焊接-冶金第二章
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（4）电焊条制造的生产工艺条件。
1.6 焊条的设计
(三)设计步骤 1 选定焊芯 2 选定药皮类型、渣系以及药皮配方
具体设计程序如下： 1)根据被焊金属的使用性能要求，初步拟定焊缝金属的合金
系统。
2)根据焊件的焊接性，修订焊缝金属的合金系统及确定焊缝 金属化学成分的要求。
3) 确定药皮类型及焊条配方的渣系。 4)估算合金元素的损失，初步确定合金剂的种类及数量，根
1.3 焊条的组成
焊芯中各种常见合金元素的作用：
C：钢中的主要合金元素。当含碳量增加时，钢的强度硬度明 显地增加，而塑性降低，钢的焊接性大大恶化，引起较大的 飞溅和气孔，且对焊接裂纹的敏感明显的增加。
Mn：合金剂，随着锰含量的增加，钢的强度和韧性增加。锰与 硫化合生成Mn2S作为熔渣覆盖要金属表面，从而抑制硫的有 害作用。同时，锰还有很好的脱氧作用。
焊缝常、低温性能较好，合金元素过 焊缝 焊缝常、低温性能一般合金元素 渡效果好，塑性的韧性好，特别是低温
金属 烧损较多
冲击韧度好。
性能
脱硫效果差，抗热裂纹能力差 脱氧、硫能力强。焊缝含氢、氧、硫
低，抗裂性能好
1.2 焊条的型号与牌号
(一)型号
E xx
xx
后缀字母 元素符号
焊接电流的种类及药皮类型
直流电源焊接
离，故电弧的稳定性较差，只能采用直
工艺 对铁锈、油污和水分的敏感性 流电源焊接
性能 不大，对抗气孔能力强。焊条使用 对水、锈产生气孔的敏感性较大，使
特点 前经75－150°C烘焙1h
用前须经350－400°C烘焙1h
飞溅小，脱渣性好 焊接时烟尘较少
飞溅较大，脱渣性稍差 焊接时烟尘较多
熔敷金属抗
熔敷金属化 附加化学成
焊条 拉强度最小 ０，１－表示全位置焊 学成分分类 分的元素符
值
２－表示手工焊及平角焊 代号
号
４－表示立向下焊
E 43 1 5
表示焊条药皮为低氢钠型，采用直流反接焊接 表示焊条适合于全位置焊接 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为424MPa 表示焊条
1.2 焊条的型号与牌号
百度文库
高温时SiO2还原→向熔池中过渡Si 冷却过程 [Si] + 2[FeO] = 2[Fe] + (SiO2)
*Si(Ti)脱氧时形成的脱氧产物SiO2(TiO2)会有一 部分来不及转移到熔渣中而留在焊缝金属中形成非金
属夹杂物，从而增加焊缝金属的含氧量。
1.5 典型焊条的冶金性能分析
3）碳的脱氧反应 熔池中： [C] + [FeO] = [Fe] + CO↑
（三）按焊接熔渣的碱度分
1、酸性焊条
含有较多酸性氧化物，氧化性强，外观成形美观、波 纹细密，可采用交、直流焊接，典型的E4303（J422）
2、碱性焊条
含有较多碱性氧化物，降低含H量，低氢焊条。焊接性能 好，耐冲击，重要结构。典型的E5015（J507）
1.1 焊条的分类 酸性焊条
碱性焊条
引弧容易，电弧稳定，可用交 由于药皮中含有的氟化物影响气体电
Si：在焊接过程中极易氧化成SiO2,从而使焊缝中含有多量的 夹物，严重时会引起热裂纹。
S、P：是有害元素，会引起裂纹和气孔，应严格控制含量。
1.3 焊条的组成
（二）焊条药皮
1、作用
（1）保护作用 药皮熔化→形成熔渣、气体→保护熔滴、熔池和焊接区、 隔离空气→防止氮气等有害气体进入焊缝 （2）冶金作用 药皮的组成物质发生冶金反应→去除有害杂质，保护或添 加有益合金元素→提高焊缝抗气孔性和抗裂性→焊缝满足 使用要求 （3）使焊条具有良好的工艺性能 使电弧容易引燃、稳定的连续燃烧，焊接飞溅小，焊缝成形 美观，易于脱渣，适宜于各种空间位置的焊接施工等。
