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文档简介
1、常用焊条的组成分类规格型号烘干介绍涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极叫焊条。1焊条组成(1)焊心及其作用焊条中被药皮包覆的金属心叫焊心。它的作用是与工件之间产生电弧并熔化为焊缝的填充金属。为保证焊缝的质量,对焊心的要求很高,对焊心金属各合金元素的含量要作一定的限制,以保证在焊后各方面的性能不低于基本金属。(2)药皮压涂在焊心表面上的涂料层叫药皮。药皮的作用1)提高焊接电弧的稳定性。(当采用没有药皮的焊心用直流电源进行焊接时,也能引燃电弧,但电弧十分不稳。如果用交流电源时,就根本不能引弧。当涂有药皮后,其中含有钾和钠成分的“稳弧剂”,能提高电弧的稳定性,使焊条在交、直流电的情况下都能进行正常的焊
2、接,保证焊条容易引弧,稳定燃烧以及熄弧后的再引弧。)2)防止空气对熔池的侵入。(药皮中加入一定量的“造气剂”,在焊接时会产生大量的气体笼罩着熔池,使熔化金属与外界空气隔离,防止空气侵入。)3)药皮熔化后形成的熔渣覆盖在焊缝表面保护焊缝金属,并使焊缝金属缓慢地冷却,有利于焊缝中气体的逸出,减少气孔的产生。同时,药皮熔化后的熔渣还起着美观焊缝成形的作用。4)过渡合金元素提高焊缝性能。(焊接过程中,由于空气、药皮和焊心中的氧、氧化物以及氮、氢、硫等杂质的存在,致使焊缝金属的质量降低。因此,在药皮中需要加人一定量的合金元素,进行脱氧并获得所需的补充合金元素,以提高焊接质量。)药皮的成分1)稳弧剂由一些
3、容易电离的物质组成,如钾、钠、钙的化合物,碳酸钾、长石、白垩、水玻璃等。其作用是能提高电弧燃烧的稳定性,并使电弧易于引燃。2)造渣剂造渣剂形成熔点、粘度、冶金性能合适的熔渣。熔渣被覆于熔滴及熔池表面,能保护金属不致与空气中的氧、氮发生作用,并使焊缝缓慢冷却,同时在焊接时熔渣与金属之间进行化学反应,这些反应使焊缝金属脱氧、脱硫、脱磷。造渣剂主要有:钛铁矿、赤铁矿、锰矿、大理石、萤石、金红石、长石、石英砂、高岭土等。造成熔渣后形成一些氧化物,其中酸性化合物有二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二磷(P2O5)等;碱性氧化物有氧化钙(Ca0)、氧化锰(Mn0)、氧化亚铁(Fe0)等。无
4、论酸性熔渣还是碱性熔渣,都具有良好的脱氧性能。除去硫主要靠熔渣中的钙、锰等氧化物,碱性熔渣脱硫作用较完全,而酸性熔渣只能部分脱硫。只有碱性熔渣才能部分脱磷,酸性熔渣不能脱磷。3)造气剂造气剂主要有淀粉、木粉、大理石、菱镁矿等,这些物质在焊条熔化时产生大量的一氧化碳、二氧化碳等气体,包围电弧,形成保护气体。4)脱氧剂主要作用是对焊缝金属脱氧,消除气孔及降低含氧量,常用的有锰铁、硅铁、钛铁等。5)合金剂主要作用是向焊缝金属过渡合金元素。常用的有锰铁、铬铁、钼铁、钒铁等铁合金。6)粘结剂粘结剂用来把各种粉料粘结在一起,再由压涂机把涂料包覆在焊芯上,经烘干后形成牢固的药皮。常用的粘结剂有钠水玻璃、钾水
5、玻璃或钾、钠混合水玻璃。(附加焊渣作用:1、脱氧作用所谓焊缝的脱氧,主要是去掉焊缝中的氧化亚铁(FeO)。铁的氧化物有氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe304)和三氧化二铁(Fe2O3)。金属在焊接时激烈地被氧化,其中只有氧化亚铁能溶于熔化的焊缝金属。焊缝金属熔化后如果溶有氧化亚铁(FeO)会明显地降低其机械性能。焊缝金属的脱氧方法是将脱氧剂加在焊条药皮中,焊接时脱氧剂熔化在熔渣里,通过熔渣和熔化金属进行一系列的脱氧冶金反应,实现焊缝金属的脱氧。金属元素按脱氧能力由强到弱的排列顺序如下:铝(A1)、钛(Ti)、硅(Si)、钒(V)、锰(Mn)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)。位于铁(Fe
