧燃金属熔滴沿焊丝轴向高速喷射入溶池。不短路，电弧燃烧稳定，无飞溅，焊缝成形好，熔透深度增加，用于焊接厚烧稳定，无飞溅，焊缝成形好，熔透深度增加，用于焊接厚度为度为3mm3mm以上的金属。以上的金属。 焊接成本高焊接成本高 焊接易氧化的有色金属、稀有金属、高强度合金钢及焊接易氧化的有色金属、稀有金属、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢

29、（不锈钢、耐热钢）。一些特殊用途的高合金钢（不锈钢、耐热钢）。近三十年来，发展了钨极、熔化极脉冲氩弧焊，扩大了应近三十年来，发展了钨极、熔化极脉冲氩弧焊，扩大了应用范围。用范围。 用可控的脉冲电流代替连续电流，控制电弧能量，精用可控的脉冲电流代替连续电流，控制电弧能量，精确控制熔池体积、焊缝熔深及溶滴过渡等，可焊接薄板或确控制熔池体积、焊缝熔深及溶滴过渡等，可焊接薄板或超薄板构件。超薄板构件。59自动氩弧焊机自动氩弧焊机 60窄间隙自动焊机窄间隙自动焊机 61自动脉冲氩弧焊机自动脉冲氩弧焊机 62管子管子- -管板自动氩弧焊机管板自动氩弧焊机 63管子管子- -管板自动旋转氩弧焊机管板自动旋转

30、氩弧焊机 64马鞍形焊机马鞍形焊机 6525t,80t25t,80t焊接变位器焊接变位器 66焊接变位器焊接变位器 67686.3 6.3 焊接材料焊接材料一、手工电弧焊用焊接材料一、手工电弧焊用焊接材料电焊条：内部电焊条：内部钢芯钢芯和外侧和外侧药皮药皮1. 1. 钢芯钢芯 主要作用导电，并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金主要作用导电，并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金属。要求焊芯尽量减少有害元素的含量，限制属。要求焊芯尽量减少有害元素的含量，限制S S、P P，有些焊，有些焊条要求焊芯控制条要求焊芯控制AsAs（砷）、（砷）、SbSb（锑）、（锑）、SnSn（锡）等元素。（锡）等元素。

31、2. 2. 药皮药皮 又称为又称为涂料涂料，保证熔敷金属具有一定的成分和性能。，保证熔敷金属具有一定的成分和性能。采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及化工产品等上百种原料粉末，按照一定的配方比例混合而成。化工产品等上百种原料粉末，按照一定的配方比例混合而成。69药皮中各种组分药皮中各种组分作用：作用：1 1）稳弧剂：）稳弧剂：凡易电离的物质均能稳弧。用碱金属及碱土金属化凡易电离的物质均能稳弧。用碱金属及碱土金属化 合物，碳酸钾、碳酸钠、大理石等。合物，碳酸钾、碳酸钠、大理石等。2 2）造渣剂：）造渣剂：形成溶渣，覆盖熔化金属表

32、面，保护熔池及改善焊形成溶渣，覆盖熔化金属表面，保护熔池及改善焊 缝成形。缝成形。 3 3）脱氧剂：）脱氧剂：降低含氧量，提高机械性能。主要脱氧剂有锰铁、降低含氧量，提高机械性能。主要脱氧剂有锰铁、 硅铁、钛铁。硅铁、钛铁。 4 4）造气剂：）造气剂：高温下分解出气体，保护电弧及熔池，防止空气中高温下分解出气体，保护电弧及熔池，防止空气中 氧和氮侵入。氧和氮侵入。705 5）合金剂：）合金剂：补偿合金元素的烧损及向焊缝过渡合金元素，以补偿合金元素的烧损及向焊缝过渡合金元素，以 保证焊缝的化学成分及性能等。保证焊缝的化学成分及性能等。6 6）增塑润滑剂：）增塑润滑剂：增加药皮粉料在焊条压涂过程的

