焊接材料课件-图文

■

焊条电弧焊过程药皮燃烧：电

弧

周

围

气

体

：CO₂、固态渣壳CO

、H₂■

熔池中熔渣，冷却形成渣壳保护熔池中的熔化金属指焊条、焊丝、焊剂、气体等焊接用料。第三章

焊接材料ppt课件

1工件焊缝熔池金属熔滴焊条芯焊条药皮一

、焊条分类1

按用途分：分10大类(1)

结构钢焊条：主要用于焊接碳钢和低合金高强钢。(2)

耐热钢焊条：用于焊接珠光体和马氏体耐热钢。(3)

不锈钢焊条：用于焊接奥氏体和马氏体不锈钢。(4)

堆焊焊条：用于获得耐磨、耐蚀性能的堆焊层。ppt课件

2第

一节

焊

条上课啦!!。

如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进?●

你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式?●

教师的教鞭●

“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我

笨，没有学问无颜见爹娘

……

"●

“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早

……

”你怎么称呼老师?(5)

低温钢焊条：用于焊接在低温下工作的焊缝。(6)

铸铁焊条：用于焊补铸铁构件。(7)

镍及其合金焊条：用于焊接镍及其合金。(8)

铜及其合金焊条：用于焊接铜及其合金。(9)

铝及其合金焊条：用于焊接铝及其合金。(10)

特殊用焊条：如水下焊接、切割用焊条。ppt课件

5焊条分类

(1)2

按熔渣的碱度(1)

酸性焊条

(J422)

:

药皮中含有较多SiO₂

、FeO等。这类焊条工艺性能好，焊缝成形美观，但焊缝的性能不高(尤其是

塑性和韧性)。焊接可用交直流电源。(2)

碱性焊条

(J507)

:

药皮中含有CaCO₃

、CaF₂等。焊缝的

含氢量低，所以又称低氢焊条，碱性焊条的焊缝有较高的塑性

和韧性，可用于焊接较重的焊接结构。ppt课件

6焊条分类

(2)3

按焊条药皮类型分：钛型

(TiO₂

金红石)、钛

-

钙型

(TiO₂-CaO)、

钛铁矿型(TiO₂-FeO)、

氧

化

铁

型

(Fe₂O₃

)、

纤维素型、低氢型(CaCO₃-CaF₂)。ppt课件

7焊条分类

(3)1

焊条型号国际ISO

标准：

E××××

(字母E:Electrode)第一、二位数字：抗拉强度

(kgf/mm²)第三位数字：表示适合焊接位置(0、1表示全位置，2表示为平焊，4为向下焊)。第四位数字：表示焊接电源极性及药皮类型例如：

E4303

43kg

级钛钙型，交直流两用，全位置焊。E5015

50kg

级低氢型，直流反接，全位置焊。二、

焊条的型号和牌号ppt课件

8我国常用的牌号：字母(汉字)×××字母含义：结构钢J

(结)、不锈钢A

(奥)、堆焊D

(堆)等。第一、二位数字：抗拉强度

(kg/mm²)第三位数字：药皮类型，如1一氧化钛型、2一钛钙型、7一低氢钠型(直流)例如：

J

(

结

)

4

2

2

4

2kg

级，钛一钙焊条；J

(

结

)

5

0

7

5

0kg

级，低氢焊条，直流。ppt课件

92

焊条牌号焊条是由焊芯和药皮组成，药皮占整个焊条重量的30~50%。药皮重量系数K。式中：Ws-

药皮重量；

Ww一焊芯重量。ppt课件

10三、

焊条的组成焊条用钢：牌号前加H,

如H08A。

最后字母A

表示优质钢，E表示特级钢，其含硫、磷量比较低。焊芯中的元素：(1)碳：提高钢的硬度、强度，但会产生气孔、飞溅、裂纹等

问题。

一般焊芯的含碳量小于0.1%。(2)锰：有益元素，起脱氧、脱硫和强化焊缝金属的作用。焊芯一般含锰0.3~0.55%。ppt课件

111

焊芯

(1)(3)硅：起脱氧和强化焊缝金属作用，但会增加焊缝中的SiO₂

夹杂物，所以焊芯中的含硅量比较低(<0.03%)。(4)硫、磷：有害元素，容易引起焊缝裂纹和冷脆性。焊芯中

的S、P<0.03。设计结构钢焊条时，要保证焊缝金属与母材等强度，不必

强调母材等成分。ppt课件

12焊芯

(2)(1)药皮作用1)

