焊接培训教程
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22
3.2物理性能
3.2.1密度：是指金属单位体积所具有的质量， 即密度=质量/体积。单位是千克/立方米 （kg/m3）钢的密度7.85 kg/m3 。
3.2.2熔点：金属和合金从固态变液态时的温度， 称为熔点。单位为开（K）或摄氏度（℃）。 钢的熔点1400-1500 ℃左右。
23
3.3力学性能
横、立、仰焊位置以外）时进行的焊接。
21
三、钢材基本知识
3.1焊接中涉及到钢材的基本性能包括： A、物理性能（密度、熔点、导电性、导热性、
热膨胀性等） B、化学性能（耐腐蚀性、抗氧化性等） C、力学性能（强度、硬度、塑性、冲击韧性、
疲劳、蠕变等） D、工艺性能（可段性、切削加工性、冷弯性、
焊接性等）
2.39 仰角焊位置---倾角0°，180°；转角 225°，315°的角焊位置。
20
2.40 平焊---在平焊位置进行的焊接。 2.41 横焊---在横焊焊位置进行的焊接。 2.42 立焊---在立焊位置进行的焊接。 2.43 仰焊---在仰焊位置进行的焊接。 2.44 船形焊---T形、十字形和角接接头处于平
24
3.3.2塑性：金属材料在外力作用下产生永久变 形（去除外力后不能恢复原状）但不会被破坏 的能力，称为塑性。反映材料塑性的指标为断 后伸长率和断面伸缩率。
3.3.3冲击韧性：金属材料抵抗冲击负荷的能力 称为冲击韧性。通常用冲击功AK表示，单位是 焦耳（J）。
3.3.4硬度：材料抵抗外物压入其表面的能力称 为硬度。它是反映材料弹性、强度、塑性等性 能的综合指标。根据试验方法和适用范围，硬 度可分为布氏、洛氏、维氏、肖氏等硬度。
25
3.4工艺性能
3.4.1焊接性（可焊性）：是指金属在特定结构 和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量 要求的焊接接头的性能。焊接性一般根据焊接 时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化 来判断。
评价钢材可焊性的方法很多，常用的方法是用 碳当量法估算可焊性。
碳当量法：是将钢中的各种合金元素对钢材焊 接性能的影响程度，粗略地折算成碳的影响来 评价焊接时产生冷裂纹倾向及脆化倾向的一种 估算方法。
13
14
15
2.19定位焊缝---焊前为装配和固定构件接缝的 位置而焊接的短焊缝.
2.20焊趾---焊缝表面与母材的交界处. 2.21焊脚---角焊缝的横截面中,从一个直角面上
的焊趾到另一个直角面表面的最小距离. 2.22焊脚尺寸---在角焊缝横截面中画出的最大
等腰直角三角形中直角边的长度.
2.15对接接头---两件表面构成大于或等于 135°,小于或等于180°夹角的接头.
2.16角接接头---两件端部构成大于30°,小于 135°夹角的接头.
2.17T形接头---一件之端面与另一件表面构成 直角或近似直角的接头.
2.18搭接接头---两件部分重叠构成的接头.
11
12
26
3.4.2国际焊接学会推荐的碳当量计算公式
CE=｛C+ (Mn)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15｝ /100%
当CE<0.4%பைடு நூலகம்，可焊性优良，焊接时不必预热 当CE=0.4%～0.6%时，可焊性尚好，但需要适当
预热。 当CE>0.6%时，可焊性差
27
3.5常用钢材牌号及标准对照表
3.3.1强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和 断裂的能力称为强度。材料强度常用指标有屈 服强度和抗拉强度。
A、屈服强度：钢材在拉伸过程中，当载荷不 再增加甚至有所下降时，仍继续发生明显塑性 变形的现象，称为屈服现象。材料产生屈服现 象时的应力，称为屈服强度，用Re表示，单位 是Mpa。
B、抗拉强度：金属材料拉伸时，材料在拉断 前所承受的最大应力称为抗拉强度，用Rm表 示，单位是Mpa。
2
一、焊接基本知识
1.1定义：焊接是被焊工件的材质（同种或异 种），通过加热或加压或两者并用，并且用或 不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结 合而形成永久性连接的工艺过程。
1.2能量来源：包括气体焰、电弧、激光、电 子束、摩擦和超声波等。
3
1.3焊接分类：
4
1.4熔焊的特点：
2.11焊缝---焊件经焊接后所形成的结合部分.
