金屬學(xué)第五章課件

1、緒論第一章金屬學(xué)基礎(chǔ)第二章鋼的熱處理基礎(chǔ)第三章常用金屬材料第四章焊接冶金基礎(chǔ)第五章焊 接 材 料第六章焊接冶金缺陷的產(chǎn)生與防止第五章焊 接 材 料 焊接材料是指在焊接時(shí)所消耗的各種材料的統(tǒng)稱，包括焊條、焊絲、焊劑、氣體、電極等。 要制造出高質(zhì)量的焊接結(jié)構(gòu)，必須要有完善的設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)的焊接材料和熟練的操作技術(shù)，缺一不可。焊接材料對(duì)焊接質(zhì)量的好壞具有舉足輕重的作用。而焊接材料的品種繁多，性能與用途各異，其選用是否合理，不僅直接影響焊接接頭的質(zhì)量，還會(huì)影響焊接生產(chǎn)率、成本及焊工的勞動(dòng)條件。因此，從事焊接技術(shù)工作的人員，必須對(duì)常用焊接材料的性能特點(diǎn)有比較全面的了解，才能在實(shí)際工作中做到合理選用，主動(dòng)控制

2、焊縫金屬的成分與性能，從而獲得高質(zhì)量的焊縫。第五章焊 接 材 料第一節(jié)焊條第二節(jié)焊絲第三節(jié)焊劑第四節(jié)焊接用氣體第五節(jié)焊接材料的歷史與發(fā)展第一節(jié)焊條 焊條是指涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極。它是由藥皮與焊芯兩部分組成。 通常焊條引弧端有倒角，藥皮被除去一部分，露出焊芯端頭，有的焊條引弧端涂有黑色引弧劑，引弧更容易。不銹鋼焊條夾持端端面涂有不同顏色，以便識(shí)別焊條型號(hào)。 一般在靠近夾持端的藥皮上印有焊條牌號(hào)。第一節(jié)焊條一、焊條的分類二、焊條的型號(hào)與牌號(hào)三、焊芯四、焊條藥皮五、焊條的工藝性能六、焊條的冶金性能七、焊條的選用原則八、焊條的使用及保管一、焊條的分類1.按用途分類見(jiàn)表5-1(表中還列出焊

3、條型號(hào)按化學(xué)成分進(jìn)行分類的方法以便于比較)。2.按焊條藥皮熔化后熔渣特性分類(1)酸性焊條其藥皮的成分主要是酸性氧化物(如SiO2、TiO2、FeO等)，施焊后熔渣呈酸性，藥皮中含有機(jī)物為造氣劑，焊接時(shí)產(chǎn)生保護(hù)氣體。(2)堿性焊條藥皮里含有多量堿性氧化物(如CaO、CaF2等)和鐵合金，施焊后熔渣呈堿性。在藥皮中用鐵合金作脫氧劑。焊接時(shí)，CaCO3分解產(chǎn)生CO2作為保護(hù)氣體。一、焊條的分類表5-1焊條按用途分類表5-2酸性焊條和堿性焊條性能對(duì)比一、焊條的分類3.按焊條藥皮類型分類 由藥皮類型可分為鈦鐵礦型、鈦鈣型、高纖維鈉型、高纖維鉀型、高鈦鈉型、高鈦鉀型、低氫鈉型、低氫鉀型、氧化鐵型以及鐵粉

4、鈦鈣型、鐵粉氧化鐵型和鐵粉低氫型等焊條。4.按焊條性能分類 根據(jù)其特殊使用性能而制造的專用焊條，如超低氫焊條、低塵低毒焊條、立向下焊條、躺焊焊條、打底層焊條、高效鐵粉焊條、防潮焊條、水下焊條、重力焊條等。 二、焊條的型號(hào)與牌號(hào)1.焊條的型號(hào) 焊條的型號(hào)是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際權(quán)威組織的有關(guān)法規(guī)中根據(jù)焊條指標(biāo)而明確規(guī)定的代號(hào)。型號(hào)內(nèi)容所規(guī)定的焊條質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)、使用、管理及研究等有關(guān)單位必須遵照?qǐng)?zhí)行。如在GB/T 51171995和GB/T 51181995中規(guī)定的碳鋼和低合金鋼焊條型號(hào)就是根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類劃分的，以字母E與后綴四位數(shù)字組成。二、焊條的型號(hào)與牌號(hào)

5、表5-3碳鋼焊條(GB/T 51171995)二、焊條的型號(hào)與牌號(hào)表5-3碳鋼焊條(GB/T 51171995)二、焊條的型號(hào)與牌號(hào)1.eps 碳鋼焊條在第四位數(shù)字后附加“R”表示耐吸潮焊條；附加“M”表示耐吸潮和力學(xué)性能有特殊要求的焊條；附加“-1”表示對(duì)沖擊性能有特殊要求的焊條。表5-4焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含義二、焊條的型號(hào)與牌號(hào)2.焊條的牌號(hào) 焊條的牌號(hào)是根據(jù)焊條的主要用途及性能特點(diǎn)來(lái)命名的，一般可分為十大類。焊條牌號(hào)通常以一個(gè)代表用途的漢語(yǔ)拼音字母(或漢字)與三位數(shù)字表示，拼音字母(或漢字)表示焊條各類見(jiàn)表5-1，后面的三位數(shù)字中，前面兩位數(shù)字表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度最低值，第三位數(shù)字

