1、2022-6-2212022-6-221热烈欢迎各位同仁热烈欢迎各位同仁参加取证学习参加取证学习第九章第九章 焊条电弧焊与碳弧气刨焊条电弧焊与碳弧气刨2022-6-222第九章第九章 焊条电弧焊与碳弧气刨焊条电弧焊与碳弧气刨第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 一、焊条电弧焊的基本原理一、焊条电弧焊的基本原理 手工操纵焊条进行焊手工操纵焊条进行焊接的一种电弧焊方法。基接的一种电弧焊方法。基本原理是利用焊条与工件本原理是利用焊条与工件之间产生的电弧热使焊条之间产生的电弧热使焊条与母材熔化冷凝后形成焊与母材熔化冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接
2、头的缝，从而获得牢固接头的焊接过程。如图焊接过程。如图9 9l l所示。所示。 图图91 焊条电弧焊示意图焊条电弧焊示意图1焊条药皮焊条药皮 2焊条芯焊条芯 3电弧电弧 4熔滴熔滴5熔池熔池 6保护气体保护气体 7熔渣熔渣 8焊缝焊缝2022-6-223第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 焊接电弧就是指在加有一定电压的两电极或电极与焊件焊接电弧就是指在加有一定电压的两电极或电极与焊件间的气体介质中产生的强烈而持续的放电现象间的气体介质中产生的强烈而持续的放电现象( (俗称电弧燃烧俗称电弧燃烧) )。 电弧燃烧的必要条件是气体电离及阴极
3、电子发射。电弧燃烧的必要条件是气体电离及阴极电子发射。 1 1气体电离气体电离 气体受到电场或热能的作用，就会使中性气体原子中的气体受到电场或热能的作用，就会使中性气体原子中的电子获得足够的能量，以克服原子核对它的引力而成为自自电子获得足够的能量，以克服原子核对它的引力而成为自自电子，同时中性的原子由于失去了带负电荷的电子而变成带电子，同时中性的原子由于失去了带负电荷的电子而变成带正电荷的正离子。这种使中性的气体分子或原子释放电子形正电荷的正离子。这种使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程叫做气体电离。成正离子的过程叫做气体电离。2022-6-224第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的
4、基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 在焊接时，使气体介质电离的种类主要有热电离、电场在焊接时，使气体介质电离的种类主要有热电离、电场作用下的电离、光电离。作用下的电离、光电离。 (1)(1)热电离热电离。气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电。气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。温度越高，热电离作用越大。离。温度越高，热电离作用越大。 (2)(2)电场作用下的电离电场作用下的电离。带电粒子在电场的作用下，各作。带电粒子在电场的作用下，各作定向高速运动，产生较大的动能，当不断与中性粒子相碰撞时，定向高速运动，产生较大的动能，当不断与中性粒子相碰撞时，则不断地产生电离
5、。两电极间的电压越高，电场作用越大，则则不断地产生电离。两电极间的电压越高，电场作用越大，则电离作用越强烈。电离作用越强烈。 (3)(3)光电离光电离。中性粒子在光辐射的作用下产生的电离，称。中性粒子在光辐射的作用下产生的电离，称为光电离。为光电离。2022-6-225第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 2 2阴极电子发射阴极电子发射 阴极中的部分电子穿过金属表面连续地向外发射的现象，阴极中的部分电子穿过金属表面连续地向外发射的现象，称为阴极电子发射。称为阴极电子发射。 一般情况下，电子是不能自由离开金属表面向外发射的，一般情况下，电
6、子是不能自由离开金属表面向外发射的，要使电子逸出电极金属表面而产生电子发射，就必须加给电子要使电子逸出电极金属表面而产生电子发射，就必须加给电子一定的能量，使它克服电极金属内部正电荷对它的静电引力。一定的能量，使它克服电极金属内部正电荷对它的静电引力。 焊接时阴极所吸收的能量不同，所产生的电子发射有以下焊接时阴极所吸收的能量不同，所产生的电子发射有以下几类：几类：热发射、电场发射、撞击发射热发射、电场发射、撞击发射等，几种电子发射作用常等，几种电子发射作用常常是同时存在，相互促进的。阴极发射电子后，又从焊接电源常是同时存在，相互促进的。阴极发射电子后，又从焊接电源获得新的电子。获得新的电子。2