保护作用：采用气一渣联合保护焊缝金属，以隔离空气。2)

冶金作用：去除焊缝金属中有害杂质

(O

、H

、S

、P

等

)

,

补充焊缝烧损的合金元素，改善焊缝力学性能。3)

保证焊接工艺性能：容易引弧，电弧稳定燃烧，飞溅少，焊

缝成形美观，易于脱渣，适合各种位置焊接。ppt课件

132

焊条药皮

(1)(2)焊条药皮类型分为八大类，常用的有：1)钛型：

(>35%

TiO₂

(金红石)+SiO₂);2)钛钙型：

(30%

TiO₂+(Ca,Mg)CO₃);3)低氢型：

(CaCO₃+CaF₂);4)石墨型：

主要用于铸铁焊条，以保证焊缝金属石墨化。ppt课件

142

焊条药皮(2)1)矿物类：如大理石、白云石

(CaCO₃+MgCO₃

)、

金红石

(TiO₂

)、锰矿

(MnO₂)

、

钛铁矿等。2)铁合金类：如纯铬、镍、

Mn-Fe

、Si-Fe

、Ti-Fe

等。3)化工产品类：如钛白粉

(TiO₂)

碳酸钡

(BaCO₃)

、

水玻璃

(Na₂O

·

SiO₂、

K₂O

·

SiO₂)

等。ppt

课件

15(3)

药皮的原材料1)

稳弧：如大理石、水玻璃、长石

(K₂O+Na₂O+SiO₂+Al₂O₃)

中的低电离位元素。2)

造渣：保护熔滴和熔池金属，改善焊缝成形，如CaO

、

SiO₂

、MgO

等。3)

造气：焊接时，有机物和碳酸盐分解产生气体，用于隔离

空气，保护焊接区域。如CaCO₃

→CaO+CO₂。4)

脱氧：用

一些对氧亲和力比铁大的金属或合金元素脱除焊

缝中的氧。ppt课件

16(4)药皮原材料的作用5)

合金化：补偿焊缝金属中烧损的合金元素，使焊缝达到

所需的物化性能和机械性能。6)

粘

结：将药皮牢固粘结在焊芯上，如水玻璃

(Na₂O

·

SiO₂、K₂O

·

SiO₂)。7)

