1、1讲课内容焊接接头的强度计算焊接接头的强度计算铸铁的焊接铸铁的焊接异种金属的焊接异种金属的焊接焊接电弧及焊接冶金知识焊接电弧及焊接冶金知识焊接结构的破坏与分析焊接结构的破坏与分析焊接结构生产焊接结构生产焊接质量的管理焊接质量的管理论文写作与答辩要点论文写作与答辩要点21.绪论绪论熔焊熔焊压焊压焊焊焊接接钎焊钎焊焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。不加压力完成焊接的方法。压焊是在焊接的同时对焊件施加压力压焊是在焊接的同时对焊件施加压力(加热或不加热加热或不加热)，以完成焊接的方法。以完成焊
2、接的方法。钎焊是采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热钎焊是采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料且低于母材熔点的温度，利用液态钎料润到高于钎料且低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。件的方法。焊接就是通过加热或加压，或两者并用，焊接就是通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到原子结合用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工工艺方法。的一种加工工艺方法。3焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金1.绪论绪论42.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金1 1）焊接电弧的
3、概念）焊接电弧的概念 电弧是一种空气导电的现象，在两电极之间产电弧是一种空气导电的现象，在两电极之间产生强烈而持久的放电现象，称为生强烈而持久的放电现象，称为电弧电弧。由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊件间的气体介质中产生的，强烈而持久的放电极与焊件间的气体介质中产生的，强烈而持久的放电现象称为电现象称为焊接电弧焊接电弧。其主要性质为：其主要性质为：1 1）维持电弧放电的电压较低）维持电弧放电的电压较低 一般为一般为101050V50V。2 2）电弧中的电流很大，可从几安到几千安。）电弧中的电流很大，可从几安到几千安。3 3）具有很高的
4、温度，弧柱中心温度可达）具有很高的温度，弧柱中心温度可达5000500030000K30000K，某些情况下可达某些情况下可达50000K50000K以上（等离子弧）。以上（等离子弧）。5电电弧弧产产生生和和维维持持的的重重要要条条件件气体电离气体电离阴极电子发射阴极电子发射使中性的气体分子或原子使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过释放电子形成正离子的过程称为气体电离。程称为气体电离。阴极的金属表面连续地向外阴极的金属表面连续地向外发射出电子的现象，称为阴发射出电子的现象，称为阴极电子发射。极电子发射。热电离热电离电场作用下的电离电场作用下的电离光电离光电离热发射热发射电场发射电场发射
5、撞击发射撞击发射2.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金62.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金2)2)电弧构造电弧构造通常测出的电弧电压就是阴通常测出的电弧电压就是阴极区、阳极区和弧柱区电压极区、阳极区和弧柱区电压降之和。降之和。U U弧弧=U=U阴阴+U+U阳阳+U+U柱柱U U阴阴+U+U阳阳+bl+bl弧弧式中式中U U弧弧电弧电压，电弧电压，V V；U U阴阴阴极电压降，阴极电压降，V V；U U阳阳阳极电压降，阳极电压降，V V；U U柱柱弧柱电压降，弧柱电压降，V V；B B 单位长度的弧柱电压降单位长度的弧柱电压降 一般为一般为20-40 V20-40 Vcm
6、cm；l l弧弧电弧长度，电弧长度，cmcm。阴极区：长度极短阴极区：长度极短1010-5-5 1010-6-6cmcm 、电压较大、电压较大、E E电场强度极高。电场强度极高。阳极区：长度也极短阳极区：长度也极短1010-2-2 1010-4-4cmcm、电压较大、电压较大、E E极高。极高。弧柱区：长度基本上等于电弧长度，弧柱区：长度基本上等于电弧长度，E E较小。较小。7阳极区弧柱区阴极区温度2330-3980oC5730-7730oC2130-3230oC热量分布43%21%36%3 3）电弧温度和热量分布）电弧温度和热量分布2.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金82.焊接电
