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第10讲焊接材料简介焊接材料是焊接时使用的形成熔敷金属的填充材料、保护熔融金属不受氧化氮化的保护材料、协助熔融金属凝固成形的衬垫材料等等。包括焊条、焊丝、电极、焊剂、气体、衬垫等。〔1〕焊条焊条由焊芯和药皮组成。手工焊条电弧焊时，焊条焊芯既是电极，又是填充金属。1〕常用焊条类型及其特点焊条药皮类型主要有6种，其特点如下：①低氢型焊条：——药皮主要由碳酸盐及氟化物等碱性物质组成的碱性焊条，可分为低氢钠型〔型号为EXX15碱性，只能用直流电源〕和低氢钾型〔型号为EXX16碱性，也可以是钛型或钛钙型，可交直流两用〕两种。正确使用时，熔敷金属中的扩散氢的含量低，其冲击韧性和塑性较好。这类焊条熔渣流动性好，焊接工艺性一般，焊波较粗，飞溅稍大，电弧较短，熔深较深，脱渣一般，适于全位置焊接。一般用直流电源。是压力容器用得最多的一种焊条。②钛钙型焊条：——〔型号为EXX03〕药皮中含有质量分数为30%以上氧化钛〔金红石或钛白粉〕及适量的〔质量分数＜20%〕的钙和镁碳酸盐矿石的酸性焊条。这类焊条熔渣流动性好，电弧较稳定，熔深一般，脱渣容易，飞溅少，焊波美观，适于全位置焊接，电源可为交直流。属于钛钙型焊条的还有铁粉钛钙型〔型号为EXX23〕。③钛铁矿型焊条：——〔型号为EXX0l〕药皮中含有质量分数为30%以上钛铁矿一定量的碳酸盐的酸性焊条。这类焊条熔渣流动性良好，电弧稍强，熔深较深，烙渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般，焊波整齐，适于全位置焊接，可交直流两用。④高钛型焊条：——药皮中以氧化钛为主要组成物，其质量分数≥35％的酸性焊条，可分为高钛钠型〔型号为EXX12〕和高钛钾型〔型号为EXX13〕两种。这类焊条电弧稳定，引弧容易，熔深较浅、熔渣覆盖良好、焊波美观、脱渣容易、飞溅少，适于全位置焊接，可交直流焊接。但熔敷金属的塑性和抗裂性较差。EXX14、EXX24是铁粉钛型焊条，后者比前者铁粉量更多些。⑤高纤维素型焊条：——药皮中含有多量有机物的酸性焊条。可分为高纤维素钠型〔型号为EXX10〕和高纤维素钾型〔型号为EXX11〕
1两种。纤维素含量约占药皮总量的20%～30%。这类焊条的纤维素产生大量气体保护熔敷金属，电弧吹力强，熔深深，熔化速度快，脱渣少，飞溅一般，适于全位置焊接，尤其是立焊和仰焊，也可向下焊，可交直流两用。⑥氧化铁型焊条：——〔型号为EXX20、EXX22，20不适用于薄板焊接，而22适用于薄板焊接〕药皮中含有多量氧化铁及二氧化硅组成物的酸性焊条。这类焊条熔化速度快，焊接生产率高，电弧稳定，引弧容易，熔深较深，飞溅稍多，最适合中厚板平焊，立焊和仰焊的操作性能较差，熔敷金属抗裂性较好，可交直流两用。2〕国产焊条的分类一般有三种分类方法：按焊条用途分〔即按?焊接材料产品样本?分类〕①结构钢焊条，以“结〞字或“J〞表示；②钼和铬钼耐热钢焊条，以“热〞字或“R〞表示；③不锈钢焊条，以“铬〞和“奥〞字或“G〞或“A〞表示；④堆焊焊条，以“堆〞字或“D〞表示；⑤低温钢焊条，以“温〞字或“W〞表示；⑥铸铁焊条，以“铸〞字或“Z〞表示；⑦镍及镍合金焊条，以“镍〞或“Ni〞表示；⑧铜及铜合金焊条，以“铜〞或“T〞表示；⑨铝及铝合金焊条，以“铝〞或“L〞表；⑩特殊用途焊条，以“特〞或“TS〞表示。按焊条药皮熔化后熔渣性质分：①酸性焊条；②碱性焊条。按药皮的类型分类见表8.2。表8.2焊条药皮类型
