_焊接技术讲座

焊接技术讲座主讲：穆平如第一节焊条的分类，性能及用途一焊条的组成及作用电焊条由焊芯和药皮两部分组成1 焊芯：焊接时焊芯的功用，一是传导焊接电流，产生电弧：二是焊芯熔化形成焊缝中的填充金属。

2 药皮：药皮是焊条的重要组成部分，也是决定焊条和焊接质量的重要因素。

一般来说焊条药皮是由矿石、铁合金或纯金属、化工物料和有机物的粉末混合均匀后粘接在焊芯上。

焊接过程中药皮的主要作用有：1）保护作用：在焊接过程中某些物质（如有机物，碳酸盐等）受热分解出气体（如CO2等）或形成熔渣起到气保护或渣保护作用，使熔滴和熔池金属免受有害气体（如大气中的O2 、N2）的影响。

2）金属处理作用：同焊芯配合，通过冶金反应脱氧、去氢、去除杂质（如S、P）或渗入有益的合金元素。

3）改善焊接工艺性能：通过焊条药皮不同物质的合理组配（即药皮配方设计），有助于提高焊条的操作工艺性能，如稳定电弧、减少飞溅、改善脱渣、焊缝成型和提高熔敷效率等。

二对焊条的基本要求在焊接过程中，为确保焊接质量，对焊条通常有如下要求：1）焊缝金属应具有良好的力学性能或其它物理性能，如结构钢、不锈钢、耐热钢等，焊条均要求焊缝金属应具有规定的抗拉强度等力学性能或耐腐蚀、耐热的物理性能。

2）焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求。

3）焊条应具有良好的焊接工艺性能。

如电弧稳定、飞溅小、脱渣性好和焊缝成型好、生产效率高、低尘毒等特性。

4）要求焊条应具有良好的抗气孔、抗裂纹能力。

5）应具有良好的外观（表皮）质量。

药皮应均匀、光滑的包覆在焊芯的周围，偏心度一般应小于或等于焊条直径的4%、5%、7%，药皮无开裂、脱落、起泡等缺陷。

尺寸符合要求，焊芯应无明显的锈迹，药皮与焊芯应具有稳定的结合强度及一定的耐潮性等。

三焊条型号与牌号的对照：型号（按化学成分分类）牌号（按用途分类）第二节焊条的现场管理焊条厂应严格按照有关焊条的国家标准规定，对出厂产品进行全面质量检查，每一包装中必须带有产品说明书和检验合格证，每一批产品应有产品质量保证书。

一、焊条的保管1）仓库的管理进厂的焊条必须包装完好，产品说明书、合格证和质量保证书等齐全，进料检验可按照有关的焊条国家标准进行复检，经检验合格后方可办理入库手续。

焊条应存放在干燥（室温10°25°C，相对湿度小于50%）、通风良好的仓库中，不允许露天存放或放置在有害气体和腐蚀性介质的室内，室内应保证空气流通，严防受潮。

焊条存放应按照类别、型号、规格、批次、产地、入库时间的分类存放，并有明显标记，避免混乱。

在搬运过程中应轻拿轻放，防止损坏。

保管人员应熟悉各类焊条的一般性知识，按有关规定认真保管，定期查看，发现受潮、污损、错放、错发等应及时处理。

2）施工中的管理焊条领用或再次烘干时必须仔细核查焊条的牌号（或型号）、分类规格，做好记录，防止错领、错用造成的质量事故，不同类型的焊条一般不能同在一炉中烘干，若使用时间较长或野外施工时，最好使用焊条保温筒。

二、焊条使用前的烘干出厂的焊条都已经过高温烘干，并用防潮材料（如塑料袋、纸盒等）加以包装。

在一定程度上可以防止药皮吸潮，但实际在保管过程中总是要吸潮的，吸潮的程度与储存环境温度、湿度、时间及药皮类型、粘结剂的含量、质量、焊条制造质量（工艺过程）和包装质量的有关。