7、弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金4 4）电弧周围的磁场）电弧周围的磁场电磁力电磁力熔滴过渡的作用力熔滴过渡的作用力表面张力表面张力熔滴的重力熔滴的重力斑点压力斑点压力气体的吹力气体的吹力92.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金5 5）熔滴过渡）熔滴过渡电弧焊时，焊条电弧焊时，焊条(或焊丝或焊丝)端部在电弧高温作用下熔化端部在电弧高温作用下熔化成的液态金属滴，通过电弧空间不断地向熔池中过渡成的液态金属滴，通过电弧空间不断地向熔池中过渡的过程称之为的过程称之为熔滴过渡熔滴过渡。滴状过渡滴状过渡 短路过渡短路过渡 喷射过渡喷射过渡 滴状过渡：滴状过渡：滴状过渡分为粗滴过渡和细滴过渡。
8、滴状过渡分为粗滴过渡和细滴过渡。粗滴过渡是熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。粗滴过渡是熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。当电流较小时，熔滴主要依靠重力的作用克服表面张当电流较小时，熔滴主要依靠重力的作用克服表面张力的束缚而下落，此时熔滴尺寸较大，呈粗滴过渡。力的束缚而下落，此时熔滴尺寸较大，呈粗滴过渡。由于粗滴过渡飞溅较大，电弧不稳定，通常不采用。由于粗滴过渡飞溅较大，电弧不稳定，通常不采用。当电流较大时，电磁力随之增大，使熔滴细化，过渡当电流较大时，电磁力随之增大，使熔滴细化，过渡频率提高，飞溅减小，电弧较稳定，这种过渡形式称频率提高，飞溅减小，电弧较稳定，这种过渡形式称为细滴过渡。
9、为细滴过渡。焊丝直径为焊丝直径为1.61.6的的C0C02 2气体保护焊，焊接电流达气体保护焊，焊接电流达400 A400 A以上时，即为细滴过渡，在生产中广泛应用。使用酸性以上时，即为细滴过渡，在生产中广泛应用。使用酸性焊条时也多为细滴过渡。焊条时也多为细滴过渡。短路过渡：短路过渡：采用小电流焊接的同时降低电弧电压，可实现电采用小电流焊接的同时降低电弧电压，可实现电弧稳定，飞溅较小，成形良好的短路过渡。细丝弧稳定，飞溅较小，成形良好的短路过渡。细丝(0 08 8 1 12 mm2 mm，C02C02气体保护焊时，常采用短路过渡形式。气体保护焊时，常采用短路过渡形式。碱性焊条手弧焊时，在大电流
10、范围内，可呈滴状过渡和短路过渡。碱性焊条手弧焊时，在大电流范围内，可呈滴状过渡和短路过渡。喷射过渡：喷射过渡：熔滴呈细小颗粒，并以喷射状态快速通过熔滴呈细小颗粒，并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。采用氩气或富氩气气体保电弧空间向熔池过渡的形式。采用氩气或富氩气气体保护焊反极性焊接时，随着焊接电流的逐渐增大，熔滴尺护焊反极性焊接时，随着焊接电流的逐渐增大，熔滴尺寸略有减小，当焊接电流达到某一临界电流值时，即出寸略有减小，当焊接电流达到某一临界电流值时，即出现喷射过渡状态。需要强调指出的是，产生喷射过渡除现喷射过渡状态。需要强调指出的是，产生喷射过渡除要求一定的电流密度外，还必须有一定
11、的电弧长度要求一定的电流密度外，还必须有一定的电弧长度(电弧电弧电压电压)。如果弧长太短。如果弧长太短(电弧电压太低电弧电压太低)，无论电流数值，无论电流数值有多大，也不能产生喷射过渡。有多大，也不能产生喷射过渡。喷射过渡的特点是：过渡频率高，熔滴以极细的颗粒喷射过渡的特点是：过渡频率高，熔滴以极细的颗粒沿电弧轴线高速射向熔池，发出沿电弧轴线高速射向熔池，发出 “咝咝咝咝”声。喷射过渡声。喷射过渡具有电弧稳定，飞溅小，焊缝成形美观等优点。具有电弧稳定，飞溅小，焊缝成形美观等优点。102.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金6 6）焊接电弧的静特性和动特性）焊接电弧的静特性和动特性在电极
12、材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系称为焊接电流与电弧电压变化的关系称为电弧静特性电弧静特性。表示它们关。表示它们关系的曲线叫做电弧的系的曲线叫做电弧的静特性曲线静特性曲线。U U（V V）I I（A A）钨钨 极极 氩氩 弧弧 焊焊埋埋 弧弧 焊焊细丝熔化极气体保护焊细丝熔化极气体保护焊焊焊 条条 电电 弧弧 焊焊112.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金焊接电弧的动特性焊接电弧的动特性，是指在一定弧长下，当电弧电流很快变化时，是指在一定弧长下，当电弧电流很快变化时，电弧电压和电流之间