33、塑性、滑性增加药皮粉料在焊条压涂过程的塑性、滑性 及流动性，以提高焊条的压涂质量，减小偏及流动性，以提高焊条的压涂质量，减小偏 心度。心度。 7 7）粘接剂：）粘接剂：使药皮粉料在压涂过程中有一定粘性，与焊芯牢使药皮粉料在压涂过程中有一定粘性，与焊芯牢 固粘接，并使之在烘干后具有一定的强度。固粘接，并使之在烘干后具有一定的强度。713.3.电焊条的分类电焊条的分类 （1 1）按用途分）按用途分72（2 2）按熔渣的碱度分类）按熔渣的碱度分类酸性焊条酸性焊条和和碱性焊条碱性焊条。酸性焊条酸性焊条 焊接工艺性好，成形整洁，去渣容易，不易产生气孔和焊接工艺性好，成形整洁，去渣容易，不易产生气孔和夹渣

34、。但药皮氧化性强使合金元素烧损大夹渣。但药皮氧化性强使合金元素烧损大, ,机械性能（冲击韧机械性能（冲击韧性）比较低。性）比较低。酸性焊条一般均可用交直流电源。酸性焊条一般均可用交直流电源。典型的酸性焊条是典型的酸性焊条是J422J422。73 碱性焊条碱性焊条 焊接的焊缝机械性能良好，特别是冲击韧性比较高，主焊接的焊缝机械性能良好，特别是冲击韧性比较高，主 要用于重要结构的焊接。氟化物粉尘有害，应加强现场的通要用于重要结构的焊接。氟化物粉尘有害，应加强现场的通 风排气，以改善劳动条件。风排气，以改善劳动条件。典型的碱性焊条有典型的碱性焊条有J507J507。（3 3）按焊条药皮主要成分分类）

35、按焊条药皮主要成分分类 当药皮中含有当药皮中含有3030以上的二氧化钛及以上的二氧化钛及2020以下的钙、以下的钙、镁的碳酸盐时，就称为镁的碳酸盐时，就称为钛钙型钛钙型。74754. 4. 电焊条牌号与型号电焊条牌号与型号 (1)(1)焊条牌号焊条牌号是焊条产品的具体命名。是焊条产品的具体命名。根据主要用途及性能特点命名。根据主要用途及性能特点命名。每种产品只有一个牌号，但多种牌号可同时对应于一每种产品只有一个牌号，但多种牌号可同时对应于一种型号。种型号。焊条牌号通常以一个汉语拼音字母（或汉字）与三位焊条牌号通常以一个汉语拼音字母（或汉字）与三位数字表示。数字表示。76结构钢焊条牌号结构钢焊条

36、牌号J422J422，中，中“J”J”表示结构钢焊条表示结构钢焊条, ,按用途分按用途分第一、二位数字第一、二位数字“42”42”表示焊缝金属的抗拉强度等级（用表示焊缝金属的抗拉强度等级（用MPaMPa值的值的1/101/10表示），表示），末位数字末位数字“2”2”表示药皮类型及焊接电源的种类（表表示药皮类型及焊接电源的种类（表5-135-13）奥氏体铬镍不锈钢焊条牌号奥氏体铬镍不锈钢焊条牌号A132A132中中“A”A”表示奥氏体不锈钢焊条；表示奥氏体不锈钢焊条；第一、第二位数字表示焊缝金属主要化学成分组成。第一、第二位数字表示焊缝金属主要化学成分组成。末位数字表示药皮类型和焊接电源种类（

37、表末位数字表示药皮类型和焊接电源种类（表5-13 5-13 ）77（2 2）焊条型号）焊条型号 是以焊条国家标准为依据、反映焊条主要特性的一种表示是以焊条国家标准为依据、反映焊条主要特性的一种表示方法。方法。 焊条型号根据焊缝金属的焊条型号根据焊缝金属的力学性能、药皮类型、焊接位置力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类和焊接电流种类划分。划分。 碳钢焊条型号碳钢焊条型号 E4315E4315中中“E”E”表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为拉强度的最小值，单位为MPaMPa值的值的1/101/10；第三位数字表示焊；第三位数字表示焊条焊接位置，条焊接位置，“0”0”及及“1”1”表示用于全位置焊接（平、立、表示用于全位置焊接（平、立、仰、横），仰、横），“2”2”表示适用于平焊及平角焊，表示适用于平焊及平角焊，“4”4”适用于向适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药下立焊；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。皮类型。78常用焊条常用焊条a. E4303a. E4303、E5003