7、022-6-226 (1)(1)热发射热发射。焊接时，阴极表面温度很高，阴极中的电子。焊接时，阴极表面温度很高，阴极中的电子运动速度很快，当电子的动能大于阴极内部正电荷的吸引力时，运动速度很快，当电子的动能大于阴极内部正电荷的吸引力时，电子即冲出阴极表面，产生热发射。温度越高，则热发射作用电子即冲出阴极表面，产生热发射。温度越高，则热发射作用越强烈。越强烈。 (2)(2)电场发射电场发射。在强电场的作用下，由于电场对阴极表面。在强电场的作用下，由于电场对阴极表面电子的吸引力，电子可以获得足够的动能，从阴极表面发射出电子的吸引力，电子可以获得足够的动能，从阴极表面发射出来。当两电极的电压越高，金
8、属的逸出功越小，则电场发射作来。当两电极的电压越高，金属的逸出功越小，则电场发射作用越大。用越大。 (3)(3)撞击发射撞击发射。当运动速度较高、能量较大的正离子撞击。当运动速度较高、能量较大的正离子撞击阴极表面时，将能量传递给阴极而产生的电子发射现象，叫做阴极表面时，将能量传递给阴极而产生的电子发射现象，叫做撞击发射。如果电场强度越大，在电场的作用下正离子的运动撞击发射。如果电场强度越大，在电场的作用下正离子的运动速度也越快，则产生的撞击发射作用也越强烈。速度也越快，则产生的撞击发射作用也越强烈。 产生焊接电弧的操作成为引弧。引弧有接触引弧和非接触产生焊接电弧的操作成为引弧。引弧有接触引弧和
9、非接触引弧，焊条电弧焊采用的是接触引弧。引弧，焊条电弧焊采用的是接触引弧。2022-6-227第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 3 3焊接电弧的温度焊接电弧的温度 焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成，各区域的温度和放出的区三部分组成，各区域的温度和放出的热量是不同的。在焊条接负热量是不同的。在焊条接负( () )极、焊极、焊件接正件接正(+)(+)极的直流电弧焊中，如图极的直流电弧焊中，如图9 92 2所示。如用碳钢焊条焊接时，阳极区温所示。如用碳钢焊条焊接时，阳极区温度约为度约为2600026
10、000，放出的热量占焊接电弧，放出的热量占焊接电弧总热量的总热量的3636左右；阴极区温度约为左右；阴极区温度约为2400024000，放出的热量占焊接电弧总热量，放出的热量占焊接电弧总热量的的4343左右；弧柱区温度最高，可达左右；弧柱区温度最高，可达6000600080008000，放出的热量占焊接电弧，放出的热量占焊接电弧总热量的总热量的2l2l左右。左右。图图92 焊接电弧构造示意图焊接电弧构造示意图2022-6-228第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 使用交流电焊接时，由于极性是交替变化的，因此，焊条使用交流电焊接时，由于
11、极性是交替变化的，因此，焊条( (电极电极) )与焊件上的温度和热量分布基本相同。与焊件上的温度和热量分布基本相同。焊接电弧现象焊接电弧现象 2022-6-229第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 二、焊条电弧焊的适用范围二、焊条电弧焊的适用范围 焊条电弧焊可以进行焊条电弧焊可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置等多位置焊接。另外由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊接。另外由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊条电弧焊可以在任何有电源的地方进行焊接作业。适用于焊条电弧焊可以在任何有电源的地方进行焊接
12、作业。适用于各种厚度金属、各种结构形状的焊接。各种厚度金属、各种结构形状的焊接。2022-6-2210第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 三、电弧切割三、电弧切割 电弧切割主要有碳弧气割、碳弧刨割条和等离子弧切割。电弧切割主要有碳弧气割、碳弧刨割条和等离子弧切割。 ( (一一) )碳弧气割的基本原理碳弧气割的基本原理 碳弧气割是利用碳极电弧的高温，把金属的局部加热到碳弧气割是利用碳极电弧的高温，把金属的局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，从而，从而达达到对金属进行切割的一
13、种加工方法到对金属进行切割的一种加工方法，如图，如图9 93 3所示。目前，所示。目前，这种切割金属的方法在金属结构制造部门得到广泛应用。这种切割金属的方法在金属结构制造部门得到广泛应用。图图93 碳孤气刨切割示意图碳孤气刨切割示意图电弧气刨电弧气刨2022-6-2211第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 碳弧气割过程中，压缩空气的主要作用是把碳弧气割过程中，压缩空气的主要作用是把碳极电弧高碳极电弧高温加热而熔化的金属吹掉温加热而熔化的金属吹掉，还可以对碳棒电极起冷却作用，还可以对碳棒电极起冷却作用，这样可以相应地减少碳棒的烧损。但是