焊条吸潮情况除了可以在实验室中测定药皮的含水量外，在现场可以从下列几方面加以判断。

1）包装防潮差，有破损，有破损时（如塑料袋未封口，破损等）焊条通常吸潮严重。

2）从制造日期看，一般来说存储期长的焊条，药皮表面易出现白霉状的斑点，焊芯有锈迹，表明烘干已受潮严重。

3）听烘干的声音，将几根焊条平放在手中摇动，吸潮后的焊条会失去清脆的金属声音。

4）施焊。

焊接时受潮的焊条通常会出现电弧吹力大，熔深增加，飞溅增大的情况。

钛型、钛钙型焊条，会出现熔渣覆盖不良，成形差的情况；低氢型焊条，熔渣的表面通常会出现很多小孔，严重时焊缝中易出现气孔。

为确保焊接质量，焊条在使用前应进行再次烘干，烘干规范如下：三、焊条的用量计算由于焊条品种繁多，接头形式多样，在实际施工中也不可能完全按理论尺寸进行生产，可在碳钢焊条的基础上，进行修正、估算，一般来说是可以满足工程实际需要的。

1）对接接头焊条用量的计算由于坡口形式不同（如V、U、双V型等），焊条的用量也不相同，但各种焊缝的余高基本想近。

焊条用量（W）可以表示为： W=()A B LPRG（g）W——焊条需用量（g） A——坡口横截面积 B——余高横截面积L——焊缝长度 P——焊缝金属的密度（3/g cm）RG——焊条金属回收率（RG=0.55）2）等边直角焊缝焊条的计算W=221000l LPKRG（kg）L——焊脚长度L——焊缝长度P——焊缝金属的密度（7.85X10-3g/cm3）K——焊缝高度因数（K=（A+B）/A=1.2）RG——焊条金属回收率（RG=0.55）四、焊条的选用每种焊条都有一定的特性和用途。

焊接时必须考虑被焊工件的材质，工作条件（静载荷、动载荷、腐蚀介质、工作温度等）。

结构形状、刚性大小，及施工条件、设备等相关因素，此外还需考虑生产效率和经济效率。

上述因素会给合理选用焊条带来一定难度，所以在选用焊条时，首先认真了解各种焊条的性能、成份用途，把被焊工件的材质、成份和性能作为选用焊条类别的主要依据，同时也应考虑工件的结构形状、刚性大小、使用工作条件等；其次应考虑到施工条件、生产效率和经济效率等。

五、基本原则：焊接技术工人应掌握基本的选用焊条的三个条件：等强度、等同性、等条件。

工程技术人员应按五条选用标准来选用焊条。

1、考虑工件材质的力学性能及化学成分工件材质的力学性能、成分及焊接性是选用焊条的首要条件。

1）等强度观点，是指所选用焊条熔敷金属的抗拉强度与被焊母材金属的抗拉强度相等或相近。

这是指焊接钢结构（碳素钢、低合金强度钢）最常用最基本的原则，也是结构钢焊条选用的基本原则，同时也是结构钢焊条分类的主要依据和特性。

2）等韧性观点是指所选用的焊条熔敷金属的韧性与被焊母材金属的韧性相同或相近。

焊接高强度结构钢时，实际使用情况看，这种结构的破坏往往不是强度不够，而是韧性不足导致产生裂纹或脆断，所以往往选用熔敷金属强度等级略低于母材金属，而韧性相等或相近的焊条。

也是高强度钢焊接时所说的“低组配等韧性”焊接形式。

3）等成分观点：使熔敷金属的化学成分符合或接近母材金属。

这是不锈钢和耐热钢焊接时，选用焊条的主要最基本的原则。

4）化学成分：当被焊材料的焊接性较差，如碳、硫、磷等有害杂质较高时，应选用抗裂性好的焊条，如同等强度的低氢焊条。

2、工件的工作条件和使用性能工件的工作条件和使用性能是选用焊条的重要条件之一。

1）承受动载荷或冲击载荷情况下，焊缝金属不仅应保证足够的抗拉强度和屈服强度，而且对韧度和塑性亦有效高的要求，此时应首选用具有优良韧性和塑性的低氢焊条，其次是钛钙型焊条。

