焊接材料組成及作用實用教案

1、20921-1a第第1章焊接章焊接(hnji)材料的組成及作用材料的組成及作用1.1焊條1.2焊絲(hn s)1.3焊劑第1頁/共156頁第一頁，共157頁。20921-1a1. 焊接(hnji)的本質(zhì)和途徑(1) 焊接的概念及內(nèi)涵按照國際焊接學(xué)會的定義，焊接是指通過加熱或加壓或二者并用，使被焊材料(cilio)達到原子間的結(jié)合，從而形成永久性連接的工藝。(2) 實現(xiàn)焊接的途徑從焊接的本質(zhì)來看，被焊材料(cilio)必須達到原子間的結(jié)合，這是由原子間的相互作用力與其距離的關(guān)系決定的。圖0-1原子間的作用力與距離的關(guān)系1斥力2合力(hl)3引力第2頁/共156頁第二頁，共157頁。20921-1

2、a2. 焊接(hnji)接頭及其形成過程(1) 焊接接頭的組成從本質(zhì)上講，焊接接頭是指被焊材料經(jīng)焊接之后發(fā)生組織和性能(xngnng)變化的區(qū)域。圖0-2焊接(hnji)接頭的組成1焊縫2熔合區(qū)3熱影響區(qū)4未受影響的母材區(qū)1) 焊縫。第3頁/共156頁第三頁，共157頁。20921-1a2. 焊接(hnji)接頭及其形成過程2) 熱影響區(qū)。3) 熔合區(qū)。(2) 焊接接頭的形成(xngchng)過程根據(jù)以上描述已知，焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成，其組織和性能在焊接前后發(fā)生了變化。圖0-3焊接接頭(ji tu)形成過程描述圖T溫度t時間初始溫度相變溫度固相線溫度液相線溫度峰值溫度第4頁/共

3、156頁第四頁，共157頁。20921-1a2. 焊接接頭及其形成(xngchng)過程1)焊接熱過程(guchng)。2)固-液狀態(tài)演變過程(guchng)。3)焊接化學(xué)冶金過程(guchng)。4)固態(tài)相變過程(guchng)。第5頁/共156頁第五頁，共157頁。20921-1a3. 焊接方法(fngf)的種類和特點(1) 熔焊方法的種類從焊接熱源的本質(zhì)(bnzh)上來看，熔焊方法可分為氣焊、電弧焊、高能束流焊及電渣焊等類別，并可進一步細分為多種焊接方法。1) 氣焊。2) 電弧焊。3) 高能束流焊。4) 電渣焊。第6頁/共156頁第六頁，共157頁。20921-1a3. 焊接方法(fng

4、f)的種類和特點表0-1各種焊接方法(fngf)的熱源特性焊接方法最小加熱面積/c最大能量密度/（W/c）正常焊接時的溫度/K氣焊氧乙炔焊1213400電渣焊112300電弧焊焊條電弧焊116000埋弧焊1216400鎢極氬弧焊11518000熔化極氣體保護焊111等離子弧焊11511800024000高能束流焊電子束焊111激光束焊111第7頁/共156頁第七頁，共157頁。20921-1a3. 焊接方法的種類(zhngli)和特點圖0-4不同焊接(hnji)方法對工件的熱輸入及其影響第8頁/共156頁第八頁，共157頁。20921-1a3. 焊接方法的種類(zhngli)和特點(2) 熔焊

5、方法的特點不同的焊接方法由于(yuy)具有不同的熱源特性，因而具有不同的焊接特點。1) 氣焊。2) 焊條電弧焊。3) 埋弧焊。4) 熔化極氣體保護焊。5) 鎢極氣體保護焊。6) 等離子弧焊。7) 電子束焊。8) 激光束焊。第9頁/共156頁第九頁，共157頁。20921-1a3. 焊接(hnji)方法的種類和特點9) 電渣焊。第10頁/共156頁第十頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)(1) 焊接(hnji)溫度場1) 焊接(hnji)溫度場的概念及表征。第11頁/共156頁第十一頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接

6、(hnji)熱循環(huán)表0-2與典型材料種類(zhngli)和厚度相對應(yīng)的推薦焊接方法材料焊接方法種類厚度/mm氣焊電渣焊焊條電弧焊埋弧焊熔化極氣體保護焊鎢極氣體保護焊等離子弧焊電子束焊激光束焊碳鋼33661919低合金鋼33661919第12頁/共156頁第十二頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)表0-2與典型材料種類和厚度相對(xingdu)應(yīng)的推薦焊接方法不銹鋼33661919鋁合金33661919第13頁/共156頁第十三頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)表0-2與典型材料種類(zhngli)

