焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊接時(shí),焊芯有兩個(gè)作用:一是傳導(dǎo)焊接電流,產(chǎn)生電弧把電能轉(zhuǎn)換成熱能,二是焊芯本身熔化作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫。 焊條焊接時(shí),焊芯金屬占整個(gè)焊縫金屬的一部分。所以焊芯的{化學(xué)成分,直接影響焊縫的質(zhì)量。因此,作為焊條芯用的鋼絲都單獨(dú)規(guī)定了它的牌號與成分。如果用于埋弧自動焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊、氣焊等熔焊方法作填充金屬時(shí),則稱為焊絲。
(1)焊芯中各合金元素對焊接的影響
)碳(C)碳是鋼中的主要合金元素,當(dāng)含碳量增加時(shí),鋼的{強(qiáng)度、硬度明顯提高,而塑性降低。在焊接過程中,碳起到一定的脫氧作用,在電弧高溫作用下與氧發(fā)生化合作用,生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w,將電弧區(qū)和熔池周圍空氣排除,防止空氣中的氧、氮有害氣體對熔池產(chǎn)生的不良影響,減少焊縫金屬中氧和氮的含量。若含碳量過高,還原作用劇烈,會引起較大的飛濺和氣孔??紤]到碳對鋼的淬硬性及其對裂紋敏感性增加的影響,低碳鋼焊芯的含碳量一般簇0. 1%。 2)錳(Mn)錳在鋼中是一種較好的合金劑,隨著錳含量的增加,其強(qiáng)度和韌性會有所提高。在焊接過程中,錳也是一種較好的脫氧劑,能減少焊縫中氧的含量。錳與硫化合形成硫化錳浮于熔渣中,從而減少焊縫熱裂紋傾向。因此一般碳素結(jié)構(gòu)鋼焊芯的含錳量為0. 30%~0. 55%,焊接某些特殊用途的鋼絲,其含錳量高達(dá)1 .70%一2. 10%。 3)硅(Si )硅也是一種較好的合金劑,在鋼中加入適量的硅能提高鋼的屈服強(qiáng)度、彈性及抗酸性能;若含量過高,則降低塑性和韌性。在焊接過程中,硅也具有較好的脫氧能力,與氧形成二氧化硅,但它會提高渣的粘度,易促進(jìn)非金屬夾雜物生成。 4)鉻(Cr)鉻能夠提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。對于低碳鋼來說,鉻便是一種偶然的雜質(zhì)。鉻的主要冶金特征是易于急劇氧化,形成難熔的氧化物三氧化二鉻(Cr203),從而增加了焊縫金屬夾雜物的可能性。三氧化二鉻過渡到熔渣后,能使熔渣粘度提高,流動性降低。 5)鎳(Ni鎳對鋼的韌性有比較顯著的效果,一般低溫沖擊值要求較高時(shí),適當(dāng)摻入一些鎳。 6)硫(S)硫是一種有害雜質(zhì),隨著硫含量的增加,將增大焊縫的熱裂紋傾向,因此焊芯中硫的含量不得大于0. 04%。在焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí),硫含量不得大于0. 03%。 7)磷
(2)焊芯的分類
焊芯是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)“焊接用鋼絲”(GB 1300-77)的規(guī)定分類的,用于焊接的專用鋼絲可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼三類。
