焊接碳鋼及低合金鋼的焊芯,一般都選用低碳鋼作為焊芯,并填加錳、硅、鉻、鎳等成分(詳見焊絲國家標準GB1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低時鋼絲塑性好,焊絲拉拔比較容易,另一方面可降低還原性氣體CO含量,減少飛濺或氣孔,并可增高焊縫金屬凝固時的溫度,對仰焊有利。加入其他合金元素主要為焊縫的綜合機械性能,同時對焊接工藝性能及去除雜質,也有一定作用。
焊條是一種在電弧焊時作為填充金屬或同時作為導電用的金屬絲焊接材料。以下是關于焊條的詳細介紹:
組成及作用
焊芯:它是焊條中被藥皮包覆的金屬芯,一般由碳鋼、合金鋼或不銹鋼等制成。焊芯的主要作用是作為電極傳導電流,產生電弧,同時在焊接過程中熔化,形成焊縫的填充金屬,與母材熔合形成牢固的接頭,焊縫的力學性能和化學成分符合要求。
藥皮:是壓涂在焊芯表面的涂層,由多種礦物質、有機物、鐵合金和化工產品等原料組成。其作用包括保護焊接區,在焊接時產生氣體和熔渣,隔絕空氣,防止焊縫金屬被氧化和氮化;穩弧作用,使電弧穩定燃燒,提高焊接過程的穩定性;冶金處理作用,通過藥皮中的合金元素對焊縫金屬進行脫氧、脫硫、脫磷等處理,去除有害雜質,同時向焊縫中添加有益的合金元素,以改善焊縫的組織和性能;改善焊接工藝性能,如使焊條易于引弧、減少飛濺、改善焊縫成型等。
焊條的選用須在確保焊接結構安全、可行使用的前提下,根據被焊材料的化學成分、力學性能、板厚及接頭形式、焊接結構特點、受力狀態、結構使用條件對焊縫性能的要求、焊接施工條件和技術經濟效益等綜合考查后,有針對性地選用焊條,必要時還需進行焊接性試驗。
藥皮的主要成分決定了焊條的藥皮類型,常見的藥皮類型有:
鈦型:含有氧化鈦35%以上。鈦鈣型:含有氧化鈦30%以上,碳酸鹽20%以下。
鈦鐵礦型:含有鈦鐵礦30%以上。氧化鐵型:含有多量的氧化鐵及較多的錳鐵脫氧劑。
高纖維素鈉型:含有有機物15%以上,氧化鈦30%左右。
高纖維素鉀型:含有有機物15%以上,氧化鈦30%左右。
低氫鈉型:含有鈣、鎂的碳酸鹽和螢石。
低氫鉀型:含有鈣、鎂的碳酸鹽和螢石。
鐵粉低氫型:含有鈣、鎂的碳酸鹽、螢石和鐵粉。
石墨型:含有多量石墨。
鹽基型:含有氯化物和氟化物。
這些分類方法可以幫助用戶根據具體的應用場景選擇合適的焊條。
選用要點
①考慮焊縫金屬力學性能和化學成分
對于普通結構鋼,通常要求焊縫金屬與母材等強度,應選用熔敷金屬抗拉強度等于或稍母材的焊條。對于合金結構鋼,有時還要求合金成分與母材相同或接近。在焊接結構剛性大、接頭應力高、焊縫易產生裂紋的不利情況下,應考慮選用比母材強度低的焊條。當母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高時,焊縫中容易產生裂紋,應選用抗裂性能好的堿性低氫型焊條。
②考慮焊接構件使用性能和工作條件
對承受載荷和沖擊載荷的焊件,除滿足強度要求外,主要應焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性,可選用塑、韌性指標較高的低氫型焊條。接觸腐蝕介質的焊件,應根據介質的性質及腐蝕特征選用不銹鋼類焊條或其他耐腐蝕焊條。在高溫、低溫、耐磨或其他特殊條件下工作的焊接件,應選用相應的耐熱鋼、低溫鋼、堆焊或其他特殊用途焊條。
酸性焊條
藥皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定數量的碳酸鹽等,熔渣氧化性強,熔渣堿度系數小于1。酸性焊條焊接工藝性好,電弧穩定,可交、直流兩用,飛濺小、熔渣流動性和脫渣性好,熔渣多呈玻璃狀,較疏松、脫渣性能好,焊縫外表美觀。酸性焊條的藥皮中含有較多的二氧化硅、氧化鐵及氧化鈦,氧化性較強,焊縫金屬中的氧含量較高,合金元素燒損較多,合金過渡系數較小,熔敷金屬中含氫量也較高,因而焊縫金屬塑性和韌性較低。
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