7、和厚度相對應(yīng)的推薦焊接方法鎳合金33661919第14頁/共156頁第十四頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)圖0-5兩種恒定功率熱源的準穩(wěn)定(wndng)溫度場a)固定熱源b)移動熱源2) 焊接(hnji)溫度場的類型第15頁/共156頁第十五頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)按溫度變化情況劃分的溫度場。按溫度變化情況，可將焊接溫度場分為穩(wěn)定溫度場、非穩(wěn)定溫度場和準穩(wěn)定溫度場。工件上各點溫度不隨時間而變化的溫度場為穩(wěn)定溫度場；工件上各點溫度隨時間而變化的溫度場為非穩(wěn)定溫度場；工件上各點溫度雖然開

8、始一段時間內(nèi)發(fā)生變化，但經(jīng)過一段時間之后，各點溫度不再變化，等溫線或等溫面形狀(xngzhun)和尺寸不變，從而形成暫時穩(wěn)定的溫度場，這樣的溫度場為準穩(wěn)定溫度場。第16頁/共156頁第十六頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)按焊接傳熱類型劃分(hu fn)的溫度場。按焊接傳熱類型，可將焊接溫度場分為三維溫度場、二維溫度場和一維溫度場，如圖0-6所示。具體屬于哪種類型，主要取決于工件的尺寸和熱源的性質(zhì)。圖0-6按傳熱(chun r)類型劃分的焊接溫度場a)三維b)二維c)一維第17頁/共156頁第十七頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hn

9、ji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)圖0-7焊接參數(shù)對溫度場特征(tzhng)的影響a)焊速v的影響b)功率q的影響c)q與v等比例變化的影響=0.42W/(cm)， c=4.83J/(c)， a=0.08c/s， =10mm第18頁/共156頁第十八頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)3) 焊接溫度場的影響因素。熱源的特性。當采用不同的焊接方法時，如氣焊、電弧焊和高能束流焊等，由于它們的熱源特性不同，因而(yn r)所形成的焊接溫度場也具有不同的特征。能量高度集中的電子束焊和激光束焊，可形成范圍很小的溫度場；而氣焊的熱源作用面積很大，因此溫度場

10、的范圍很大；能量密度居中的電弧焊，其溫度場范圍介于高能束流焊與氣焊之間。焊接參數(shù)。即使采用同樣的焊接熱源，但由于焊接參數(shù)不同，焊接溫度場的特征也有所不同。圖0-7給出了焊接參數(shù)對10mm厚低碳鋼試件焊接溫度場的影響。第19頁/共156頁第十九頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)母材的熱物理性質(zhì)。母材的熱物理性質(zhì)包括(boku)比熱容c、體積比熱容c、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、熱導(dǎo)率和熱擴散率a等，其中對溫度場有顯著影響的是熱導(dǎo)率和熱擴散率a。圖0-8母材熱物理性質(zhì)對溫度場特征(tzhng)的影響(q=4.19kJ/s， v=2mm/s， =10mm， =0)

11、第20頁/共156頁第二十頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)表0-3不同材料(cilio)的熱物理常數(shù)名稱符號單位焊接條件下選取的平均值低碳鋼不銹鋼鋁銅熱導(dǎo)率W/(cm)0378050401680336265378比熱容cJ/(g)06507604205010045體積比熱容cJ/(c)48354633642263399熱擴散率ac/s007010005007100095表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/(cms)(063378)1第21頁/共156頁第二十一頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)工件的形態(tài)。工件的幾

12、何形狀和尺寸、接頭的類型以及所處的環(huán)境都影響焊接(hnji)傳熱過程，因而也就影響溫度場的特征。正如在焊接(hnji)溫度場的類型中所介紹的那樣，對于厚大工件、薄板和細棒狀工件焊接(hnji)時，將分別形成三維、二維和一維溫度場(參見圖0-6)。圖0-9不同焊接方法(fngf)形成的焊接熱循環(huán)1焊條電弧焊2埋弧焊3電渣焊第22頁/共156頁第二十二頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)(2) 焊接(hnji)熱循環(huán)1) 焊接(hnji)熱循環(huán)的概念。圖0-10不同位置的點所經(jīng)歷(jngl)的焊接熱循環(huán)第23頁/共156頁第二十三頁，共157頁。20

13、921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)2) 焊接(hnji)熱循環(huán)的主要參數(shù)。圖0-11焊接(hnji)熱循環(huán)參數(shù)第24頁/共156頁第二十四頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)加熱速度vH。加熱速度是描述工件溫度上升快慢程度的參量(cnling)。在焊接過程中，它隨加熱時間而變化，并可從上升段的熱循環(huán)曲線上求出，一般情況下表示為一定溫度范圍內(nèi)的平均值。對于有相變的材料來講，加熱速度會影響相變溫度和相變后的均質(zhì)化程度，從而影響到熱影響區(qū)的組織和性能。第25頁/共156頁第二十五頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(