6、表示藥皮類型及焊接電源，具體內(nèi)容見(jiàn)表5-4，其中鹽基型主要用于非鐵金屬焊條(如鋁及鋁合金焊條等)，石墨型主要用于鑄鐵焊條及個(gè)別堆焊焊條中。三、焊芯 焊芯(實(shí)芯焊絲)牌號(hào)編制方法：牌號(hào)第一個(gè)字母“H”表示焊接用鋼；“H”后面的一位數(shù)字或兩位數(shù)字表示含碳量，化學(xué)元素符號(hào)及后面的數(shù)字表示該元素大致含量的百分含量數(shù)值；化學(xué)元素含量小于1時(shí)，該元素化學(xué)符號(hào)后面的數(shù)字1省略；在結(jié)構(gòu)鋼焊絲牌號(hào)尾部標(biāo)有“A”或“E”時(shí)，“A”表示為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，含硫、磷量比普通鋼低；“E”表示為特級(jí)鋼，其硫、磷含量更低。三、焊芯表5-5焊條所用的焊芯種類表5-6低碳鋼焊芯的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%) 由于焊芯的質(zhì)量對(duì)焊條性能有很

7、大的影響，因此，必須特別注意焊芯的成分、材質(zhì)、均勻性和加工狀態(tài)等。焊接時(shí)，為了防止熔敷金屬產(chǎn)生裂紋，要求嚴(yán)格控制對(duì)產(chǎn)生裂紋有很大影響的碳元素的含量，并盡可能降低硫、磷、硅等雜質(zhì)的含量，以保證焊縫金屬性能不低于母材金屬。四、焊條藥皮1.藥皮的作用(1)穩(wěn)定電弧焊條藥皮中含有穩(wěn)弧物質(zhì)，使焊條在交流電或直流電的情況下都能容易引弧，穩(wěn)定燃燒以及熄滅后的再引弧。(2)機(jī)械保護(hù)藥皮，有利于焊縫中氣體的逸出，并改善焊縫成形。(3)冶金處理藥皮可減少氧、硫、磷等有害雜質(zhì)，使焊縫金屬獲得符合要求的力學(xué)性能。(4)合金化滲合金甚至可獲得性能與母材完全不同的焊縫金屬，如在碳鋼上堆焊不銹鋼、高速鋼等。(5)改善焊接工

8、藝性能焊接時(shí)，形成藥皮套筒，使熔滴順利向熔池過(guò)渡，減少飛濺和熱量損失，提高生產(chǎn)率，可適應(yīng)全位置焊接需要。2.焊條藥皮的組成物(1)按原材料的來(lái)源分類大致可分為以下四類。1)礦物類。2)鐵合金和純金屬粉類3)有機(jī)物類。4)化工產(chǎn)品類。(2)按照焊條藥皮的組成物所起的作用分類可分為以下幾類。1)穩(wěn)弧劑。2)造渣劑。3)造氣劑。4)脫氧劑。5)合金劑。6)稀釋劑。7)增塑劑。8)粘結(jié)劑。四、焊條藥皮表5-7各種藥皮原材料的作用四、焊條藥皮表5-7各種藥皮原材料的作用四、焊條藥皮表5-8鋁及鋁合金焊條牌號(hào)第一位數(shù)字的含義3.焊條藥皮的類型(1)鋼鐵材料藥皮類型根據(jù)藥皮材料中主要成分不同，將焊條藥皮類型

9、劃分如下。1)鈦鐵礦型。2)鈦鈣型。3)高纖維鈉型。4)高纖維鉀型。5)高鈦鈉型。6)高鈦鉀型。7)低氫鈉型。8)低氫鉀型。9)氧化鐵型。五、焊條的工藝性能 焊條的工藝性能是指焊條在使用和操作時(shí)的性能，主要包括電弧穩(wěn)定性、焊縫成形情況、脫渣性、發(fā)塵量和飛濺大小等。它是衡量焊條質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。1.焊接電弧的穩(wěn)定性 焊接電弧的穩(wěn)定性就是保持電弧持續(xù)而穩(wěn)定燃燒的能力，保證焊接過(guò)程的順利進(jìn)行和良好的焊接質(zhì)量。2.焊縫的成形性 良好的焊縫成形應(yīng)該是表面波紋細(xì)致、美觀、幾何形狀正確、焊縫余高適中，焊縫與母材間過(guò)渡平滑、無(wú)咬邊等缺陷。3.各種焊接位置的適應(yīng)性 幾乎所有的焊條都能用于平焊，但有些焊條進(jìn)行橫

10、焊、立焊或仰焊就有困難。五、焊條的工藝性能表5-9常用藥皮焊條工藝性比較4.脫渣性 脫渣性是指焊渣從焊縫表面脫落的難易程度。脫渣性會(huì)顯著影響生產(chǎn)率，在多層焊時(shí)脫渣性不好還會(huì)造成焊縫中夾渣。5.飛濺 飛濺是指在熔焊過(guò)程中液體金屬顆粒向周圍飛散的現(xiàn)象。飛濺太多會(huì)影響焊接過(guò)程的穩(wěn)。6.焊條的熔化速度 影響焊條熔化速度的因素主要有焊條藥皮的組成及厚度、電弧電壓、焊接電流、焊芯成分及直徑等。五、焊條的工藝性能表5-9常用藥皮焊條工藝性比較8.焊接發(fā)塵量在電弧高溫作用下，焊條端部、熔滴和熔池表面的液體金屬及熔渣被激烈蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸氣排出電弧區(qū)外迅速被氧化或冷卻，變成細(xì)小顆粒漂浮在空氣中而形成焊接煙塵。六、