2.12热影响区---焊接或切割过程中,材料因受热 的影响(但未熔化)而发生金相组织和机械性能 变化的区域.
2.13熔合区---焊缝与母材交接的过渡区,即熔合 线处微观显示的母材半熔化区.
10
2.14接头设计---根据工作条件所确定的接头形 式、坡口形式和尺寸以及焊缝尺寸等.
2.30引弧---弧焊时,引燃焊接电弧的过程.
18
2.31 焊接位置---熔焊时，焊件接缝所处的空间 位置，可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。有平 焊、立焊、横焊和仰焊位置等。
2.32 焊缝倾角---焊缝轴线与水平面之间的夹角。 2.33 焊缝转角---焊缝中心线（焊根和盖面层中
心连线）和水平参照面Y轴的夹角。 2.34 平焊位置---焊缝倾角0°，焊缝转角90°
16
2.23余高---超出母材表面连线上面的那部分焊 缝金属的最大高度.
2.24弧坑---弧焊时,由于断弧或收弧不当,在焊 道末端形成的低洼部分.
2.25焊道---每一次熔焊所形成的一条单道焊缝. 2.26焊层---多层焊时的每一个分层.每个焊层可
由一条焊道或几条并排相搭的焊道所组成.
31
4.2.2焊芯是焊条中的金属芯部。焊芯在电弧高 温作用下熔化，与焊件金属母材熔合形成焊缝。 焊条的直径是按焊芯直径来确定的，常用焊芯直 径φ2.5、φ3.2、φ4等。
4.2.3药皮的作用：主要有稳弧作用；造气作用； 造渣保护作用； 脱氧、去硫、去磷作用；渗合 金作用；套筒保护作用。
4.2.4焊条的酸碱性：焊条药皮中的氧化物多为 酸性氧化物，称为酸性焊条。反之，药皮中含大 量碱性氧化物同时，还含有氟化钙的焊条为碱性 焊条。
焊位置进行的焊接。 2.45 向上立焊---立焊时，热源自下向上进行的
焊接。 2.46 向下立焊---立焊时，热源自上向下进行的
焊接。 2.47 平角焊---在平角焊位置进行的焊接。 2.48 仰角焊---在仰角焊位置进行的焊接。 2.49 倾斜焊---焊件接缝置于倾斜位置（除平、
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化 状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热 源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔 池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊 缝而将两工件连接成为一体。
在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接 接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元 素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在 随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂 纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。
牌号 Q235 Q345、Q420、Q460、Q690
标准代号及名称 GB/T700-2006碳素结构钢 GB/T1591-2008低合金高强度结构钢
HPB235、HPB300 HRB335、HRB400
GB1499-2007钢筋混凝土用钢
28
2.6钢材牌号表示方法
Q 345 B 钢材质量等级A\B\C\D 钢材屈服强度345MPa 代表钢材屈服强度
32
酸性焊条药皮中主要有TiO2、MnO2、FeO、 SiO2等氧化物，氧化性强，元素烧损量大，含 氧、氮高，故机械性能差。又因酸性渣脱硫磷 能力差，所以抗裂性能差，但其工艺性好，对 油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，可用交、 直流电源。
碱性焊条药皮中主要有CaF2、SiO2、MgCO3 及大量铁合金，故脱氧能力强，脱硫脱磷能力 也较强，故机械性能和抗裂性能均较好；但工 艺性差，对油、锈和水敏感，易产生气孔，又 因含有CaF2，影响电弧稳定，只能用直流电 源施焊。碱性焊条含氢量低，故又称低氢焊条。
的焊接位置。
19
2.35 横焊位置---焊缝倾角0°，180°；焊 缝转角0°，180°的对接位置。
2.36 立焊位置---焊缝倾角90°（立向上）， 270°（立向下）的焊接位置。
2.37 仰焊位置---对接焊缝倾角0°，180°； 转角270°的焊接位置。
2.38 平角焊位置---角接焊缝倾角0°， 180°；转角45°，135°的角焊位置。
8
2.7坡口角度---两坡口之间的夹角. 2.8根部间隙---焊前在接头根部之间预留的空
隙. 2.9钝边---焊接开坡口时,沿焊件接头坡口根部
的端面直边部分.