14、hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)峰值溫度Tm。峰值溫度也稱最高溫度，是熱循環(huán)曲線上最高點對應(yīng)的溫度。在焊接工件上，不同部位具有不同的峰值溫度。一般來講，焊縫部位的峰值溫度高于液相線溫度，而熱影響(yngxing)區(qū)部位的峰值溫度低于固相線溫度。峰值溫度越高，晶粒長大傾向越嚴重。單就熱影響(yngxing)區(qū)而言，與焊縫距離不同的點也具有不同的峰值溫度(參見圖0-10)，因而在熱影響(yngxing)區(qū)形成不均勻的組織和性能。第26頁/共156頁第二十六頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)高溫停留時間tH。高溫停留時間一般是指在某一較高參考

15、溫度以上的停留時間。在研究(ynji)相變材料的焊接熱循環(huán)問題中，將相變溫度定為參考溫度，這樣高溫停留時間就變成了相變溫度以上的停留時間。在熱循環(huán)曲線上，高溫停留時間tH由加熱過程的停留時間tH1和冷卻過程的停留時間tH2組成，即tH=tH1+tH2(參見圖0-11)。對熱影響區(qū)來講，高溫停留時間長有利于均質(zhì)化，但會造成晶粒長大傾向。第27頁/共156頁第二十七頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)冷卻速度vc或冷卻時間t8/5、t8/3、t100。冷卻速度是描述工件溫度降低快慢程度的參量。在焊接過程中，冷卻速度就是熱循環(huán)曲線下降段的斜率。由于不同

16、的冷卻階段具有不同的冷卻速度，因而常常采用一定溫度范圍內(nèi)的平均冷卻速度或者冷卻至某一溫度時的瞬時(shn sh)冷卻速度(參見圖0-11)。例如，對于低合金鋼的焊接來講，常選用熔合區(qū)附近冷卻到540左右時的瞬時(shn sh)冷卻速度。第28頁/共156頁第二十八頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)表0-4單層電弧焊低合金鋼時熱影響(yngxing)區(qū)的熱循環(huán)參數(shù)板厚/mm焊接方法熱輸入/(J/cm)900時的加熱速度/(/s)900以上的停留時間/s冷卻速度/(/s)備注加熱冷卻9005401鎢極氬弧焊8401700041224060不開坡口對

17、接2鎢極氬弧焊16801200061812030不開坡口對接3埋弧焊378070020555412不開坡口對接，有焊劑墊第29頁/共156頁第二十九頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)表0-4單層電弧焊低合金鋼時熱影響(yngxing)區(qū)的熱循環(huán)參數(shù)5埋弧焊7140400257409不開坡口對接，有焊劑墊10埋弧焊193202004013225V形坡口對接，有焊劑墊15埋弧焊42000100902292V形坡口對接，有焊劑墊第30頁/共156頁第三十頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)表0-4單層電

18、弧焊低合金鋼時熱影響(yngxing)區(qū)的熱循環(huán)參數(shù)25埋弧焊105000602507551V形坡口對接，有焊劑墊第31頁/共156頁第三十一頁，共157頁。20921-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)3) 焊接熱循環(huán)的特點。加熱速度快。焊接采用的是能量密度很高的熱源，加熱集中。其加熱速度往往高于熱處理幾十倍，甚至幾百倍。峰值(fn zh)溫度高。在焊接情況下，熔合區(qū)附近的熱影響區(qū)的峰值(fn zh)溫度接近母材的熔點。對于低碳鋼和低合金鋼來講，一般都在1350左右，而熱處理時的加熱溫度一般不超過相變點Ac3以上200。第32頁/共156頁第三十二頁，共157頁。209

19、21-1a4. 焊接(hnji)溫度場和焊接(hnji)熱循環(huán)高溫(gown)停留時間短。鋼材焊接時，溫度高于相變點Ac3以上的停留時間很短，如焊條電弧焊為420s，埋弧焊為30100s，而熱處理時可以根據(jù)需要任意控制保溫時間。冷卻速度快。焊接時的冷卻過程一般都是在自然條件下連續(xù)進行的，冷卻速度快，只有個別情況才進行焊后保溫，而熱處理時可根據(jù)需要來控制冷卻速度或在冷卻過程的不同階段進行保溫。加熱的局部性和移動性。焊接時只對工件進行局部集中加熱，并且熱源和被加熱的部位是移動的，而熱處理時工件是在爐中整體加熱的。第33頁/共156頁第三十三頁，共157頁。20921-1a5. 本課程的教學(xué)目的(m