2）焊件在腐蚀条件下工作应根据介质的种类、浓度、工作温度、腐蚀类型等选用不锈钢焊条，对要求耐大气或海水腐蚀的可选用含有铜磷的结构钢焊条。

3）承受耐磨损时，工件在有磨损条件下工作时，应根据磨损的性质（金属间磨损、磨粒磨损）、工作温度（常温或高温）和腐蚀介质等来选用适宜的堆焊焊条。

4）工作温度，处在高温或低温下工作的工件，根据工件所处的工作温度不同，选择相应的焊条，以保证在高温或低温下的力学性能，即选用适宜的耐热钢或低温钢焊条。

3、工件的复杂程度及刚性的大小1）工件的形状及刚性，对工件形状复杂、厚度大、刚性大的工件，在焊接过程中，冷却速度快，收缩应力大，易产生裂纹，在选用焊条时，应选用抗裂性能好、韧性好、塑性高、含氢量低的焊条，如低氢型焊条，超低氢型焊条，高韧度焊条。

2）焊接部件的限制，当工件的焊接部位不能翻转时，应选用适于全位置焊接的焊条。

3）施焊工作条件，在实际生产中要根据设备条件和工作现场的工作条件来合理选用焊条。

4、如没有直流焊机时，必须选用可交、直流两用的焊条。

现场不能进行焊后热处理清除应力的，通常选用与母材成分不同，但抗裂性和塑性好的焊条，如珠光体、耐热钢焊接时可选用奥氏体不锈钢焊条，可免去焊后热处理。

在酸性和碱性焊条都可以满足要求时，应尽量选用酸性焊条，（如钛型、钛钙型）或低尘、低毒的碱性焊条。

5、生产效率和经济性对焊接工作量大的结构，在可能的条件下应尽量选用高效率焊条，如铁粉焊条，重力焊条，底层焊条，立向下焊条和高效不锈钢焊条等。

.这不仅有利于生产效率的提高，而且也有利于焊接质量的提高和稳定。

需要指出的，有不少单位或个人，盲目增大焊条直径或提高焊接电流的方法来提高生产效率，这是很难以保证焊接质量的，因而是错误的。

在保证使用性能的前提下，应尽量选用价格低的焊条，我国大力提倡的，符合我国资源的钛铁矿型焊条，以代替钛型或钛钙型焊条，在常温下工作或一般腐蚀条件下工作的不锈钢工件，就不必选用价格高的超底碳或含铌的不锈钢焊条，以降低材料费，提高经济效益。

第三节焊接碳钢的焊条选用1、焊接低碳钢时焊条的选用1）根据等强的原则：在一般情况下选用E43XX（J42X）系列焊条，可符合等强度的原则。

如Q235，其抗拉强度的平均值约417.5MPa而E43XX系列焊条的抗拉强度不小于420MPa正好与之匹配。

这也是低碳钢焊接时焊条选用的主要依据。

（E43XX）有多种型号，可根据受载情况、结构特点等加以选用。

2）根据接头形式、板厚和焊接位置等选择焊条。

厚度增加时，同等强度等级中应选用抗裂性能好的焊条，如底氢型焊条。

接头形式或焊接位置的不同，焊缝选用也不同，平对接焊或船形焊接时，可按板厚选用焊条，平角焊时，可根据焊脚尺寸来选用焊条，若焊脚尺寸较大，应选用抗裂性能较好，焊条直径较大的焊条。

立、横、仰焊接位置时，应选用全位置焊接适应性较好的，焊条直径较小的焊条（一般 4mm）；向下立焊时，应选用J421、J425等，但最好选用专用的立向下焊条如J421X、J425X、J426X等；在背面不能进行焊接而又需要打底焊时，最好选用专用底层焊条如J505MOD、J506D。

（1）括号内的焊条牌号表示可以代用。

根据低碳钢板厚来选用焊条板厚（）、、、、焊条牌号2、焊接中碳钢时焊条的选用中碳钢含碳量较高（碳的质量分数为0.3~0.6%），焊接性比较低碳钢差，含碳量的增加，焊接性变差。

主要问题是热影响区易产生塑性淬硬组织，这种组织产生的倾向随含碳量的增加而增大。

当焊接件的刚性较大或焊条或焊接工艺参数选用不当时，易产生冷裂纹。

多层焊的第一层，由于熔合比较大，焊缝金属中含碳及硫磷杂质会增高，易产生裂纹，在弧坑处更为敏感。

另外随着含碳量的增加，气孔敏感性也增大。

中碳钢焊接时应尽量选用低氢型焊条，此焊条具有较好的脱硫能力，熔敷金属的塑性和韧性度良好，含氢低，所以无论对热裂纹或氢至冷裂纹来说，抗裂性均较高。