11、焊條的冶金性能 焊條的冶金性能是指其脫氧、去氫、脫硫、脫磷、滲合金、抗氣孔及抗裂紋的能力等。它最終反映在焊縫金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能和焊接缺陷的敏感性等方面。因此，要想獲得性能良好的焊縫，焊條必須要有良好的冶金性能。下面以生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的鈦鈣型(酸性)和低氫鈉型(堿性)兩類焊條為例分析冶金性能。1.鈦鈣型焊條的冶金性能 典型的鈦鈣型焊條的型號(hào)為E4303，牌號(hào)為J422。這種焊條工藝性好，應(yīng)用廣泛。(1)熔渣特點(diǎn)鈦鈣型焊條藥皮中主要以鈦白粉、金紅石、鈦鐵礦和各種硅酸鹽為造渣劑，以錳鐵為脫氧劑。六、焊條的冶金性能表5-10E4303型焊條焊芯和熔敷金屬化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)表5-11E430

12、3型焊條涂料和熔渣的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)表5-12E5015型焊條焊接熔渣的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)表5-13E5015型焊條焊芯及熔敷金屬的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)六、焊條的冶金性能2.低氫鈉型焊條的冶金性能典型的低氫鈉型焊條的型號(hào)為E5015，牌號(hào)為J507。這類焊條焊縫金屬具有較高的沖擊韌度值，一般用在制造承受動(dòng)載荷的焊件或是剛性較大的重要構(gòu)件。(1)熔渣特點(diǎn)藥皮材料以大理石(CaCO3)和氟石(CaF2)為主，以Ti、Mn、Si為脫氧劑。其熔渣的化學(xué)成分見(jiàn)表5-12，其焊芯及熔敷金屬的化學(xué)成分見(jiàn)表5-13。該焊條對(duì)原材料中的FeO和氫的來(lái)源都作了嚴(yán)格的控制，藥皮中不用有機(jī)物造氣。七

13、、焊條的選用原則 焊條的選用須在確保焊接結(jié)構(gòu)安全、可靠使用的前提下，根據(jù)被焊材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、板厚及焊接接頭形式、焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力狀態(tài)、結(jié)構(gòu)使用條件對(duì)焊縫性能的要求、焊接施工條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等綜合考察后，有針對(duì)性的選用焊條，必要時(shí)還需進(jìn)行焊接性能試驗(yàn)。1.強(qiáng)度用鋼焊條的選用原則(1)主要考慮焊縫金屬力學(xué)性能(2)考慮焊件使用性能和工作條件(3)考慮焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受力條件(4)考慮施工條件和經(jīng)濟(jì)效益(5)考慮改善焊接工藝和保證工人的健康七、焊條的選用原則表5-14焊接低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條選用參考表2.特殊用鋼焊條的選用原則 主要應(yīng)根據(jù)化學(xué)成分確定，同時(shí)應(yīng)考慮工作溫度、介質(zhì)、環(huán)境及

14、結(jié)構(gòu)要求。 耐熱鋼的焊條一般可按鋼種和構(gòu)件的工作溫度來(lái)選用。通常選用熔敷金屬化學(xué)成分與母材相同或相近的焊條，即等化學(xué)成分原則，同時(shí)兼顧力學(xué)性能，尤其是高強(qiáng)性能。但焊縫金屬?gòu)?qiáng)度不宜選得過(guò)高，否則塑性變差，造成裂紋。八、焊條的使用及保管1.焊條使用前的烘干要求焊條選定后，使用前應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行烘干。烘干時(shí)應(yīng)遵循以下規(guī)定：1)酸性焊條視受潮情況在75150烘干12h；堿性低氫型焊條應(yīng)在300400烘干12h。烘干后的焊條應(yīng)放在100150的保溫箱(筒)內(nèi)，隨用隨取。2)低氫型焊條若在常溫下放置超過(guò)4h應(yīng)重新烘干，重復(fù)烘干次數(shù)不應(yīng)超過(guò)3次。3)烘干焊條時(shí)，禁止將焊條突然放進(jìn)高溫爐內(nèi)，或從高溫爐內(nèi)突然取出冷

15、卻，防止因驟冷驟熱而導(dǎo)致藥皮開(kāi)裂脫落。4)烘干焊條時(shí)應(yīng)分層堆放，每層厚度不宜超過(guò)三根焊條，以避免受熱不均勻，并有利于潮氣排出。5)在戶外操作時(shí)，每晚應(yīng)將焊條存放在低溫烘箱中恒溫保存，不允許露天存放，否則，次日使用前要重新烘干。2.焊條的儲(chǔ)存1)入庫(kù)的焊條應(yīng)具有質(zhì)量保證書和焊條型號(hào)(牌號(hào))標(biāo)志。用于焊接鍋爐、壓力容器等重要結(jié)構(gòu)的焊條使用前必須按規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量復(fù)驗(yàn)。2)焊條應(yīng)放在架子上，架子離地面高度不小于300mm，距離墻壁應(yīng)不小于300mm，架子應(yīng)放置干燥劑，嚴(yán)防焊條受潮。3)焊條堆放時(shí)，應(yīng)按品種、品牌、規(guī)格、批次、入庫(kù)時(shí)間分類，并應(yīng)有明確標(biāo)志。搬運(yùn)堆放時(shí)要小心輕放，以免藥皮脫落。4)焊條出庫(kù)時(shí)

