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1、焊條和焊劑的類型及牌號編制方法 目前我國焊接材料生產(chǎn)廠家約有 800 余家，其中焊條生產(chǎn)企業(yè)在 600 家以上；CO2 氣體保護(hù)焊絲生產(chǎn)廠家 100 余家；釬料生產(chǎn)廠家 300 多家；埋弧焊劑生產(chǎn)企業(yè) 30 多家；具有生產(chǎn)藥芯焊絲條件的企業(yè) 21 家。共生產(chǎn)品種 576 個(gè)。我國焊接材料總產(chǎn)量已躍居世界第一位，年生產(chǎn)能力近 180 萬噸。1995 年生產(chǎn)焊接材料 76 萬噸，其中電焊條 60 萬噸（生產(chǎn)能力超過 150 萬噸），占總數(shù)的 80。CO 氣體保護(hù)焊絲 7 萬噸（生產(chǎn)能力為 15 萬噸左右），占總數(shù)的 93396。焊劑 5 萬噸（生產(chǎn)能力 10 萬噸），占總數(shù)的 666。埋弧焊絲 4
2、 萬噸（生產(chǎn)能力 10 萬噸），占總數(shù)的 533。由上述數(shù)據(jù)可以看出我國的焊接自動化水平很低，比發(fā)達(dá)國家分別落后 30到 70 個(gè)百分點(diǎn)。另一個(gè)問題是及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開發(fā)市場上急需的特種焊條，由于種種原因，國內(nèi)生產(chǎn)焊材的企業(yè)尚不能完全供應(yīng)這些焊條，施工單位只好購買昂貴的進(jìn)口焊條，在增加工程成本的同時(shí)還要花費(fèi)大量的外匯。為此，焊接材料領(lǐng)域也在積極研究開發(fā)了許多相應(yīng)的新品種.第一節(jié) 焊條一 焊條的組成.焊芯焊絲作用：導(dǎo)電、填充金屬。焊芯材料有選擇性，用量最多的是 H08、H08A，還有 H08E。漢語拼音字母表示焊條的“焊“，表示含碳量平均為.，表示優(yōu)質(zhì)鋼、含雜質(zhì)量少、?！癊”，S、P 雜質(zhì)更少
3、。.藥皮作用：機(jī)械保護(hù)作用冶金處理作用工藝性能良好組成：穩(wěn)弧劑：改善引弧性能和提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，原材料為易電離或電離勢低的物質(zhì)。如：K2CO3、CaCO3大理石、長石、鉀水玻璃造渣劑：造成具有一定物理性能、化學(xué)性能的熔渣，起到保護(hù)作用和改善焊縫成型。如：鈦鐵礦、金紅石、螢石、長石等。造氣劑：造氣保護(hù)。有機(jī)物、碳酸鹽、有機(jī)物如：木粉、淀粉、析出氣體 CO、H，碳酸鹽析出氣體 CO2，高溫時(shí)產(chǎn)生CO。脫氧劑：降低藥皮中或熔渣的氧化性和脫除金屬中的氧。鐵合金：錳鐵、鈦鐵、硅鐵、Re 等。合金劑：使焊縫補(bǔ)償燒損和獲得必要的合金成分。合金、純金屬、一般 Mn-Fe、Si-Fe 要純化發(fā)醇加高 Mn