13、的关系：电弧电压和电流之间的关系：U Uf f=f(i=f(if f)，由于热惯性对电离度的，由于热惯性对电离度的影响，焊接电弧的动特性曲线不同于静特性曲线特性影响，焊接电弧的动特性曲线不同于静特性曲线特性电流快速减小时，由于电电流快速减小时，由于电弧电离度较高，电弧电压弧电离度较高，电弧电压低于静态值，低于静态值，V-A特性曲特性曲线低于静特性曲线。线低于静特性曲线。电流快速增加时，由于电弧电离电流快速增加时，由于电弧电离度较低，电弧电压高于静态值，度较低，电弧电压高于静态值，V-A特性曲线高于静特性曲线。特性曲线高于静特性曲线。电流增加过程中，动态性曲线上的电弧电压比静特性曲线上的电弧电压
14、值高；电流增加过程中，动态性曲线上的电弧电压比静特性曲线上的电弧电压值高；电流下降时，每一瞬间电弧电压低于静特性曲线。电流下降时，每一瞬间电弧电压低于静特性曲线。电流变化速度愈小，静、动特性曲线就愈接近。电流变化速度愈小，静、动特性曲线就愈接近。122.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金7 7）电源的极性和弧焊电源）电源的极性和弧焊电源电弧中阳极区和阴极区的温度因电极材料不同而有所不同。用电弧中阳极区和阴极区的温度因电极材料不同而有所不同。用钢焊条焊接钢材时，阳极区温度约为钢焊条焊接钢材时，阳极区温度约为2 600 K2 600 K，阴极区约为，阴极区约为2 2 400 K400 K
15、，电弧中心区温度最高，可达，电弧中心区温度最高，可达6 0006 0008 000 K8 000 K。由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定差异及其它一由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定差异及其它一些原因，使用直流电源焊接时，有些原因，使用直流电源焊接时，有正接正接和和反接反接两种两种接线方法接线方法。132.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶焊接电弧及冶金金如果焊接时使用的是如果焊接时使用的是交流弧焊机交流弧焊机(弧焊变压器弧焊变压器)，因为电极每，因为电极每秒钟正负变化达秒钟正负变化达一百次一百次之多，所以两极加热温度一样，都在之多，所以两极加热温度一样，都在2500 K2500 K左右，因
16、而左右，因而不存在正接和反接问题不存在正接和反接问题。弧焊机的弧焊机的空载电压空载电压就是焊接时的就是焊接时的引弧电压引弧电压，一般为：，一般为：505090 V90 V 电弧稳定燃烧时的电压称为电弧稳定燃烧时的电压称为电弧电压电弧电压，它与电弧长度，它与电弧长度(即焊条与工件间的距离即焊条与工件间的距离)有关：有关：电弧长度越大，电弧电压也越高电弧长度越大，电弧电压也越高（一般情况下，电弧电压在（一般情况下，电弧电压在161635 V35 V范围之内）范围之内）142.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金 焊接时采用什么极性，主要是根据焊条的性质和工件所需焊接时采用什么极性，主要是根
17、据焊条的性质和工件所需要的热量来决定的。要的热量来决定的。（1 1）焊接厚钢板时，采用直流正接法，以获得较大的熔深）焊接厚钢板时，采用直流正接法，以获得较大的熔深；（2 2）而在焊接薄钢板时，则采用直流反接法，可防止烧穿）而在焊接薄钢板时，则采用直流反接法，可防止烧穿；（3 3）当焊接重要结构使用低氢型药皮的焊条时，则无论焊）当焊接重要结构使用低氢型药皮的焊条时，则无论焊薄板或厚板，均应采用直流反接法。因为只有这样才能使电薄板或厚板，均应采用直流反接法。因为只有这样才能使电弧稳定燃烧，并可减少飞溅现象和降低气孔倾向。弧稳定燃烧，并可减少飞溅现象和降低气孔倾向。152.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及
18、冶金焊接电弧及冶金电弧焊机电弧焊机常用的手弧焊机常用的手弧焊机弧焊发电机（弧焊发电机（AX-320AX-320）弧焊变压器弧焊变压器(BX1-330)(BX1-330)弧焊整流器弧焊整流器(ZXG-300)(ZXG-300)直流电直流电交流电交流电按照电流性质按照电流性质162.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金6)6)电弧热效率电弧热效率焊接电弧的热焊接电弧的热效率效率就是电弧就是电弧中用于熔化焊中用于熔化焊条与焊件的功条与焊件的功率与整个电弧率与整个电弧功率的比率。功率的比率。172.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金7 7）电弧偏吹）电弧偏吹 电弧轴线偏离焊条轴线方向
19、的现象，称它为电弧的偏吹。电弧轴线偏离焊条轴线方向的现象，称它为电弧的偏吹。焊接电弧产生偏吹的原因焊接电弧产生偏吹的原因（1 1）电弧周围气流的干扰）电弧周围气流的干扰（2 2）焊条偏心度过大）焊条偏心度过大 图图2-92-9（3 3）磁场的影响（磁偏吹）磁场的影响（磁偏吹）图图2-102-10 总之，引起焊接电弧产生磁偏吹现象的根本原因是由于总之，引起焊接电弧产生磁偏吹现象的根本原因是由于电弧周围磁场分布不均匀，而这种情况只有在使用直流电源电弧周围磁场分布不均匀，而这种情况只有在使用直流电源焊接时才明显发生，并且焊接电流越大，电弧磁偏吹现象越焊接时才明显发生，并且焊接电流越大，电弧磁偏吹现象
