焊接电弧及冶金知识课件

1、焊工技师（金蓝领）培训讲课内容焊接接头的强度计算铸铁的焊接异种金属的焊接焊接电弧及焊接冶金知识焊接结构的破坏与分析焊接结构生产焊接质量的管理论文写作与答辩要点1.绪论熔焊压焊焊接钎焊焊接电弧及冶金熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。 压焊是在焊接的同时对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法。 钎焊是采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料且低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 焊接就是通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工工艺方法。 焊接电弧及冶金1.

2、绪论2.焊接电弧焊接电弧及冶金1）焊接电弧的概念 电弧是一种空气导电的现象，在两电极之间产生强烈而持久的放电现象，称为电弧。 由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊件间的气体介质中产生的，强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。 其主要性质为：1）维持电弧放电的电压较低 一般为1050V。2）电弧中的电流很大，可从几安到几千安。3）具有很高的温度，弧柱中心温度可达500030000K，某些情况下可达50000K以上（等离子弧）。电弧产生和维持的重要条件气体电离阴极电子发射使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程称为气体电离。阴极的金属表面连续地向外发射出电子的现象，称为阴极电子发射

3、。 热电离电场作用下的电离光电离热发射电场发射撞击发射2.焊接电弧焊接电弧及冶金2.焊接电弧焊接电弧及冶金2)电弧构造通常测出的电弧电压就是阴极区、阳极区和弧柱区电压降之和。 U弧=U阴+U阳+U柱U阴+U阳+bl弧式中U弧电弧电压，V；U阴阴极电压降，V；U阳阳极电压降，V；U柱弧柱电压降，V；B 单位长度的弧柱电压降 一般为20-40 Vcm；l弧电弧长度，cm。阴极区：长度极短10-510-6cm 、 电压较大、E电场强度极高。阳极区：长度也极短10-210-4cm 、 电压较大、E极高。弧柱区：长度基本上等于电弧长度， E较小。阳极区弧柱区阴极区温度2330-3980oC5730-77

4、30oC2130-3230oC热量分布43%21%36%3）电弧温度和热量分布2.焊接电弧焊接电弧及冶金2.焊接电弧焊接电弧及冶金4）电弧周围的磁场电磁力熔滴过渡的作用力表面张力熔滴的重力斑点压力气体的吹力2.焊接电弧焊接电弧及冶金5）熔滴过渡电弧焊时，焊条(或焊丝)端部在电弧高温作用下熔化成的液态金属滴，通过电弧空间不断地向熔池中过渡的过程称之为熔滴过渡。滴状过渡 短路过渡 喷射过渡 滴状过渡：滴状过渡分为粗滴过渡和细滴过渡。粗滴过渡是熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。当电流较小时，熔滴主要依靠重力的作用克服表面张力的束缚而下落，此时熔滴尺寸较大，呈粗滴过渡。由于粗滴过渡飞溅较大，电弧不

5、稳定，通常不采用。当电流较大时，电磁力随之增大，使熔滴细化，过渡频率提高，飞溅减小，电弧较稳定，这种过渡形式称为细滴过渡。焊丝直径为1.6的C02气体保护焊，焊接电流达400 A以上时，即为细滴过渡，在生产中广泛应用。使用酸性焊条时也多为细滴过渡。 短路过渡：采用小电流焊接的同时降低电弧电压，可实现电弧稳定，飞溅较小，成形良好的短路过渡。细丝( 08 12 mm，C02气体保护焊时，常采用短路过渡形式。碱性焊条手弧焊时，在大电流范围内，可呈滴状过渡和短路过渡。喷射过渡：熔滴呈细小颗粒，并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。采用氩气或富氩气气体保护焊反极性焊接时，随着焊接电流的逐渐增大，

6、熔滴尺寸略有减小，当焊接电流达到某一临界电流值时，即出现喷射过渡状态。需要强调指出的是，产生喷射过渡除要求一定的电流密度外，还必须有一定的电弧长度(电弧电压)。如果弧长太短(电弧电压太低)，无论电流数值有多大，也不能产生喷射过渡。喷射过渡的特点是：过渡频率高，熔滴以极细的颗粒沿电弧轴线高速射向熔池，发出 “咝咝”声。喷射过渡具有电弧稳定，飞溅小，焊缝成形美观等优点。 2.焊接电弧焊接电弧及冶金6）焊接电弧的静特性和动特性在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系称为电弧静特性。表示它们关系的曲线叫做电弧的静特性曲线。U （V）I（A）钨 极 氩 弧 焊