4、酸鉀純化。粘結(jié)劑：將涂料牢固的粘在焊芯上，參加冶金反應(yīng)，如鈉水玻璃、鉀水玻璃與鈉水玻璃混合。增塑性:便于用機(jī)器壓制焊條，額外加入一些能改善涂料塑性或滑潤性物質(zhì)。如云母、白泥、滑石等。二 焊條分類（一）焊條用途分.結(jié)構(gòu)鋼焊條用結(jié) XX 表示，符號、焊接低碳鋼、低合金.銅和鉻鉬耐熱鋼焊條，用熱 XXX 表示、符號、焊接珠光體耐熱鋼.不銹鋼焊條：用不 XXX 表示、符號 G 或 A、焊接不銹鋼及熱強(qiáng)鋼.堆焊焊條：用堆 XXX 表示、符號、用于金屬表面的堆焊、耐磨性、紅硬性.低溫鋼焊條：這類焊條的熔敷金屬,在不同的低溫介質(zhì)條件下,具有一定的低溫工作能力.型號 W 以區(qū)別堆焊焊體牌號。6.鑄鐵焊條：焊補(bǔ)
5、,焊接鑄鐵，型號 Z.牌號用符號.鑄7.鎳及鎳合金焊條:用于鎳.鎳合金的焊接.補(bǔ)焊或堆焊,有的也可用于鑄鐵補(bǔ)焊及異種金屬焊接,型號 N 牌號.鎳8.銅及銅合金焊條用于銅及銅合金焊接,也可用于鑄鐵補(bǔ)焊及異種金屬焊接.型號 7.牌號.銅.9.鋁及鋁合多焊條：鋁及鋁合金的焊接及補(bǔ)焊，型號 L 牌號.鋁。(二)按渣堿度：分為酸、堿性焊條。(三)按藥皮類型：分為鈦型.鈦鈣型、鈦鐵礦、氧化鐵、纖維素、低氫型、石墨、鹽基型。三、焊條的型號與牌號1、焊條的牌號以結(jié)構(gòu)鋼為例.牌號,編制法.結(jié) XXX,結(jié)為結(jié)構(gòu)鋼焊條,第 3個(gè)數(shù)字,代表藥皮類型,焊接電流要求,第 1.2,數(shù)學(xué):代表焊縫金屬抗拉強(qiáng)度。2、焊條的型號
6、焊條的型號是按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)確定的。以結(jié)構(gòu)鋼為例，型號編制法為字母“E”表示焊條，第一、二位表示熔敷金屬最小抗拉強(qiáng)度，第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，第三、四位數(shù)字表示焊接電流種類及藥皮類型。結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號舉例，結(jié) 422 對應(yīng)于 E4303，結(jié)構(gòu)鋼焊條,鈦鈣型,可用交直流，焊縫抗拉強(qiáng)度不低于 42 公斤/毫米2 結(jié) 507 與 E5015 結(jié)構(gòu)鋼焊條相對應(yīng),低氫型,直流焊接,焊縫最小抗拉強(qiáng)度不低于 50 公斤/毫米2四.焊條的工藝性能1.焊接電弧的弧定性(穩(wěn)弧性)影響因素有焊條藥皮成份、電源的特性、焊接規(guī)范等.藥皮成份的影響是若藥皮中含低電離勢元素,U穩(wěn)弧性，在焊條藥皮中凡是能降低電弧
7、電壓的物質(zhì)，均有穩(wěn)弧作用,而電弧電壓的高低又與物質(zhì)的電離勢有關(guān),電離勢低的元素,化合物就能起到穩(wěn)弧作用.某些元素的電離勢元素 K Na Ba Ca Ti Mn Fe Si C H O F CO2電離勢(V)4.32 5.12 5.16 6.08 6.81 7.40 7.83 7.94 11.22 13.53 13.56 18.6 14.3堿性焊條:結(jié) 507,低氫型,電弧穩(wěn)定性不好原因:藥皮中含螢石較多,CaF2氟電離勢高 18.6 伏,與電子親和力大,奪取電弧中的電子,形成負(fù)離子,惡化電弧的穩(wěn)定性。結(jié) 506 加入了低電離勢物質(zhì),K.、Na 則可用交,直流.但 K、Na與 F 的親和力大,K