20、d)和內(nèi)容(1) 教學(xué)目的使學(xué)生掌握材料在熔焊條件下冶金過程的基本理論和基本知識，培養(yǎng)分析各種具體條件下材料焊接性的基本能力，為正確選擇焊接材料、制定合理的焊接工藝和探索提高焊接質(zhì)量的途徑奠定基礎(chǔ)。(2) 教學(xué)內(nèi)容本課程(kchng)的教學(xué)內(nèi)容分為上下兩篇。第34頁/共156頁第三十四頁，共157頁。20921-1a1.1.1焊條焊條(hntio)的組成及作用的組成及作用1. 焊芯2. 藥皮第35頁/共156頁第三十五頁，共157頁。20921-1a1. 焊芯(1) 焊芯的作用焊芯主要起兩個方面的作用：一是傳導(dǎo)電流，維持電弧燃燒；二是本身熔化，形成焊縫的填充金屬。(2) 焊芯的種類和成分由于焊

21、芯的主要作用之一就是作為焊縫的填充金屬，因此焊芯的種類和成分對焊縫的成分、組織和性能(xngnng)有直接的影響。第36頁/共156頁第三十六頁，共157頁。20921-1a1. 焊芯表1-1與母材和焊條(hntio)對應(yīng)的焊芯種類母材種類碳鋼低合金鋼耐熱鋼不銹鋼鑄鐵鎳及鎳合金鋁及鋁合金銅及銅合金焊條種類碳鋼低合金鋼耐熱鋼不銹鋼鑄鐵鎳及鎳合金鋁及鋁合金銅及銅合金焊芯種類低碳鋼低碳鋼或低合金鋼耐熱鋼不銹鋼鑄鐵或合金鎳或鎳合金鋁或鋁合金銅或銅合金第37頁/共156頁第三十七頁，共157頁。20921-1a1. 焊芯表1-2低碳鋼焊芯的化學(xué)成分(GB/T 149571994)牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）

22、(%)CMnSiNiCrCuSPH08A01003005500303002002000300030H08E01003005500303002002000200020H08C01003005500301001001000150015H08Mn01003005500703002002000350035H08MnA01003005500703002002000300030H15A01101803006500303002002000300030第38頁/共156頁第三十八頁，共157頁。20921-1a1. 焊芯表1-2低碳鋼焊芯的化學(xué)成分(GB/T 149571994)H15Mn0110180801

23、1000303002002000350035第39頁/共156頁第三十九頁，共157頁。20921-1a1. 焊芯1) 碳的控制。2) 錳的控制。3) 硅的控制。4) 硫和磷的控制。5) 其他(qt)元素的控制。第40頁/共156頁第四十頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮(1) 藥皮的作用無論何種焊條，其藥皮的主要作用都表現(xiàn)在三個方面，即機械保護作用、冶金處理作用和工藝性能改善作用。1) 機械保護作用。2) 冶金處理作用。3) 工藝性能改善作用。(2) 藥皮的組成焊條藥皮是由具有不同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的多種材料混合(hnh)而成的涂層。第41頁/共156頁第四十一頁，共157頁。209

24、21-1a2. 藥皮表1-3結(jié)構(gòu)鋼焊條(hntio)藥皮的主要組成物(質(zhì)量分數(shù))(%)組成物鈦型鈦鈣型鈦鐵礦型氧化鐵型纖維素型低氫型碳酸鹽412152201803352555硅酸鹽20352540304535451015723二氧化鈦456035450120125805鈦鐵礦02525402030赤鐵礦2935鐵合金1012101513202430142015有機物090305052535氟化物1530第42頁/共156頁第四十二頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮1) 穩(wěn)弧劑。2) 造氣劑。3) 造渣劑。4) 脫氧劑。5) 合金(hjn)劑。6) 粘結(jié)劑。7) 成形劑。第43頁/共15

25、6頁第四十三頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮表1-4藥皮材料(cilio)的功能及副作用材料主要成分穩(wěn)弧造氣造渣脫氧合金化粘結(jié)成形氧化增氫增硫增磷金紅石Ti次主鈦白粉Ti次主主鈦鐵礦Ti、FeO次主副赤鐵礦F主副副副錳礦Mn主副副大理石CaC次主主副第44頁/共156頁第四十四頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮表1-4藥皮材料(cilio)的功能及副作用白云石CaC+MgC次主主副菱苦土MgC次主主副硅砂Si主白泥Si、A、O主主副滑石Si、A、MgO主次第45頁/共156頁第四十五頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮表1-4藥皮材料(cilio)的功能及副作用長石Si