2牌号药皮类型焊接电源牌号药皮类型焊接电源××0不规定的类型不规定××5纤维素型交流或直流××1氧化钛型交流或直流××6低氢型交流或直流××2氧化钛钙型交流或直流××7低氢型直流××3钛铁矿型交流或直流××8石墨型交流或直流××4氧化铁型交流或直流××9盐基型直流3〕结构钢焊条牌号结构钢焊条牌号的表示表8.3结构钢焊条焊缝强度等级牌号焊缝金属抗拉强度等级Mpa〔kgf/mm2〕焊缝金属屈服强度等级Mpa〔kgf/mm2〕J42×420〔43〕330〔34〕J50×490〔50〕410〔42〕
3J55×540〔55〕440〔450〕J60×590〔60〕530〔54〕J70×690〔70〕590〔60〕J75×740〔75〕640〔65〕J80×780〔80〕690〔70〕J85×830〔85〕740〔75〕J90×880〔90〕780〔80〕J10×980〔100〕880〔90〕表8.4焊条特殊用途符号特殊用途符号含义特殊用途符号含义G管道焊接〔只有J422G〕RH高韧性超低氢X立向下焊GH有较上下温韧性低氢GM盖面
4Z重力R高韧性D底层焊XG管子用立向H超低氢GR低温高韧性DF低尘CuP焊接铜磷钢用LMA耐吸潮Fe铁粉焊条4〕钼钢和铬钼耐热钢焊条牌号钼钢和铬钼耐热钢焊条牌号的表示：表8.5耐热钢焊条化学成份等级牌号焊缝主要化学成份Cr〔%〕等级焊缝主要化学成份Mo〔%〕等级热1××——热2××热3××1—2—1热4××1热5××5热6××71热7××91
5热8××1115〕不锈钢焊条牌号不锈钢焊条牌号表示：表8.6不锈钢焊缝金属化学成份等级牌号焊缝金属主要化学成份Cr〔%〕组成等级焊缝金属主要化学成份Ni〔%〕组成等级G2××13G3××17——A0××〔C含量≤0.04%超低碳〕A1××188A2××1812
6A3××2513A4××2520A5××1625A6××1535A7××铬锰氮不锈钢A8××1818A9××待开展6﹚焊条型号和焊条牌号的对应关系焊条型号是国家标准中规定的焊条编号，牌号是原国家机械工业委员会在“焊接材料产品样本〞中统一规定的焊条行业编号。它们之间差异在于，牌号中没有区别焊接位置的编号。型号和牌号之间的对应关系见表8.7。国家标准焊接材料产品样本焊条大类﹙按化学成分分﹚焊条大类﹙按用途分﹚标准号名称代号类别名称代号字母汉字GB5117-95碳钢焊条E1J结GB5118-95低合金钢焊条E1结构钢焊条J结
72钼和铬钼耐热钢焊条R热3低温钢焊条W温GB983-85不锈钢焊条E4不锈钢焊条G铬A奥GB984-85堆焊焊条ED5堆焊焊条D堆—————6铸铁焊条Z铸—————7镍及镍合金焊条Ni镍GB3670-83铜及铜合金焊条TCu8铜及铜合金焊条T铜GB3669-83TAI9铝及铝合金焊条L铝—————10特殊用途焊条TS特殊7﹚碳钢焊条型号编号方法表8.8焊条型号关于焊接位置、药皮类型、焊接电流种类的含义
8焊条型号第三位数字代表的焊接位置第三、第四位数字组合代表的药皮类型焊接电流种类E××00各种位置﹙平、立、横、仰﹚特殊型交流、直流正、反接E××01钛铁矿型E××03钛钙型E××10高纤维素型直流反接E××11高纤维素钾型交流或直流反接E××12高钛钠型交流或直流正接E××13高钛钾型交流或直流正、反接E××14铁粉钛型交流或直流正、反接E××15低氢钠型直接反接E××16低氢钾型交流或直流反接E××18铁粉低氢型交流或直流反接E××20平角焊氧化铁型交流或直流反接E××22平交流或直流正、反接E××23平、平角焊铁粉钛钙型交流或直流正、反接E××24铁粉钛型交流或直流正、反接E××27铁粉氧化铁型交流或直流正接E××28铁粉低氧型E××48平、立、仰、立向下铁粉低氢型交流或直流反接8﹚不锈钢焊条型号表示方法