7、埋 弧 焊细丝熔化极气体保护焊焊 条 电 弧 焊2.焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧的动特性，是指在一定弧长下，当电弧电流很快变化时，电弧电压和电流之间的关系：Uf=f(if)，由于热惯性对电离度的影响，焊接电弧的动特性曲线不同于静特性曲线特性电流快速减小时，由于电弧电离度较高，电弧电压低于静态值，V-A特性曲线低于静特性曲线。电流快速增加时，由于电弧电离度较低，电弧电压高于静态值，V-A特性曲线高于静特性曲线。 电流增加过程中，动态性曲线上的电弧电压比静特性曲线上的电弧电压值高；电流下降时，每一瞬间电弧电压低于静特性曲线。 电流变化速度愈小，静、动特性曲线就愈接近。2.焊接电弧焊接电弧及冶金7

8、）电源的极性和弧焊电源电弧中阳极区和阴极区的温度因电极材料不同而有所不同。用钢焊条焊接钢材时，阳极区温度约为2 600 K，阴极区约为2 400 K，电弧中心区温度最高，可达6 0008 000 K。 由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定差异及其它一些原因，使用直流电源焊接时，有正接和反接两种接线方法。2.焊接电弧焊接电弧及冶金如果焊接时使用的是交流弧焊机(弧焊变压器)，因为电极每秒钟正负变化达一百次之多，所以两极加热温度一样，都在2500 K左右，因而不存在正接和反接问题。 弧焊机的空载电压就是焊接时的引弧电压，一般为：5090 V 电弧稳定燃烧时的电压称为电弧电压，它与电弧长度(即焊条与

9、工件间的距离)有关：电弧长度越大，电弧电压也越高（一般情况下，电弧电压在1635 V范围之内）2.焊接电弧焊接电弧及冶金 焊接时采用什么极性，主要是根据焊条的性质和工件所需要的热量来决定的。（1）焊接厚钢板时，采用直流正接法，以获得较大的熔深；（2）而在焊接薄钢板时，则采用直流反接法，可防止烧穿；（3）当焊接重要结构使用低氢型药皮的焊条时，则无论焊薄板或厚板，均应采用直流反接法。因为只有这样才能使电弧稳定燃烧，并可减少飞溅现象和降低气孔倾向。2.焊接电弧焊接电弧及冶金电弧焊机常用的手弧焊机弧焊发电机（AX-320）弧焊变压器(BX1-330)弧焊整流器(ZXG-300)直流电交流电按照电流性质

10、2.焊接电弧焊接电弧及冶金6)电弧热效率焊接电弧的热效率就是电弧中用于熔化焊条与焊件的功率与整个电弧功率的比率。2.焊接电弧焊接电弧及冶金7）电弧偏吹 电弧轴线偏离焊条轴线方向的现象，称它为电弧的偏吹。焊接电弧产生偏吹的原因（1）电弧周围气流的干扰（2）焊条偏心度过大 图2-9（3）磁场的影响（磁偏吹） 图2-10 总之，引起焊接电弧产生磁偏吹现象的根本原因是由于电弧周围磁场分布不均匀，而这种情况只有在使用直流电源焊接时才明显发生，并且焊接电流越大，电弧磁偏吹现象越严重。 2.焊接电弧焊接电弧及冶金 减少或防止电弧偏吹的方法（1）对于因气体流动过强引起的电弧偏吹，应首先根据具体情况查明气流来源

11、、方向，再采取相应措施。（2）在操作时适当调整焊条角度，使焊条向偏吹的一侧倾斜。（3）采用短弧焊接及小电流焊接，对减小电弧偏吹也能起一定作用。（4）为防止磁偏吹的影响，在条件许可的情况下应尽量使用交流电焊接。2.焊接电弧焊接电弧及冶金2.焊接电弧焊接电弧及冶金2.焊接电弧焊接电弧及冶金8)焊缝接头形式焊接接头的组成焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区组成熔焊焊接接头的组成对接接头的断面图 搭接接头的断面图2.焊接电弧焊接电弧及冶金低合金结构钢焊接接头宏观形貌焊 趾焊 根熔合区焊缝热影响区母材区2.焊接电弧焊接电弧及冶金焊接接头的基本形式2.焊接电弧焊接电弧及冶金对接接头的几种形式 对接接头 两

12、焊件端面相对平行的接头称为对接接头。对接接头是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。 6 mm以下的焊件，一般不开坡口 640 mm时，采用V形坡口 1260 mm时，可采用x形坡口 2060 mm时，可采用U形坡口 2.焊接电弧焊接电弧及冶金对接焊缝的典型坡口形式2.焊接电弧焊接电弧及冶金T形接头 一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头 。T形接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和力矩，这类接头应避免采用单面角焊缝，因为这种接头的根部有很深的缺口，其承载能力低，用于船体。2.焊接电弧焊接电弧及冶金角接接头 两焊件端面间构成大于30o，小于135o。夹角的接头，称

