焊条构成及质量影响因素分析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：焊条由药皮和焊芯两部分组成。焊芯的化学成分对焊缝金属的质量有直接的影响。表6-1 焊条药皮类型及代号（续）注：1.此处“全位置”并不一定包含向下立焊，由制造商确定。这类焊条具有优良的焊接工艺性能，电弧稳定、飞溅小、熔渣覆盖均匀、脱渣容易、焊缝成形好、适于全位置焊接。

焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极。焊条由药皮和焊芯两部分组成。焊条药皮是压涂在焊芯表面的涂料层，焊芯是焊条中被药皮包覆的金属芯。焊条药皮和焊芯的重量比即药皮的重量系数，通常为30%～50%，堆焊焊条则较高，甚至达到150%。

1.焊条芯

焊条电弧焊时，焊芯受热熔化并作为焊缝的填充金属。焊芯的化学成分对焊缝金属的质量有直接的影响。焊接碳钢和低合金钢时，常选用低碳钢作为焊芯，其牌号为“H08A”或“H08E”。“H”表示焊条用钢丝的汉语拼音的第一个字母；“08”表示焊芯的平均含碳量为0.08%（质量分数）；“A”表示优质钢，E表示特级钢，即对于硫、磷等杂质的限量更加严格。

低碳钢焊芯中的含碳量，应在保证与母材基本等强度的条件下含碳量越少越好。因为焊芯中的含碳量的增高会增大气孔和裂纹的趋向，同时也会增大飞溅，使焊接过程不稳定。所以，低碳钢焊芯的含碳量应低于0.10%（质量分数）。锰是焊芯中的有益元素，它既能脱氧，又能控制硫的有害作用。对于低碳钢焊芯，一般以0.3%～0.55%（质量分数）为宜。硅在焊接过程中极易氧化形成SiO₂，从而使焊缝中含有多量的夹杂物，严重时会引起热裂纹。因此，希望焊芯中的含硅量越少越好。硫、磷是有害元素，可引起裂纹和气孔，应当对它们的含量严格控制。此外，焊芯的电阻率和焊芯的夹杂物（如SiO₂、Al₂O₃等）对于焊条性能都有一定的影响。电阻率大的焊芯在焊接时因电阻热过大易使焊条药皮发红，失去应有的冶金和保护作用。并且容易产生气孔，当焊芯中含有较多的夹杂物时能引起飞溅，并影响电弧的稳定性。

2.焊条药皮

（1）焊条药皮的作用

1）保护作用：由于电弧焊的热作用使药皮熔化形成熔渣，在焊接冶金的过程中又会产生某些气体。熔渣和电弧气氛起保护熔滴、熔池和焊接区、隔离空气的作用，防止氮气等有害气体进入焊缝。

2）冶金作用：在焊接过程中，由于药皮组成物质进行冶金反应，其作用是去处有害杂质（例如O、N、H、S、P等），并保护和添加有益合金元素，使焊缝的抗气孔性及抗裂性能良好，使焊缝金属满足各种性能要求。

3）稳弧作用：使电弧容易引燃并能稳定的燃烧，焊接飞溅小，焊缝成形美观，使焊条具有良好的工艺性能，易于脱渣以及适用于全位置施焊。

（2）焊条药皮的类型按照GB/T 5117—2012的规定，主要焊条药皮类型及代号见表6-1。

表6-1 焊条药皮类型及代号

（续）

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注：1.此处“全位置”并不一定包含向下立焊，由制造商确定。

2.PA为平焊，PB为平角焊，PC为横焊。

（3）药皮原材料焊条药皮的主要原材料见表6-2。药皮原材料的选用，直接影响焊条的性能、制造工艺、产品质量及制造成本。

表6-2 药皮的原材料

表6-3和表6-4为酸性和碱性两类典型焊条药皮的配方。钛钙型药皮是应用最广的药皮类型，广泛用于碳钢、低合金钢及不锈钢焊条，以E4303（J422）焊条为代表的钛钙型碳钢焊条，约占我国焊条总产量的80%。这类焊条具有优良的焊接工艺性能，电弧稳定、飞溅小、熔渣覆盖均匀、脱渣容易、焊缝成形好、适于全位置焊接。同时，熔敷金属具有良好的强度、塑性和冲击韧度等力学性能。E5015低氢钠型和E5016低氢钾型焊条是典型的低氢焊条，这类焊条的气渣联合保护效果好，熔敷金属中的氢、氧、氮、硫、磷等杂质含量低，熔敷金属的强韧性优良，抗裂性好，广泛用于碳钢、低合金高强度钢、耐热钢、低温钢等重要结构的焊接。

表6-3 E4303焊条药皮典型配方（质量分数，%）

（续）

表6-4 E5015和E5016焊条药皮典型配方（质量分数，%）

焊条构成及质量影响因素分析

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