20、越严重。严重。182.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金 减少或防止电弧偏吹的方法减少或防止电弧偏吹的方法（1）对于因气体流动过强引起的电弧偏吹，应首先根据具）对于因气体流动过强引起的电弧偏吹，应首先根据具体情况查明气流来源、方向，再采取相应措施。体情况查明气流来源、方向，再采取相应措施。（2）在操作时适当调整焊条角度，使焊条向偏吹的一侧倾）在操作时适当调整焊条角度，使焊条向偏吹的一侧倾斜。斜。（3）采用短弧焊接及小电流焊接，对减小电弧偏吹也能起）采用短弧焊接及小电流焊接，对减小电弧偏吹也能起一定作用。一定作用。（4）为防止磁偏吹的影响，在条件许可的情况下应尽量使）为防止磁偏吹的影响
21、，在条件许可的情况下应尽量使用交流电焊接。用交流电焊接。192.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金202.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金212.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金8)8)焊缝接头形式焊缝接头形式焊接接头的组成焊接接头的组成焊接接头由焊接接头由焊缝金属焊缝金属、熔合区熔合区、热影响区热影响区组成组成熔焊焊接接头的组成熔焊焊接接头的组成对接接头的断面图对接接头的断面图 搭接接头的断面图搭接接头的断面图222.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金低低合合金金结结构构钢钢焊焊接接接接头头宏宏观观形形貌貌焊焊 趾趾焊焊 根根熔合区熔合区焊缝焊缝热
22、影响区热影响区母材区母材区232.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金焊接接头的基本形式焊接接头的基本形式242.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金对接接头的几种形式对接接头的几种形式 对接接头对接接头 两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。对接接头是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。对接接头是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。6 mm6 mm以下的焊件，一般不开坡口以下的焊件，一般不开坡口 6 640 mm40 mm时，采用时，采用V V形坡口形坡口 121260 mm60 mm时，可采用时，可采用x x形坡口形坡口 20206
23、0 mm60 mm时，可采用时，可采用U U形坡口形坡口 252.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金对接焊缝的典型坡口形式60202638331126012262.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金T T形接头形接头 一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头，称为接头，称为T T形接头形接头 。T形接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和形接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和力矩，这类接头应避免采用单面角焊缝，因为这种接力矩，这类接头应避免采用单面角焊缝，因为这种接头的根部有很深的缺口，其承载能力低，用于船体。
24、头的根部有很深的缺口，其承载能力低，用于船体。272.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金角角接接头接接头 两焊件端面间构成大于两焊件端面间构成大于3030o o，小于，小于135135o o。夹角的接头，。夹角的接头，称为角接接头。称为角接接头。角接接头多用于箱形构件。角接接头多用于箱形构件。282.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金搭搭接接头接接头 两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头 。搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式。但由于焊前准备及装配工作较为简单，故