8、F、NaF 有毒.酸性焊條:SiO2、TiO2、CaO、云母、長石中含 K2O、Na2O 等，穩(wěn)弧性好。判定穩(wěn)弧性：測最大的燃燒電弧長度 LmaxLmax穩(wěn)斷弧長度越大,穩(wěn)弧性越好.示波器,觀察電流,電弧電壓波形的變化情況.控制低氫型焊條穩(wěn)弧性方法：a)CaCO3/CaF2比例控制并加入 K1.62.5、K2CO3 K直流飛濺.焊條的熔化速度1）焊條的熔化速度焊接過程中,焊條的熔化速度反映著焊接生產(chǎn)率的高低,也是工藝性能方面的一個(gè)重要指標(biāo).焊條的熔化速度與它的熔化系數(shù)有關(guān),可用焊條的熔化系數(shù)表示.焊條的熔化系數(shù):單位時(shí)間內(nèi),單位電流所能熔化的焊芯金屬重.符號表示:p單位克/安一小時(shí)焊條的熔化系
9、數(shù)的影響因素:）藥皮成分的影響藥皮成分對電弧電壓有影響,電弧電離電位越低,電弧電壓越低,產(chǎn)生熱量少p小。Up藥皮成分對熔滴過渡形態(tài)有影響,增多碳酸鹽減少碳酸鹽,細(xì)化熔滴短路過度 U,顆粒過渡 U,射流過渡,p最大.焊條熔化與藥皮的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性有關(guān),以2TiO為主,渣導(dǎo)熱性差,導(dǎo)中性好,電阻熱作用,導(dǎo)致藥皮易于發(fā)紅,鈦型.鈦型.鈦鈣型,若藥皮中加入發(fā)熱劑,氧化鐵型加速藥皮熔化p大,氧化鐵型.藥皮成分中含有進(jìn)行放熱反應(yīng)的物質(zhì)時(shí),加速焊條熔化p為了提高生成率,鐵粉焊條提高熔敷放率是指熔敷金屬量與熔化的填充金屬量的百分比。例：J422Fe160 表示加純鐵粉熔敷效率為 160%的 J422.）電流種
10、類與極性直流正接:電弧電壓和熔化系數(shù)變化很大,此時(shí)焊條接陰極,藥皮成分對陰極壓降影響較大,藥皮成分的改變直接影響著電弧電壓變化,使p也發(fā)生變化.直流反接:電弧電壓和熔化系數(shù)變化最小.交流:處于中間狀態(tài).藥皮發(fā)紅問題指焊條焊一半時(shí)后部焊條,由于焊條藥皮溫升過高而發(fā)紅,開裂脫落的現(xiàn)象,JXX1、JXX2 導(dǎo)熱性差,導(dǎo)中性好,不銹鋼最為嚴(yán)重.解決辦法:提高電弧能量p,減少熔化時(shí)間,減少電阻熱.加入發(fā)熱劑,促進(jìn)藥皮熔化.例 JXX48、焊條發(fā)塵量氣體的毒性分為兩種一種是細(xì)微的蒸發(fā)錳產(chǎn)生的毒性,稱為錳中毒.特點(diǎn):作用緩慢,但長時(shí)間吸入錳塵,會使人中毒致病而又不易治療.酸性焊條中加入較多的錳鐵,用于脫氧,
11、滲合金提高抗裂性能,但在酸性焊條中,錳塵的含量尚未達(dá)到明顯危害的程度.另一種是氟中毒,即當(dāng)藥皮中含有大量瑩石時(shí),在焊接過程中會有氣體析出,這種毒氣作用較快,亦有人認(rèn)為,不但而且 NaF、KF 更易使人中毒致病.低氫型焊條藥皮中含有螢石較多,NaF、KF 的沸點(diǎn)較低,易蒸發(fā),因此,低氫焊條發(fā)塵量和塵中的致毒物多.改善方法:.減小發(fā)塵量.減小塵中致毒物質(zhì)數(shù)量具體措施:減少藥皮中螢石的含量,(保證機(jī)械性能的前題下,否則螢石含量過低時(shí),焊縫易出氣孔.)減小水玻璃藥皮中一般用水玻璃為粘結(jié)劑,含有一定量的 K、Na 目前,有的地方采用硅酸乙酯和硅溶膠代替水玻璃,降低了堿性焊條的發(fā)塵量.減少電弧的過熱程度.