26、、A、O+NO次主云母Si、A、O、O 次主主副氟石Ca主碳酸鈉NC次次主碳酸鉀C主次第46頁/共156頁第四十六頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮表1-4藥皮材料(cilio)的功能及副作用錳鐵Mn、Fe次主主副硅鐵Si、Fe次主主鈦鐵Ti、Fe次主次鉬鐵Mo、Fe次次主鋁粉Al次主木粉(次主次次副淀粉(次主次次副糊精(次主次次副鈉水玻璃NOnO主次主第47頁/共156頁第四十七頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮表1-4藥皮材料(cilio)的功能及副作用鉀水玻璃OnO主次主第48頁/共156頁第四十八頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮(3) 藥皮的類型按照主要組成物

27、種類及其含量不同(b tn)，焊條藥皮可分為氧化鈦型、氧化鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、纖維素型、低氫型、石墨型和鹽基型等八種類型。1) 氧化鈦型。2) 氧化鈦鈣型。3) 鈦鐵礦型。4) 氧化鐵型。5) 纖維素型。6) 低氫型。7) 石墨型。第49頁/共156頁第四十九頁，共157頁。20921-1a2. 藥皮8) 鹽基型。第50頁/共156頁第五十頁，共157頁。20921-1a1.1.2焊條的種類焊條的種類(zhngli)及型號及型號1. 焊條的種類(zhngli)2. 焊條的型號第51頁/共156頁第五十一頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的種類(1) 按焊條實際用途

28、劃分的類別按焊條的實際用途，可將焊條劃分為十大類別。1) 結(jié)構(gòu)鋼焊條。2) 不銹鋼焊條。3) 鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條。4) 低溫鋼焊條。5) 鑄鐵(zhti)焊條。6) 堆焊焊條。7) 鎳及鎳合金焊條。8) 銅及銅合金焊條。第52頁/共156頁第五十二頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的種類9) 鋁及鋁合金焊條。10) 特殊用途焊條。(2) 按焊接熔渣堿度劃分的類別按焊接熔渣的堿度，可將焊條劃分為(fn wi)酸性焊條和堿性焊條兩大類別。1) 酸性焊條。2) 堿性焊條。(3) 按焊條藥皮類型劃分的類別在對焊條藥皮類型的介紹中已經(jīng)指出，焊條藥皮可分為(fn wi)八種類型。(4

29、) 按藥皮重量系數(shù)劃分的類別藥皮的重量系數(shù)是指焊條中藥皮與焊芯的重量之比。第53頁/共156頁第五十三頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的型號表1-5常用(chn yn)焊條的類別代號焊條名稱碳鋼焊條低合金鋼焊條不銹鋼焊條鑄鐵焊條類別代號EEEEZ國家標準GB/T 51171995GB/T 51181995GB/T 9831995GB/T 100441988焊條名稱堆焊焊條鎳及鎳合金焊條鋁及鋁合金焊條銅及銅合金焊條類別代號EDENiEAlECu國家標準GB/T 9842001GB/T 138141992GB/T 36692001GB/T 36701995第54頁/共156

30、頁第五十四頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的型號圖1-1焊條型號含義(hny)的實例第55頁/共156頁第五十五頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的型號1) 牌號中的首位字母E表示焊條。2) E之后的前兩位數(shù)字表示熔敷金屬的最低抗拉強度值。3) E之后的第三位數(shù)字表示焊條適用的焊接位置，其中0或1表示全位置焊接，2表示平焊和平角焊，4表示立向下焊。4) E之后第四位數(shù)字與第三位數(shù)字的組合表示藥皮類型(lixng)和焊接電源的種類，參見表1-6。第56頁/共156頁第五十六頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的型號表1-6碳鋼焊條

31、的型號(xngho)及其含義(GB/T 51171995)焊條型號藥皮類型電源種類焊接位置熔敷金屬抗拉強度第57頁/共156頁第五十七頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的型號表1-6碳鋼焊條(hntio)的型號及其含義(GB/T 51171995)E5016低氫鉀型交流或直流反接E5018鐵粉低氫鉀型E5023鐵粉鈦鈣型交流或直流E5024鐵粉鈦型E5027鐵粉氧化鐵型交流或直流正接E5028鐵粉低氫型交流或直流反接E5048第58頁/共156頁第五十八頁，共157頁。20921-1a1.1.3焊條焊條(hntio)的性能的性能1. 焊條(hntio)的工藝性能2. 焊條