9
2.10接头---由两个或两个以上零件要用焊接组 合或已经焊合的接点。检验接头性能应考虑焊 缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的 相互影响。
焊接培训教程
二〇一五年十一月
目录
1.焊接基本知识...................................3 2.焊接相关术语...................................7 3.钢材基本知识...................................22 4.焊接材料..........................................30 5.焊接工艺..........................................37 6.产品焊接工艺要求.............................66 7.焊接缺陷..........................................74 8.焊接质量检验...................................83
“2”表示适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用于 向下立焊； “15”表示焊条药皮类型为低氢钠型，采用直流反 接电源，“03”表示焊条药皮类型为钛钙型，采用交、 直流，正、反接电源均可； “G”表示熔敷金属化学成分分类代号。
34
4.3气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝
根据《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》 （GB/T8110-2008）的规定，该类焊丝的型号
7
2.4焊接工艺---制造焊件所有关的加工方法和 实施要求,包括焊接准备、材料选用、焊接方法 选定、焊接参数、操作要求等.
2.5 焊接工艺规程---制造焊件所有关的加工和 实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作 工操作时质量的再现性
2.6坡口---根据设计或工艺需要,在焊件的待焊 部位加工并装配成一定几何形状的沟槽.
钢材质量等级中：A级无冲击功要求；B 级冲击试验温度为+20℃；C级冲击试验 温度为0℃；D级冲击试验温度为-20℃。
29
四、焊接材料
4.1焊接方法与焊接材料
焊接方法
焊接材料
焊条电弧焊
焊条
气体保护焊 焊丝、保护气体
埋弧焊
焊丝、焊剂
30
4.2焊条
4.2.1焊条的组成：由焊芯和压涂在焊芯表 面的药皮组成 。
5
1.5焊接示意图
6
二、焊接相关术语
2.1焊接方法---指特定的焊接方法,如埋弧焊、 气保焊等,其含义包括该方法涉及的冶金、电、 物理、化学及力学原则等内容.
2.2熔焊(熔化焊)---将待焊处的母材金属熔化 以形成焊缝的焊接方法.
2.3熔池---熔焊时在焊接热源下,焊件所形成的 具有一定几何形状的液态金属部分.
33
4.2.5焊条牌号标示方法
碳钢焊条依国家标准《碳钢焊条》（GB/T5117）；低 合金钢焊条依国家标准《低合金钢焊条》（GB/T5118） 规定的表示方法，根据熔敷金属的力学性能、化学成 分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分的。
例：E5515-G 其中 “E”表示焊条； “55”表示熔敷金属抗拉强度的最小值为550MPA； “1”表示焊条适用于全位置焊接（包括“0”），
17
2.27二氧化碳气体保护焊---利用CO2作为保护 气体的气体保护焊.简称CO2焊.
2.28焊接电弧---由电焊电源供给的,具有一定电 压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中 产生的强烈而持久的放电现象.
2.29保护气体流量---气体保护焊时,通过气路系 统送往焊接区的保护气体的流量.通常用流量计 进行计量.