12、各種類型結(jié)構(gòu)鋼焊條的工藝性能對比藥 皮類型主要原料電流種類堿.酸性特點(diǎn)1 鈦型 硅酸鹽交.直酸易引弧.脫渣.熔深淺.外型美觀2 鈦 鈣型鈣 鎂 碳 酸礦石 20%交.直酸電弧較穩(wěn)流動性好,飛濺小.成型3 鈦 鐵礦型鈦鐵礦交.直酸脫渣容易,更蓋好,熔深較深4 氧 化鐵型多 量 氧 化鐵.錳鐵脫氧劑交.直酸易引弧.弧穩(wěn).抗裂性良好,飛濺稍多5 纖 維素型15%以上有機(jī)物30%TiO2交.直酸電弧強(qiáng),熔深大,熔化V 大,渣少,飛濺一般6 低 氫型碳 酸 鹽 礦石,螢石,加穩(wěn)弧劑交.直堿堿度大,焊縫金屬純度高,塑.韌性好7 低 氫型CaO-CaF2直堿工藝性能較差,氣孔敏感毒性五、焊條的冶金性能（一）
13、.鈦鈣型焊條 E4303（J422）渣系CaOSiOTiO22，酸性焊條:熔渣堿度為.,屬于酸性渣，氣渣聯(lián)合保護(hù)。2TiO以2TiO為主,2TiO的原料是金紅石,鈦白粉還原鈦鐵礦等.2SiO云母、長石、白泥CaO大理石、白云石，造渣、造氣劑2TiO、2SiO、CaO為主，加之其它物質(zhì)。1、氧化和脫氧反應(yīng)1）、鐵的氧化:焊接前,藥皮中含 FeO 為.%,焊后熔渣中 FeO 數(shù)量增到.%,這主要是由于鐵的氧化引起,鐵被電弧中的氧直接氧化引起氧直接使鐵氧化(FeO)OFeFeOO 21Fe2CO使鐵氧化Fe2FeOCO 水蒸氣使鐵氧化22HFeHFeOO氣渣中2SiO氧化物使 Fe 氧化由2SiO還
14、原引起FeOSiFeSiO2 2)(2FeOMnFeMnO)(2）、脫氧錳脫氧焊前藥皮中含錳.%,不含MnO,但焊后熔渣中含.%的MnO,其原因?yàn)?錳在藥皮加熱階段進(jìn)行先期脫氧MnOOMn221熔池,熔滴階段進(jìn)行沉淀脫氧)(MnOFeFeOMn使熔渣中增加了MnO含量.硅脫氧焊前焊芯含硅量為.%,焊后熔敷金屬中含硅量為.%)(2 22SiOFeFeOSi硅在熔池后期脫氧生成)(2SiO來不及轉(zhuǎn)移到渣中,而夾雜到焊縫中,使含硅量有所增加.碳的氧化與脫氧碳為.減少到.%,說明焊芯中的碳沒有完全過渡到焊縫中去,有一小部分被氧化.COOC.還原反應(yīng))(2)(22MnOSiSiOMn，使焊縫增硅.脫硫S
15、 從.%增到.%FeMnSMnFeSMnSFeOMnOFeS.脫 從.%增到.%由于渣中 CaO、MnO 量少,2TiO、2SiO含量較高,難以進(jìn)行脫.反應(yīng),嚴(yán)格限制原材料含.量.5、合金化錳鐵主要是脫氧、脫硫，合金化必需是另外加入所需元素。6.氣孔敏感性 焊皮中加入大量造渣,造氣劑,焊后產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的熔渣和氣體,具有較強(qiáng)的隔絕空氣能力,量不多.熔渣氧化、CO氣孔，調(diào)整氧化性防止產(chǎn)生兩大類氣孔。（二）.低氫焊條渣系22SiOCaFCaO，堿度高達(dá).。CaO以CaO為主、大理石、白云石2CaF螢石2SiO云母、長石、白泥鐵合金 Mn-Fe、FeSi、FeTi。1、氧化反應(yīng)控制:由于CaO強(qiáng)堿性氧
