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1、焊接的组成及作用研究1.1.1焊条1、焊条的组成及作用1)焊芯—焊丝作用(1)导电、维持电弧燃烧;(2)填充金属焊芯材料有选择性(P15表1-1):用量最多的是H08、H08A,还有H08E。A—优质,E—特优:S、P的含量C、Mn、Si、S、P和其它ME的控制2)药皮(1)作用:①机械保护作用②冶金处理作用③工艺性能良好(2)组成①稳弧剂:改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性,原材料为易电离或电离势低的物质。如:K2CO3、CaCO3大理石、长石、钾水玻璃②造渣剂:造成具有一定物理性能、化学性能的
2、熔渣,起到保护作用和改善焊缝成型。如:钛铁矿、金红石、萤石、长石等。③造气剂:造气保护,有机物、碳酸盐.有机物如:木粉、淀粉、析出气体CO、H,碳酸盐析出气体CO2,高温时产生CO。④脱氧剂:降低药皮中或熔渣的氧化性和脱除金属中的氧。铁合金:锰铁、钛铁、硅铁、Re等。⑤合金剂:使焊缝补偿烧损和获得必要的合金成分。一般Mn-Fe、Si-Fe、Mo-Fe、镍粉、铬粉。⑥粘结剂:将涂料牢固的粘在焊芯上,参加冶金反应,如钠水玻璃、钾水玻璃与钠水玻璃混合。⑦成型剂:便于用机器压制焊条,额外加入一些能改善涂料
3、塑性或滑润性物质。如云母、白泥、滑石等。2、焊条的种类及型号1)种类按用途分:(1)结构钢焊条;(2)不锈钢焊条(3)钼和铬钼耐热钢焊条(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)铜及铜合金焊条(9)铝及铝合多焊条(10)特殊用途焊条按焊接熔渣的碱度分(1)酸性焊条(2)碱性焊条要求掌握定义按焊条药皮的类型分:氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型等按药皮重量系数划分:(1)厚皮焊条:药皮重量系数30%~50%(2)薄皮焊条:药皮重量系数1%~2%药皮重量
4、系数的概念:药皮重/焊芯重2)焊条的型号与牌号(1)焊条牌号以结构钢为例:牌号编制法。JXXX,J:结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:代表焊缝金属抗拉强度。J507焊条为例J507低氢型药皮、直流熔敷金属抗拉强度不低于490MPa结构钢焊条(2)焊条型号焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。以结构钢为例,型号编制法为字母“E”表示焊条,第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度,第三位数字表示焊条的焊接位置,第三、四位数字表示焊接电流种类及药皮类型。完整的焊条型号举例如
5、下:E4315表示焊条药皮为低氢钠型,并可采用直流反接焊接表示焊条适用于全位置焊接表示熔敷金属抗拉强度的最小值420MPa表示焊条3、焊条的性能1)工艺性能1(1)焊接电弧的弧定性(稳弧性)影响因素:焊条药皮成份,电源的特性,焊接规范等.药皮成份的影响.若药皮中含低电离势元素,U↓→稳弧性↑某些元素的电离势元素KNaBaCaTiMnFeSiCHOFCO2电离势4.325.125.166.086.817.407.837.9411.2213.5313.5618.614.3碱性焊条:J507,低氢型,电
6、弧稳定性不好原因:药皮中含萤石较多,CaF2氟电离势高18.6伏,与电子亲和力大,夺取电弧中的电子,形成负离子,恶化电弧的稳定性。J506加入了低电离势物质,K.、Na则可用交,直流.但K、Na与F的亲和力大,KF、NaF有毒.酸性焊条:SiO2、TiO2、CaO、云母、长石中含K2O、Na2O等,稳弧性好。判定稳弧性:①测最大的燃烧电弧长度LmaxLmax↑稳↑断弧长度越大,稳弧性越好.②示波器,观察电流,电弧电压波形的变化情况控制低氢型焊条稳弧性方法:a)CaCO3/CaF2比例控制并加入K2
7、CO3和水玻璃。b)添加10~20%纯铁粉和少量Al-Mg合金粉.c)用MgF2代CaF2不仅提高稳弧性,还可改善焊缝成型和脱渣.d)加入少量CsCO3(0.1~1.0%)铯电离势比K小,还可加石墨0.5~3.0%,熔点低,套筒长度小。(2)在各种位置焊接适应性焊缝位置:平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝、一般焊条均可进行平焊,但不是所有焊条均可立、仰、横焊。立、仰、横焊难点在于:①重力作用下焊条熔滴不易向熔池过渡;②熔池金属和熔渣下流.解决方法:1)适当增加电弧吹力,调整药皮熔点和厚度,使焊条端部产
8、生适当长度的套筒,药皮中加入一定数量造气剂.2)熔渣的物理性能适应熔渣的凝固温度焊条类型凝固温度℃凝固温度范围℃纤维素型1200-129090钛型1320-1420100钛铁矿型130-126130氧化铁型1180-1350170凝固温度范围窄,粘度表面张力随温度变化,使熔渣能在较短时间内迅速凝固,才能立、仰横焊,凝固温度范围↑,不易横、仰、立焊.粘度(η)、表面张力(σ)长渣:粘度随温度的降低而缓慢增大的熔渣。短渣:粘度随温度的降低而快速增大的熔渣。氧化铁型药皮凝固温度范围大不适