14、，压缩空气的流量过这样可以相应地减少碳棒的烧损。但是，压缩空气的流量过大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于对所要切割大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于对所要切割的金属进行加工。的金属进行加工。 ( (二二) )碳弧刨割条碳弧刨割条 电弧刨割条的外形与普通焊条相同，电弧刨割条的外形与普通焊条相同，是利用药皮在电弧高温下产生的喷射气是利用药皮在电弧高温下产生的喷射气流，吹除熔化金属、达到刨割的目的。流，吹除熔化金属、达到刨割的目的。工作时只需交、直流弧焊机，不用空气工作时只需交、直流弧焊机，不用空气压缩机。操作时其电弧必须达到一定的压缩机。操作时其电弧必须达到一定的喷射能力，才能除去
15、熔化金属。喷射能力，才能除去熔化金属。2022-6-2212第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 ( (三三) )电弧切割的适用范围及优缺点电弧切割的适用范围及优缺点 1 1用电弧切割对焊缝进行清根，比过去生产中常使用的用电弧切割对焊缝进行清根，比过去生产中常使用的风铲生产风铲生产效率可提高数倍效率可提高数倍，尤其是在仰焊和立焊位置进行焊缝，尤其是在仰焊和立焊位置进行焊缝清根时，其优越性更为突出。清根时，其优越性更为突出。 2 2改善了工人的劳动条件。过去在使用风铲进行开坡口改善了工人的劳动条件。过去在使用风铲进行开坡口和清根时，噪声和
16、振动大，长年使用风铲工作的工人，多患有和清根时，噪声和振动大，长年使用风铲工作的工人，多患有耳聋性职业病，而且劳动强度也很高。耳聋性职业病，而且劳动强度也很高。 3 3可以用电弧切割来加工焊缝坡口，特别适用于开可以用电弧切割来加工焊缝坡口，特别适用于开U U型坡型坡口。口。2022-6-2213第一节第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围 4 4使用方便，操作灵活。对处于窄小空间位置的焊缝，使用方便，操作灵活。对处于窄小空间位置的焊缝，只要轻巧的刨枪能伸进去的地方，就可以进行切割作业。只要轻巧的刨枪能伸进去的地方，就可以进行切割作业。 5 5可
17、以用电弧切割清除不合格焊缝中的缺陷，然后进行可以用电弧切割清除不合格焊缝中的缺陷，然后进行修复。也可以用电弧切割清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口修复。也可以用电弧切割清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷。及铸件中的缺陷。 6 6可以用电弧切割的方法加工多种可以用电弧切割的方法加工多种不能用气割加工的金不能用气割加工的金属，如铸铁、不锈钢、铜、铝等。属，如铸铁、不锈钢、铜、铝等。 7 7设备、工具简单，操作使用安全。只要有一台功率大设备、工具简单，操作使用安全。只要有一台功率大于于400A400A直流焊机和相应功率大于直流焊机和相应功率大于1 12MPa2MPa的空气压缩机，有专的空气压缩
18、机，有专用的电弧切割电极及碳棒，就可以工作。用的电弧切割电极及碳棒，就可以工作。2022-6-2214第二节第二节 焊条电弧焊、电弧切割的安全特点焊条电弧焊、电弧切割的安全特点 一、焊条电弧焊的安全特点一、焊条电弧焊的安全特点 1 1焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为505090V90V。而人。而人体所能承受的安全电压为体所能承受的安全电压为303045V45V，由此可见手工电弧焊焊接由此可见手工电弧焊焊接设备的空载电压高于人体所能承受的安全电压，所以当操作人设备的空载电压高于人体所能承受的安全电压，所以当操作人员在员在更换焊条时更换焊条时，有可能发生，有可能
19、发生触电触电事故。尤其在容器和管道内事故。尤其在容器和管道内操作，四周都是金属导体，触电危险性更大。因此焊条电弧焊操作，四周都是金属导体，触电危险性更大。因此焊条电弧焊操作者在操作时操作者在操作时应戴手套，穿绝缘鞋应戴手套，穿绝缘鞋。2022-6-2215第二节第二节 焊条电弧焊、电弧切割的安全特点焊条电弧焊、电弧切割的安全特点 2 2焊接电弧弧柱中心的温度高达焊接电弧弧柱中心的温度高达6000600080008000。焊条电。焊条电弧焊时，焊条、焊件和药皮在电弧高温作用下，发生蒸发、弧焊时，焊条、焊件和药皮在电弧高温作用下，发生蒸发、凝结和气体，凝结和气体，产生大量烟尘产生大量烟尘。同时，电
