焊接材料的选择与特点

2023-08-22 理论教育版权反馈

【摘要】：②直径为3.2mm和4.0mm焊条，偏心度不应大于5%。②在对合金结构钢或不锈钢等合金元素较高的材料焊接时，则应考虑材料的化学成分和其他方面的要求选用成分相似或性能上可满足材料要求的焊丝。3）为适应焊接不同厚度材料的要求，同一牌号的焊丝可加工成不同的直径。

1.焊条

（1）焊条的组成

焊条是涂有药皮供手工电弧焊用的熔化电极，由焊芯和药皮两部分组成，如图2-5所示。焊条直径是指不包括药皮的焊芯直径。焊条药皮与焊芯（不包括夹持端）的重量比，称为药皮重量系数。

（2）焊条药皮

焊条药皮的组成成分相当复杂，一种焊条药皮的配方中，组成物一般有七八种之多。焊条药皮根据组成的不同可以分为钛铁矿型、氧化钛型、钛钙型、低氢型等。

图2-5 焊条组成示意图

1）焊条药皮的质量要求：

①焊条药皮应均匀、紧密地包覆在焊芯周围，整根焊条药皮上不应有影响焊接质量的裂纹、气泡、杂质及剥落等缺陷。

②焊条引弧端药皮应倒角，焊芯端面应露出。焊条沿圆周的露芯应不大于圆周的1/2。碱性药皮类型焊条长度方向上露芯长度应不大于焊芯直径的1/2或1.6mm两者的较小值。其他药皮类型焊条长度方向上露芯长度应不大于焊芯直径的2/3或2.4mm两者的最小值。

2）焊条的偏心度：

①直径不大于2.5mm焊条，偏心度不应大于7%。

②直径为3.2mm和4.0mm焊条，偏心度不应大于5%。

③直径不小于5.0mm焊条，偏心度不应大于4%。

焊条偏心度的计算公式如下（图2-6）：

式中 P——焊条偏心度；

T₁——焊条断面药皮层最大厚度+焊芯直径；

T₂——焊条同一断面药皮层最小厚度+焊芯直径。

（3）焊条的表示方法

按照《非合金钢及细晶粒钢焊条》（GB/T 5117—2012）的规定，焊条型号由五部分组成：

1）第一部分用字母“E”表示焊条。

2）第二部分为字母“E”后面的紧邻两位数字，表示熔敷金属的最小抗拉强度代号。

3）第三部分为字母“E”后面的第三和第四两位数字，表示药皮类型、焊芯位置和电流类型。

4）第四部分为熔敷金属的化学成分分类代号，可为“无标记”或短划“-”后的字母、数字或字母和数字的组合。

图2-6 焊条偏心度

5）第五部分为熔敷金属的化学成分之后的焊条状态代号，其中“无标记”表示焊态，“P”表示热态处理状态，“AP”表示焊态和焊后热处理两种状态均可。

除以上强制分类代号外，根据供需双方协商，可在型号后依次附加可选代号：

1）字母“U”，表示在规定试验温度下冲击吸收能量可以达到47J以上。

2）扩散氢代号“HX”，其中X代表15、10或5，分别表示每100g熔敷金属中扩散氢含量的最大值（mL）。

焊条的表示方法如图2-7所示。

图2-7 焊条表示方法

（4）焊条的质量检验技巧

为了保证焊接质量，首先要把住焊条入口关，保证焊条有生产厂家的质量合格证，凡无合格证的焊条一律不得使用，对有合格证但质量有疑问的，应按批抽查试验，合格后方可使用。焊条检验时可采取如下技巧：

1）焊接检验：质量好的焊条焊接中电弧燃烧稳定，焊条药皮和焊芯熔化均匀同步，电弧无偏移，飞溅少，焊缝表面熔渣薄厚覆盖均匀，保护性能好，焊缝成形美观，脱渣容易。此外，还应对焊缝金属的化学成分、力学性能、抗裂性能进行试验，保证各项指标在国标或部标规定的范围内。

2）焊条药皮外表检验：用肉眼观察药皮表面光滑细腻、无气孔、无药皮脱落和机械损伤，药皮偏心应符合《非合金钢及细晶粒钢焊条》（GB/T 5117—2012）的规定，焊芯无锈蚀现象。

3）焊条药皮强度检验：将焊条平置1m高，自由平行落到光滑的厚钢板表面，如果药皮无脱落，即证明药皮强度达到了质量要求。

4）焊条受潮检验：将焊条在焊接回路中短路数秒钟，若药皮有气，或焊接中有药皮成块脱落，或产生大量水汽有爆裂现象，则焊条受潮。受潮严重的焊条不得使用，受潮不严重时，干燥后再用。

2.焊丝和焊剂

（1）焊丝和焊剂的表示方法

焊丝与焊剂主要用于埋弧焊、电渣焊以及CO₂气体保护焊。焊丝的作用相当于焊芯，焊剂的作用相当于药皮。为焊接不同厚度的钢板，可将同一牌号的焊丝加工成各种不同的直径。埋弧焊常用焊丝规格主要有2mm、3mm、4mm、5mm、6mm等。焊丝、焊剂的表示方法如图2-8所示。

图2-8 焊丝、焊剂表示方法

a）气体保护焊焊丝 b）低合金钢埋弧焊焊丝、焊剂

焊剂的牌号前面加“HJ”两字母，“HJ”两字母的后面有三位数字：

1）第一位数字表示焊剂中氧化锰的平均含量。

2）第二位数字表示焊剂中二氧化硅、氟化钙的平均含量。

3）第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号，按1、2、3……9的顺序排列。

（2）焊丝的选择技巧

1）埋弧自动焊和电渣焊所用的焊丝应符合国家标准《熔化焊用钢丝》（GB/T 14957—1994）和《焊接用钢盘条》（GB/T 3429—2002）的规定。气体保护焊所用的焊丝应符合国家标准《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T 8110—2008）的规定。

2）用埋弧焊焊接低碳钢时，常用的焊丝牌号有H08、H08A、H15Mn等，其中以H08A的应用最为普遍。

①当焊件厚度较大或对力学性能的要求较高时，则可选用含Mn量较高的焊丝。

②在对合金结构钢或不锈钢等合金元素较高的材料焊接时，则应考虑材料的化学成分和其他方面的要求选用成分相似或性能上可满足材料要求的焊丝。

3）为适应焊接不同厚度材料的要求，同一牌号的焊丝可加工成不同的直径。埋弧焊常用的焊丝直径有2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm和6.0mm五种。

使用时，要将焊丝表面的油、锈等清理干净，以免影响焊接质量。目前主要采用表面镀铜焊丝，可防止焊丝生锈并使导电嘴与焊丝间的导电更为可靠，提高电弧的稳定性。

4）为了保证焊缝金属的力学性能，防止产生气孔，CO₂气体保护焊所用的焊丝必须含有较高的Mn、Si等脱氧元素。有些小直径焊丝表面为了润滑只能使用不含氢的特殊润滑剂。

焊接材料的选择与特点

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