6、)以前的金属元素有脱氧能力,在焊接时常用的脱氧剂有锰(Mn)、硅(Si)、钛(Ti)、铝(Al)等。如药皮中含有锰铁或硅铁等铁合金粉,由于锰或硅都比铁活泼,焊条熔化时这些元素大部分过渡到焊接熔池中去,从氧化亚铁中把铁置换出来,形成锰或硅的氧化物。由于锰或硅的氧化物不溶于液态金属中,均上浮形成熔渣,从而起到脱氧作用。2、脱硫作用硫是极有害的杂质,硫在钢中主要以两种硫化物形态存在,即硫化铁(FeS)和硫化锰(MnS)。其中硫化锰(MnS)不溶解于钢液中,形成熔渣浮于熔池表面,对钢的性能影响不大。硫化铁(FeS)在焊缝金属中极为有害,冷却时能与其它化合物形成易熔物质,聚集在晶界处,破坏晶粒之间的联系
7、,降低焊缝金属的塑性并引起热脆和热裂纹。在焊接过程中,由于药皮中的氧化锰(MnO)与硫化铁反应生成硫化锰,使其能很好地溶于熔渣中,而难溶于焊缝金属中,从而达到脱硫的目的。用酸性焊条脱硫是困难的,一般含锰量高及碱性强的熔渣才有好的脱硫效果。3、脱磷作用磷在钢中是有害杂质,焊接时需要脱磷。磷在钢中以磷化铁(Fe2P和Fe3P)的形式存在。磷化铁硬而脆,焊接时由于温度的变化会造成冷脆裂纹。另外在焊接时磷化铁与其它物质形成低熔点共晶体分布于晶界,减弱晶粒间的结合力,造成热脆性,导至结晶裂纹产生。碱性焊条药皮中的CaF2、CaO等具有脱硫、脱磷作用,从而保证焊缝金属的抗裂性能良好。4、合金化作用在焊接过
8、程中,由于气体、熔渣和液态金属的相互作用,使一些有效的合金元素损失,从而使焊缝的组织和性能发生变化。为了保证焊接接头具有一定的性能,就需要添加一定量的合金元素,为了改善焊缝金属的性能或要求满足某些特殊性能,需要补加一些原母材金属没有的合金元素。如结构钢焊接时,为了提高冲击韧性,而补加一些合金元素作为“变质剂”以细化晶粒。由于焊芯所含合金元素过高,较为硬、脆,难以锻轧及拉丝,因而成材率低,成本高,较少应用。一般通过焊条药皮来实现合金化的作用,通常采用低碳钢或低碳合金钢焊芯,然后在药皮中加入合金剂。焊条药皮中常用的合金剂有:锰铁、硅铁、铬铁、镍铁、钼铁、钴铁、钒铁等。药皮里加入的合金剂大部分要过渡
9、到焊缝金属中去。总之,通过药皮过渡合金元素有两个作用,一是弥补焊芯中原有合金元素的烧损;二是向焊缝金属过渡一些其它合金元素,使焊缝金属具有所需要的性能。)2焊条的分类(1)按照药皮类型分类电焊条按照药皮的类型可分为:钛铁矿型、钛钙型、高纤维素钠型、高纤维素钾型、高钛钠型、高钛钾型、铁粉钛型、氧化铁型、铁粉氧化铁型、低氢钠型、低氢钾型、铁粉低氢型等。(2)按焊条药皮熔化后熔渣的特性分类由于焊条药皮的类型不同,熔化后形成的熔渣中所含的碱性氧化物(如氧化钙等)比酸性氧化物(如二氧化硅、二氧化钛等)多,这种焊条就称为碱性焊条或称为低氢型焊条,如E4315、E5015就属于这一类焊条。如果熔渣中的酸性氧
10、化物比碱性氧化物多,这种焊条就称为酸性焊条,如E4301、E5001、E4303、E5003、E4322等焊条就属于酸性焊条。酸性焊条。常用的酸性焊条有钛钙型E4301或E5001。这种焊条主要优点是工艺性好,容易引弧并且电弧稳定,飞溅少,脱渣性好,焊缝成型美观,容易掌握施焊技术。并且酸性焊条抗气孔性能好,焊缝金属很少产生由氢引起的气孔,对锈、油等不敏感,焊接时产生的有害气体少。酸性焊条可用交流、直流焊接电源,适于各种位置的焊接,焊前焊条的烘干温度较低。酸性焊条的缺点是焊缝金属的机械性能差,尤其是焊缝金属的塑性和韧性均低于碱性焊条,因此,酸性焊条仅用于一般低碳钢和强度等级较低的普通低碳钢结构的