13、为角接接头。角接接头多用于箱形构件。2.焊接电弧焊接电弧及冶金搭接接头 两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头 。搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式。但由于焊前准备及装配工作较为简单，故多用于受力较小且不要求密封性的结构中。搭接接头中，最常见的是角焊缝组成的搭接接头，一般用于12mm 以下的钢板焊接。除此之外，还有开槽焊、塞焊、锯齿状搭接等多种形式。2.焊接电弧焊接电弧及冶金FF2FF2.焊接电弧焊接电弧及冶金上述各种接头形式在选择坡口形式时，应尽量减少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接接头的质量，因此应考虑下列几条原则：1)保证焊件焊透； 2)坡口的形状容易加工； 3

14、)尽可能节省焊接材料，提高生产率； 4)焊接后焊件变形尽可能小。坡口的选择原则 2.焊接电弧焊接电弧及冶金9)焊缝尺寸符号焊缝符号：在图纸上标注出焊缝形式、焊缝尺寸和焊接方法的符号。 由GB/T3241998焊缝符号表示法(适用于金属熔焊和电阻焊)和GB/T51851999金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号进行了规定。 焊缝的符号组成：基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和指引线。 表7-1 常用焊缝基本符号基本符号：是表示焊缝横截面形状的符号，它采用近似于焊缝横截面形状的符号表示。表7-2 焊缝的辅助符号辅助符号：是表示对焊缝表面形状特征辅助要求的符号。辅助符号一般与焊缝基本符号配合

15、使用，当对焊缝表面形状有特殊要求时使用。焊缝补充符号：是为了补充说明焊缝某些特征的符号指引线：采用细实线绘制，一般由带箭头的指引线（称为箭头线）和两条基准线（其中一条为实线，另一条为虚线，基准线一般与图纸标题栏的长边平行）必要时可以加上尾部符号（90夹角的两条细实线），如图7-31所示。 图7-31 焊缝的指引线焊缝尺寸符号：是表示坡口和焊缝各特征尺寸的符号。 为了简化焊接方法的标注和文字说明，可采用国家标准GB/T 51851999规定的用阿拉伯数字表示的金属焊接及钎焊等各种焊接方法的代号。 焊接方法标注在指引线的尾部。 标注原则：焊缝横截面上的尺寸标注在基本符号的左侧，如：钝边高度p，坡口

16、高度H，焊角尺寸K，焊缝余高h，焊缝有效厚度S，根部半径R，焊缝宽度C，焊核直径d；焊缝长度方向的尺寸标注在基本符号的右侧，如：焊缝长度L，焊缝间隙e，相同焊缝的数量n；3) 坡口角度、坡口面角度、根部间隙b等尺寸标注在基本符号的上侧或下侧；4) 相同焊缝数量符号标注在尾部；5) 当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时，可在数据前面增加相应的尺寸符号。 焊缝图示法：焊缝在图样视图中可以用粗实线或细实线来表示，在焊缝端面视图中，可以用粗实线或细实线绘出焊缝轮廓，在剖视图中，通常将焊缝区域涂黑来表示。（见下面图例）焊缝符号标注实例 注：确定焊缝位置的尺寸不在焊缝符号中给出而是将其标注在图样上 2.焊

17、接电弧焊接电弧及冶金10)焊接材料49一、焊接材料作用焊接生产中广泛使用的焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体等。 焊接材料的质量对保证焊接过程的稳定和获得满足使用要求的焊缝金属起着决定的作用。归纳起来，焊接材料应具有以下作用：1. 保证电弧稳定燃烧和焊接熔滴顺利过渡；2. 在焊接过程中保护液态熔池金属，以防止空气侵入；3. 进行冶金反应和过渡合金元素，调整和控制焊缝金属的成分与性能；4. 防止气孔、裂纹等焊接缺陷的产生；5.改善焊接工艺性能，在保证焊接质量的前提下尽可能提高焊接效率。二、焊条1组成及作用焊条由焊芯和药皮两部分组成。1）焊芯 焊芯的作用是作为填充金属和传导电流。焊芯采用焊

18、接专用的金属丝（即焊丝）。焊芯牌号的首位字母是“H”，后面的数字表示含碳量，其它合金元素含量的表示方法与钢材的表示方法大致相同。对高质量的焊条焊芯，尾部加“A”表示优质钢，加“E”表示特级优质钢。实芯焊丝的牌号编制方法如下：1）以字母“H”表示焊丝。2）在“H”后的一位（千分位）或两位（万分位）数字表示焊丝含碳量（平均约数）。3）化学元素符号及后面的数字表示该元素的大约分数，当主要合金元素的质量分数1%时，可省略数字，只记元素符号。4）在焊丝牌号尾部标有“A”或“E”时，分别表示“优质品”或“高级优质品”，表明S、P等杂质含量更低。牌号举例如下：2）药皮焊条药皮由多种原材料组成，焊条药皮可以采