成形：便于焊条的压制，如云母、钛白粉、滑石粉。药皮原材料的作用(2)ppt课件

171

电弧的稳定性焊条药皮中加入电离电位低的物质，如Na

、K

、Ca

等，在

焊接过程中可以保持电弧稳定燃烧。若焊条中有氟化物

(CaF₂),

由于电负性强的F

的消电离

作用，在交流焊中电弧就不稳定，只能用直流电源焊接。若

在这类焊条中加入稳定剂(碳酸钾等)时，也可以用交流焊

接

(J506)。电弧稳定性不仅取决于焊条，还和焊接设备、焊工水平等因素有关。ppt课件

18四、

焊条的工艺性能(1)成形不好的焊缝不仅影响外观质

量，而且会造成应力集中，造成焊

缝破坏。影响焊缝成形因素除操作者的水

平外，还有熔渣的凝固温度、粘度

等。a—

仰

焊

；

b—

平焊ppt课件

19图4

-

47

未

熔

合a-

母材与填充金属未熔合；

b

一层间未熔合2

焊接成形

(1)焊瘤图4

-

48未熔合a)图4-46

咬边焊

瘤b)凝固温度过高，容易造成渣压铁水，气孔不易逸出；凝固温度过低，

熔渣不能均匀覆盖在焊缝表面。熔渣粘度过大，使焊接冶金反应缓慢，易产生气孔、夹杂等缺陷；

粘度过小造成熔渣不能均匀复盖在研究熔渣的物化状态可以用渣的相图(图2-1)。图2-

1

SiO₂-MnO-FeO

渣系粘度图(1500℃)A

区一粘度小

B

区一粘度适中

C

区一粘度大焊缝表面，保护不好。ppt课件

202

焊接成形

(2)MnO(%

焊条能否适合各种位置的焊接(平

焊、立焊、仰

焊、

横

焊)。取决于渣的粘度、熔点、

表面张力等，也取决于焊工的水平。3

各种位置焊接的适用性ppt课件

21平焊、立焊、横焊、仰焊和全位置焊?

(1)平焊

焊缝倾角0°~5°、焊缝转角0°~10

°的焊接位置称为平焊位置，见图5-22a。在平焊位置进行的焊接就称为平焊。(2)立焊

焊缝倾角80°~90°、焊缝转角0°~180°的焊接位置称为立焊位置，见图5-22b。在立焊位置进行的焊接就称为立焊。(3)横焊

焊缝倾角0°~5°,焊缝转角70°~90°的焊接位置称为横焊位置，见图5-22c在横焊位置进行的焊接就称为横焊。(4)仰焊

焊缝倾角0°~15°,焊缝转角165°~180°的焊接位置称为仰焊位置，见图5-22d。(5)全位置焊

管子水平固定对接焊时，因同时包含仰、立、平三种焊接位置，所以称为全位置焊，也称管子的

水平固定焊，见图5-22e。ppt课件22P)图

5-22a)

平焊位置

b)

立焊位置

c)

横焊彩置

d)

仰焊位置

e)

全位置

235′-()°5°a)10'

0'

10°b)降低焊条的熔敷效率，增加清理工作量。焊条的飞溅与焊

条的含水量、焊条偏心、焊接工艺参数、电源类型、焊条类型

(钛钙比低氢飞溅小)等有关。图4-9

飞溅的发生形态及其原因a)

气体逸出

b)

熔滴爆炸

c)

电弧力

d)

电弧再燃ppt课件

244

飞溅C)b)d)焊条的脱渣性主要与渣的物化性能有关。(1)熔渣膨胀系数：渣

与金属的膨胀系数相差

越大，越容易脱渣(图

2-2

)