32、(hntio)的冶金性能第59頁/共156頁第五十九頁，共157頁。20921-1a1.1.3焊條焊條(hntio)的性能的性能表1-7結(jié)構(gòu)鋼焊條藥皮的典型配方(pi fng)(質(zhì)量分數(shù))(%)焊條型號E4300E4313E4303E4301E4320E5011E5016E5015人造金紅石3040285鈦白粉10698942鈦鐵礦62836赤鐵礦35錳礦11大理石1394844白云石71012菱苦土77硅砂7白泥12101414第60頁/共156頁第六十頁，共157頁。20921-1a表1-7結(jié)構(gòu)鋼焊條藥皮的典型配方(質(zhì)量(zhling)分數(shù))(%)花崗石33長石5914云母871065氟石

33、1824氟化鈉2純堿1錳鐵15121417276445度硅鐵10低度硅鐵3鈦鐵513鉬鐵43第61頁/共156頁第六十一頁，共157頁。20921-1a表1-7結(jié)構(gòu)鋼焊條(hntio)藥皮的典型配方(質(zhì)量分數(shù))(%)木粉127淀粉45纖維素5第62頁/共156頁第六十二頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的工藝性能(1) 焊接電弧的穩(wěn)定性電弧的穩(wěn)定性是指電弧維持穩(wěn)定燃燒的程度，如是否(sh fu)產(chǎn)生斷弧、飄移以及偏吹等。(2) 焊接位置的適應(yīng)性焊接位置的適應(yīng)性是指焊條對不同空間位置焊接難易程度的適應(yīng)能力。(3) 焊縫成形焊縫成形是描述焊縫表面光滑程度、表面是否(sh fu

34、)存在缺陷以及幾何形狀和尺寸是否(sh fu)正確的宏觀指標。1) 熔渣凝固溫度的影響。2) 熔渣粘度的影響。3) 熔渣表面張力的影響。(4) 焊接飛濺與熔敷效率第63頁/共156頁第六十三頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的工藝性能1) 焊接飛濺(fijin)。2) 熔敷效率。第64頁/共156頁第六十四頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的工藝性能表1-8幾種(j zhn)典型焊條的熔敷系數(shù)焊條型號E4303E4301E4320E4315E5015/g/(Ah)8397829085第65頁/共156頁第六十五頁，共157頁。20921-1a1. 焊

35、條(hntio)的工藝性能(5) 脫渣性脫渣性是指焊后從焊縫表面清除(qngch)焊接渣殼的難易程度。1) 熔渣線膨脹系數(shù)的影響。圖1-2幾種焊條熔渣(rn zh)和低碳鋼的線膨脹系數(shù)第66頁/共156頁第六十六頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的工藝性能2) 熔渣氧化性的影響。3) 熔渣松脆性的影響。(6) 焊接煙塵(ynchn)焊接煙塵(ynchn)是指在電弧高溫作用下而產(chǎn)生的高溫金屬和非金屬蒸氣，在電弧周圍空間中被氧化和冷凝而形成的細小的固態(tài)顆粒。第67頁/共156頁第六十七頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的工藝性能表1-9不同類型焊條(hn

36、tio)的發(fā)塵速度和發(fā)塵量焊條類型鈦鈣型高鈦型鈦鐵礦型低氫型發(fā)塵速度/(mg/min)200280280320300360360450發(fā)塵量/(g/kg)68798101020第68頁/共156頁第六十八頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的工藝性能表1-10不同類型(lixng)焊條煙塵的組成成分(質(zhì)量分數(shù))(%)焊條型號FSiMnOTiCaOMgONOOCaNaFKFE430348121793718261095027603681E50152493562630122103463919921371795第69頁/共156頁第六十九頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(

37、hntio)的工藝性能表1-11不同類型焊條煙塵所含的化學(xué)元素(hu xu yun s)及可溶性物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)焊條型號大量元素中量元素少量元素可溶性物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)(%)可溶性氟的質(zhì)量分數(shù)(%)E4303FeSi、Mn、Na、CaK、Mg 、Al2050E5015Fe、F、NaCa、KMn、Si、Ti49391第70頁/共156頁第七十頁，共157頁。20921-1a1. 焊條(hntio)的工藝性能(7) 焊條藥皮的發(fā)紅焊條藥皮的發(fā)紅是指焊條在使用(shyng)到后半段時由于溫升過高而使藥皮發(fā)紅、開裂甚至脫落的現(xiàn)象。第71頁/共156頁第七十一頁，共157頁。20921-1a2. 焊條的冶金(