19、用氧化物、碳酸盐、有机物、氟化物、铁合金等数十种原材料粉末，按照一定的配方混合而成。各种原材料根据其在焊条药皮中的作用，可分成以下几类：稳弧剂、造渣剂、脱氧剂、造气剂、合金剂、增塑剂、粘结剂等。焊条药皮具有下列作用： 提高焊接电弧的稳定性； 保证熔化金属不受外界空气的影响； 过渡合金元素使焊缝获得所要求的性能； 改善焊接工艺性能、提高焊接生产率。一、焊剂的分类焊剂的分类有多种方法：1.按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂；钢用焊剂又可分为碳钢焊剂、合金钢焊剂及高合金钢焊剂。2.按照生产工艺不同，又可分为熔炼性焊剂和烧结型焊剂。二、焊剂的牌号1.熔炼焊剂 熔炼焊剂的牌号由字母“HJ”和三位数字组成

20、。3.2.烧结焊剂烧结焊剂的牌号由字母“SJ”和三位数字组成。2分类电焊条的分类方法很多，可分别按用途、熔渣的碱度、焊条药皮的主要成分、焊条性能特征等对电焊条进行分类。1）按用途分类电焊条按用途可分为十大类，见表3-1，表中还列出焊条型号按化学成分进行分类的方法以便于比较。2）按熔渣碱度分类 在实际生产中，通常将焊条分为两大类-酸性焊条和碱性焊条（又称低氢型焊条），即按熔渣中酸性氧化物与碱性氧化物的比例分类。当熔渣中酸性氧化物的比例高时为酸性焊条，反之即为碱性焊条。 从焊接工艺性能来比较，酸性焊条电弧柔软，飞溅小，熔渣流动性和覆盖性均好，因此，焊缝外表美观，焊波细密，成形平滑；碱性焊条的熔滴过

21、渡是短路过渡，电弧不够稳定，熔渣的覆盖性差，焊缝形状凸起，且焊缝外观波纹粗糙，但在向上立焊时，容易操作。表3 -1 电焊条分类表焊条牌号焊条型号序号焊条分类（按用途分类） 代号焊条分类（按化学成分分类） 代号 国家标准1结构钢焊条结J碳钢焊条 EGB/T5117-952钼及铬钼耐热钢焊条热R低合金钢焊条E3低温钢焊条 温W 4不锈钢焊条：1铬不锈钢焊条2铬镍不锈钢焊条 铬G奥A 不锈钢焊条 EGB/T983-95 表3 -1 电焊条分类表焊条牌号焊条型号序号焊条分类（按用途分类） 代号焊条分类（按化学成分分类） 代号 国家标准5堆焊焊条堆D堆焊焊条EDGB9846铸铁焊条铸Z铸铁焊条EZGB1

22、0044 7镍及镍合金焊条镍Ni镍及镍合金焊条ENiGB/T13814 8铜及铜合金焊条铜T铜及铜合金焊条TCuGB36709铝及铝合金焊条铝L铝及铝合金焊条TAlGB366910特殊用途焊条 特TS 3）按药皮的主要成分分类 焊条药皮由多种原料组成,按照药皮的主要成分可以确定焊条的药皮类型。钛铁矿型-药皮中以钛铁矿为主的称为钛铁矿型;钛钙型-当药皮中含有30%以上的二氧化钛及20%以下的钙、镁的碳酸盐时,就称为钛钙型。唯有低氢型例外,虽然它的药皮中主要组成为钙、镁的碳酸盐和萤石,但却以焊缝中含氢量最低作为其主要特征而予以命名。对于有些药皮类型,由于使用的粘接剂分别为钾水玻璃(或以钾为主的钾钠

23、水玻璃)或钠水玻璃,因此,同一药皮类型又可进一步划分为钾型和钠型,如低氢钾型和低氢钠型。前者可用于交直流焊接电源,而后者只能使用直流电源。焊条药皮类型分类示于表3-2。表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型电源种类主要特点0不属已规定类型不规定 在某些焊条中采用氧化锆、金红石等,这些新渣系目前尚未形成系列 1氧化钛型 直流或交流 含多量氧化钛,焊条工艺性能良好，电弧稳定，引弧方便,飞溅很小，熔深很浅,熔渣覆盖性良好,脱渣容易,焊缝波纹特别美观,可全位置焊接.尤宜于薄板焊接.但焊缝塑性和抗裂性稍差.随药皮中钾、钠及铁粉等用量的变化,分为高钛钾型、高钛钠型及铁粉钛型等2钛钙型直流或交流药皮中

24、含氧化钛30%以上,钙、镁的碳酸盐20%以下，焊条工艺性能良好，熔渣流动性好,熔深一般，电弧稳定，焊缝美观，脱渣方便，适用于全位置焊接,如J422即属此类型，是目前碳钢焊条中使用最广泛的一种焊条表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型电源种类主要特点3钛铁矿型直流或交流药皮中含钛铁矿30%，焊条熔化速度快，熔渣流动性好，熔深较深，脱渣容易，焊波整齐，电弧稳定，平焊、平角焊工艺性能较好，立焊稍次，焊缝有较好的抗裂性4氧化铁型直流或交流药皮中含多量氧化铁和较多的锰铁脱氧剂，熔深大，熔化速度快，焊接生产率高，电弧稳定.再引弧方便。立焊、仰焊较困难,飞溅稍大,焊缝抗裂性能较好，适用于中厚板焊接。由