20、弧周围的空气在。同时，电弧周围的空气在弧光弧光强烈辐射作用下，还会产生臭氧、氮氧化物等强烈辐射作用下，还会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体有毒气体，在，在通风不良的情况下，通风不良的情况下，长期接触会引起危害焊工健康的多种疾长期接触会引起危害焊工健康的多种疾病病。因此焊接环境应通风良好。因此焊接环境应通风良好。2022-6-2216第二节第二节 焊条电弧焊、电弧切割的安全特点焊条电弧焊、电弧切割的安全特点 3 3焊接时人体直接受到弧光辐射焊接时人体直接受到弧光辐射( (主要是紫外线和红外主要是紫外线和红外线的过度照射线的过度照射) )时，会引起操作者眼睛和皮肤的疾病。时，会引起操作者眼睛和皮肤的疾
21、病。因此操因此操作者作者在操作时应戴防护面具和穿工作服。在操作时应戴防护面具和穿工作服。 4 4焊条电弧焊操作过程中，由于电焊机线路故障或者飞焊条电弧焊操作过程中，由于电焊机线路故障或者飞溅物引燃可燃易爆物品以及燃料容器管道补焊时防爆措施不溅物引燃可燃易爆物品以及燃料容器管道补焊时防爆措施不当等，当等，都会引起爆炸和火灾事故。都会引起爆炸和火灾事故。2022-6-2217第二节第二节 焊条电弧焊、电弧切割的安全特点焊条电弧焊、电弧切割的安全特点 二、电弧切割的安全特点二、电弧切割的安全特点 电弧切割时，除应知道焊条电弧焊的安全特点外，还应电弧切割时，除应知道焊条电弧焊的安全特点外，还应注意以下
22、几点：注意以下几点： 1 1电弧切割过程中电弧切割过程中，由于有压缩空气的存在，露天操作，由于有压缩空气的存在，露天操作时，应注意顺风方向进行操作，以防吹散的熔渣烧坏工作服时，应注意顺风方向进行操作，以防吹散的熔渣烧坏工作服和灼伤皮肤，并要注意周围场地的防火。和灼伤皮肤，并要注意周围场地的防火。 2 2在容器或舱室内部操作时在容器或舱室内部操作时，内部空间尺寸不能过于，内部空间尺寸不能过于窄小，并要加强抽风及排除烟尘措施。窄小，并要加强抽风及排除烟尘措施。 3 3切割时应尽量使用带铜皮的专用碳棒。切割时应尽量使用带铜皮的专用碳棒。2022-6-2218第二节第二节 焊条电弧焊、电弧切割的安全特
23、点焊条电弧焊、电弧切割的安全特点 4 4电弧切割时使用电流较大电弧切割时使用电流较大，连续工作时间较长，要注，连续工作时间较长，要注意防止焊机超载，以免烧毁焊机。意防止焊机超载，以免烧毁焊机。 为克服电弧切割的粉尘大、有气味的缺点，还可采用水为克服电弧切割的粉尘大、有气味的缺点，还可采用水碳弧气刨的方法；它的原理与一般碳弧气刨相同，只是在压碳弧气刨的方法；它的原理与一般碳弧气刨相同，只是在压缩空气中含有大量水雾，利用喷雾来降低碳弧气刨的粉尘污缩空气中含有大量水雾，利用喷雾来降低碳弧气刨的粉尘污染。水碳弧气刨可使环境粉尘降低染。水碳弧气刨可使环境粉尘降低40406060左右。左右。2022-6-
24、2219第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 一、焊条的选择方法一、焊条的选择方法 ( (一一) )焊条的组成及作用焊条的组成及作用 焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极。它是焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极。它是由药皮和焊芯两部分组成。压涂在焊芯表面上的涂层即药皮，由药皮和焊芯两部分组成。压涂在焊芯表面上的涂层即药皮，焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯，如图焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯，如图9 94 4所示。焊条作所示。焊条作为传导焊接电流的电极和焊缝的填充金属，其性能和质量直接为传导焊接电流的电极和焊缝的填充金属，其性能和质量直接影响的焊接质
25、量。影响的焊接质量。图图94 焊条组成示意图焊条组成示意图1焊芯焊芯 2药皮药皮 3夹持端夹持端 4引弧端引弧端焊条焊条2022-6-2220第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 焊条一端未涂药皮的焊芯焊条一端未涂药皮的焊芯( (长度约占焊条总长长度约占焊条总长1 116)16)，是，是焊条的夹持端，供焊钳夹持并有利于导电。在焊条的另一端焊条的夹持端，供焊钳夹持并有利于导电。在焊条的另一端药皮有药皮有4545左右的倒角，将焊芯金属露出，便于引弧。左右的倒角，将焊芯金属露出，便于引弧。 1 1焊芯焊芯 (1)(1)焊芯成分及作用焊芯成分及作用 焊条中被药皮包覆的金属芯称
