焊条焊接参数的选择方法教案

××××××市安全生产培训机构教师

优秀教案课件评选活动参评教案工种：焊接与切割

课程名称：金属焊接与切割作业

焊接与切割基础知识

作者姓名：×××

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第三章：焊条电弧焊与电弧切割

第二节焊条及焊接参数的选择方法

一、焊条的选择方法

（一）焊条的组成

焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极。

它由药皮和焊芯两部分组成，在焊条前端药皮有45°左右的倒角，这是为了便于引燃，在尾部有一段裸焊芯，约占焊条总长1/16，便于焊钳夹持并有利于导电。焊条的直径（焊芯）常见的有φ2.5、φ3.2、φ4.0三种。

1、焊芯：焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。

焊芯的作用：

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。（1）、焊芯中各种常见合金元素对焊接的影响：

碳（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。随着含碳量的增加，钢的焊接性大大恶化，会引起较大的飞溅和气孔。而且对焊接裂纹的敏感明显的增加。低碳钢焊芯的含碳量一般≤0.1％

锰Mn：一种很好的合金剂，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。一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0.30～0.55％硅Si：硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性剂抗酸性能；若含量过高，则降低塑性和韧性，在焊接过程中极易氧化成SiO2,从而使焊缝中含有多量的夹杂物，严重时会引起热裂纹。

镍Ni：镍对钢的韧性有比较明显的效果，一般低温冲击值要求较高时，适当掺入一些镍。

硫S、磷P：是有害元素，会引起裂纹和气孔。对于它们应严格控制含量，其各自含量不得大于0.03 ％

（2）、焊芯的分类

焊芯可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类

2、药皮：圧涂在焊芯表面的涂层称为药皮

焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用，若采用无药皮的光焊条焊接，则在焊接过程中，空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属，将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化形成各种氧化物和氮化物，并残留在焊缝中，造成焊缝夹渣或裂纹。而融入熔池中的气体使焊缝产生大量气孔，使焊缝机械性能大大降低。药皮能使电弧稳定，飞溅减少，焊缝成型好。它是决定焊缝金属质量的主要元素之一

（1）药皮的作用

①机械保护作用

气保护：在焊接时，药皮熔化后产生大量的气体，罩着熔池，保护熔化金属。

渣保护：药皮高温熔化后，形成融渣覆盖熔池金属，隔绝空气，减缓焊缝冷却速度，促进熔池金属中气体的排出，减少生成气孔的可能性

②冶金作用：通过融渣与熔化金属冶金反应，除去有害杂质并添加有益的合金元素；药皮中的还原剂，使氧化物还原，保证焊缝质量；药皮中加入铁合金或纯合金元素，以弥补合金元素烧损并提高焊缝金属的机械性能。

③改善焊接工艺性能：使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好，易脱渣

和熔敷效率高等。

总之，药皮的作用是保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能，并使焊条具有良好的焊接工艺性能。

（2）焊条药皮的组成：焊条药皮是由各种矿物类、铁合金有机物和化工产品等原料组。

（二）、焊条的分类

1、按焊条的用途分：①低碳钢和低合金高强度钢焊条。②钼和铬钼耐热钢焊条。③不锈钢焊条。④堆焊焊条。⑤低温钢焊条。

⑥铸铁焊条。⑦镍及镍合金焊条。⑧铜及铜合金。⑨铝及铝合金焊条

2、按焊条药皮熔化后的熔渣特性分为：酸性焊条和碱性焊条

酸性焊条：其熔渣的成分主要是酸性氧化物及其它在焊接时易放出氧的物质，药皮里的造气剂为有机物，焊接时产生保护气体。

碱性焊条：其熔渣的成分主要是碱性氧化物，并含有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂。

两种焊条的特点比较：

（三）、焊条的选用

焊条的选用应根据组成焊接机构钢的化学成分、机械性能、焊接性工作环境等要求，以及焊接机构的形状、受力情况和焊接设备的方面进行综合考虑，以决定选用哪种焊条。

在选用焊条时应注意下列原则：

1、考虑焊件的机械性能、化学成分。

①低碳钢、中碳钢和低合金钢可按其强度等级来选用相应强度的焊条。

②对于塑性、冲击韧性和抗裂性能要求高，低温条件下工作的焊缝用碱性焊条。焊口铁锈、油污和氧化皮等脏物多时选用酸性焊条。

③异种钢的焊接一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。

2、考虑焊件的工作条件及使用性能。

①对于工作环境有特定要求的焊件，应选用相应的焊条，如低温钢焊条、水下焊条等。

②珠光体耐热钢选用与钢材化学成分相似的焊条，或根据焊件的工作温度来选取。

3、考虑简化工艺、提高生产率、降低成本。

①薄板焊接或点焊易采用“E4313”。

②在满足焊件使用性能和焊条操作性能的前提下，应选用规格大、效率高的焊条。

③在使用性能基本相同时应尽量选择价格较低的焊条。

二、焊接参数的选择方法

焊接参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。

（一）焊条直径的选择

焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因

素。

焊接电流的大小，主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、

焊缝空间位置及焊缝层次等因素来决定。

（三）电弧电压的选择

电弧电压是由电弧长来决定，电弧长应小于或等于焊条直径，即短弧焊；使用酸性焊条时有时将电弧稍微拉长焊接，即长弧焊。

（四）焊接层数的选择

焊接层数多些，对提高焊缝的塑性、韧性有利，但层数增加使焊件的变形严重，因此要综合考虑确定。

（五）电源种类和极性的选择

直流电源：电弧稳定，飞溅小，焊接质量好。

交流电源：焊机结构简单，造价低，使用维护方便。

极性的选择：利用电弧中阳极温度比阴极温度高的特点，来选择极性，一般情况下，碱性焊条采用直流反接，酸性焊条采用正接。