11、焊接,一般不用于焊接低合金钢。碱性焊条。碱性焊条又称低氢焊条。由于碱性焊条药氧化性较弱,减弱了焊接过程中的氧化作用,因此焊缝中含氧量较少。由于焊接时放出的氧少,合金元素很少被氧化,焊缝金属合金化效果较好,并且药皮中锰、硅含量较多。碱性焊条药皮中碱性氧化物较多,脱氧、脱硫、脱磷的能力比酸性焊条强。另外药皮中的萤石有较好的去氢能力,故焊缝中含氢量低(低氢焊条因此而得名)。使用碱性焊条,焊缝金属的塑性、韧性和抗裂性都比酸性焊条高,所以这类焊条适应于合金钢和重要的碳钢结构的焊接。碱性焊条的主要缺点是工艺性差。由于药皮中萤石的存在,不利于电弧的稳定,因此要求用直流焊接电源进行焊接。它由药皮和焊心两部分组
12、成。碱性焊条即使在药皮中加入稳弧剂(碳酸钾、碳酸钠等),虽可采用交直流两用的焊接电源,但用交流焊机时,其电弧稳定性也比酸性焊条差。另外,碱性焊条对坡口清理要求很高,脱渣性差。使用碱性焊条要求很短的电弧,焊前坡口去除锈、油及水分,焊条在焊前应严格烘干。碱性焊条的烘干温度在200300,烘2h。对含氢量有特殊要求的碱性焊条,烘干温度应提高到450。经烘干的碱性焊条,应放入100200的电焊条保温筒内,随用随取。碱性焊条在使用前,还要重新烘干。碱性焊条在焊接时会产生有毒气体,损害工人健康。由于碱性焊条对铁锈、油污、水分和电弧拉长都较敏感,容易产生气孔,因此除了焊前要严格烘干焊条。而且要仔细清理焊件坡
13、口外,在施焊时,始终应保持短弧操作。碱性焊条必须采用直流反接才能施焊。区别焊条是酸性还是碱性:可观察焊条端部钢心表面颜色,碱性焊条端部往往有烤蓝色,而酸性焊条则没有。另外,从熔渣颜色也可以识别,碱性焊条熔渣的背面呈乌黑色,渣壳较致密;酸性焊条熔渣的背面呈亮黑色,而且渣壳较疏松,多孔。当用交流电弧焊机施焊时,电弧稳定的是酸性焊条。(3)按焊条的用途分类根据1985年国家标准局发布的焊条国标变更情况,焊条可分为八类:碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。3焊条规格焊芯直径/mm 焊条长度/mm1.6 2002502.0 250300
14、2.5 2503003.2 3504004.0 3504005.0 4004506.0 4004504.焊条的型号碳钢焊条型号的编制方法是根据熔敷金属的抗拉强度、药皮类型、焊缝位置和焊接电流种类划分。(1)碳钢焊条型号编制方法如下:字母“E”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kgfmm2 (千克力毫米2);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(平焊、立焊、仰焊、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。(2)低合金钢焊条型号的编制方法是根据熔敷金属的机械性能、
15、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。低合金钢焊条类型编制方法如下:前面表示与碳钢焊条一致,后缀字母为熔敷金属的化学成分分类代号,并以短划“”与前面数字分开。完整的低合金钢焊条型号举例如下:(3)不锈钢焊条型号的编制方法是根据熔敷金属的化学成分、机械性能、焊条药皮类型和焊接电流种类划分。不锈钢焊条型号编制方法如下:字母“E”表示焊条。熔敷金属含碳量用“E”后的一位或二位数字表示,具体含义为:“00”表示含碳量不大于0.04 “0”表示含碳量不大于0.10“1”表示含碳量不大于0.15“2”表示含碳量不大于0.20“3”表示含碳量不大于0.45熔敷金属的含铬量以近似值的百分之几表示,并
16、以短划“-”与表示含碳量的数字分开。熔敷金属含镍量以近似值的百分之几表示。并以短划“-”与表示含铬量的数字分开。若熔敷金属中含有其它重要合金元素,当元素平均含量低于1.5时,型号中只标明元素符号,而不标注具体含量,当元素平均含量等于或大于1.5、2.5、3.5时。一般在元素符号后面相应标注2、3、4等数字。焊条药皮类型及焊接电流种类在焊条型号后面附加如下代号表示:后缀15表示焊条为碱性药皮,适用于直流反接焊接。后缀16表示焊条为碱性或其它类型药皮,适用于交流或直流反接焊接。完整的不锈钢焊条型号举例如:E12313Mo2155常用的各类碳钢焊条的特点、药皮类型及应用范围E4301、E5001型焊