25、于电弧吹力大，适于野时操作。.若药皮中加入一定量的铁粉，则为铁粉氧化铁型表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型电源种类主要特点5纤维素型直流或交流药皮中含15%以上的有机物，30%左右的氧化钛，焊接工艺性能良好，电弧稳定，电弧吹力大，熔深大，熔渣少，脱渣容易。可作立向下焊、深熔焊或单面焊双面成型焊接，立、仰焊工艺性好，适用于薄板结构、油箱、管道、车辆壳体等焊接。随药皮中稳弧剂、粘结剂含量变化，分为高纤维素钠型采用直流反接、高纤维素钾型两类6低氢钾型直流或交流药皮中含多量氧化铁和较多的锰铁脱氧剂，熔深大，熔化速度快，焊接生产率高，电弧稳定.再引弧方便。立焊、仰焊较困难,飞溅稍大,焊缝抗裂性

26、能较好，适用于中厚板焊接。由于电弧吹力大，适于野时操作。.若药皮中加入一定量的铁粉，则为铁粉氧化铁型7低氢钠型 直流表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型电源种类主要特点8石墨型直流或交流药皮中含有多量石墨，通常用于铸铁或堆焊焊条。采用低碳钢焊芯时，焊接工艺性能较差，飞溅较多，烟雾较大，熔渣少，适用于平焊。采用有色金属焊芯时，能改善其工艺性能，但电流不宜过大9盐基型直流药皮中含多量氯化物和氟化物，主要用于铝及铝合金焊条。.吸潮性强，焊前要烘干。药皮熔点低，熔化速度快。采用直流电源，焊接工艺性较差，短弧操作，熔渣有腐蚀性，焊后常用热水清洗3电焊条的型号与牌号1）电焊条的型号 焊条型号是以焊

27、条国家标准为依据，反映焊条主要特性的一种表示方法。焊条型号包括以下含义：焊条类别、焊条特点（如焊芯金属类型、使用温度、熔敷金属化学组成或抗拉强度等）、药皮类型及焊接电源。不同类型焊条的型号表示方法也不同。 碳钢焊条型号划分 碳钢焊条型号编制方法为:首字母“E”表示焊条;前面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值,单位为kgf/mm2（1kgf/mm2=9.81MPa）；第三位数字表示焊条的焊接位置,“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接（即可进行平、立、仰、横焊）,“2”表示焊条适用于平焊及平角焊,“4”表示焊条适用于向下立焊;第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。碳钢焊条分为E

28、43、E50两个系列焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E4300特殊型平立仰横交直正反E4301钛铁矿型E4303钛钙型E4310高纤维素钠型直流反接E4311高纤维素钾型交流直流反接E4312高钛钠型交流直流正接E4313高钛钾型交流直流正反E4315低氢钠型直流反接E4316低氢钾型交流直流反接E4320氧化铁型平交流直流正反E4322平和平角交流直流正接E4323铁粉钛钙型平和平角交流直流正反E4324铁粉钛型交流直流正反E4327铁粉氧化铁型平和平角交流直流正反E4328铁粉低氢型平和平角交流直流反接焊条型号碳钢焊条E43系列熔敷金属抗拉强度 420MPa（43Kgf/2 ） 共15种焊

29、条型号药皮类型焊接位置电流种类E5001钛铁矿型平立仰横交流直流正反直流反接E5003钛钙型E5010高纤维素钠型E5011高纤维素钾型交流直流反接E5014铁粉钛型交流直流正反E5015低氢钠型直流反接E5016低氢钾型交流直流正反E5018铁粉低氢钾型E5018M铁粉低氢型直流反接E5023铁粉钛钙型平和平角平和平角交流直流正反E5024铁粉钛型E5027铁粉氧化铁型交流直流正反E5028铁粉低氢型平仰横立向下交流直流反接E5048铁粉低氢型碳钢焊条E50系列熔敷金属抗拉强度 490MPa（50Kgf/2 ） 共14种举例：E 43 0 3(J422)焊条药皮为钛钙型，可采用交流或直流反接

30、焊条适用于全位置焊接熔敷金属抗拉强度的最小值430MPa焊条 低合金钢焊条型号按熔敷金属抗拉强度、拉伸性能要求、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电源种类的划分。 低合金钢焊条型号编制方法与碳钢焊条基本相同,但后缀字母为熔敷金属化学成分的分类代号,并以短划“-”与前面数字分开。如还有附加化学成分时,附加化学成分直接用元素符号表示，并以短划“-”与前面后缀字母分开。低合金钢焊条则分为E50、E55、E60、E70、E75、E80、E85、E90、E100九个系列。低合金钢焊条E50系列-熔敷金属抗拉强度 490MPa（50Kgf/2 ） 共10种焊条型号焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E5003