2.1 焊剂的种类
（一）按焊剂的用途分类
1 按被焊材料分 钢用焊剂及有色金属用焊剂。 2 按焊接方法分 有埋弧焊焊剂和电渣焊焊剂。
（二）按焊剂的制造方法分类
1 熔炼焊剂
将一定比例的各种配料放在炉内熔炼，然后经过水冷粒化、烘干、筛选制成的焊剂。
2 非熔炼焊剂
根据焊剂烘焙温度不同分为粘结与烧结焊剂。
1.3 焊条的组成
2、焊条药皮的类型
药皮类型代号 00 01 03 10 11 12 13 15 16
药皮类型名称 特殊型
钛铁矿型 钛钙型
高纤维素钠型 高纤维素钾型
高钛钠型 高钛钾型 低氢钠型 低氢钾型
药皮类型代号 18 20 22 23 24 27 28 48
-
药皮类型名称 铁粉低氢型 高氧化铁型 氧化铁型 铁粉钛钙型 铁粉钛型
1.5 典型焊条的冶金性能分析
钛钙型焊条E4303
配方：采用大量的金红石、大理石以及适量的云母、 长石、白泥等作为造渣、造气及稳弧剂
保护：气渣联合保护。 钛钙型焊条的熔渣碱度 B1=0.76。
焊接时的气相成分为：CO50.7%、CO25.9%、H237.7%、 H2O5.7%。CO和H2承担保护作用。
CaCO3 + Mn = CaO + MnO + CO↑ 同时 Mn + 1/2O2 = MnO
1.5 典型焊条的冶金性能分析
沉淀脱氧：熔滴和熔池内
[Mn] + [FeO] = (MnO）+ [Fe]
MnO + SiO2 = MnO•SiO2 MnO + TiO2 = MnO•TiO2
进入熔渣
2）Si的脱氧反应
焊条牌号中第 三位数字含意
牌号后面加注 各字母符号 含义
1.3 焊条的组成
（一）焊芯
填充金属。含碳量要低。 成分控制比一般钢更严格。
选用低碳钢焊丝作为焊芯，牌号为H08A或“H08E”。 A-优 质钢；“E”-特级钢，对硫、磷限量更严格。
焊芯作用： 电极：导电产生电弧，把电能转换成热能； 填充金属：与液体母材金属熔合形成焊缝，同时调整焊缝 中合金元素成分.
铬不锈钢和铬镍不锈钢焊条
4、堆焊焊条
堆焊耐磨、耐蚀等特征要求
5、低温钢焊条
低温下工作的构件
6、铸铁焊条
焊补铸铁构件
7、镍及镍合金焊条 镍及高镍合金，异种金属焊接及堆焊
8、铜及铜合金焊条
9、铝及铝合金焊条
10、特殊用途焊条 水下焊接、水下切割等
1.1 焊条的分类
（二）按焊条药皮的类型分
氧化钛型焊条、钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、 纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条和盐基型焊条等。
1.5 典型焊条的冶金性能分析
焊接过程的冶金反应分析 1、氧化及脱氧反应
（1）铁的氧化
主要有以下途径：
1）电弧气氛中氧直接氧化： [Fe] + O = FeO + 515.76 kJ/mol
[Fe] + 1/2O2 = FeO + 26.97 kJ/mol
2）电弧气氛中CO2对铁的氧化 [Fe] + CO2 = [FeO] + CO
（4）氧化铁型。药皮中加入大量铁矿石和一定数量的硅酸盐、 锰铁以及少量有机物
1.3 焊条的组成
2、焊条药皮的类型 （5）纤维素型。药皮中加入15%以上的有机物，一定数量的 造渣物质及锰铁等。
（6）低氢型。药皮中加入大量碳酸盐、萤石、铁合金以及 TiO2等。
（7）石墨型。药皮中加入多量石墨，以保证焊缝金属的石墨 化作用。配以低碳钢芯或铸铁焊芯可用于铸铁焊条。
（8）盐基型。药皮由氟盐和氯盐组成，如NaF、KF、NaCl、 LiCl、冰晶石等。主要用于铝及铝合金焊条。