3.2物理性能
3.2.1密度：是指金属单位体积所具有的质量， 即密度=质量/体积。单位是千克/立方米 （kg/m3）钢的密度7.85 kg/m3 。
3.2.2熔点：金属和合金从固态变液态时的温度， 称为熔点。单位为开（K）或摄氏度（℃）。 钢的熔点1400-1500 ℃左右。
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3.3力学性能
横、立、仰焊位置以外）时进行的焊接。
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三、钢材基本知识
3.1焊接中涉及到钢材的基本性能包括： A、物理性能（密度、熔点、导电性、导热性、
热膨胀性等） B、化学性能（耐腐蚀性、抗氧化性等） C、力学性能（强度、硬度、塑性、冲击韧性、
疲劳、蠕变等） D、工艺性能（可段性、切削加工性、冷弯性、
焊接性等）
2.39 仰角焊位置---倾角0°，180°；转角 225°，315°的角焊位置。
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2.40 平焊---在平焊位置进行的焊接。 2.41 横焊---在横焊焊位置进行的焊接。 2.42 立焊---在立焊位置进行的焊接。 2.43 仰焊---在仰焊位置进行的焊接。 2.44 船形焊---T形、十字形和角接接头处于平
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3.3.2塑性：金属材料在外力作用下产生永久变 形（去除外力后不能恢复原状）但不会被破坏 的能力，称为塑性。反映材料塑性的指标为断 后伸长率和断面伸缩率。
3.3.3冲击韧性：金属材料抵抗冲击负荷的能力 称为冲击韧性。通常用冲击功AK表示，单位是 焦耳（J）。
3.3.4硬度：材料抵抗外物压入其表面的能力称 为硬度。它是反映材料弹性、强度、塑性等性 能的综合指标。根据试验方法和适用范围，硬 度可分为布氏、洛氏、维氏、肖氏等硬度。
25
3.4工艺性能
3.4.1焊接性（可焊性）：是指金属在特定结构 和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量 要求的焊接接头的性能。焊接性一般根据焊接 时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化 来判断。
评价钢材可焊性的方法很多，常用的方法是用 碳当量法估算可焊性。
碳当量法：是将钢中的各种合金元素对钢材焊 接性能的影响程度，粗略地折算成碳的影响来 评价焊接时产生冷裂纹倾向及脆化倾向的一种 估算方法。
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2.19定位焊缝---焊前为装配和固定构件接缝的 位置而焊接的短焊缝.
2.20焊趾---焊缝表面与母材的交界处. 2.21焊脚---角焊缝的横截面中,从一个直角面上
的焊趾到另一个直角面表面的最小距离. 2.22焊脚尺寸---在角焊缝横截面中画出的最大
等腰直角三角形中直角边的长度.
2.15对接接头---两件表面构成大于或等于 135°,小于或等于180°夹角的接头.
2.16角接接头---两件端部构成大于30°,小于 135°夹角的接头.
2.17T形接头---一件之端面与另一件表面构成 直角或近似直角的接头.
2.18搭接接头---两件部分重叠构成的接头.
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3.4.2国际焊接学会推荐的碳当量计算公式
CE=｛C+ (Mn)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15｝ /100%
当CE<0.4%பைடு நூலகம்，可焊性优良，焊接时不必预热 当CE=0.4%～0.6%时，可焊性尚好，但需要适当
预热。 当CE>0.6%时，可焊性差
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3.5常用钢材牌号及标准对照表
3.3.1强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和 断裂的能力称为强度。材料强度常用指标有屈 服强度和抗拉强度。
A、屈服强度：钢材在拉伸过程中，当载荷不 再增加甚至有所下降时，仍继续发生明显塑性 变形的现象，称为屈服现象。材料产生屈服现 象时的应力，称为屈服强度，用Re表示，单位 是Mpa。
B、抗拉强度：金属材料拉伸时，材料在拉断 前所承受的最大应力称为抗拉强度，用Rm表 示，单位是Mpa。
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一、焊接基本知识
1.1定义：焊接是被焊工件的材质（同种或异 种），通过加热或加压或两者并用，并且用或 不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结 合而形成永久性连接的工艺过程。
1.2能量来源：包括气体焰、电弧、激光、电 子束、摩擦和超声波等。
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1.3焊接分类：
4
1.4熔焊的特点：
2.11焊缝---焊件经焊接后所形成的结合部分.