26、为焊芯。焊接时，焊芯有焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。一般碳钢和低合金钢焊条是选用低碳钢焊芯，焊芯由碳缝。一般碳钢和低合金钢焊条是选用低碳钢焊芯，焊芯由碳素焊条钢盘条加工而成。常用的低碳钢焊芯有素焊条钢盘条加工而成。常用的低碳钢焊芯有H08AH08A和和H08EH08E两两个牌号。个牌号。2022-6-2221第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选
27、用方法 (2) (2)焊芯的规格焊芯的规格 通常所说的焊条直径均是指焊芯的直径，常用的焊条直径通常所说的焊条直径均是指焊芯的直径，常用的焊条直径为为1 16mm6mm、2 25mm5mm、3 32mm2mm、4mmmm、5mm5mm及及6mm6mm等。焊条等。焊条的长度的长度“L L”是指焊芯的长度，一般为是指焊芯的长度，一般为250250450mm450mm。 (3)(3)焊芯中各合金元素对焊接的影响焊芯中各合金元素对焊接的影响 焊条焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的很大一部分。焊条焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的很大一部分。所所以焊芯的化学成分，直接影响焊缝的质量以焊芯的化学成分，直接影响焊
28、缝的质量。焊芯中各合金元素。焊芯中各合金元素对焊接的影响见表对焊接的影响见表9 91 1。 (4)(4)焊芯的分类焊芯的分类 按照国家标准规定用于焊接的专用钢丝可分为按照国家标准规定用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢、碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类合金结构钢、不锈钢三类。2022-6-2222表表91 焊芯中合金元素对焊接的影响焊芯中合金元素对焊接的影响合金元素 碳(C)锰(Mn)硅(si)铬(cr)镍(Ni)硫(s)磷(P)合金元素对焊接的影响碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。碳是一种良好的脱氧剂，在电弧高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳和
29、二氧化碳气体，将电弧区和熔池周围空气排除，防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的含碳量一般O1。锰是一种较好的合金剂，能提高焊缝金属的力学性能锰还是良好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量又能与硫化合形成硫化锰起脱硫作用，减少焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为O30 O55，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达l_70 一2.10。硅也是一种较好的合金剂，适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能。硅也是较好的脱氧剂，与氧形成二氧化硅。但
30、它会提高渣的粘度，促进非金属夹杂物生成。若含量过高，则降低塑性和韧性，还会增加焊接熔化金属的飞溅。因此，焊芯中的含硅一般限制在0.03以下。铬是一种重要的台金剂，能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说，铬便是一种杂质。主要是易于急剧氧化，形成难熔的氧化物三氧化二铬，不仅使焊缝产生夹杂，还使熔渣粘度提高，流动性降低因此，焊芯中的含铬一般限制在n 20 以下。镍对低碳来说是一种杂 质，因 此，焊芯中的含镍量要求小 于O30。镍对钢的韧性有比较显著的效 果。一般低温冲击值要求较高时，适当掺入一些镍。硫是一种有害杂 质，能使焊缝金属机械性能降低随着硫含量的增 加，将增大焊缝的热裂纹倾 向，
31、因 此。焊芯中硫的含量不得大 于O04。在焊接重要结构 时，硫含量不得大于O03。磷是一种有害杂 质，能使焊缝金属机械性能降低，磷的主要危害是使焊缝产生冷脆现象， 造成焊缝金属的韧 性、特别是低温冲击韧性下 降，因此焊芯中磷含量不得大于O04。在焊接重要结构 时，磷含量不得大于O03。2022-6-2223第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 2 2焊条药皮焊条药皮 焊条药皮是指压涂在焊芯表面的涂层。焊条的药皮在焊接焊条药皮是指压涂在焊芯表面的涂层。焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用，药皮分解、熔化后形成气体和熔过程中起着极为重要的作用，药皮分解、熔化后形成气体