9不锈钢焊条型号表示方法与碳钢焊条的表示方法根本一样，不同的是“E〞后面的一组数字不是表示强度，而是表示不锈钢的化学成分。常用不锈钢焊条型号GB/T983-1995与GB983-1985的对照表如下：GB/T983-1995GB983-1985GB/T983-1995GB983-1985E308E019-10E310E2-26-21E308LE00-19-10E316E0-18-12MO2E309E1-23-13E316LE00-18-12MO2E309LE00-23-13E347E019-10Nb﹙2﹚焊丝1﹚焊丝的种类实心焊丝是从金属线材直接拉拔而成的焊丝。药芯焊丝是将薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，在其中填满一定成份的药粉，经拉制而成的焊丝。2﹚实芯焊丝牌号编制方法
103﹚药芯焊丝牌号编制方法牌号焊接时的保护方法YJ××—1气保护YJ××—2自保护YJ××—3气保护自保护两用YJ××—4其它保护形式﹙3﹚钨极钨极和焊条或埋弧焊、电渣焊、熔化极气体保护的焊丝都是电极，但它是不熔化为填充金属的电极。钨的熔点为3410℃，沸点为5900℃，是常见金属中最高的，因而是不熔极电弧的最适宜的电极材料。钨极有纯钨、钍钨、铈钨三种。纯钨极电子逸出功大，电子发射能力差，要求空载电压高，承载电流能力小，目前根本不用。钍钨极参加
11氧化钍可降低电子逸出功，提高电子发射能力，可降低空载电压，改善引弧性能和稳弧性能，增大电流许用范围。但有微量放射性。牌号有WHh-10﹙含ThO21.0%~1.5%﹚和WHh-15﹙含ThO21.5%~2.0%﹚铈钨极参加少量氧化铈，比钍钨极更易引弧，电弧损耗更少，放射性剂量也低得多，是目前应用最多的钨极。牌号为Wce-20﹙含CeO22.0%﹚﹙4﹚焊剂埋弧时、电渣焊都用焊剂。常用焊剂有熔炼焊剂和烧结焊剂。1﹚熔炼焊剂牌号表示方法表8.11熔炼焊剂牌号与硅、氟量牌号焊剂类型二氧化硅Si02﹙%﹚氟化钙CaF2﹙%﹚HJ×1×低硅低氟<10<10HJ×2×中硅低氟10-30<10HJ×3×高硅低氟>30<10HJ×4×低硅中氟<1010-30HJ×5×中硅中氟10-3010-30HJ×6×高硅中氟>3010-30
12HJ×7×低硅高氟<10>30HJ×8×中硅高氟10-30>30HJ×9×其他牌号焊剂类型氧化锰Mn0含量﹙%﹚HJ1××无锰<2HJ2××低锰2~5HJ3××中锰15~30HJ4××高锰>302﹚烧结焊剂牌号表示方法焊剂其作用相当于焊条的药皮，它的作用如下：①保护熔池，防止空气中氧、氮等气体侵入；②具有脱氧与合金化作用，与焊丝配合可得到所需成分和性能的焊缝金属；
13③使焊缝成形良好；④使熔敷金属的冷却速度减慢，减少气孔、夹渣等缺陷产生；⑤防止飞溅，减少损失，提高熔敷系数。熔炼焊剂主要由矿物熔炼后成玻璃状再碎成一定粒度的颗粒，制造时耗能多，焊剂中不能参加脱氧剂和合金剂，但颗粒强度高，不易粉化，耐潮性较好。烧结焊剂由药粉加粘结剂拌好后造粒烧结而成。制造时耗能较少，焊剂中可参加脱氧剂和合金剂，有利于提高焊缝质量和性能，但颗粒强度低，易粉化，耐潮性不好。﹙5﹚中外常用焊条、焊剂对照常用焊条、焊剂牌号对照及烘焙要求牌号符合〔相当〕下述标准的焊条型号烘干温度〔℃〕保温时间〔小时〕GBAWSJISJ442E4303D43031501-2J427E4315E6015350-4001-2J502E5003D50031501-2J507E5015E7015D5015350-4001-2A132E347-16E347-16D347-161501-2A137E347-15E347-15350-4001-2A302E309-16E309-16D309-161501-2A307E309-15E309-15350-4001-2HJ350HJ402-H10Mn2F6A0-EH14YSF43-W41250-3502
14HJ250G250-3502HJ431HJ401-H08AF6A2-EL12YSF42-W11250-3502