。(2)渣的氧化性：氧化

性强的渣比较难脱落(图

2-3

)。(3)渣的松脆性：熔渣

越松脆越容易脱渣。--Co)-01×DT(℃)图2-2

几种焊条熔渣和低碳钢的线膨胀

系数与温度的关系ppt课件图2-

3

FtO

与

a-Fe晶格搭建的模型255

脱渣性ap为单位时间内单位电流熔敷在焊件上的金属重量。αp=g/(A

·h)考虑到飞溅损失，真正焊接生产率是熔敷系数

αHαH=αp(1—ψ)式中

φ-损失系数。7

焊条的熔化速度apppt课件

26液态金属和熔渣在电弧高温下造成激烈蒸发，尤其是低氢

焊条发生量大，烟尘中含有有毒物质，危害焊工健康。表2-6

不同类型焊条的烟尘火

号火等片果上

もSQN2EQCaDIEOEDG)FN

面E6BE553122IZGBZEGGOR5D31GGBGS681B2371焊条类别发尘速度

(mg/min)发尘量

(g/kg)钛钙型焊条低氢型焊条200～280360～4506～810～20ppt

课件

27表

火

联

因

自

宪

分8

焊接烟尘1

钛钙型焊条E4303(J422)P₂1熔渣的碱度B1=

0.76,

属酸性渣。气相主要成分为CO、H₂

、CO₂

、H₂O。五、

典型焊条的冶金性能分析ppt课件

28化学成分CMnSiSPN0H(总)ML

/100g焊芯焊缝金属<0.10≤0.120.30~0.550.3~0.6<0.030≤0.25≤0.030

≤0.035≤0.030

≤0.0400.02~0.030.06~0.146.2试验项目0

b(MPa)O

0.2(MPa)δs(%)A

xy

(J)0℃-20℃保证值一般结果≥420430～490≥330≥330≥2222～32≥2770～115≥47J422焊条焊缝的化学成分及力学性能ppt课

件

29表2-10

焊芯及焊缝金属化学成分表2-11

焊缝金属力学性能(1)氧化反应：气相中的O、O₂

、CO₂

、H₂O

等都能使焊接金属发生氧化[Fe]+O→

FeO[Fe]+O₂→

FeO[Fe]+CO₂→FeO+CO[Fe]+H₂O→FeO+H₂其中氧原子的氧化性最强。ppt课件30J422

钛钙型焊条焊接时的冶金反应

(1)熔渣的氧化作用主要是渣中的氧化物与液态金

属之间发生的置换氧化。(FeO)(MnO)+[Fe]→

[Mn]+

FeO

[FeO](FeQ)(SiO₂)+[Fe]→

Si+

FeO

[FeO]ppt课件

31氧化反应置换氧化J422属于酸性渣，应以锰脱氧为主，而不是采用Si、Ti脱氧[Mn]+[FeO]→

(MnO)+[Fe]

(沉淀脱氧)生成的MnO进入熔渣，与SiO₂等酸性氧化物生成复合化合物(MnO)+(SiO₂)→(MnO

·

SiO₂)(MnO)+(TiO₂)→(MnO

·TiO₂)复合氧化物降低了熔渣的氧化性。ppt

课件(2)脱氧反应32由于熔渣中有大量的SiO₂

等酸性氧化物和Mn-Fe,

所以发生

置换反应(SiO₂)+[Fe]→

[Si]+FeO和还原反应[Mn]+(SiO₂)→

[Si]+(MnO)结果焊缝金属中含有一定数量的Si。ppt课件

33(3)

还原反应主要靠Mn

或MnO

脱硫FeS

+

Mn→

Fe

+MnSFeS

+

MnO→

FeO+MnS(5)脱磷反应J422焊条脱磷效果不佳，主要以限制焊接材料中的磷为主。ppt课件

34(4)

脱硫反应(6)

合金化：药皮中的锰铁除了脱氧、脱硫外，还可增加焊缝中的Mn;

焊缝中的Si主要靠SiO₂

的还原所得。(7)

气孔敏感性：

用J422

焊条焊接产生的气孔大多是因操作

不当造成的。(8)

焊接烟尘：因药皮中(Mg,Ca)CO3

比较少，烟尘量较少，

有害成分也比J507

焊条少(表2-7)。此类焊条焊接工艺性好，用量最大，主要用于焊接低碳

钢和强度较低的低合金钢。J422钛钙型焊条焊接时的冶金反应ppt课件

35火

号

男火焊能果方

毒检修支祥

牛

忘

蛋

e

6电

为FGB122上已NhIaCAL、ELNS205E056rEも上工五Ca、KN

h

.

S

i

卫3S1J422钛钙型焊条焊接时的烟尘成分ppt课件

36表了火

主后学本女语生切后属CaO-SiO₂-CaF₂

渣系，熔渣的碱度B₁=1.86,

属碱性渣。焊接时气相成分见表1-12。表1-12焊接碳钢时冷至室温起相的成分焊条和焊剂类型气相成分(%体积)备

注COCO₂₂H₂O钛钙型低氢型50.779.85.916.937.71.85.71.5焊条在110℃烘干2h2

低氢焊条E5015(J507)ppt课件

37H(1)

脱氧反应因是碱性渣，所以脱氧主要靠Si和TiCO₂+Si→

SiO₂+COCO₂+Ti→TiO₂+CO反应产物和CaO

生成复合化合物CaO

·SiO₂

、CaO

·TiO₂

,

降低了渣的氧化性。J507钛钙型焊条焊接时的冶金反应

(1)ppt课件

38利用CaF₂脱氢：

CaF₂+H₂O→CaO+HF1CaF₂和SiO₂脱氢：

CaF₂+SiO₂→

SiF₄+CaSiO₃SiF₄+H→

SiF+HF

个CaF₂和水玻璃脱氢：

Na₂O

·nSiO₂+H₂O→NaOH+nSiO₂NaOH+CaF₂→Ca(OH)₂+NaFNaF+H₂O+CO₂→Na₂CO₃+HF个ppt课件

39(2)