25、多用于受力较形式。但由于焊前准备及装配工作较为简单，故多用于受力较小且不要求密封性的结构中。小且不要求密封性的结构中。搭接接头中，最常见的是角焊缝组成的搭接接头，一般用于搭接接头中，最常见的是角焊缝组成的搭接接头，一般用于12mm 以下的钢板焊接。除此之外，还有开槽焊、塞焊、锯齿以下的钢板焊接。除此之外，还有开槽焊、塞焊、锯齿状搭接等多种形式。状搭接等多种形式。292.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金FF2FF302.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金上述各种接头形式在选择坡口形式时，应尽量上述各种接头形式在选择坡口形式时，应尽量减少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接减
26、少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接接头的质量，因此应考虑下列几条接头的质量，因此应考虑下列几条原则原则：1)1)保证焊件焊透；保证焊件焊透；2)2)坡口的形状容易加工；坡口的形状容易加工；3)3)尽可能节省焊接材料，提高生产率；尽可能节省焊接材料，提高生产率；4)4)焊接后焊件变形尽可能小。焊接后焊件变形尽可能小。坡口的选择原则坡口的选择原则 312.焊接电弧焊接电弧焊接电弧及冶金焊接电弧及冶金9)9)焊缝尺寸符号焊缝尺寸符号焊缝符号：在图纸上标注出焊缝形式、焊缝尺寸和焊接方法的符号。由GB/T3241998焊缝符号表示法(适用于金属熔焊和电阻焊)和GB/T51851999金属焊接及钎焊方
27、法在图样上的表示代号进行了规定。焊缝的符号组成：基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和指引线。32表7-1 常用焊缝基本符号基本符号：是表示焊缝横截面形状的符号，它采用近似于焊缝横截面形状的符号表示。33表7-2 焊缝的辅助符号辅助符号：是表示对焊缝表面形状特征辅助要求的符号。辅助符号一般与焊缝基本符号配合使用，当对焊缝表面形状有特殊要求时使用。34焊缝补充符号：是为了补充说明焊缝某些特征的符号35指引线：指引线：采用细实线绘制，一般由采用细实线绘制，一般由带箭头的指引线带箭头的指引线（称为（称为箭头线）和箭头线）和两条基准线两条基准线（其中一条为（其中一条为实线实线，另一条为，另一条为
28、虚线虚线，基准线一般与图纸标题栏的长边平行）必要时可以加上基准线一般与图纸标题栏的长边平行）必要时可以加上尾尾部部符号符号（9090夹角的两条细实线），如图夹角的两条细实线），如图7-317-31所示。所示。图7-31 焊缝的指引线36焊缝尺寸符号：是表示坡口和焊缝各特征尺寸的符号。37 为了简化焊接方法的标注和文字说明，可采用国家标准GB/T 51851999规定的用阿拉伯数字表示的金属焊接及钎焊等各种焊接方法的代号。焊接方法标注在指引线的尾部。38标注原则：标注原则：1)焊缝横截面上的尺寸标注在基本符号的左侧，如：钝边高度p，坡口高度H，焊角尺寸K，焊缝余高h，焊缝有效厚度S，根部半径R，
29、焊缝宽度C，焊核直径d；2)焊缝长度方向的尺寸标注在基本符号的右侧，如：焊缝长度L，焊缝间隙e，相同焊缝的数量n；3)坡口角度、坡口面角度、根部间隙b等尺寸标注在基本符号的上侧或下侧；4)相同焊缝数量符号标注在尾部；5)当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时，可在数据前面增加相应的尺寸符号。39焊缝图示法：焊缝在图样视图中可以用粗实线或细实线来表示，在焊缝端面视图中，可以用粗实线或细实线绘出焊缝轮廓，在剖视图中，通常将焊缝区域涂黑来表示。（见下面图例）40焊缝符号标注实例 41 42 注：确定焊缝位置的尺寸不在焊缝符号中给出而是将其标注在图样上43 44 454647482.焊接电弧焊接电弧焊接
30、电弧及冶金焊接电弧及冶金10)10)焊接材料焊接材料4949一、焊接材料作用焊接生产中广泛使用的焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体等。焊接材料的质量对保证焊接过程的稳定和获得满足使用要求的焊缝金属起着决定的作用。归纳起来，焊接材料应具有以下作用：50 1.保证电弧稳定燃烧电弧稳定燃烧和焊接熔滴顺利过渡熔滴顺利过渡；2.在焊接过程中保护液态熔池保护液态熔池金属，以防止空气侵入；3.进行冶金反应冶金反应和过渡合金过渡合金元素，调整和控制焊缝金属的成分与性能；4.防止气孔、裂纹气孔、裂纹等焊接缺陷的产生；5.改善焊接工艺性能改善焊接工艺性能，在保证焊接质量的前提下尽可能提高焊接效率。51 二