16、化物,主要是鈦、硅錳聯(lián)合脫氧。焊接區(qū)氣氛的氧化性強(qiáng),熔渣的氧化性小O總含氧量為.%.2、對氫的控制:gmlH100/8含氫量少.原因:a)堿性焊條不加或少加含氫物質(zhì)b)氧化性能,2COP、2OP、2HPc)2CaF去氫作用含氫量低故抗冷裂紋性能好.3、對硫.磷的控制脫效果好,CaO含量高,由.%降到.%)()()(FeOCaSFeSCaO脫磷效果較差.%增到.%.4、煙塵由于氟中毒，危害較大，是低氫型焊條研究的重要課題。該類焊條，機(jī)械性能比鈦鈣型焊條好,尤其韌性好，硫、磷、氧、氫量少，用于焊接重要結(jié)構(gòu),各種合金鋼。但工藝性能差主要是穩(wěn)弧性、脫渣性差，煙塵大。.六、.焊條的設(shè)計(jì)見焊條實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。
17、第二節(jié) 焊劑一.焊劑的類型焊劑和焊絲都是埋弧焊，電渣焊時(shí)使用的焊接材料。焊劑相當(dāng)于焊條藥皮，焊絲相當(dāng)于焊條藥芯。埋弧焊、電渣焊多用于焊接鋼，少數(shù)用于焊接有色金屬。鋼用焊劑分類：.按制造方法分類()熔煉焊劑：將原料按配方比例配成爐料，放在電爐或火焰爐中熔煉，這種焊劑叫熔煉焊劑。()非熔煉焊劑：依烘熔溫度不同分i.陶質(zhì)焊劑：使原粉料按比例混拌后加水玻璃，制成濕料制成顆粒，一般為.mm、在 350500烘干即成。ii.燒結(jié)焊劑,把濕料壓成塊,在 7501000燒結(jié)后,破碎成一定尺寸的顆粒使用2.按焊劑化學(xué)成分分類(1).按氧化物性質(zhì)分酸性焊劑、中性焊劑、堿性焊劑(2).按Microsoft 公式 3
18、.02OSi含量分i、高硅焊劑：焊劑含2OSi30%ii、中硅焊劑：焊劑含2OSi1030iii、低硅焊劑：焊劑含2OSi30%ii、中錳焊劑：含OMn1530%iii、低錳焊劑：含OMn25%iV、無錳焊劑：不加OMn，焊劑中OMn是混入的雜質(zhì)OMn30%ii、中氟焊劑：含2FCa1030%iii、低氟焊劑：含2FCa%，2OSi高有通過焊劑向焊縫里過渡硅作用。高硅焊劑又可分為高硅高錳焊劑，高硅中錳焊劑、高硅低焊劑、高硅無錳焊劑。如圖當(dāng)(OMn)%焊縫中錳是增加的（大于焊絲中nM量）OMn濃度達(dá)到左右不再增加了。高硅焊劑與焊絲配合：(1)高硅無錳焊劑配合高錳焊絲（OMn1.51.9%）(2)
19、高硅中錳焊劑配合含錳焊絲（OMn0.81.1%）?焊劑中？濃度對焊縫金屬含錳量的影響(3)高硅高錳焊劑應(yīng)配合低碳鋼焊絲或含錳焊絲，主要用于焊接低碳結(jié)構(gòu)鋼或某些低合金鋼。.中硅焊劑含2OSi數(shù)量較低，OCa.(OFe).MgO量較多，堿度較高屬于弱氧化性焊劑。中硅焊劑配合適當(dāng)焊絲焊接合金結(jié)構(gòu)鋼，弱氧化性中硅焊劑，焊縫金屬含量高，抗冷裂紋能力弱。在中硅焊劑中加相當(dāng)數(shù)量OFe，氧化性這種焊劑為中硅氧化性焊劑，焊縫金屬中又具有相當(dāng)高的韌性，用于焊接高強(qiáng)鋼。.低硅焊劑焊劑由OCa.32OAlMgO.2FCa組成，焊劑對基本金屬元氧化作用，配合相應(yīng)焊絲焊接高合金鋼如不銹鋼等。(二).陶質(zhì)焊劑陶質(zhì)焊劑與熔煉焊劑相比具有下列優(yōu)、缺點(diǎn)。.陶質(zhì)焊劑中加脫氧劑、脫氧充分、熔煉焊劑中則不能加脫氧劑。.加合金劑、合金化強(qiáng)。.抗氣孔能力比熔煉焊劑強(qiáng)。.對焊接參數(shù)變動敏感，會引起焊縫化學(xué)成分不均勻。.吸濕性大，易增加焊縫含氫量，必須焊前烘干。.生產(chǎn)成本低、節(jié)能、生產(chǎn)效率高。目前有五種類型型號 SJ后三位數(shù)表示主要組成成分分類的代碼SJ 101 氟堿型 IIW SJ 301 硅 鈣 型 FB%502FCOMMgOOCanaSJ 401 硅錳型 CS%602OSMgOOCiaSJ 501 鋁鈦型 MS%502OSOMinSJ 502 鋁鈦型 AR%45232OTOAli
焊條和焊劑的類型及牌號編制方法