脱氢反应(3)

脱硫反应：主要靠碱性渣脱硫，碱度越高，脱硫效果越好。

[FeS]+(CaO)→(CaS)+(FeO)(4)

合金化：在锰硅联合脱氧同时，

Mn

、Si

也过渡到焊缝金属中。(5)

焊接烟尘：焊接时产生大量CO₂,

烟尘中含KF

、NaF

、HF等有害气体。J507焊条焊缝力学性能好(韧性高),多用于焊接比较重要

的结构钢和合金钢的焊接，焊接工艺性不及J422,

对焊件的焊前

清理要求比较高。ppt课件

40(3)

脱硫反应淬裂粗中磨钝化干涂料制备湿涂料制备压涂包装ppt课件

图4-11

焊条制造工艺流程图

41六、

焊条的设计与制造钢

丝

水玻璃

粉料

矿

石

铁

合

金午燥粗碎中碎磨

细焊条配方以试验为主。平

切除

污碎细稀

释酸洗洗选碎主要用于埋弧自动焊或钎焊时的冶金和保护作用。一、焊剂的分类1

按制造方法分：(1)熔炼焊剂

(HJ):

将矿物在电弧炉中熔炼，然后用水激冷粉碎，烘干使用。(2)烧结焊剂

(SJ):

将原材料粉碎，按一定比例和粘结剂

一起混合，制成细粒状，然后在400～1000℃高温烘干。ppt课件

42第二节

焊剂2

按化学成分分类(1)SiO₂

含量：高硅、中硅、低硅；(2)MnO

含量：高锰、中锰、低锰；(3)CaF2

含量：高氟、中氟、低氟。ppt课件

43焊剂的分类3

按焊剂化学性质分(1)

氧化性焊剂：对焊缝有较强的氧化性，如高锰、高硅的HJ431焊剂。(2)

弱氧化性：焊剂中含SiO₂

、MnO

、FeO

等活性氧化物较少，

对焊缝金属有弱氧化作用，焊缝的含氧量也较低，如低锰、

高硅、中氟HJ260焊剂。(3)

惰性焊剂：基本不含SiO₂,MnO,FeO

等氧化物，由Al₂O₃、

CaO、MgO、CaF₂

等组成，对焊缝没有氧化作用，用于焊接

高合金钢，如不锈钢。ppt课件

44焊剂的分类按所含主要氧化物性质分酸性焊剂中性焊剂碱性焊剂高硅焊剂

(SiO₂

大于30%)中硅焊剂

(SiO₂

10%～30%)低硅焊剂

(SiO₂

小于10%)按化学成分分一

高锰焊剂中锰焊剂按

MnO

含量分一低锰焊剂无锰焊剂高氟焊剂

(CaF₂

大于30%)按

CaF₂

含量分一中氟焊剂

(CaF210%～30%)低氟焊剂

(CaF₂

小于10%)(MnO

大于30%)(MnO15%～30%)(MnO2%～15%)(MnO

小于2%)氧化性焊剂弱氧化性焊剂情性焊剂玻璃状焊剂结晶状焊剂图2-5

燥射的分类

45粘结焊剂非熔炼焊剂一[

烧结焊剂焊剂的分类图按颗粒结构分一[按

SiO₂

含量分一按化学性质分一熔炼焊剂—焊剂分类一

—1

焊剂型号：焊剂+焊丝HJ

X

X

X

H

X

X

X拉伸性能

是否热处理α27J时的温度与焊剂匹配的焊丝(表2-

15)

0否，1是例如：

HJ

4

0

3

H08

MnAσ410~550

焊后不处理

-30℃时α>27Jppt课件二、

焊剂型号和牌号(1)46(T)

熔炼焊剂HJ

X

X

X锰含量

硅钙含量

顺序号(表

2

-

1

7)

(

表

2

-

1

8)例如：

HJ

2

6低锰

高硅中氟(2)烧结