31、-X钛钙型平立横仰交流直流正反E5010-X高纤维素钠型直流反接E5011-X高纤维素钾型交流直流反接E5015-X低氢钠型直流反接E5016-X低氢钾型交流直流正反E5018-X铁粉低氢钾型E5020-X高氧化铁型平角交流直流正反E5020-X平交流直流正反E5027-X铁粉氧化铁型平角交流直流正反E5027-X平交流直流正反焊条型号低合金钢焊条E55系列-熔敷金属抗拉强度 540MPa（55Kgf/2 ） 共8种焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E5500-X特殊型平立横仰交流直流正反E5503-X钛钙型E5510-X高纤维素钠型直流反接E5511-X高纤维素钾型交流直流反接E5513-XX

32、高钛钾型交流直流正反E5515-X低氢钠型直流反接E5516-X低氢钾型交流直流正反E5518-X铁粉低氢钾型焊条型号低合金钢焊条E60系列-熔敷金属抗拉强度 590MPa（60Kgf/2 ） 共7种焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E6000-X特殊型平立横仰交流直流正反E6010-X高纤维素钠型直流反接E6011-X高纤维素钾型交流直流反接E6013-X高钛钾型交流直流正反E6015-X低氢钠型直流反接E6016-X低氢钾型交流直流正反E6018-X铁粉低氢钾型焊条型号低合金钢焊条E70系列-熔敷金属抗拉强度 690MPa（70Kgf/2 ） 共6种焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E7010

33、-X高纤维素钠型平立横仰直流反接E7011-X高纤维素钾型交流直流反接E7013-XX高钛钾型交流直流正、反E7015-X低氢钠型直流反接E7016-X低氢钾型交流直流正反E7018-X铁粉低氢钾型焊条型号低合金钢焊条E75系列-熔敷金属抗拉强度 740MPa（75Kgf/2 ） 共3种焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E7515-X低氢钠型平立横仰直流反接E7516-X低氢钾型交流直流正反E7518-X铁粉低氢钾型低合金钢焊条E80系列-熔敷金属抗拉强度 780MPa（80Kgf/2 ） 共3种焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E8015-X低氢钠型平立横仰直流反接E8016-X低氢钾型交流直流

34、正反E8018-X铁粉低氢钾型焊条型号低合金钢焊条E85系列-熔敷金属抗拉强度 830MPa（85Kgf/2 ） 共3种E90系列-熔敷金属抗拉强度 880MPa（90Kgf/2 ） 共3种E100系列-熔敷金属抗拉强度 980MPa（100Kgf/2 ） 共3种焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E8515-X低氢钠型平立横仰直流反接E8516-X低氢钾型交流直流正反E8518-X铁粉低氢钾型E9015-X低氢钠型平立横仰直流反接E9016-X低氢钾型交流直流正反E9018-X铁粉低氢钾型E10015-X低氢钠型平立横仰直流反接E10016-X低氢钾型交流直流正反E10018-X铁粉低氢钾型焊条

35、型号-举例E4315药皮低氢钠型直流反接电源适用全位置焊接熔敷金属抗拉强度的最小值430MPa（43kg/mm2）E5018-A1药皮低氢钾型交流或直流正反接电源适用全位置焊接熔敷金属抗拉强度的最小值500MPa（50kg/mm2）E5515-B3-V W B熔敷金属中含有V W B元素熔敷金属化学成分分类代号药皮低氢钠型直流反接电源适用全位置焊接熔敷金属抗拉强度的最小值550MPa（50kg/mm2）熔敷金属化学成分分类代号不锈钢焊条型号划分 不锈钢焊条根据熔敷金属的化学成分、药皮类型、焊接位置及焊接电流种类划分型号。根据GB/T983-95不锈钢焊条标准规定,字母E表示焊条,E后面的数字表

36、示熔敷金属化学成分分类代号，如有特殊要求的化学成分，该化学成分用元素符号表示放在数字的后面。短划-后面的两位数字表示焊条药皮类型、焊接位置及焊接电流种类。 如E 308 - 15 型号后面附加的后缀（15、16、17、25、26）表示焊条药皮类型及焊接电源种类.后缀15表示焊条为碱性药皮，直流反极性焊接；后缀16表示焊条可以是碱性药皮,也可以是钛型或钛钙型药皮,交直流两用;后缀17是药皮类型16的变型,表示焊条为钛酸型药皮（用SiO2代替药皮类型16中的一些TiO2），焊接熔化速度快，抗发红性能优良，可交直流两用。后缀25和26焊条的药皮成分和操作特征与药皮类型15和16的焊条非常类似,药皮类