31、、焊条 1组成及作用 焊条由焊芯和药皮两部分组成。1）焊芯 焊芯的作用是作为填充金属和传导电流。焊芯采用焊接专用的金属丝（即焊丝）。焊芯牌号的首位字母是“H”，后面的数字表示含碳量，其它合金元素含量的表示方法与钢材的表示方法大致相同。对高质量的焊条焊芯，尾部加“A”表示优质钢，加“E”表示特级优质钢。52实芯焊丝的牌号编制方法如下：1）以字母“H”表示焊丝。2）在“H”后的一位（千分位）或两位（万分位）数字表示焊丝含碳量（平均约数）。3）化学元素符号及后面的数字表示该元素的大约分数，当主要合金元素的质量分数1%时，可省略数字，只记元素符号。4）在焊丝牌号尾部标有“A”或“E”时，分别表示“优质
32、品”或“高级优质品”，表明S、P等杂质含量更低。53牌号举例如下：54 2）药皮 焊条药皮由多种原材料组成，焊条药皮可以采用氧化物、碳酸盐、有机物、氟化物、铁合金等数十种原材料粉末，按照一定的配方混合而成。各种原材料根据其在焊条药皮中的作用，可分成以下几类：稳弧剂、造渣剂、脱氧剂、造气剂、合金剂、增塑剂、粘结剂等。焊条药皮具有下列作用：提高焊接电弧的稳定性；保证熔化金属不受外界空气的影响；过渡合金元素使焊缝获得所要求的性能；改善焊接工艺性能、提高焊接生产率。55一、焊剂的分类焊剂的分类有多种方法：1.按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂；钢用焊剂又可分为碳钢焊剂、合金钢焊剂及高合金钢焊剂。2.按
33、照生产工艺不同，又可分为熔炼性焊剂和烧结型焊剂。56二、焊剂的牌号1.熔炼焊剂 熔炼焊剂的牌号由字母“HJ”和三位数字组成。573.582.烧结焊剂烧结焊剂的牌号由字母“SJ”和三位数字组成。59 2分类 电焊条的分类方法很多，可分别按用途、熔渣的碱度、焊条药皮的主要成分、焊条性能特征等对电焊条进行分类。1）按用途分类 电焊条按用途可分为十大类，见表3-1，表中还列出焊条型号按化学成分进行分类的方法以便于比较。60 2）按熔渣碱度分类 在实际生产中，通常将焊条分为两大类-酸性焊条和碱性焊条（又称低氢型焊条），即按熔渣中酸性氧化物与碱性氧化物的比例分类。当熔渣中酸性氧化物的比例高时为酸性焊条，反
34、之即为碱性焊条。从焊接工艺性能来比较，酸性焊条电弧柔软，飞溅小，熔渣流动性和覆盖性均好，因此，焊缝外表美观，焊波细密，成形平滑；碱性焊条的熔滴过渡是短路过渡，电弧不够稳定，熔渣的覆盖性差，焊缝形状凸起，且焊缝外观波纹粗糙，但在向上立焊时，容易操作。61表3-1 电焊条分类表焊条牌号焊条型号序号焊条分类（按用途分类）代号焊条分类（按化学成分分类）代号 国家标准1结构钢焊条结J碳钢焊条 EGB/T5117-952钼及铬钼耐热钢焊条热R低合金钢焊条E3低温钢焊条 温W 4不锈钢焊条：1铬不锈钢焊条2铬镍不锈钢焊条 铬G奥A 不锈钢焊条 EGB/T983-95 62表3-1 电焊条分类表焊条牌号焊条型
35、号序号焊条分类（按用途分类）代号焊条分类（按化学成分分类）代号 国家标准5堆焊焊条堆D堆焊焊条EDGB9846铸铁焊条铸Z铸铁焊条EZGB10044 7镍及镍合金焊条镍Ni镍及镍合金焊条ENiGB/T13814 8铜及铜合金焊条铜T铜及铜合金焊条TCu GB36709铝及铝合金焊条铝L铝及铝合金焊条TAlGB366910 特殊用途焊条 特TS 63 3）按药皮的主要成分分类 焊条药皮由多种原料组成,按照药皮的主要成分可以确按照药皮的主要成分可以确定焊条的药皮类型定焊条的药皮类型。钛铁矿型钛铁矿型-药皮中以钛铁矿为主的称为钛铁矿型;钛钙型钛钙型-当药皮中含有30%以上的二氧化钛及20%以下的钙、
36、镁的碳酸盐时,就称为钛钙型。唯有低氢型例外唯有低氢型例外,虽然它的药皮中主要组成为钙、镁的碳虽然它的药皮中主要组成为钙、镁的碳酸盐和萤石酸盐和萤石,但却以焊缝中含氢量最低作为其主要特征而但却以焊缝中含氢量最低作为其主要特征而予以命名予以命名。对于有些药皮类型,由于使用的粘接剂分别为钾水玻璃(或以钾为主的钾钠水玻璃)或钠水玻璃,因此,同一药皮类型又可进一步划分为钾型和钠型钾型和钠型,如低氢钾型和低氢钠型。前者可用于交直流焊接电源,而后者只能使用直流电源。焊条药皮类型分类示于表3-2。64表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型电源种类主要特点0不属已规定类型不规定 在某些焊条中采用氧化锆、金
37、红石等,这些新渣系目前尚未形成系列 1氧化钛型 直流或交流 含多量氧化钛,焊条工艺性能良好，电弧稳定，引弧方便,飞溅很小，熔深很浅,熔渣覆盖性良好,脱渣容易,焊缝波纹特别美观,可全位置焊接.尤宜于薄板焊接.但焊缝塑性和抗裂性稍差.随药皮中钾、钠及铁粉等用量的变化,分为高钛钾型、高钛钠型及铁粉钛型等2钛钙型直流或交流药皮中含氧化钛30%以上,钙、镁的碳酸盐20%以下，焊条工艺性能良好，熔渣流动性好,熔深一般，电弧稳定，焊缝美观，脱渣方便，适用于全位置焊接,如J422即属此类型，是目前碳钢焊条中使用最广泛的一种焊条65表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型电源种类主要特点3钛铁矿型直流或交流