16、，應(yīng)做到先入庫(kù)先使用。每次出庫(kù)的焊條應(yīng)不超過(guò)兩天的用量。5)焊條儲(chǔ)存庫(kù)內(nèi)應(yīng)放置溫度計(jì)和濕度計(jì)。放置低氫型焊條的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度不低于5，相對(duì)濕度應(yīng)低于60%。3.焊條的管理可分為倉(cāng)庫(kù)中管理和施工中管理。倉(cāng)庫(kù)中管理：1)焊條在供給使用單位之后至少保證6個(gè)月內(nèi)使用，焊條發(fā)放應(yīng)做到先入庫(kù)先使用。2)受潮或包裝損壞的焊條未經(jīng)處理的以及復(fù)驗(yàn)不合格的不允許入庫(kù)。3)對(duì)受潮、藥皮變色、焊芯有銹蝕的焊條經(jīng)烘干后進(jìn)行質(zhì)量鑒定，各項(xiàng)性能指標(biāo)合格時(shí)方可入庫(kù)。4)存放一年以上的焊條在發(fā)放前應(yīng)重新做各種性能試驗(yàn)，符合要求時(shí)方可發(fā)放。第二節(jié)焊絲 焊絲是焊接時(shí)作為填充金屬或同時(shí)用來(lái)導(dǎo)電的金屬絲。常用的有埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、

17、惰性氣體保護(hù)焊等所用的實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲等。一、焊絲分類一、焊絲分類 按制造方法可分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲兩大類，其中藥芯焊絲除在埋弧焊中有應(yīng)用外，又可分為氣體保護(hù)焊焊絲和自保護(hù)焊焊絲兩種 按焊接方法可分為埋弧焊焊絲、氣體保護(hù)焊焊絲、電渣焊焊絲、堆焊焊絲和氣焊焊絲等。 按被焊材料的性質(zhì)又可分為碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲、不銹鋼焊絲、鑄鐵焊絲和非鐵金屬焊絲等。其中對(duì)碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲進(jìn)行重點(diǎn)介紹。一、焊絲分類圖5-1焊絲的分類二、實(shí)芯焊絲 實(shí)芯焊絲是熱軋線材經(jīng)拉拔加工而成的，是應(yīng)用量最大的焊絲。不同的焊接方法應(yīng)采用不同直徑的焊絲。埋弧焊時(shí)電流大，要采用粗焊絲，焊絲直徑為2.46.4mm；氣體保護(hù)焊

18、時(shí)，為了得到良好的保護(hù)效果，多采用細(xì)焊絲，焊絲直徑為0.81.6mm。1.埋弧焊用實(shí)芯焊絲 埋弧焊用實(shí)芯焊絲?？煞譃樘妓亟Y(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼三大類。二、實(shí)芯焊絲表5-15國(guó)產(chǎn)實(shí)芯焊絲的牌號(hào)及主要成分二、實(shí)芯焊絲表5-15國(guó)產(chǎn)實(shí)芯焊絲的牌號(hào)及主要成分二、實(shí)芯焊絲表5-15國(guó)產(chǎn)實(shí)芯焊絲的牌號(hào)及主要成分2.氣體保護(hù)焊用焊絲 氣體保護(hù)焊用焊絲的最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 81102008氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲與GB/T 15912008低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼配套，適用于碳鋼、低合金鋼熔化極氣體保護(hù)電弧焊用的實(shí)芯焊絲，推薦用于鎢極氣體保護(hù)電弧焊和等離子弧焊的填充焊絲。(1)焊絲型號(hào)在GB/T 8

19、1102008中，氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲按化學(xué)成分和采用熔化極氣體保護(hù)電弧焊時(shí)熔敷金屬的力學(xué)性能分類。(2)氣體保護(hù)焊用焊絲分類可分為如下幾種。1)TIG鎢極氬弧焊接用焊絲。2)MIG和MAG熔化極氬弧焊接用焊絲。3)CO2焊接用焊絲。4)自保護(hù)焊接用實(shí)芯焊絲。三、藥芯焊絲三、藥芯焊絲 藥芯焊絲也稱粉芯焊絲或管狀焊絲，是由薄鋼帶卷成圓形或異形的同時(shí)填進(jìn)一定成分的藥粉料，經(jīng)拉制而成的焊絲叫做藥芯焊絲。藥芯焊絲可用于氣體保護(hù)焊、埋弧焊等焊接方法，在氣體保護(hù)焊中應(yīng)用最多。 (2)根據(jù)熔渣的酸堿度分可分為以下三種。1)鈦型藥芯焊絲(酸性渣)。它具有焊道成形美觀、工藝性好、適于全位置焊的優(yōu)點(diǎn)