37、型15和16焊条的说明也适合于药皮类型25和26。E16，17既可能是碱性，也可能是酸性焊条 2）电焊条的牌号编制 焊条牌号是根据焊条的主要用途及性能特点来命名的。一般可分为十大类。各大类焊条按主要性能不同再分成若干小类。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。拼音字母(或汉字)表示焊条各大类,后面的三位数字中,前面两位数字表示各大类中的若干小类,第三位数字表示各种焊条牌号的药皮类型及焊接电源,焊条牌号中第三位数字列于表3-3，其中盐基型主要用于有色金属焊条(如铝及铝合金焊条等),石墨型主要用于铸铁焊条及个别堆焊焊条中。焊条牌号焊条型号序号焊条分类（按用途分类） 代号焊条分类（

38、按化学成分分类） 代号 国家标准1结构钢焊条结J碳钢焊条 EGB/T5117-952钼及铬钼耐热钢焊条热R低合金钢焊条E3低温钢焊条 温W 4不锈钢焊条：1铬不锈钢焊条2铬镍不锈钢焊条 铬G奥A 不锈钢焊条 EGB/T983-95 表3 -1 电焊条分类表焊条牌号焊条型号序号焊条分类（按用途分类） 代号焊条分类（按化学成分分类） 代号 国家标准5堆焊焊条堆D堆焊焊条EDGB9846铸铁焊条铸Z铸铁焊条EZGB10044 7镍及镍合金焊条镍Ni镍及镍合金焊条ENiGB/T13814 8铜及铜合金焊条铜T铜及铜合金焊条TCuGB36709铝及铝合金焊条铝L铝及铝合金焊条TAlGB366910特殊用

39、途焊条 特TS 表3 -1 电焊条分类表表3-3 焊条牌号中第三位数字的含义焊条牌号药皮类型焊接电源种类0123456789不属已规定的类型钛型钛钙型钛铁矿型氧化铁型纤维素型低氢钾型低氢钠型石墨型盐基型不规定直流或交流直流或交流直流或交流直流或交流直流或交流直流或交流直流直流或交流直流 注:表中口表示焊条牌号中的拼音字母或汉字,表示牌号中的前两位数字。 各类电焊条牌号分类编制方法如下：结构钢焊条(包括碳钢和低合金高强钢焊条)牌号前加J(或结字)表示结构钢焊条。牌号前两位数字,表示焊缝金属抗拉强度等级,牌号第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类，药皮中含有多量铁粉、焊条效率为105%以上，在牌号

40、末尾加注“Fe“字；焊条效率在125%以上时在Fe字后面再加两位数字，如J506Fe13等。结构钢焊条有特殊性能和用途的，则在牌号后面加注起主要作用的化学元素符号或主要用途的拼音字母。 牌号举例： J 50 7 CuP 低氢钠型药皮，直流电源熔敷金属抗拉强度不低于500MPa（50kgf/mm2）结构钢焊条用于焊接铜磷钢，有抗大气和耐海水腐蚀的特殊用途氧化钛型药皮，交直流电源熔敷金属抗拉强度不低于420MPa（43kgf/mm2）结构钢焊条向下立焊专用焊条J 42 1 X 钼和铬钼耐热钢焊条 牌号前加“R”（或“热”字），表示钼和铬钼耐热钢焊条。牌号第一位数字，表示熔敷金属主要化学成分组成等级

41、。牌号第二位数字，表示同一熔敷金属主要化学成分组成等级中的不同牌号，对于同一组成等级的焊条，可有十个牌号，按0、1、2、9顺序编排，以区别铬钼之外的其他成分的不同。牌号第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类。牌号举例： R 3 4 7低氢钠型药皮，直流电源牌号分类编号为4熔敷金属主要化学成分等级为铬含量约1%，钼含量约0.5%耐热钢焊条低温钢焊条 牌号前加“W”（或“温”字），表示低温钢焊条，牌号前两位数字，表示低温钢焊工作温度等级，参见表3-4。牌号第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类。牌号举例： W 70 7低温钢焊条工作温度等级为-70低氢钠型药皮，直流电源表3- 4 低温钢焊条工作温

42、度等级焊条牌号工作温度等级，W60W70W90W10W19W25-60-70-90-100-196-253不锈钢焊条 牌号前加“G”（或“铬”字）或“A”（或“奥”字），分别表示铬不锈钢焊条或奥氏体铬镍不锈钢焊条。牌号第一位数字，表示熔敷金属主要化学成分组成等级。 牌号第二位数字，表示同一熔敷金属主要化学成分组成等级中的不同牌号。对同一组成等级焊条，可有10牌号，按0、1、2、9顺序排列，以区别镍铬之外的其他成分的不同。牌号第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类。G 2 0 2钛钙型药皮，交直流两用牌号分类编号为0熔敷金属主要化学成分等级为含铬量约13%铬不锈钢焊条A 0 2 2钛钙型药皮，交