1.3 焊条的组成
3、药皮原材料的种类
矿物类、金属及铁合金、化工产品类、有机物类
4、药皮原材料的作用
（1）稳弧 碳酸钾、大理石、水玻璃、长石、金红石等。 （2）造渣 钛铁矿、金红石、大理石、石英砂、长石、云母、萤石等 。 （3）造气 木粉、淀粉、大理石、菱苦土等。 （4）脱氧 锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等。 （5）合金化 锰铁、硅铁、钼铁等。 （6）粘结 钠水玻璃、钾钠水玻璃等。 （7）成形 白泥、云母、钛白粉、糊精等。
（二）焊条的牌号
焊条牌号是根据焊条主要用途及性能特点对焊条产品具体 命名。
J 50 7
按照国标GB/T5117-95，它 应符合E5015型焊条要求。
低氢型药皮，直流
焊缝金属抗拉强度不低于 490MPa
结构钢焊条
焊条有特殊性能和用途的，在牌号后面加注起主要作用的元素或主 要用途的拼音字母(一般不超过二个)，如J507MoV、J507CuP。
据焊条的性能要求，选定药皮原材料，确定焊条药皮的初步 配方。
5)通过具体试验进行配方调整。
02 PART TWO
焊剂
2.1 焊剂的种类
定义
焊接时能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金 处理作用的一种颗粒状物质。 了解焊剂的种类、组成、性能及用途→ 便于制订焊接工艺和进一步研究。
焊剂包括： 埋弧焊及电渣焊用焊剂 气焊熔剂 钎焊熔剂
当温度超过3000K时，CO2的氧化性将大于空气。 温度升高→反应更加剧烈
1.5 典型焊条的冶金性能分析
3）电弧气氛中 H2O(g) 对铁的氧化
[Fe] + H2O(g) = [FeO] + H2
气相中的H2O(g)不仅使金属氧化，而且可以使焊缝 金属增氢。
4）熔渣中SiO2等氧化物与液态铁发生置换反应，
指标的规定；制造工艺上必须切实可行，经济效益要 好；卫生指标要先进，达到安保要求。
1.6 焊条的设计
（二）设计依据
（1）被焊母材的化学成分与力学性能指标。
（2）焊件的工作条件，如工作温度、工作压力 以及是否有耐磨性、耐腐蚀性等特殊要求。
（3）施工现场的焊接设备情况（交流焊机，直 流焊机？）以及施工的条件（如室内，室外，高 空，水下等？）。
Al、Ca、Mg易氧化，通常采用Mn脱硫。 FeS + Mn = Fe + MnS
FeS + MnO = FeO + MnS
**焊条药皮中加入14%中碳锰铁→脱氧、脱硫
1.5 典型焊条的冶金性能分析
4、脱磷反应 脱磷反应只是理论上的，实际上是很难实现的。
因此，在钛钙型焊条中，很难进行脱磷反应，只有 严格控制所用原材料的低磷量。
使铁氧化
（FeO）
（SiO2）+2[Fe] = [Si] + 2FeO [FeO]
焊缝金属的力学性能、物理化学性能变坏
1.5 典型焊条的冶金性能分析
（2）脱氧反应 焊缝金属平均含氧量为0.05%-0.07% 钛钙型焊条的脱氧反应为：
1）Mn的脱氧反应
先期脱氧：锰与碳酸盐或高价氧化物分解出的CO2 及O2发生反应。 CaCO3 = CaO + CO2 Mn + CO2 = MnO + CO↑
5、焊缝金属合金化 焊芯采用H08A钢焊芯。 Mn、Si、Mo、W、V等需要从药皮过渡。
6、气孔敏感性
取决于熔渣的氧化性 氧化性提高→气孔敏感性增加
1.6 焊条的设计
了解焊条的设计与制造，主要目的是为了更好地选用焊条， 在制订焊接工艺时，充分考虑到焊条的特性。
（一）设计原则 技术上必须满足设计任务的要求，达到各项技术