17、条这两类焊条为钛铁矿型。药皮中含钛铁矿大于或等于30%,熔渣流动性良好,电弧稍强,熔深较深,熔渣覆盖良好,脱渣容易,飞溅一般,焊波整齐。这种药皮类型可变幅度较大,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。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,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,主要焊接较重要的低碳钢结构。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。
18、药皮类型及工艺性能与E4303型基本相似。焊接电流与E4303型一样。这类焊条主要焊接较重要的低碳钢结构。E4310型焊条该焊条为高纤维素钠型。药皮中约含30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生大量的气体,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。E431l、E50ll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
19、流反接焊接时,熔深浅;其它工艺性能与E4310型相似,适用于全位置焊接。这类焊条主要焊接一般的低碳钢结构。E4312型焊条该焊条为高钛钠型,药皮中含氧化钛约30,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,熔渣覆盖良好,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。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型稳定,工艺性能、焊缝成型比E4312型好。这类焊条适用于全位置焊接,焊接电流为交流或直流正、反
20、接,主要焊接一般的低碳钢结构、薄板结构。E5014型焊条该焊条为铁粉钛型。药皮在与E4313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。这类焊条主要焊接一般的低碳钢结构。E4324、E5024型焊条这两类焊条为铁粉钛型。药皮与E5014型焊条药皮相似,铁粉量比E5014型多,药皮比E5014型厚,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。E4320型焊条该焊条为氧化铁型。药皮中含有多量的氧化铁及较多的锰铁脱氧剂,电
21、弧吹力大,熔深较深,电弧稳定,再引弧容易,熔化速度快,熔渣覆盖好,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。E4322型焊条该焊条为氧化铁型。药皮及工艺性能基本与E4320型相似,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。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,熔敷效率很高,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。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。E4316、E5016型焊条这两类焊条为低氢钾型。药皮在与E4315型和E5015型焊条药皮基本相
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