38、药皮中含钛铁矿30%，焊条熔化速度快，熔渣流动性好，熔深较深，脱渣容易，焊波整齐，电弧稳定，平焊、平角焊工艺性能较好，立焊稍次，焊缝有较好的抗裂性4氧化铁型直流或交流药皮中含多量氧化铁和较多的锰铁脱氧剂，熔深大，熔化速度快，焊接生产率高，电弧稳定.再引弧方便。立焊、仰焊较困难,飞溅稍大,焊缝抗裂性能较好，适用于中厚板焊接。由于电弧吹力大，适于野时操作。.若药皮中加入一定量的铁粉，则为铁粉氧化铁型66表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型 电源种类主要特点5纤维素型直流或交流药皮中含15%以上的有机物，30%左右的氧化钛，焊接工艺性能良好，电弧稳定，电弧吹力大，熔深大，熔渣少，脱渣容易。可
39、作立向下焊、深熔焊或单面焊双面成型焊接，立、仰焊工艺性好，适用于薄板结构、油箱、管道、车辆壳体等焊接。随药皮中稳弧剂、粘结剂含量变化，分为高纤维素钠型采用直流反接、高纤维素钾型两类6低氢钾型直流或交流药皮中含多量氧化铁和较多的锰铁脱氧剂，熔深大，熔化速度快，焊接生产率高，电弧稳定.再引弧方便。立焊、仰焊较困难,飞溅稍大,焊缝抗裂性能较好，适用于中厚板焊接。由于电弧吹力大，适于野时操作。.若药皮中加入一定量的铁粉，则为铁粉氧化铁型7低氢钠型 直流67表3-2 焊条药皮类型及主要特点序号药皮类型电源种类主要特点8石墨型直流或交流药皮中含有多量石墨，通常用于铸药皮中含有多量石墨，通常用于铸铁或堆焊焊
40、条铁或堆焊焊条。采用低碳钢焊芯时，焊接工艺性能较差，飞溅较多，烟雾较大，熔渣少，适用于平焊。采用有色金属焊芯时，能改善其工艺性能，但电流不宜过大9盐基型直流药皮中含多量氯化物和氟化物氯化物和氟化物，主，主要用于铝及铝合金焊条要用于铝及铝合金焊条。.吸潮性强，焊前要烘干。药皮熔点低，熔化速度快。采用直流电源，焊接工艺性较差，短弧操作，熔渣有腐蚀性，焊后常用热水清洗68 3电焊条的型号与牌号 1）电焊条的型号 焊条型号是以焊条国家标准为依据，反映焊条主要特性的一种表示方法。焊条型号包括以下含义：焊条类别、焊条特点（如焊芯金属类型、使用温度、熔敷金属化学组成或抗拉强度等）、药皮类型及焊接电源。不同类
41、型焊条的型号表示方法也不同。69 碳钢焊条型号划分 碳钢焊条型号编制方法为:首字母“E”表示焊条;前面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值,单位为kgf/mm2（1kgf/mm2=9.81MPa）；第三位数字表示焊条的焊接位置,“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接（即可进行平、立、仰、横焊）,“2”表示焊条适用于平焊及平角焊,“4”表示焊条适用于向下立焊;第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。碳钢焊条分为碳钢焊条分为E43、E50两个系列两个系列70焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E4300特殊型特殊型平立仰横平立仰横交直正反交直正反E4301
42、钛铁矿型钛铁矿型E4303钛钙型钛钙型E4310高纤维素钠型高纤维素钠型直流反接直流反接E4311高纤维素钾型高纤维素钾型交流直流反接交流直流反接E4312高钛钠型高钛钠型交流直流正接交流直流正接E4313高钛钾型高钛钾型交流直流正反交流直流正反E4315低氢钠型低氢钠型直流反接直流反接E4316低氢钾型低氢钾型交流直流反接交流直流反接E4320氧化铁型氧化铁型平平交流直流正反交流直流正反E4322平和平角平和平角交流直流正接交流直流正接E4323铁粉钛钙型铁粉钛钙型平和平角平和平角交流直流正反交流直流正反E4324铁粉钛型铁粉钛型交流直流正反交流直流正反E4327铁粉氧化铁型铁粉氧化铁型平和
43、平角平和平角交流直流正反交流直流正反E4328铁粉低氢型铁粉低氢型平和平角平和平角交流直流反接交流直流反接焊条型号焊条型号碳钢焊条碳钢焊条E43系列系列熔敷金属抗拉熔敷金属抗拉强度强度 420MPa（43Kgf/2）共共15种种71焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E5001钛铁矿型钛铁矿型平立仰横平立仰横交流直流正反交流直流正反直流反接直流反接E5003钛钙型钛钙型E5010高纤维素钠型高纤维素钠型E5011高纤维素钾型高纤维素钾型交流直流反接交流直流反接E5014铁粉钛型铁粉钛型交流直流正反交流直流正反E5015低氢钠型低氢钠型直流反接直流反接E5016低氢钾