易于形成气孔。 Mn的作用可以抗气孔形成。 2、还原反应 2[Mn] + (SiO2)=[Si] + 2(MnO)
进入焊缝
*此类焊条中，可以保证焊缝足够的Si
保证焊缝性能
1.5 典型焊条的冶金性能分析
3、脱硫反应 S通常以FeS、MnS的形式存在 元素与S亲和力从大到小的顺序是：
大 Al、Ca、Mg、Mn、Fe 小
焊接原理及工艺
第二章 焊接材料
主讲人：上官芸娟
办公室：304
焊接材料
01 焊条 02 焊剂 03 焊丝
02
01 PART ONE
焊条
2.1 焊条的分类
1.1 焊条的分类
（一）按焊条的用途分为
1、结构钢焊条
结构钢和低合金钢
2、钼和铬钼耐热钢焊条 珠光体耐热钢和马氏体耐热钢
3、不锈钢焊条
不锈钢和热强钢
1.4 焊条的工艺性能
（一）焊接电弧的稳定性
（二）焊缝成形
（三）各种位置焊接的适应性
（四）飞溅
（五）脱渣性
（六）焊条熔化速度 影响生产效率。
焊条的熔覆系数H。
（七）药皮发红
不锈钢焊条。
（八）焊接烟尘
1.4 焊条的工艺性能
焊条的选用
等强度原则：首先考虑母材的力学性能; 等性能原则：考虑焊件化学成份，工作条件 （载荷、介质、温度等）; 等条件原则：考虑焊接的结构复杂程度和刚 度（酸、碱性焊条）; 另外：考虑劳动条件、生产率和经济性。
铁粉氧化铁型 铁粉低氢型 铁粉低氢型
-
1.3 焊条的组成
2、焊条药皮的类型
（1）氧化钛型，简称钛型。药皮中加入35%以上TiO2和相当 数量的硅酸盐、锰铁及有机物
（2）氧化钛钙型，简称钛钙型。药皮中加入30%以上TiO2和 20%以下的碳酸盐以及相当数量的硅酸盐、锰铁，一般不加或 少加有机物。
（3）钛铁矿型。药皮中加入30%以上的钛铁矿和一定数量的硅 酸盐、锰铁以及少量有机物，不加或加少量的碳酸盐。
1.6 焊条的设计
(三)设计步骤 1 选定焊芯 2 选定药皮类型、渣系以及药皮配方
具体设计程序如下： 1)根据被焊金属的使用性能要求，初步拟定焊缝金属的合金
系统。
2)根据焊件的焊接性，修订焊缝金属的合金系统及确定焊缝 金属化学成分的要求。
3) 确定药皮类型及焊条配方的渣系。 4)估算合金元素的损失，初步确定合金剂的种类及数量，根
1.3 焊条的组成
焊芯中各种常见合金元素的作用：
C：钢中的主要合金元素。当含碳量增加时，钢的强度硬度明 显地增加，而塑性降低，钢的焊接性大大恶化，引起较大的 飞溅和气孔，且对焊接裂纹的敏感明显的增加。
Mn：合金剂，随着锰含量的增加，钢的强度和韧性增加。锰与 硫化合生成Mn2S作为熔渣覆盖要金属表面，从而抑制硫的有 害作用。同时，锰还有很好的脱氧作用。
焊缝常、低温性能较好，合金元素过 焊缝 焊缝常、低温性能一般合金元素 渡效果好，塑性的韧性好，特别是低温
金属 烧损较多
冲击韧度好。
性能
脱硫效果差，抗热裂纹能力差 脱氧、硫能力强。焊缝含氢、氧、硫
低，抗裂性能好
1.2 焊条的型号与牌号
(一)型号
E xx
xx
后缀字母 元素符号
焊接电流的种类及药皮类型
直流电源焊接
离，故电弧的稳定性较差，只能采用直
工艺 对铁锈、油污和水分的敏感性 流电源焊接
性能 不大，对抗气孔能力强。焊条使用 对水、锈产生气孔的敏感性较大，使
特点 前经75－150°C烘焙1h
用前须经350－400°C烘焙1h
飞溅小，脱渣性好 焊接时烟尘较少
飞溅较大，脱渣性稍差 焊接时烟尘较多
熔敷金属抗
熔敷金属化 附加化学成
焊条 拉强度最小 ０，１－表示全位置焊 学成分分类 分的元素符
值
２－表示手工焊及平角焊 代号
号
４－表示立向下焊
E 43 1 5