[編輯本段]藥皮壓涂在焊芯表面的涂層稱為藥皮。焊條的藥皮在焊接過程中起著極為重要的作用。若采用無藥皮的光焊條焊接,則在焊接過程中,空氣中的氧和氮會大量侵入熔化金屬,將金屬鐵和有益元素碳、硅、錳等氧化和氮化形成各種氧化物和氮化物,并殘留在焊縫中,造成焊縫夾渣或裂紋。而熔入熔池中的氣體可能使焊縫產(chǎn)生大量氣孔,這些因素都能使焊縫的機(jī)械性能(強(qiáng)度、沖擊值等)大大降低,同時(shí)使焊縫變脆。此外采用光焊條焊接,電弧很不穩(wěn)定,飛濺嚴(yán)重,焊縫成形很差。 人們在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)如果在光焊條外面涂一層由各種礦物等組成的藥皮,能使電弧燃燒穩(wěn)定,焊縫質(zhì)量得到提高,這種焊條叫藥皮焊條。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們創(chuàng)制出了現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)厚藥皮焊條。
[編輯本段]焊條的要求
(1)容易引弧,保證電弧穩(wěn)定,在焊接過程中飛濺小。 (2)藥皮熔化速度應(yīng)慢于焊芯熔化速度,以造成喇叭狀的套簡(套筒長度應(yīng)小于焊芯直徑),有利于熔滴過渡和造成保護(hù)氣氛; (3)熔渣的比重應(yīng)小于熔化金屬的比重,凝固溫度也應(yīng)稍低于金屬凝固溫度,渣殼應(yīng)易脫掉; (4)具有摻合金和冶金處理作用; (5)適應(yīng)各種位置的焊接。
[編輯本段]焊條型號與牌號 (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):代表焊縫金屬抗拉強(qiáng)度 。
(2)焊條的型號
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。EXXX,以結(jié)構(gòu)鋼為例,型號編制法為字母“E”表示焊條,、二位表示熔敷金屬小抗拉強(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。 (3)焊條型號的表示方法 鑄鐵焊條用Z開頭表示、低溫鋼鎳合金焊條用W Ni表示、耐熱鋼焊條用R表示、堆焊焊條用D表示、鉻不銹鋼焊條用G A表示、特種焊條用TS表示、銀基焊條用HL表示、銅及銅合金焊條用T表示、鋁及鋁合金焊條用L表示、氣焊條用HS表示根據(jù)不同情況,電焊條有三種分類方法:按焊條用途分類、按藥皮的主要化學(xué)成分分類、按藥皮熔化后熔渣的特性分類。 按照焊條的用途,有兩種表達(dá)形式,一為原機(jī)械工業(yè)部編制的的,可以將電焊條分為:結(jié)構(gòu)鋼焊條、耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、低溫鋼焊條、鑄鐵焊條、鎳和鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條以及特殊用途焊條。二為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,為碳鋼焊條,低合金焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條。二者沒有原則區(qū)別,前者用商業(yè)牌號表示,后者用型號表示。 如果按照焊條藥皮的主要化學(xué)成分來分類,可以將電焊條分為:氧化鈦型焊條、氧化鈦鈣型焊條、鈦鐵礦型焊條、氧化鐵型焊條、纖維素型焊條、低氫型焊條、石墨型焊條及鹽基型焊條。 如果按照焊條藥皮熔化后,熔渣的特性來分類,可將電焊條分為酸性焊條和堿性焊條。酸性焊條藥皮的主要成分為酸性氧化物,如二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鐵等。堿性焊條藥皮的主要成分為堿性氧化物,如大理石、螢石等。 電焊條的分類方法很多,可分別按用途、熔渣的堿度、焊條藥皮的主要成分、焊條性能特征等不同角度對電焊條進(jìn)行分類。
按用途分類我國現(xiàn)行的焊條分類方法,主要是根據(jù)焊條國家標(biāo)準(zhǔn)和原機(jī)械工業(yè)部編制的《焊接材料產(chǎn)品樣本》。焊條型號按國家標(biāo)準(zhǔn)分為8類,焊條牌號按用途分為10類。