20、。缺點(diǎn)是焊縫的韌性不足，抗裂性稍差。2)鈣型藥芯焊絲(堿性渣)。與鈦型藥芯焊絲相反，鈣型藥芯焊絲的焊縫韌性和抗裂性優(yōu)良，而焊縫成形與焊接工藝性稍差。3)鈣鈦型藥芯焊絲(中性或堿性渣)。性能適中，介于上述二者之間。三、藥芯焊絲圖5-2藥芯焊絲的橫截面形狀a)O型b)梅花型c)T型d)E型e)雙層藥芯(3)根據(jù)藥芯焊絲橫截面形狀分 藥芯焊絲的橫截面形狀對(duì)焊接工藝性能與冶金性能都有很大影響。其中最簡(jiǎn)單的為O型(圖5-2a)，又稱管狀焊絲。(4)根據(jù)保護(hù)氣體的有無(wú)分可分為氣體保護(hù)焊藥芯焊絲和自保護(hù)焊藥芯焊絲。 氣體保護(hù)焊藥芯焊絲的特點(diǎn)及應(yīng)用：所采用的保護(hù)氣體為CO2，適于自動(dòng)或半自動(dòng)焊接，直流或交流電

21、源均可滿足要求。目前焊接結(jié)構(gòu)鋼用的藥芯焊絲國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品，可批量生產(chǎn)。 自保護(hù)焊藥芯焊絲的特點(diǎn)及應(yīng)用：與焊條相似，是把作為造渣、造氣和起脫氧、脫氮作用的藥粉和金屬粉放入鋼帶之內(nèi)，焊接時(shí)藥粉在電弧的高溫作用下變成氣體和熔渣，起到造渣和造氣保護(hù)作用，不用另加氣體保護(hù)。(5)根據(jù)其內(nèi)層填料中有無(wú)造渣劑分可分為“藥粉型”(有造渣劑)焊絲和“金屬粉型”(無(wú)造渣劑)焊絲。2.藥芯焊絲的牌號(hào)與型號(hào)(1)藥芯焊絲的牌號(hào)1)牌號(hào)的第一個(gè)字母“Y”表示藥芯焊絲。第二個(gè)字母與隨后的三位數(shù)字的含義與焊條牌號(hào)的編號(hào)方法相同，如YJ為結(jié)構(gòu)鋼藥芯焊絲，YR為耐熱鋼藥芯焊絲。2)牌號(hào)中短橫線后的數(shù)字，表示焊接時(shí)的保護(hù)方法：

22、“1”為氣體保護(hù)；“2”為自保護(hù)； “3”為氣體保護(hù)和自保護(hù)兩用；“4”為其他保護(hù)形式。3)藥芯焊絲有特殊性能和用途時(shí)，在牌號(hào)后面標(biāo)注起主要作用的元素和主要用途的三、藥芯焊絲圖5-3藥芯焊絲的應(yīng)用分類三、藥芯焊絲(2)碳鋼藥芯焊絲的型號(hào)碳鋼藥芯焊絲的型號(hào)遵從GB/T 100452001碳鋼藥芯焊絲。 1)英文字母“EF”表示藥芯焊絲。代號(hào)后面第一位數(shù)字表示主要適用的焊接位置：“0”表示用于平焊和橫焊；“1”表示用于全位置焊。第二位數(shù)字或英文字母為分類代號(hào)，見(jiàn)表5-16。三、藥芯焊絲表5-16藥芯焊絲類型劃分5.eps3.藥芯焊絲的特點(diǎn) 藥芯焊絲芯部粉劑的成分與焊條的藥皮相似，含有穩(wěn)弧劑、脫氧劑

23、、造渣劑和鐵合金等。按粉劑成分可分為鈦型、鈣型和鈦鈣型。粉劑中一般含有較多的鐵粉，目的在于提高焊絲的熔敷系數(shù)，增加焊絲整個(gè)橫截面熔化的均勻性和粉劑的流動(dòng)性。(1)藥芯焊絲的優(yōu)點(diǎn)。1)可采用大電流進(jìn)行全位置焊接。2)對(duì)電源無(wú)特殊要求。3)對(duì)鋼材適應(yīng)性強(qiáng)，通過(guò)調(diào)節(jié)焊絲芯部粉劑成分，可焊接不同成分的鋼材。4)熔敷速度快，用1.2mm 藥芯焊絲熔敷速度為65g/min。5)因氣渣聯(lián)合保護(hù)，電弧穩(wěn)定，飛濺少，容易清理，煙塵量低，焊縫成形美觀。第三節(jié)焊劑 焊劑是指焊接時(shí)經(jīng)加熱熔化形成熔渣和氣體，對(duì)熔化金屬起保護(hù)和冶金處理作用的一種顆粒物質(zhì)。一、焊劑的作用及其要求 焊劑是埋弧焊和電渣焊時(shí)保證焊縫質(zhì)量的重要材

24、料，其作用表現(xiàn)為：焊劑熔化后形成熔渣，可以防止空氣中氧、氮等氣體侵入熔池，起機(jī)械保護(hù)作用；向熔池過(guò)渡有益的合金元素錳和硅，改善化學(xué)成分，提高焊縫金屬的力學(xué)性能。為此，焊劑中應(yīng)含有足夠數(shù)量的氧化錳和二氧化硅；焊劑能促使焊縫成形良好，防止焊縫中產(chǎn)生氣孔和裂紋。 為保證焊縫質(zhì)量和成形良好，焊劑必須滿足下列要求。2)焊劑應(yīng)具有良好的工藝性能。3)焊劑的顆粒度應(yīng)符合要求。4)焊劑中wH2O0.10，焊劑不易吸潮并有一定的強(qiáng)度。5)焊劑中機(jī)械夾雜物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.30。6)焊劑中wS0.060，wP0.080。二、焊劑的分類 焊劑的分類方法很多，如圖5-4所示。但無(wú)論按哪種分類方法都不能概括焊劑的所有