38、yjn)性能表1-12不同藥皮類型(lixng)的結(jié)構(gòu)鋼焊條的工藝性能焊條型號E4313E4303E4301E4320E5011E5016E5015藥皮類型鈦型鈦鈣型鈦鐵礦型氧化鐵型纖維素型低氫鉀型低氫鈉型熔渣性質(zhì)酸性短渣酸性短渣酸性較短渣酸性長渣酸性短渣堿性短渣堿性短渣焊接電弧的穩(wěn)定性柔和穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定較差較差第72頁/共156頁第七十二頁，共157頁。20921-1a2. 焊條的冶金(yjn)性能表1-12不同藥皮類型(lixng)的結(jié)構(gòu)鋼焊條的工藝性能焊接位置的適應(yīng)性平焊易易易易易易易立向上焊易易易不可極易易易立向下焊易易難不可易易易仰焊稍易稍易易不可極易稍難稍難第73頁/共156

39、頁第七十三頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的冶金性能表1-12不同(b tn)藥皮類型的結(jié)構(gòu)鋼焊條的工藝性能焊縫成形焊縫外觀紋細美觀美觀美觀美觀粗糙稍粗稍粗焊腳形狀凸平平或稍凸平平平或凹平或凹熔深小中中稍大大中中咬邊小小中小大小小焊接飛濺與熔敷效率焊接飛濺少少中中多較多較多熔敷效率中中稍高高高中中脫渣性好好好好好較差較差焊接煙塵少少稍多多少多多第74頁/共156頁第七十四頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的冶金性能(1) 對氧的控制酸性焊條熔渣中的SiO2和焊接氣氛中的含氧氣體將鐵氧化成FeO而使焊縫增氧，在酸性渣的環(huán)境下采用錳鐵進行脫氧能取得較好

40、的脫氧效果。(2) 對氫的控制酸性焊條熔渣中的強氧化物SiO2、MnO及FeO等具有一定的脫氫能力，但焊縫金屬中含氫量還相對較高。(3) 對氮的控制酸性焊條含有大量的造渣劑和相當數(shù)量的造氣劑，形成以渣為主的渣-氣聯(lián)合(linh)保護，焊縫的含氮量較低。第75頁/共156頁第七十五頁，共157頁。20921-1a2. 焊條的冶金(yjn)性能(4) 對硫的控制酸性焊條(hntio)藥皮中的錳鐵具有較好的脫硫作用，同時熔渣中MnO和CaO也能起到脫硫的作用，但由于酸性渣的堿度較低以及FeO含量較高而使脫硫的效果有所減弱。(5) 對磷的控制酸性焊條(hntio)熔渣中的FeO和CaO共同起到脫磷的作

41、用，但由于酸性渣的堿度較低以及CaO含量較少而使脫磷效果變差。第76頁/共156頁第七十六頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的冶金性能表1-13不同(b tn)藥皮類型的結(jié)構(gòu)鋼焊條的冶金性能焊條型號E4313E4303E4301E4320E4311E4316E4315藥皮類型鈦型鈦鈣型鈦鐵礦型氧化鐵型纖維素型低氫鉀型低氫鈉型熔渣堿度的理論值040050065076106130102140110134160180160180第77頁/共156頁第七十七頁，共157頁。20921-1a2. 焊條(hntio)的冶金性能表1-13不同藥皮類型的結(jié)構(gòu)鋼焊條的冶金(yjn)性能焊縫

42、金屬的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))(%)C007010007008007010008010008010007010007010Si015020010015010010006010035045035045Mn025035035050040050052080025040070110070110S00180030001500250016002800180025001600220015002500120025P00200032002000300022003500300050002500350025002800200025第78頁/共156頁第七十八頁，共157頁。20921-1a2. 焊條的冶金(yjn)性能

43、表1-13不同藥皮類型(lixng)的結(jié)構(gòu)鋼焊條的冶金性能焊縫中氧、氮的質(zhì)量分數(shù)(%)O0060080060100080110100120060090025003500250035N00250030002400300025003000200025001000200010002200070020氫含量H/(ml/100g)2530253024302630304081068第79頁/共156頁第七十九頁，共157頁。20921-1a2. 焊條的冶金(yjn)性能表1-13不同藥皮類型(lixng)的結(jié)構(gòu)鋼焊條的冶金性能焊縫金屬力學(xué)性能/MPa4304904304904204804304704304

44、90470540470540(%)2028223020302530202822302435(%)6065607060686068606568727075/J常溫5075070115060110常溫60110-30100130-3080180-3080180錳對硫的質(zhì)量比81213161218142881430383038錳對硅的質(zhì)量比151825304568354020252025夾雜物總質(zhì)量分數(shù)(%)010901310134020301000280090第80頁/共156頁第八十頁，共157頁。20921-1a2. 焊條的冶金(yjn)性能表1-13不同藥皮類型的結(jié)構(gòu)鋼焊條(hntio)的冶