表示焊条药皮为低氢钠型，采用直流反接焊接 表示焊条适合于全位置焊接 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为424MPa 表示焊条
1.2 焊条的型号与牌号
百度文库
高温时SiO2还原→向熔池中过渡Si 冷却过程 [Si] + 2[FeO] = 2[Fe] + (SiO2)
*Si(Ti)脱氧时形成的脱氧产物SiO2(TiO2)会有一 部分来不及转移到熔渣中而留在焊缝金属中形成非金
属夹杂物，从而增加焊缝金属的含氧量。
1.5 典型焊条的冶金性能分析
3）碳的脱氧反应 熔池中： [C] + [FeO] = [Fe] + CO↑
（三）按焊接熔渣的碱度分
1、酸性焊条
含有较多酸性氧化物，氧化性强，外观成形美观、波 纹细密，可采用交、直流焊接，典型的E4303（J422）
2、碱性焊条
含有较多碱性氧化物，降低含H量，低氢焊条。焊接性能 好，耐冲击，重要结构。典型的E5015（J507）
1.1 焊条的分类 酸性焊条
碱性焊条
引弧容易，电弧稳定，可用交 由于药皮中含有的氟化物影响气体电
Si：在焊接过程中极易氧化成SiO2,从而使焊缝中含有多量的 夹物，严重时会引起热裂纹。
S、P：是有害元素，会引起裂纹和气孔，应严格控制含量。
1.3 焊条的组成
（二）焊条药皮
1、作用
（1）保护作用 药皮熔化→形成熔渣、气体→保护熔滴、熔池和焊接区、 隔离空气→防止氮气等有害气体进入焊缝 （2）冶金作用 药皮的组成物质发生冶金反应→去除有害杂质，保护或添 加有益合金元素→提高焊缝抗气孔性和抗裂性→焊缝满足 使用要求 （3）使焊条具有良好的工艺性能 使电弧容易引燃、稳定的连续燃烧，焊接飞溅小，焊缝成形 美观，易于脱渣，适宜于各种空间位置的焊接施工等。
2.1 焊剂的种类
（一）按焊剂的用途分类
1 按被焊材料分 钢用焊剂及有色金属用焊剂。 2 按焊接方法分 有埋弧焊焊剂和电渣焊焊剂。
（二）按焊剂的制造方法分类
1 熔炼焊剂
将一定比例的各种配料放在炉内熔炼，然后经过水冷粒化、烘干、筛选制成的焊剂。
2 非熔炼焊剂
根据焊剂烘焙温度不同分为粘结与烧结焊剂。
1.3 焊条的组成
2、焊条药皮的类型
药皮类型代号 00 01 03 10 11 12 13 15 16
药皮类型名称 特殊型
钛铁矿型 钛钙型
高纤维素钠型 高纤维素钾型
高钛钠型 高钛钾型 低氢钠型 低氢钾型
药皮类型代号 18 20 22 23 24 27 28 48
-
药皮类型名称 铁粉低氢型 高氧化铁型 氧化铁型 铁粉钛钙型 铁粉钛型
1.5 典型焊条的冶金性能分析
钛钙型焊条E4303
配方：采用大量的金红石、大理石以及适量的云母、 长石、白泥等作为造渣、造气及稳弧剂
保护：气渣联合保护。 钛钙型焊条的熔渣碱度 B1=0.76。
焊接时的气相成分为：CO50.7%、CO25.9%、H237.7%、 H2O5.7%。CO和H2承担保护作用。
CaCO3 + Mn = CaO + MnO + CO↑ 同时 Mn + 1/2O2 = MnO
1.5 典型焊条的冶金性能分析
沉淀脱氧：熔滴和熔池内
[Mn] + [FeO] = (MnO）+ [Fe]
MnO + SiO2 = MnO•SiO2 MnO + TiO2 = MnO•TiO2
进入熔渣
2）Si的脱氧反应
焊条牌号中第 三位数字含意
牌号后面加注 各字母符号 含义
1.3 焊条的组成
（一）焊芯
填充金属。含碳量要低。 成分控制比一般钢更严格。
选用低碳钢焊丝作为焊芯，牌号为H08A或“H08E”。 A-优 质钢；“E”-特级钢，对硫、磷限量更严格。
焊芯作用： 电极：导电产生电弧，把电能转换成热能； 填充金属：与液体母材金属熔合形成焊缝，同时调整焊缝 中合金元素成分.