編輯本段]電焊條大類的劃分電焊條大類的劃分
焊條型號序號 焊條分類 型號代號 國家標(biāo)準(zhǔn) 焊條牌號代號 焊條分類(按用途分類) 牌號代號漢字(字母)
1 2 碳鋼焊條 低合金鋼焊條 E E GB/T5117—95 GB/T5118—95 1 2 3 結(jié)構(gòu)鋼焊條 鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條 低溫鋼焊條 結(jié)(J) 熱(R) 溫(W)
3 不銹鋼焊條 E GB/T983—95 4 不銹鋼焊條 ⑴鉻不銹鋼焊條 ⑵鉻鎳不銹鋼焊條 鉻(G) (A) 堆焊焊條 鑄鐵焊條 鎳及鎳合金焊條 銅及銅合金焊條 鋁及鋁合金焊條 - ED EZ ENi TCu TAl - GB/T984—85 GB/T10044—88 GB/T13814—92 GB/T3670—83 GB/T3669—83 5 6 7 8 9 10 堆焊焊條 鑄鐵焊條 鎳及鎳合金焊條 銅及銅合金焊條 鋁及鋁合金焊條 特殊用途焊條 堆(D) 鑄(Z) 鎳(Ni) 銅(T) 鋁(L) 特(TS) 各大類焊條按主要性能的不同還可分為若干小類,如低合金鋼焊條,又可分為低合金高強(qiáng)鋼焊條、低溫鋼焊條、耐熱鋼焊條、耐海水腐蝕用焊條等。有些焊條同時(shí)可以有多種用途。
編輯本段]按熔渣的酸堿性分類
主要是根據(jù)焊接熔渣的堿度,即按熔渣中堿性氧化物與酸性氧化物的比例來劃分。
(1)酸性焊條 藥皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定數(shù)量的碳酸鹽等,熔渣氧化性強(qiáng),熔渣堿度系數(shù)小于1。酸性焊條焊接工藝性好,電弧穩(wěn)定,可交、直流兩用,飛濺小、熔渣流動性和脫渣性好,熔渣多呈玻璃狀,較疏松、脫渣性能好,焊縫外表美觀。酸性焊條的藥皮中含有較多的二氧化硅、氧化鐵及氧化鈦,氧化性較強(qiáng),焊縫金屬中的氧含量較高,合金元素?zé)龘p較多,合金過渡系數(shù)較小,熔敷金屬中含氫量也較高,因而焊縫金屬塑性和韌性較低。
(2)堿性(低氫型)焊條
藥皮中含有大量的堿性造渣物(大理石、螢石等),并含有一定數(shù)量的脫氧劑和滲合金劑。堿性焊條主要靠碳酸鹽(如CaCO3等)分解出CO2作保護(hù)氣體,弧柱氣氛中的氫分壓較低,而且螢石中的氟化鈣在高溫時(shí)與氫結(jié)合成氟化氫(HF),降低了焊縫中的含氫量,故堿性焊條又稱為低氫型焊條。采用甘油法測定時(shí),每100g熔敷金屬中的擴(kuò)散氫含量,堿性焊條為1~8mL,酸性焊條為17~50mL。堿性渣中CaO數(shù)量多,熔渣脫硫的能力強(qiáng),熔敷金屬的抗熱裂紋的能力較強(qiáng)。而且,堿性焊條由于焊縫金屬中氧和氫含量低,非金屬夾雜物較少,具有較高的塑性和沖擊韌性。堿性焊條由于藥皮中含有較多的螢石,電弧穩(wěn)定性差,一般多采用直流反接,只有當(dāng)藥皮中含有較多量的穩(wěn)弧劑時(shí),才可以交、直流兩用。堿性焊條一般用于較重要的焊接結(jié)構(gòu),如承受動載荷或剛性較大的結(jié)構(gòu)。
[編輯本段]按藥皮主要成分分類
按照藥皮的主要成分可以確定焊條的藥皮類型,見①。由于藥皮配方組成不同,致使各種藥皮類型焊條的熔渣特性、焊接工藝性能以及焊縫金屬力學(xué)性能有很大差別。即使是同一類型藥皮,但不同牌號的焊條也因?yàn)樗幤こ煞趾团浔炔煌?,焊條的工藝性能等也會出現(xiàn)明顯的差別。焊條藥皮類型及主要特點(diǎn)見②。
①焊條藥皮類型分類
(1)藥皮類型:鈦型 ‖藥皮主要成分 :氧化鈦35% ‖ 焊接電源: 直流或交流 (2)藥皮類型:鈦鈣型 ‖藥皮主要成分 :氧化鈦30%以上,碳酸鹽20%以下 ‖焊接電源:直流或交流 (3)藥皮類型:鈦鐵礦型 ‖藥皮主要成分 :鈦鐵礦30% ‖焊接電源:直流或交流 (4)藥皮類型:氧化鐵型 ‖藥皮主要成分 :多量氧化鐵及較多的