25、特點(diǎn)。圖5-4焊劑的分類1.按焊劑制造方法分類(1)熔煉焊劑按照配方將一定比例的各種配料在爐內(nèi)熔煉后經(jīng)水冷粒化、烘干、篩選而制成。(2)非熔煉焊劑將一定比例的配料粉末混合均勻并加入適量的粘結(jié)劑后經(jīng)過(guò)烘焙而成。根據(jù)烘焙溫度不同，又分為：1)粘結(jié)焊劑，在400以下的低溫烘焙，烘焙前先進(jìn)行?；?)燒結(jié)焊劑，在4001000高溫下燒結(jié)成塊，然后粉碎、篩選而成。其中燒結(jié)溫度為400600的叫做低溫?zé)Y(jié)焊劑，燒結(jié)溫度高于700的叫做高溫?zé)Y(jié)焊劑。前者可以摻合金，后者則只起造渣和保護(hù)作用。2.按焊劑化學(xué)成分分類(1)按氧化物性質(zhì)可分為酸性焊劑、中性焊劑和堿性焊劑。(2)按氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為高硅焊劑、中

26、硅焊劑和低硅焊劑。(3)按氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為高錳焊劑、中錳焊劑、低錳焊劑和無(wú)錳焊劑。(4)按照焊劑的主要成分特性可以分為氟堿型焊劑、高鋁型焊劑、硅鈣型焊劑、硅錳型焊劑、鋁鈦型焊劑。這類分類方法一般用于非熔煉焊劑。3.按焊劑的使用用途分類可分為埋弧焊焊劑、電渣焊焊劑、堆焊焊劑、氣焊焊劑和釬焊焊劑。4.按焊劑的氧化性分類(1)氧化性焊劑(2)弱氧化性焊劑(3)惰性焊劑三、焊劑的型號(hào)與牌號(hào)1.焊劑的型號(hào)在國(guó)標(biāo)GB/T 52931999埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑中規(guī)定，其表示方法如下：三、焊劑的型號(hào)與牌號(hào)表5-17焊縫金屬?zèng)_擊韌度()表5-18試樣狀態(tài)()表5-19焊縫金屬拉伸力學(xué)性能()三、焊劑的型

27、號(hào)與牌號(hào) 此外，GB/T 124702003埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑規(guī)定焊劑的型號(hào)是根據(jù)埋弧焊焊縫金屬力學(xué)性能、焊劑渣系劃分的。其表示方法如下2.焊劑的牌號(hào)由于焊劑型號(hào)內(nèi)容比較復(fù)雜，而且不夠完備，在生產(chǎn)中更多是使用焊劑的牌號(hào)。(1)熔煉焊劑1)牌號(hào)前“HJ”表示埋弧焊及電渣焊用熔煉焊劑。2)牌號(hào)第一位數(shù)字表示焊劑中氧化錳的含量，其系列按表5-20規(guī)定排列。3)牌號(hào)第二位數(shù)字表示焊劑中二氧化硅、氟化鈣的含量，其系列按表5-21規(guī)定排列。4)牌號(hào)第三位數(shù)字表示同一類型焊劑的不同牌號(hào)，按0、1、2、3 9 順序排列。5)對(duì)同一牌號(hào)焊劑生產(chǎn)兩種顆粒度時(shí)，在細(xì)顆粒焊劑牌號(hào)后面加“X”。三、焊劑的型號(hào)與

28、牌號(hào)表5-20焊劑牌號(hào)第一位數(shù)字的含義表5-21焊劑牌號(hào)中第二位數(shù)字的含義三、焊劑的型號(hào)與牌號(hào)表5-22熔煉焊劑的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)三、焊劑的型號(hào)與牌號(hào)表5-22熔煉焊劑的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)表5-23牌號(hào)中第一位數(shù)宇含義(2)燒結(jié)焊劑1)牌號(hào)前“SJ”表示埋弧焊用燒結(jié)焊劑。2)牌號(hào)第一位數(shù)字表示焊劑熔渣的渣系，其系列按表5-23編排。三、焊劑的型號(hào)與牌號(hào)3)牌號(hào)第二、三位數(shù)字表示同一類型渣系焊劑中的不同牌號(hào)，從0109。例如四、常用焊劑的性能及用途和焊絲的選用1.常用熔煉焊劑的性能及用途(1)高錳焊劑(3)低錳焊劑(4)無(wú)錳焊劑四、常用焊劑的性能及用途和焊絲的選用表5-24國(guó)產(chǎn)熔煉

29、焊劑的用途及配用焊絲四、常用焊劑的性能及用途和焊絲的選用表5-25常用國(guó)產(chǎn)燒結(jié)焊劑的特點(diǎn)及用途2.燒結(jié)焊劑的性能及用途 燒結(jié)焊劑是繼熔煉焊劑后發(fā)展起來(lái)的新型焊劑，目前國(guó)外已廣泛用它來(lái)焊接碳鋼、高強(qiáng)度鋼和高合金鋼。 常用國(guó)產(chǎn)各渣系燒結(jié)焊劑的特點(diǎn)及用途見(jiàn)表5-25。3.焊劑的保管與使用 為了保證焊接質(zhì)量，焊劑必須存放在干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)，分類、分牌號(hào)堆放，避免混雜錯(cuò)用；在保存時(shí)應(yīng)注意防止受潮，搬運(yùn)焊劑時(shí)，防止包裝破損。使用前，必須按規(guī)定溫度烘干并保溫，酸性焊劑在250烘干2h；堿性焊劑在300400烘干2h，焊劑烘干后應(yīng)立即使用。烘干時(shí)焊劑厚度要均勻且不得大于30mm。使用回收的焊劑，應(yīng)清除其中的渣殼、