铬不锈钢和铬镍不锈钢焊条
4、堆焊焊条
堆焊耐磨、耐蚀等特征要求
5、低温钢焊条
低温下工作的构件
6、铸铁焊条
焊补铸铁构件
7、镍及镍合金焊条 镍及高镍合金，异种金属焊接及堆焊
8、铜及铜合金焊条
9、铝及铝合金焊条
10、特殊用途焊条 水下焊接、水下切割等
1.1 焊条的分类
（二）按焊条药皮的类型分
氧化钛型焊条、钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、 纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条和盐基型焊条等。
1.5 典型焊条的冶金性能分析
焊接过程的冶金反应分析 1、氧化及脱氧反应
（1）铁的氧化
主要有以下途径：
1）电弧气氛中氧直接氧化： [Fe] + O = FeO + 515.76 kJ/mol
[Fe] + 1/2O2 = FeO + 26.97 kJ/mol
2）电弧气氛中CO2对铁的氧化 [Fe] + CO2 = [FeO] + CO
（4）氧化铁型。药皮中加入大量铁矿石和一定数量的硅酸盐、 锰铁以及少量有机物
1.3 焊条的组成
2、焊条药皮的类型 （5）纤维素型。药皮中加入15%以上的有机物，一定数量的 造渣物质及锰铁等。
（6）低氢型。药皮中加入大量碳酸盐、萤石、铁合金以及 TiO2等。
（7）石墨型。药皮中加入多量石墨，以保证焊缝金属的石墨 化作用。配以低碳钢芯或铸铁焊芯可用于铸铁焊条。
（8）盐基型。药皮由氟盐和氯盐组成，如NaF、KF、NaCl、 LiCl、冰晶石等。主要用于铝及铝合金焊条。
1.3 焊条的组成
3、药皮原材料的种类
矿物类、金属及铁合金、化工产品类、有机物类
4、药皮原材料的作用
（1）稳弧 碳酸钾、大理石、水玻璃、长石、金红石等。 （2）造渣 钛铁矿、金红石、大理石、石英砂、长石、云母、萤石等 。 （3）造气 木粉、淀粉、大理石、菱苦土等。 （4）脱氧 锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等。 （5）合金化 锰铁、硅铁、钼铁等。 （6）粘结 钠水玻璃、钾钠水玻璃等。 （7）成形 白泥、云母、钛白粉、糊精等。
（二）焊条的牌号
焊条牌号是根据焊条主要用途及性能特点对焊条产品具体 命名。
J 50 7
按照国标GB/T5117-95，它 应符合E5015型焊条要求。
低氢型药皮，直流
焊缝金属抗拉强度不低于 490MPa
结构钢焊条
焊条有特殊性能和用途的，在牌号后面加注起主要作用的元素或主 要用途的拼音字母(一般不超过二个)，如J507MoV、J507CuP。
据焊条的性能要求，选定药皮原材料，确定焊条药皮的初步 配方。
5)通过具体试验进行配方调整。
02 PART TWO
焊剂
2.1 焊剂的种类
定义
焊接时能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金 处理作用的一种颗粒状物质。 了解焊剂的种类、组成、性能及用途→ 便于制订焊接工艺和进一步研究。
焊剂包括： 埋弧焊及电渣焊用焊剂 气焊熔剂 钎焊熔剂
当温度超过3000K时，CO2的氧化性将大于空气。 温度升高→反应更加剧烈
1.5 典型焊条的冶金性能分析
3）电弧气氛中 H2O(g) 对铁的氧化
[Fe] + H2O(g) = [FeO] + H2
气相中的H2O(g)不仅使金属氧化，而且可以使焊缝 金属增氢。
4）熔渣中SiO2等氧化物与液态铁发生置换反应，