32、和熔渣，渣，起到机械保护、冶金处理和改善工艺性能的作用起到机械保护、冶金处理和改善工艺性能的作用。 (1)(1)焊条药皮的作用焊条药皮的作用 机械保护作用机械保护作用 气保护。在焊接时，焊条药皮熔化后产生大量的气体笼罩气保护。在焊接时，焊条药皮熔化后产生大量的气体笼罩着电弧区和熔池，基本上把熔化金属与空气隔绝开来。这些气着电弧区和熔池，基本上把熔化金属与空气隔绝开来。这些气体中绝大部分是还原性气体体中绝大部分是还原性气体(CO(CO、H H2 2等等) )，能在电弧区、熔池周，能在电弧区、熔池周围形成一个很好的保护层，防止空气中的氧、氮侵入，起到了围形成一个很好的保护层，防止空气中的氧、氮侵入
33、，起到了保护熔化金属的作用。保护熔化金属的作用。2022-6-2224第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 渣保护。焊接过程中药皮被电弧高温熔化后形成熔渣覆渣保护。焊接过程中药皮被电弧高温熔化后形成熔渣覆盖着熔滴和熔池金属，这样不仅隔绝空气中的氧、氮，保护盖着熔滴和熔池金属，这样不仅隔绝空气中的氧、氮，保护焊缝金属，而且还能减缓焊缝的冷却速度，促进焊缝金属中焊缝金属，而且还能减缓焊缝的冷却速度，促进焊缝金属中气体的排出，减少生成气孔的可能性，并能改善焊缝的成形气体的排出，减少生成气孔的可能性，并能改善焊缝的成形和结晶，起到渣保护作用。和结晶，起到渣保护作用。 药皮中某
34、些物质受电弧高温作用而分解放出氧，使液态药皮中某些物质受电弧高温作用而分解放出氧，使液态金属中的合金元素烧损，导致焊缝质量降低。金属中的合金元素烧损，导致焊缝质量降低。2022-6-2225 因此在药皮中要加入一些还原剂，使氧化物还原，以保证因此在药皮中要加入一些还原剂，使氧化物还原，以保证焊缝质量。此外药皮中根据焊条性能的不同还加入一些去氢、焊缝质量。此外药皮中根据焊条性能的不同还加入一些去氢、去硫物质以提高焊缝金属的抗裂性。去硫物质以提高焊缝金属的抗裂性。 由于电弧的高温作用，焊缝金属中所含的某些合金元素被由于电弧的高温作用，焊缝金属中所含的某些合金元素被烧损烧损( (氧化或氮化氧化或氮化
35、) )，这样会使焊缝的机械性能降低。通过在焊，这样会使焊缝的机械性能降低。通过在焊条药皮中加入铁合金或纯合金元素，使之随着药皮的熔化而过条药皮中加入铁合金或纯合金元素，使之随着药皮的熔化而过渡到焊缝金属中去，以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机渡到焊缝金属中去，以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机械性能。械性能。第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法2022-6-2226第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 改善焊接工艺性能改善焊接工艺性能。使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成。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。形好、易脱渣和
36、熔敷效率高等。 在焊接过程中，要保证电弧能正常、稳定地燃烧，除阴极在焊接过程中，要保证电弧能正常、稳定地燃烧，除阴极发射电子外，还必须使电弧空间的气体易电离，气体越易电离，发射电子外，还必须使电弧空间的气体易电离，气体越易电离，气体导电性越好，电弧燃烧越稳定。为此，在药皮中加入低电气体导电性越好，电弧燃烧越稳定。为此，在药皮中加入低电离电位的物质，来提高电弧燃烧的稳定性。离电位的物质，来提高电弧燃烧的稳定性。 焊条药皮的熔点稍低于焊芯的熔点焊条药皮的熔点稍低于焊芯的熔点( (约低约低100100250)250)，但但因焊芯处于电弧的中心区，温度较高，所以，还是焊芯先熔化，因焊芯处于电弧的中心区
37、，温度较高，所以，还是焊芯先熔化，药皮稍晚一点熔化。这样，在焊条端头形成不长的一小段药皮药皮稍晚一点熔化。这样，在焊条端头形成不长的一小段药皮套管。套管使电弧热量更集中，能起稳定电弧燃烧作用，有利套管。套管使电弧热量更集中，能起稳定电弧燃烧作用，有利于熔滴向熔池过渡，提高了熔敷效率。于熔滴向熔池过渡，提高了熔敷效率。 总之，药皮的作用是保证焊缝金属获得具有合乎要求的化总之，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。学成分和机械性能，并使焊条具有良好的焊接工艺性能。2022-6-2227第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用