30、碎粉及其他雜質(zhì)，再經(jīng)烘干與新焊劑按比例(一般回用焊劑不得超過(guò)40%)混均勻后使用，不得單獨(dú)使用?；厥帐褂么螖?shù)不得多于三次。使用直流電源時(shí)，均采用直流反接。第四節(jié)焊接用氣體 焊接用保護(hù)氣體既是焊接區(qū)的保護(hù)介質(zhì)，也是產(chǎn)生電弧的氣體介質(zhì)，而焊割用氣體的特性(如物理特性和化學(xué)特性等)不僅影響保護(hù)效果，也影響到火焰的點(diǎn)燃及焊接、切割過(guò)程的穩(wěn)定性。因此焊接用氣體常分為兩類：一類主要是指氣體保護(hù)焊(二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、惰性氣體保護(hù)焊)中所用的保護(hù)性氣體如二氧化碳(CO2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氮?dú)?N2)等；另一類是氣焊、切割時(shí)用的氣體如助燃性氣體O2、可燃?xì)怏w乙炔(C2H2)、液化石油氣(C3H6

31、)、天然氣、氫氣和混合氣體等。下面就常用氣體進(jìn)行介紹。一、常用焊接氣體的性質(zhì)及技術(shù)要求1.氬氣(Ar) 氬是目前工業(yè)上應(yīng)用很廣的稀有氣體。它的性質(zhì)十分不活潑，是一種無(wú)色無(wú)味的單原子氣體，既不能燃燒，也不助燃。在常溫下與其他物質(zhì)均不起化學(xué)反應(yīng)，在高溫下不分解，不溶于液態(tài)金屬中，故在焊接非鐵金屬時(shí)更能顯示其優(yōu)越性2.二氧化碳(CO2) CO2是無(wú)色、有酸味的氣體，比空氣重。CO2有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。固態(tài)CO2氣體中含有大量水分，不能用于焊接3.氧氣(O2) 在常溫常壓下，氧氣是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度為1.429kg/m3，比空氣略重。當(dāng)氣溫降到-182.96時(shí)，氣

32、態(tài)氧變成極易揮發(fā)的液態(tài)氧，溫度降到-218時(shí)，液態(tài)氧則變成淡藍(lán)色的固體氧。 氧氣本身不能燃燒，但它是一種化學(xué)性質(zhì)極為活潑的助燃?xì)怏w。它幾乎能與所有的可燃?xì)怏w和液體燃料的蒸氣混合，發(fā)生強(qiáng)烈的氧化現(xiàn)象，構(gòu)成爆炸性混合物，當(dāng)遇有明火或高溫條件即發(fā)生爆炸，同時(shí)又可促使某些易燃物質(zhì)自燃。正是由于氧氣的強(qiáng)氧化性而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的重要因素之一。4.乙炔(C2H2)乙炔是一種非飽和碳?xì)浠衔?，在常溫常壓下是一種無(wú)色、高熱值的易燃易爆氣體，比空氣輕。工業(yè)用乙炔因含有硫化氫和磷化氫等雜質(zhì)具有一種特殊的刺鼻臭味和較弱的毒性，有輕度的麻醉作用。乙炔氣微溶于水，易溶于丙酮等有機(jī)溶劑。5.液化石油氣液化石油氣是石油煉制

33、工業(yè)的副產(chǎn)品，其主要成分是丙烷(C3H8)，大約占50%80%，其余是丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等。在常溫和大氣壓力下，組成石油氣的這些碳?xì)浠衔镆詺鈶B(tài)存在。一、常用焊接氣體的性質(zhì)及技術(shù)要求表5-26焊接常用氣體的主要性質(zhì)和用途二、焊接用氣體的選擇與使用 焊接用氣體的選擇主要取決于焊接、切割方法，還與被焊金屬的性質(zhì)、焊接接頭質(zhì)量要求、焊件厚度和焊接位置及工藝方法等因素有關(guān)。1.焊接用氣體的選用 根據(jù)不同的焊接方法選用焊接氣體，如氣焊、氣割時(shí)選用氧氣和乙炔氣體；惰性氣體保護(hù)焊采用氬氣、氦氣及兩種氣體混合作為保護(hù)介質(zhì)；而二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊則主要采用二氧化碳?xì)怏w作保護(hù)介質(zhì)

34、，或在二氧化碳?xì)怏w的基礎(chǔ)上加入氧氣等的焊接保護(hù)混合氣。二、焊接用氣體的選擇與使用表5-27焊接方法與焊接用氣體的選用 根據(jù)被焊材料選用焊接氣體。對(duì)于低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、不銹鋼和耐熱鋼等，焊接時(shí)宜選用活性氣體(如CO2、Ar+CO2或Ar+O2)保護(hù)，以細(xì)化過(guò)渡熔滴，克服焊道邊緣咬邊等缺陷。有時(shí)也可采用惰性氣體保護(hù)。但對(duì)于氧化性強(qiáng)的保護(hù)氣體，應(yīng)匹配高錳高硅焊絲，而對(duì)于富Ar混合氣體，則應(yīng)匹配低硅焊絲。二、焊接用氣體的選擇與使用表5-28不同材料焊接用保護(hù)氣體及適用范圍 從生產(chǎn)效率方面考慮，鎢極氬弧焊時(shí)在Ar氣中加入He、N2、H2、CO2或O2等氣體可增加母材的熱量輸入，提高焊接速度.2.焊