指标的规定；制造工艺上必须切实可行，经济效益要 好；卫生指标要先进，达到安保要求。
1.6 焊条的设计
（二）设计依据
（1）被焊母材的化学成分与力学性能指标。
（2）焊件的工作条件，如工作温度、工作压力 以及是否有耐磨性、耐腐蚀性等特殊要求。
（3）施工现场的焊接设备情况（交流焊机，直 流焊机？）以及施工的条件（如室内，室外，高 空，水下等？）。
Al、Ca、Mg易氧化，通常采用Mn脱硫。 FeS + Mn = Fe + MnS
FeS + MnO = FeO + MnS
**焊条药皮中加入14%中碳锰铁→脱氧、脱硫
1.5 典型焊条的冶金性能分析
4、脱磷反应 脱磷反应只是理论上的，实际上是很难实现的。
因此，在钛钙型焊条中，很难进行脱磷反应，只有 严格控制所用原材料的低磷量。
使铁氧化
（FeO）
（SiO2）+2[Fe] = [Si] + 2FeO [FeO]
焊缝金属的力学性能、物理化学性能变坏
1.5 典型焊条的冶金性能分析
（2）脱氧反应 焊缝金属平均含氧量为0.05%-0.07% 钛钙型焊条的脱氧反应为：
1）Mn的脱氧反应
先期脱氧：锰与碳酸盐或高价氧化物分解出的CO2 及O2发生反应。 CaCO3 = CaO + CO2 Mn + CO2 = MnO + CO↑
5、焊缝金属合金化 焊芯采用H08A钢焊芯。 Mn、Si、Mo、W、V等需要从药皮过渡。
6、气孔敏感性
取决于熔渣的氧化性 氧化性提高→气孔敏感性增加
1.6 焊条的设计
了解焊条的设计与制造，主要目的是为了更好地选用焊条， 在制订焊接工艺时，充分考虑到焊条的特性。
（一）设计原则 技术上必须满足设计任务的要求，达到各项技术
易于形成气孔。 Mn的作用可以抗气孔形成。 2、还原反应 2[Mn] + (SiO2)=[Si] + 2(MnO)
进入焊缝
*此类焊条中，可以保证焊缝足够的Si
保证焊缝性能
1.5 典型焊条的冶金性能分析
3、脱硫反应 S通常以FeS、MnS的形式存在 元素与S亲和力从大到小的顺序是：
大 Al、Ca、Mg、Mn、Fe 小
焊接原理及工艺
第二章 焊接材料
主讲人：上官芸娟
办公室：304
焊接材料
01 焊条 02 焊剂 03 焊丝
02
01 PART ONE
焊条
2.1 焊条的分类
1.1 焊条的分类
（一）按焊条的用途分为
1、结构钢焊条
结构钢和低合金钢
2、钼和铬钼耐热钢焊条 珠光体耐热钢和马氏体耐热钢
3、不锈钢焊条
不锈钢和热强钢
1.4 焊条的工艺性能
（一）焊接电弧的稳定性
（二）焊缝成形
（三）各种位置焊接的适应性
（四）飞溅
（五）脱渣性
（六）焊条熔化速度 影响生产效率。
焊条的熔覆系数H。
（七）药皮发红
不锈钢焊条。
（八）焊接烟尘
1.4 焊条的工艺性能
焊条的选用
等强度原则：首先考虑母材的力学性能; 等性能原则：考虑焊件化学成份，工作条件 （载荷、介质、温度等）; 等条件原则：考虑焊接的结构复杂程度和刚 度（酸、碱性焊条）; 另外：考虑劳动条件、生产率和经济性。
铁粉氧化铁型 铁粉低氢型 铁粉低氢型
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1.3 焊条的组成
2、焊条药皮的类型
（1）氧化钛型，简称钛型。药皮中加入35%以上TiO2和相当 数量的硅酸盐、锰铁及有机物
（2）氧化钛钙型，简称钛钙型。药皮中加入30%以上TiO2和 20%以下的碳酸盐以及相当数量的硅酸盐、锰铁，一般不加或 少加有机物。
（3）钛铁矿型。药皮中加入30%以上的钛铁矿和一定数量的硅 酸盐、锰铁以及少量有机物，不加或加少量的碳酸盐。