43、直流两用牌号分类编号为2熔敷金属主要化学成分等级为含碳量0.04%（超低碳）奥氏体不锈钢焊条3.冶金过程焊接电弧及冶金熔焊过程：加热熔化冶金反应结晶固态相变接头。熔焊的冶金反应：金属、熔渣、气相之间的反应。 熔焊时，熔池周围充满着大量的气体和熔渣，这些气体和熔渣与熔化金属之间不断进行着复杂的冶金反应（氧化与还原、有害杂质去除等）。这些反应，在很大程度上决定着焊缝金属的质量。焊接电弧及冶金3.冶金过程焊接冶金过程的特点温度高及温度梯度大（气孔、应力与变形） 熔池金属不断更新 （复杂性）熔池体积小且保持时间短 （偏析）反应接触面大、搅拌激烈（氧化、氮化、气孔） 焊接加热效率 式中：q电弧有效功率(

44、W)；I焊接电流(A)；U电弧电压(V)；焊接热效率。 与焊接方法、焊接材料、焊接工艺等因素有关。TIG (tungsten-inert-gas arc welding)：钨极惰性气体保护焊MIG (metal-inert-gas arc welding)：金属熔化极惰性气体保护焊焊接线能量式中：E焊接线能量J/cm； v焊接速度cm/s。焊接传热的基本方式(1) 传导：金属固体的内部、焊缝对熔渣之间的热传递。(2) 对流：液态金属和液态熔渣的内部热传递。(3) 辐射：焊条端部对熔池、热金属对大气之间的热传递。焊接电弧及冶金3.冶金过程焊接电弧的温度高达5 0008000，使得金属强烈蒸发，电

45、弧周围的气体不同程度地分解为气体原子或离子状态，溶解在液态金属中，温度下降后不能析出时，会造成气孔。同时，在高温作用下的熔池，受到常温下金属的包围，温度梯度很大，这是造成焊件应力与变形的主要因素。焊接电弧及冶金3.冶金过程焊接熔池从形成到结晶结束一般仅有几秒钟，加上熔池的体积很小，温度变化急剧，使整个冶金反应常常达不到平衡，造成很小的金属体积内化学成分不均匀，形成偏析。焊接电弧及冶金3.冶金过程随着焊接熔池的移动，不断有新的熔化金属和熔渣加入到熔池中参加冶金反应，这就增加了焊接冶金过程的复杂性。 焊接电弧及冶金3.冶金过程焊条熔化以熔滴的状态滴入熔池，使熔滴与气体及熔渣的接触面大大超过一般炼钢

46、的情况。接触面大可加速冶金反应，同时气体侵入液态金属中的机会也增多了，因此焊缝金属易氧化、氮化和出现气孔。此外熔池搅拌激烈有助于加快反应速度，也有助于熔池中气体的逸出。焊接电弧及冶金3.冶金过程气体对金属的影响在焊接过程中，熔池周围充满着各种气体，它们不断地与熔池金属发生作用，影响焊缝金属的成分和性能。其主要成分为CO、C02、H2、02、N2、H20(水蒸气，下同)，以及少量的金属与熔渣的蒸气，气体中以02、N2、H2对焊缝的质量影响最大。(1)氧对焊缝金属的作用（性能、气孔、飞溅）焊接时，氧主要来自电弧等，药皮中的氧化物和焊件表面的铁锈、水分等。通常氧是以原子氧和氧化亚铁(FeO)两种形式

47、溶解在液态金属中。焊接电弧及冶金3.冶金过程焊缝金属中含氧量的增加，会使其强度、屈服点、塑性和冲击韧性降低，还会增加焊缝金属的热脆、冷脆倾向，以及降低抗腐性能。溶解在熔池中的氧与碳、氢反应，生成不溶于金属的CO和H20，在熔池结晶时来不及逸出，会形成气孔。在熔滴中含氧和碳过多时，所产生的CO受热膨胀，使熔滴爆炸造成飞溅。因此氧在焊缝金属中是属于有害的元素。减少焊缝含氧量最有效的措施是进行脱氧。焊接电弧及冶金3.冶金过程(2)氢对焊缝金属的影响（裂纹、气孔、白点） 氢主要来源于焊条药皮和焊剂中的水分、焊条药皮中的有机物、焊件和焊丝表面上的污物(铁锈、油污等)，以及空气中的水分等。 氢是焊缝中一种有害的气体，它的主要危害性有下列几点：1)氢致裂纹 2)气孔 3)白点（塑性下降） 为了减少氢的有害作用，焊接时应严格控制焊缝中的含氢量。首先限制氢及水分的来源，其次应该尽量防止氢溶入金属中。如氢含量过高，可进行脱氢处理。焊接电弧及冶金3.冶金过程（3）氮对焊缝金属的影响 （性能、气孔）焊接区中的氮主要来自空气。 氮的含量较高会使焊缝金属强度提高，塑性和韧性降低。氮是焊缝中产生气孔的主要元素之一。为了消除氮的有害作用，应加强对焊接区的保护，隔离空气与液态金属的接触。此外，采用短弧焊也能控制焊缝中的含氮量。 焊接电弧及冶金3