35、接用氣體使用的注意事項(xiàng) 焊接用氣體在使用中貯存在氣瓶里，其工作壓力常常高達(dá)15MPa，屬于中、高壓容器，因此對(duì)氣瓶的使用、貯存和運(yùn)輸都有嚴(yán)格的規(guī)定。(1)氣瓶的貯存與保管貯存氣瓶的庫(kù)房應(yīng)沒(méi)有腐蝕性氣體，保持通風(fēng)、干燥，不受日光曝曬。(2)氣瓶的使用氣瓶不得用電磁起重機(jī)等搬運(yùn)，禁止碰撞、敲擊。氣瓶不得靠近熱源，離明火距離不得小于10米。第五節(jié)焊接材料的歷史與發(fā)展 焊接材料行業(yè)是在20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的。1892年俄羅斯人斯拉維揚(yáng)諾夫成功研究出金屬電弧焊接的實(shí)用方案。特別是1904年瑞典人奧斯卡凱吉爾伯格建立了世界上第一個(gè)涂料焊條廠，即現(xiàn)在著名的瑞典伊薩公司(ESAB公司)，在1917年開(kāi)始用機(jī)械化方

36、法壓制和生產(chǎn)焊條。 焊條產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)20年代快速發(fā)展起來(lái)，30年代以后發(fā)展厚藥皮焊條；埋弧自動(dòng)焊的焊絲和焊劑產(chǎn)業(yè)是從20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的；CO2氣體保護(hù)焊的實(shí)芯焊絲產(chǎn)業(yè)是從20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的，70年代以后發(fā)展了氣體保護(hù)焊藥芯焊絲。由此可見(jiàn)，焊接材料的發(fā)展與焊接方法的改進(jìn)密切相關(guān)。一、我國(guó)焊接材料發(fā)展及現(xiàn)狀 我國(guó)的焊條制造始于1949年，開(kāi)始是采用半機(jī)械氣動(dòng)焊條壓涂機(jī)生產(chǎn)焊條。1952年上海電焊條廠成功研制了螺旋式壓涂機(jī)用來(lái)生產(chǎn)焊條，并有了切絲機(jī)、送絲機(jī)等焊條生產(chǎn)的附屬設(shè)備，所生產(chǎn)的焊條主要是以氧化礦物型藥皮為主的低碳結(jié)構(gòu)鋼焊條。隨后大量采用機(jī)械化方式進(jìn)行焊條生產(chǎn)，焊條品種也逐步

37、擴(kuò)大，鈦鐵礦型、鈦型、鈦鈣型和低氫型等類型的焊條相繼研制成功并得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)主要是生產(chǎn)鈦鈣型通用焊條，而優(yōu)質(zhì)高品位的焊條如全位置立向下焊條、高效鐵粉焊條、高纖維素焊條、700MPa以上高強(qiáng)度系列焊條、優(yōu)質(zhì)不銹鋼和耐熱鋼焊條等正在不斷研制開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，以逐步取代進(jìn)口焊條。一、我國(guó)焊接材料發(fā)展及現(xiàn)狀 我國(guó)的焊條制造始于1949年，開(kāi)始是采用半機(jī)械氣動(dòng)焊條壓涂機(jī)生產(chǎn)焊條。1952年上海電焊條廠成功研制了螺旋式壓涂機(jī)用來(lái)生產(chǎn)焊條，并有了切絲機(jī)、送絲機(jī)等焊條生產(chǎn)的附屬設(shè)備，所生產(chǎn)的焊條主要是以氧化礦物型藥皮為主的低碳結(jié)構(gòu)鋼焊條。隨后大量采用機(jī)械化方式進(jìn)行焊條生產(chǎn)，焊條品種也逐步擴(kuò)大，鈦鐵礦型、鈦型、鈦鈣型和低氫型等類型的焊條相繼研制成功并得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)主要是生產(chǎn)鈦鈣型通用焊條，而優(yōu)質(zhì)高品位的焊條如全位置立向下焊條、高效鐵粉焊條、高纖維素焊條、700MPa以上高強(qiáng)度系列焊條、優(yōu)質(zhì)不銹鋼和耐熱鋼焊條等正在不斷研制開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，以逐步取代進(jìn)口焊條。二、我國(guó)焊接材料發(fā)展的特點(diǎn)在焊接材料的生產(chǎn)和使用中有以下幾個(gè)特點(diǎn)。 近幾年從焊接材料行業(yè)中各種材料的發(fā)展來(lái)看，適應(yīng)焊接生產(chǎn)向高效率、高質(zhì)量、低成本及自動(dòng)化方向發(fā)展的材料正在不斷增加，適應(yīng)電子技術(shù)發(fā)展的釬焊材料也在快速發(fā)展，一直以來(lái)焊接材料中80%為焊條，而實(shí)芯焊絲、藥芯焊絲