分類
1)按焊條的用途分類可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條不銹鋼焊條、難焊焊條、鑄鐵焊條,像及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條,鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條共9種。
2)按焊條藥皮熔化后的焙渣特性分類可分為;
(A)酸性焊條。其熔渣的成分主要是酸性氧化物,具有較強的氧化性,合金元素燒損多,因而力學性能較差,特別是塑性和沖擊韌性比堿性焊條低。同時,酸性焊條脫氧、脫磷硫能力低,因此,熱裂紋的傾向也較大。但這類焊條焊接工藝性較好,對弧長、鐵銹不敏感,且焊縫成形好,脫渣性好,廣泛用于一般結構。
(B)堿性焊條。熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金。由于脫氧完全,合金過渡容易,能有效地降低焊縫中的氫、氧、硫。所以,焊縫的力學性能和抗裂性能均比酸性焊條好。可用于合金鋼和重要碳鋼的焊接。但這類焊條的工藝性能差,引弧困難,電弧穩定性差,飛濺較大,不易脫渣,采用短弧焊。
常溫環境的優勢
在適宜的常溫環境下(一般認為 15 - 25℃),焊接質量相對更易。此時,焊縫的冷卻速度適中,既能避免過快冷卻產生淬硬組織和過大應力,又不會因過慢冷卻導致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發揮,電弧穩定,藥皮能正常發揮保護和冶金作用,有利于獲得成型良好、質量穩定的焊縫。
常見型號及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構件以及強度要求不高的碳鋼結構,如一般的建筑結構、管道安裝等。
E5015:屬于低氫鈉型藥皮焊條,采用直流反接。其焊縫金屬具有較高的強度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強度級別較高的低碳鋼構件,如壓力容器、橋梁等對焊接質量要求較高的結構。
E5016:低氫鉀型藥皮焊條,交直流兩用。它在焊接工藝性能上比 E5015 更具優勢,適用于焊接各種碳鋼結構,特別是在一些對焊接效率和操作便利性有要求的場合,如野外施工等。
注意事項
焊條保存:焊條應存放在干燥、通風良好的倉庫內,避免受潮。倉庫內的溫度應保持在 5℃ - 40℃,相對濕度不超過 60%,防止焊條因受潮而影響焊接質量。
焊接環境:焊接環境溫度不宜過低,當環境溫度低于 0℃時,應采取預熱措施,如對焊件進行預熱,以防止焊縫產生裂紋等缺陷。同時,要避免在大風、下雨或濕度較大的環境中焊接,如無法避免,應采取相應的防護措施,如設置防風棚、烘干焊件等。
與母材匹配:根據碳鋼母材的強度等級和化學成分,選擇合適型號的碳鋼焊條,確保焊縫金屬與母材在力學性能和化學成分上相匹配,以焊接接頭的質量。
安全防護:焊接過程中會產生弧光、煙塵和有害氣體等,操作人員應佩戴好防護面罩、手套等個人防護用品,防止弧光灼傷眼睛和皮膚,同時要保持焊接現場通風良好,減少煙塵和有害氣體對人體的危害。
濕度對碳鋼焊條焊接質量的影響主要體現在對焊縫氣孔、裂紋傾向、力學性能以及電弧穩定性等方面。以下是不同濕度環境下焊接的具體影響:
低濕度環境(相對濕度低于 20%)
電弧穩定性提升:低濕度環境下,空氣中水分含量少,焊條藥皮中的水分也相對較少,這有利于保持電弧的穩定性。因為水分會分解產生氫氣等氣體,干擾電弧的正常燃燒,低濕度可減少這種干擾,使焊接過程更加平穩,有助于提高焊縫的成型質量。
氣孔產生幾率降低:由于空氣中水分少,焊接過程中進入熔池的氫含量較低,從而降低了氣孔產生的幾率。氫氣是導致焊縫產生氣孔的主要原因之一,低濕度環境有助于獲得致密的焊縫組織。
焊后處理
緩冷焊件:焊后可采取適當的緩冷措施,如用石棉布覆蓋焊縫,避免焊件急劇冷卻,使焊接應力得到充分釋放,降低裂紋產生的可能性。
及時進行后熱:對于一些易產生延遲裂紋的鋼材或焊接結構,焊后應及時進行后熱。后熱溫度一般為 200 - 350℃,保溫時間根據焊件厚度和焊接接頭的拘束度等因素確定,通常為 0.5 - 2 小時,以加速氫的逸出,防止氫致裂紋的產生。
消除焊接應力:對于重要的焊接結構,可采用熱處理等方法消除焊接殘余應力。例如,對焊件進行整體或局部的退火處理,加熱溫度一般在 550 - 650℃之間,保溫一定時間后隨爐冷卻,以改善焊縫和熱影響區的組織性能,提高焊接接頭的抗裂能力。
焊接環境溫度對碳鋼焊條的焊接質量有顯著影響,具體如下:
低溫環境的影響
產生淬硬組織:環境溫度過低時,焊接冷卻速度過快,焊縫及熱影響區易形成淬硬組織,如馬氏體。馬氏體硬度高、韌性差,使焊接接頭的脆性增加,裂紋敏感性增大。尤其對于含碳量較高或合金元素較多的碳鋼,這種現象更為明顯。
增大焊接應力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過程中焊縫金屬與周圍母材的溫差更大。焊接后,焊縫收縮時受到低溫母材的約束,會產生較大的焊接應力。當應力超過材料的屈服強度時,就可能導致焊接接頭出現裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應力集中部位。
影響焊條性能:低溫會使焊條的藥皮變脆,在焊接過程中可能出現藥皮脫落的現象,影響藥皮對焊縫的保護作用和冶金反應效果。此外,低溫還會使焊條的引弧和穩弧性能變差,電弧穩定性降低,導致焊接過程不穩定,影響焊縫的成型和質量。
碳鋼焊條是用于焊接碳鋼構件的焊接材料,以下是其相關介紹:
特點
適用性強:能適應多種焊接位置,如平焊、立焊、橫焊和仰焊等,可用于焊接各種形狀和尺寸的碳鋼構件。
工藝性能良好:具有穩定的電弧,容易引弧和保持電弧燃燒,焊接過程中飛濺較小,焊縫成型美觀,脫渣性好,便于操作和焊接質量。
力學性能滿足要求:根據不同的型號,焊縫金屬能夠提供合適的強度、韌性和塑性等力學性能,以滿足一般碳鋼結構的使用要求。
高溫環境的影響
降低焊縫力學性能:環境溫度過高,焊縫冷卻速度過慢,會使焊縫金屬的晶粒長大,形成粗大的組織。粗大晶粒會降低焊縫的強度、韌性和硬度等力學性能,使焊接接頭的綜合性能下降。
影響焊條藥皮性能:高溫環境可能使焊條藥皮過早地發紅、開裂甚至脫落。藥皮的過早失效會導致保護氣體不足,空氣容易侵入焊縫,使焊縫金屬發生氧化、氮化等反應,降低焊縫的純凈度和性能。同時,藥皮中合金元素的過渡也會受到影響,無法準確地向焊縫中添加所需的合金元素,從而影響焊縫的化學成分和力學性能。
導致焊接變形:高溫環境下,焊件整體溫度較高,焊接時產生的熱量更容易使焊件產生不均勻的膨脹和收縮。由于碳鋼的熱膨脹系數較大,在高溫焊接時,這種膨脹和收縮更為明顯,容易導致焊件產生較大的變形,影響焊接結構的尺寸精度和外觀質量。
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