38、方法 (2)(2)焊条药皮的组成焊条药皮的组成 焊条药皮是由各种矿物类、铁合金、有机物和化工产品焊条药皮是由各种矿物类、铁合金、有机物和化工产品( (水玻璃类水玻璃类) )等原料组成。焊条药皮的组成成分相当复杂，一种等原料组成。焊条药皮的组成成分相当复杂，一种焊条药皮的配方中，组成物有七八种之多：焊条药皮组成物按焊条药皮的配方中，组成物有七八种之多：焊条药皮组成物按其作用可分为：其作用可分为： 稳弧剂。为使焊条引弧容易，并保持电弧燃烧稳定，加稳弧剂。为使焊条引弧容易，并保持电弧燃烧稳定，加人一些含有低电离电位元素的物质。人一些含有低电离电位元素的物质。 造气剂。主要作用是形成保护气体，以隔绝空
39、气。造气剂。主要作用是形成保护气体，以隔绝空气。 造渣剂。主要作用是在熔化后形成具有一定物理化学性造渣剂。主要作用是在熔化后形成具有一定物理化学性能的熔渣，覆盖在熔池和焊缝金属表面，起机械保护和冶金处能的熔渣，覆盖在熔池和焊缝金属表面，起机械保护和冶金处理作用。理作用。2022-6-2228第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 脱氧剂脱氧剂。主要作用是使焊缝金属脱氧，以提高其力学。主要作用是使焊缝金属脱氧，以提高其力学性能。性能。 合金剂合金剂。用来过渡有益的合金元素或补偿在焊接过程。用来过渡有益的合金元素或补偿在焊接过程中合金元素的烧损，以保证焊缝获得必要的化学成分
40、、力学中合金元素的烧损，以保证焊缝获得必要的化学成分、力学性能及某些特殊性能，如耐蚀、耐磨等。性能及某些特殊性能，如耐蚀、耐磨等。 稀释剂稀释剂。主要作用是降低焊接熔渣的黏度，增加熔渣。主要作用是降低焊接熔渣的黏度，增加熔渣的流动性。的流动性。 粘结剂粘结剂。用以将涂料牢固地粘结在焊芯周围，常用的。用以将涂料牢固地粘结在焊芯周围，常用的粘结剂是水玻璃。粘结剂是水玻璃。 成形剂成形剂。指使药皮具有一定的塑性、弹性和流动性的。指使药皮具有一定的塑性、弹性和流动性的物质，其作用是便于挤压并使药皮表面光滑而不开裂。物质，其作用是便于挤压并使药皮表面光滑而不开裂。2022-6-2229第三节第三节 焊条
41、和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 (3)(3)焊条药皮的类型焊条药皮的类型 根据药皮材料中主要成分不同，焊条药皮的类型可分为：根据药皮材料中主要成分不同，焊条药皮的类型可分为：钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、高钛钠型和高钛钾钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、高钛钠型和高钛钾型、低氢型、石墨型、盐基型等。常用药皮类型的主要成分、型、低氢型、石墨型、盐基型等。常用药皮类型的主要成分、性能特点、适用范围见表性能特点、适用范围见表9 92 2。 表表92 常用药皮类型的主要成分、性能特点、适用范围常用药皮类型的主要成分、性能特点、适用范围药皮类型药皮类型药皮主要成分药皮主要成分
42、性能特点性能特点 适用范围适用范围钛钙型钛钙型30以上的氧以上的氧化钛和化钛和20以以下的钙或镁的下的钙或镁的碳酸盐矿碳酸盐矿熔渣的流动性好，脱渣容易，电弧熔渣的流动性好，脱渣容易，电弧稳定，熔深适中，飞溅少，焊波整稳定，熔深适中，飞溅少，焊波整齐，成形美观。焊接电流为交流或齐，成形美观。焊接电流为交流或直流正、反接，适用于全位置焊接。直流正、反接，适用于全位置焊接。用于焊接较重要的碳钢用于焊接较重要的碳钢结构及强度等级较低的结构及强度等级较低的合金钢结构。常用焊条合金钢结构。常用焊条为为E4303、E5003。钛铁矿型钛铁矿型30以上的钛以上的钛铁矿铁矿熔渣的流动性好，电弧偏吹力较大，熔渣的
43、流动性好，电弧偏吹力较大，熔深较深，熔渣覆盖性好，焊波整熔深较深，熔渣覆盖性好，焊波整齐。焊接电流为交流或直流正、反齐。焊接电流为交流或直流正、反接，适于全位置焊接。接，适于全位置焊接。用于焊接较重要的碳钢用于焊接较重要的碳钢结构及强度等级较低的结构及强度等级较低的合金钢结构。常用焊条合金钢结构。常用焊条为为E4303、E500l。2022-6-2230第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法药皮类型药皮类型药皮主要成分药皮主要成分 性能特点性能特点 适用范围适用范围氧化铁型氧化铁型大量氧化铁和大量氧化铁和较多锰铁较多锰铁焊条熔化速度快，电弧燃烧稳定，焊条熔化速度快，电弧