44、型低氢钾型交流直流正反交流直流正反E5018铁粉低氢钾型铁粉低氢钾型E5018M铁粉低氢型铁粉低氢型直流反接直流反接E5023铁粉钛钙型铁粉钛钙型平和平角平和平角平和平角平和平角交流直流正反交流直流正反E5024铁粉钛型铁粉钛型E5027铁粉氧化铁型铁粉氧化铁型交流直流正反交流直流正反E5028铁粉低氢型铁粉低氢型平仰横平仰横立向下立向下交流直流反接交流直流反接E5048铁粉低氢型铁粉低氢型碳钢焊碳钢焊条条E50系系列列熔敷金属抗熔敷金属抗拉拉强度强度 490MPa（50Kgf/2）共共14种种72 举例：E 43 0 3(J422)焊条药皮为钛钙型，可采用交流或直流反接焊条适用于全位置焊接熔
45、敷金属抗拉强度的最小值430MPa焊条73 低合金钢焊条型号按熔敷金属抗拉强度、拉伸性能要求、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电源种类的划分。低合金钢焊条型号编制方法与碳钢焊条基本相同,但后缀字母为熔敷金属化学成分的分类代号,并以短划“-”与前面数字分开。如还有附加化学成分时,附加化学成分直接用元素符号表示，并以短划“-”与前面后缀字母分开。低合金钢焊条则分为低合金钢焊条则分为E50、E55、E60、E70、E75、E80、E85、E90、E100九个九个系列。系列。74低合金钢焊条低合金钢焊条E50系列系列-熔敷金属抗拉强度熔敷金属抗拉强度 490MPa（50Kgf/2）共共10种种焊条型
46、号焊条型号焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E5003-X钛钙型钛钙型平立横仰平立横仰交流直流正反交流直流正反E5010-X高纤维素钠型高纤维素钠型直流反接直流反接E5011-X高纤维素钾型高纤维素钾型交流直流反接交流直流反接E5015-X低氢钠型低氢钠型直流反接直流反接E5016-X低氢钾型低氢钾型交流直流正反交流直流正反E5018-X铁粉低氢钾型铁粉低氢钾型E5020-X高氧化铁型高氧化铁型平角平角交流直流正反交流直流正反E5020-X平平交流直流正反交流直流正反E5027-X铁粉氧化铁型铁粉氧化铁型平角平角交流直流正反交流直流正反E5027-X平平交流直流正
47、反交流直流正反75焊条型号焊条型号低合金钢焊条低合金钢焊条E55系列系列-熔敷金属抗拉强度熔敷金属抗拉强度 540MPa（55Kgf/2）共共8种种焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E5500-X特殊型特殊型平立横仰平立横仰交流直流正反交流直流正反E5503-X钛钙型钛钙型E5510-X高纤维素钠型高纤维素钠型直流反接直流反接E5511-X高纤维素钾型高纤维素钾型交流直流反接交流直流反接E5513-XX高钛钾型高钛钾型交流直流正反交流直流正反E5515-X低氢钠型低氢钠型直流反接直流反接E5516-X低氢钾型低氢钾型交流直流正反交流直流正反E5518-X铁粉低氢钾
48、型铁粉低氢钾型76焊条型号焊条型号低合金钢焊条低合金钢焊条E60系列系列-熔敷金属抗拉强度熔敷金属抗拉强度 590MPa（60Kgf/2）共共7种种焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E6000-X特殊型特殊型平立横仰平立横仰交流直流正反交流直流正反E6010-X高纤维素钠型高纤维素钠型直流反接直流反接E6011-X高纤维素钾型高纤维素钾型交流直流反接交流直流反接E6013-X高钛钾型高钛钾型交流直流正反交流直流正反E6015-X低氢钠型低氢钠型直流反接直流反接E6016-X低氢钾型低氢钾型交流直流正反交流直流正反E6018-X铁粉低氢钾型铁粉低氢钾型77焊条型号焊
49、条型号低合金钢焊条低合金钢焊条E70系列系列-熔敷金属抗拉强度熔敷金属抗拉强度 690MPa（70Kgf/2）共共6种种焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E7010-X高纤维素钠型高纤维素钠型平立横仰平立横仰直流反接直流反接E7011-X高纤维素钾型高纤维素钾型交流直流反接交流直流反接E7013-XX高钛钾型高钛钾型交流直流正、反交流直流正、反E7015-X低氢钠型低氢钠型直流反接直流反接E7016-X低氢钾型低氢钾型交流直流正反交流直流正反E7018-X铁粉低氢钾型铁粉低氢钾型78焊条型号焊条型号低合金钢焊条低合金钢焊条E75系列系列-熔敷金属抗拉强度熔敷金属抗
50、拉强度 740MPa（75Kgf/2）共共3种种焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E7515-X低氢钠型低氢钠型平立横仰平立横仰直流反接直流反接E7516-X低氢钾型低氢钾型交流直流正反交流直流正反E7518-X铁粉低氢钾型铁粉低氢钾型低合金钢焊条低合金钢焊条E80系列系列-熔敷金属抗拉强度熔敷金属抗拉强度 780MPa（80Kgf/2）共共3种种焊条型号焊条型号药皮类型药皮类型焊接位置焊接位置电流种类电流种类E8015-X低氢钠型低氢钠型平立横仰平立横仰直流反接直流反接E8016-X低氢钾型低氢钾型交流直流正反交流直流正反E8018-X铁粉低氢钾型铁粉低氢钾型7