2.12热影响区---焊接或切割过程中,材料因受热 的影响(但未熔化)而发生金相组织和机械性能 变化的区域.
2.13熔合区---焊缝与母材交接的过渡区,即熔合 线处微观显示的母材半熔化区.
10
2.14接头设计---根据工作条件所确定的接头形 式、坡口形式和尺寸以及焊缝尺寸等.
2.30引弧---弧焊时,引燃焊接电弧的过程.
18
2.31 焊接位置---熔焊时，焊件接缝所处的空间 位置，可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。有平 焊、立焊、横焊和仰焊位置等。
2.32 焊缝倾角---焊缝轴线与水平面之间的夹角。 2.33 焊缝转角---焊缝中心线（焊根和盖面层中
心连线）和水平参照面Y轴的夹角。 2.34 平焊位置---焊缝倾角0°，焊缝转角90°
16
2.23余高---超出母材表面连线上面的那部分焊 缝金属的最大高度.
2.24弧坑---弧焊时,由于断弧或收弧不当,在焊 道末端形成的低洼部分.
2.25焊道---每一次熔焊所形成的一条单道焊缝. 2.26焊层---多层焊时的每一个分层.每个焊层可
由一条焊道或几条并排相搭的焊道所组成.
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4.2.2焊芯是焊条中的金属芯部。焊芯在电弧高 温作用下熔化，与焊件金属母材熔合形成焊缝。 焊条的直径是按焊芯直径来确定的，常用焊芯直 径φ2.5、φ3.2、φ4等。
4.2.3药皮的作用：主要有稳弧作用；造气作用； 造渣保护作用； 脱氧、去硫、去磷作用；渗合 金作用；套筒保护作用。
4.2.4焊条的酸碱性：焊条药皮中的氧化物多为 酸性氧化物，称为酸性焊条。反之，药皮中含大 量碱性氧化物同时，还含有氟化钙的焊条为碱性 焊条。
焊位置进行的焊接。 2.45 向上立焊---立焊时，热源自下向上进行的
焊接。 2.46 向下立焊---立焊时，热源自上向下进行的
焊接。 2.47 平角焊---在平角焊位置进行的焊接。 2.48 仰角焊---在仰角焊位置进行的焊接。 2.49 倾斜焊---焊件接缝置于倾斜位置（除平、
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化 状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热 源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔 池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊 缝而将两工件连接成为一体。
在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接 接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元 素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在 随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂 纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。
牌号 Q235 Q345、Q420、Q460、Q690
标准代号及名称 GB/T700-2006碳素结构钢 GB/T1591-2008低合金高强度结构钢
HPB235、HPB300 HRB335、HRB400
GB1499-2007钢筋混凝土用钢
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2.6钢材牌号表示方法
Q 345 B 钢材质量等级A\B\C\D 钢材屈服强度345MPa 代表钢材屈服强度
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酸性焊条药皮中主要有TiO2、MnO2、FeO、 SiO2等氧化物，氧化性强，元素烧损量大，含 氧、氮高，故机械性能差。又因酸性渣脱硫磷 能力差，所以抗裂性能差，但其工艺性好，对 油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，可用交、 直流电源。
碱性焊条药皮中主要有CaF2、SiO2、MgCO3 及大量铁合金，故脱氧能力强，脱硫脱磷能力 也较强，故机械性能和抗裂性能均较好；但工 艺性差，对油、锈和水敏感，易产生气孔，又 因含有CaF2，影响电弧稳定，只能用直流电 源施焊。碱性焊条含氢量低，故又称低氢焊条。
的焊接位置。
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2.35 横焊位置---焊缝倾角0°，180°；焊 缝转角0°，180°的对接位置。
2.36 立焊位置---焊缝倾角90°（立向上）， 270°（立向下）的焊接位置。
2.37 仰焊位置---对接焊缝倾角0°，180°； 转角270°的焊接位置。
2.38 平角焊位置---角接焊缝倾角0°， 180°；转角45°，135°的角焊位置。
8
2.7坡口角度---两坡口之间的夹角. 2.8根部间隙---焊前在接头根部之间预留的空
隙. 2.9钝边---焊接开坡口时,沿焊件接头坡口根部
的端面直边部分.