44、燃烧稳定，再引弧容易，熔深较大，脱渣性好再引弧容易，熔深较大，脱渣性好，焊缝金属抗裂性好。但飞溅稍大，焊缝金属抗裂性好。但飞溅稍大，不宜焊薄板，只适宜平焊和平角，不宜焊薄板，只适宜平焊和平角焊，焊接电流为交流或直流。焊，焊接电流为交流或直流。用于焊接较重要的碳钢用于焊接较重要的碳钢结构及强度等级较低的结构及强度等级较低的合金钢结构。常用焊条合金钢结构。常用焊条为为E4320、E4322。纤维素型纤维素型大量的有机物大量的有机物及较多的锰铁及较多的锰铁焊接时有机物分解产生大量气体，焊接时有机物分解产生大量气体，电弧穿透力较强，熔深大，电弧稳电弧穿透力较强，熔深大，电弧稳定，脱渣容易。适用于全位置
45、焊，定，脱渣容易。适用于全位置焊，焊接电流可交、直流两用。焊接电流可交、直流两用。主要焊接一般低碳钢结主要焊接一般低碳钢结构，也可打底焊及立向构，也可打底焊及立向下焊。常用焊条为下焊。常用焊条为FA310、ES010。高钛钠型高钛钠型 和和高钛钾型高钛钾型35以上的氧以上的氧化钛及少量纤化钛及少量纤维素、锰铁、维素、锰铁、硅酸盐硅酸盐电弧稳定，再引弧容易，脱渣容易，电弧稳定，再引弧容易，脱渣容易，焊波整齐，成形美观。适用于全焊波整齐，成形美观。适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直位置焊接，焊接电流为交流或直流正接。流正接。用于焊接一般的碳钢结用于焊接一般的碳钢结构，特别适合薄板结构构，特别适合
46、薄板结构焊接，也可用于盖面焊，焊接，也可用于盖面焊，常用焊条为常用焊条为E4312。2022-6-2231第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法药皮类型药皮类型低氢型低氢型药皮主要成分药皮主要成分碳酸盐矿和萤碳酸盐矿和萤石石性能特点性能特点焊接工艺性一般，熔渣流动性好，焊接工艺性一般，熔渣流动性好，焊波较粗，熔深中等，脱渣性较好，焊波较粗，熔深中等，脱渣性较好，可全位置焊接。焊接电流为直流反可全位置焊接。焊接电流为直流反接。焊接时要求焊条干燥，并常用接。焊接时要求焊条干燥，并常用短弧。该焊条的熔敷金属具有良好短弧。该焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。的抗裂性能
47、和力学性能。 适用范围适用范围用于焊接较重要的碳钢用于焊接较重要的碳钢结构和低合金钢结构。结构和低合金钢结构。常用焊条为常用焊条为E4316、E5016。石墨型石墨型多量石墨多量石墨焊接工艺性较差，飞溅较多，烟雾焊接工艺性较差，飞溅较多，烟雾较大，熔渣极少，引弧容易，焊条较大，熔渣极少，引弧容易，焊条药皮强度低，易红尾。适用于水平药皮强度低，易红尾。适用于水平位置焊接，以小电流为宜，可交、位置焊接，以小电流为宜，可交、直流两用。直流两用。用于铸铁或堆焊。常用用于铸铁或堆焊。常用焊条为焊条为EZC、EZCQ盐基型盐基型氯化物和氟化氯化物和氟化物物熔点低，熔化速度快，焊接工艺性熔点低，熔化速度快，
48、焊接工艺性较差，焊接时电弧要短。药皮吸湿较差，焊接时电弧要短。药皮吸湿性强焊前需按要求烘干，电流为性强焊前需按要求烘干，电流为直流。直流。用于焊接铝及铝合金。用于焊接铝及铝合金。常用焊条为常用焊条为E1109。2022-6-2232 ( (二二) )焊条的分类焊条的分类 1 1按接焊条的用途分按接焊条的用途分 (1)(1)碳钢焊条碳钢焊条 现行国家标准为现行国家标准为GBGBT51 17T51 1719951995碳钢焊条碳钢焊条。 (2)(2)低合金钢焊条低合金钢焊条 现行国家标准为现行国家标准为GBGBT5118T511819951995低合金钢焊条低合金钢焊条。 (3)(3)钼和铬钼耐热
49、钢焊条钼和铬钼耐热钢焊条 这类焊条在国家标准中多数属于低合金钢焊条，小部分这类焊条在国家标准中多数属于低合金钢焊条，小部分属于不锈钢焊条。属于不锈钢焊条。 (4)(4)低温钢焊条低温钢焊条 这类焊条大部分属于低合金钢焊条。这类焊条大部分属于低合金钢焊条。 (5)(5)不锈钢焊条不锈钢焊条 现行国家标准为现行国家标准为GBGBT983T98319951995不锈钢焊条不锈钢焊条。其中。其中又可分为铬不锈钢焊条和镍不锈钢焊条。又可分为铬不锈钢焊条和镍不锈钢焊条。2022-6-2233第三节第三节 焊条和焊接参数的选用方法焊条和焊接参数的选用方法 (6)(6)堆焊焊条堆焊焊条 现行国家标准为现行国家
50、标准为GBGBT984T98420012001堆焊焊条堆焊焊条。 (7)(7)铸铁焊条铸铁焊条 对应国家标准为对应国家标准为GBGBT10044T1004420062006铸铁焊条及焊丝铸铁焊条及焊丝。 (8)(8)镍及镍合金焊条镍及镍合金焊条 现行国家标准为现行国家标准为GBGBT13814T1381420082008镍及镍合金焊条镍及镍合金焊条。 (9)(9)铜及铜合金焊条铜及铜合金焊条 现行国家标准为现行国家标准为GBGBT3670T367019951995铜及铜合金焊条铜及铜合金焊条。 (10)(10)铝及铝合金焊条铝及铝合金焊条 现行国家标准为现行国家标准为GBGBT3669T366