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2.10接头---由两个或两个以上零件要用焊接组 合或已经焊合的接点。检验接头性能应考虑焊 缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的 相互影响。
焊接培训教程
二〇一五年十一月
目录
1.焊接基本知识...................................3 2.焊接相关术语...................................7 3.钢材基本知识...................................22 4.焊接材料..........................................30 5.焊接工艺..........................................37 6.产品焊接工艺要求.............................66 7.焊接缺陷..........................................74 8.焊接质量检验...................................83
“2”表示适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用于 向下立焊； “15”表示焊条药皮类型为低氢钠型，采用直流反 接电源，“03”表示焊条药皮类型为钛钙型，采用交、 直流，正、反接电源均可； “G”表示熔敷金属化学成分分类代号。
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4.3气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝
根据《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》 （GB/T8110-2008）的规定，该类焊丝的型号
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2.4焊接工艺---制造焊件所有关的加工方法和 实施要求,包括焊接准备、材料选用、焊接方法 选定、焊接参数、操作要求等.
2.5 焊接工艺规程---制造焊件所有关的加工和 实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作 工操作时质量的再现性
2.6坡口---根据设计或工艺需要,在焊件的待焊 部位加工并装配成一定几何形状的沟槽.
钢材质量等级中：A级无冲击功要求；B 级冲击试验温度为+20℃；C级冲击试验 温度为0℃；D级冲击试验温度为-20℃。
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四、焊接材料
4.1焊接方法与焊接材料
焊接方法
焊接材料
焊条电弧焊
焊条
气体保护焊 焊丝、保护气体
埋弧焊
焊丝、焊剂
30
4.2焊条
4.2.1焊条的组成：由焊芯和压涂在焊芯表 面的药皮组成 。
5
1.5焊接示意图
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二、焊接相关术语
2.1焊接方法---指特定的焊接方法,如埋弧焊、 气保焊等,其含义包括该方法涉及的冶金、电、 物理、化学及力学原则等内容.
2.2熔焊(熔化焊)---将待焊处的母材金属熔化 以形成焊缝的焊接方法.
2.3熔池---熔焊时在焊接热源下,焊件所形成的 具有一定几何形状的液态金属部分.
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4.2.5焊条牌号标示方法
碳钢焊条依国家标准《碳钢焊条》（GB/T5117）；低 合金钢焊条依国家标准《低合金钢焊条》（GB/T5118） 规定的表示方法，根据熔敷金属的力学性能、化学成 分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分的。
例：E5515-G 其中 “E”表示焊条； “55”表示熔敷金属抗拉强度的最小值为550MPA； “1”表示焊条适用于全位置焊接（包括“0”），
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2.27二氧化碳气体保护焊---利用CO2作为保护 气体的气体保护焊.简称CO2焊.
2.28焊接电弧---由电焊电源供给的,具有一定电 压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中 产生的强烈而持久的放电现象.
2.29保护气体流量---气体保护焊时,通过气路系 统送往焊接区的保护气体的流量.通常用流量计 进行计量.