45、金性能抗裂性能一般尚好尚好較好一般良好良好抗氣孔性能一般較好一般對鐵銹和水分敏感性不太敏感不敏感不太敏感非常敏感備注以錳脫氧為主氧化性強造氣保護正接時易出現(xiàn)氣孔第81頁/共156頁第八十一頁，共157頁。20921-1a1.2.1焊絲焊絲(hn s)的種類和編號的種類和編號1. 焊絲的種類(zhngli)2. 焊絲的型號3. 焊絲的牌號第82頁/共156頁第八十二頁，共157頁。20921-1a1. 焊絲(hn s)的種類(1) 按焊絲適用的焊接方法劃分(hu fn)的類別按焊絲適用的焊接方法，可將焊絲分為鎢極氬弧焊焊絲、熔化極氬弧焊焊絲、二氧化碳焊焊絲、埋弧焊焊絲、電渣焊焊絲、堆焊焊絲、氣焊

46、焊絲及自保護焊焊絲等。(2) 按焊絲適用的被焊材料劃分(hu fn)的類別按焊絲適用的被焊材料，可將焊絲分為碳鋼焊絲、合金鋼焊絲、不銹鋼焊絲、鑄鐵焊絲、硬質(zhì)合金焊絲、鋁及鋁合金焊絲、銅及銅合金焊絲以及鎳及鎳合金焊絲等。(3) 按焊絲本身的形狀結(jié)構(gòu)劃分(hu fn)的類別按焊絲本身的形狀結(jié)構(gòu)，可將焊絲分為實芯焊絲和藥芯焊絲等。第83頁/共156頁第八十三頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號(1) 實芯焊絲的型號實芯焊絲的型號由字母和數(shù)字組成，主要(zhyo)表示焊絲的類別、熔敷金屬的抗拉強度、化學(xué)成分或金屬類型等。第84頁/共156頁第八十四頁，共157頁。20921-1

47、a2. 焊絲(hn s)的型號表1-14一些實芯焊絲型號名稱的代表(dibio)字母焊絲名稱碳鋼焊絲合金鋼焊絲鑄鐵焊絲鋁及鋁合金焊絲鎳及鎳合金焊絲代表字母ERERRZSAlERNi第85頁/共156頁第八十五頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號圖1-3實芯焊絲(hn s)型號含義的實例第86頁/共156頁第八十六頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號1) 型號中的前兩個字母ER表示焊絲。2) ER之后的兩位數(shù)字表示熔敷金屬的最低抗拉強度值。3) 短橫后面的字母或數(shù)字表示焊絲化學(xué)成分分類代號。4) 如還附加其他(qt)化學(xué)元素時，直接用元素符號表示，

48、并以短橫與前面數(shù)字分開。(2) 藥芯焊絲的型號碳鋼藥芯焊絲的型號是由焊絲類別代號和焊縫金屬的力學(xué)性能代號兩部分組成，即EF-，型號含義的實例如圖1-4所示。第87頁/共156頁第八十七頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號圖1-4藥芯焊絲型號(xngho)含義的實例第88頁/共156頁第八十八頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號1) 焊絲(hn s)類別代號。第89頁/共156頁第八十九頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號表1-15藥芯焊絲(hn s)的類別代號類別代號藥芯類型保護氣體電源種類適用性EF1氧化鈦型二氧化碳直流

49、反接單道焊、多道焊EF2氧化鈦型二氧化碳直流反接單道焊EF3氧化鈣 氟化物型二氧化碳直流反接單道焊、多道焊EF4自保護直流反接單道焊、多道焊EF5自保護直流反接單道焊、多道焊EFG單道焊、多道焊EFGS單道焊第90頁/共156頁第九十頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號2) 力學(xué)性能代號(diho)。第91頁/共156頁第九十一頁，共157頁。20921-1a2. 焊絲(hn s)的型號表1-16V形缺口沖擊(chngj)吸收功和試驗溫度的數(shù)字代號第一位數(shù)字溫度/沖擊吸收功/J第二位數(shù)字溫度/沖擊吸收功/J0沒有規(guī)定0沒有規(guī)定1+20271+20472023-2034-

50、3045-405第92頁/共156頁第九十二頁，共157頁。20921-1a3. 焊絲(hn s)的牌號(1) 實芯焊絲(hn s)的牌號實芯焊絲(hn s)的牌號主要是按焊絲(hn s)的化學(xué)成分編制的。第93頁/共156頁第九十三頁，共157頁。20921-1a3. 焊絲(hn s)的牌號表1-17一些實芯焊絲(hn s)牌號名稱的代表字母焊絲名稱碳鋼焊絲合金鋼焊絲鑄鐵焊絲鋁及鋁合金焊絲銅及銅合金焊絲代表字母HHHSHSHS第94頁/共156頁第九十四頁，共157頁。20921-1a3. 焊絲(hn s)的牌號1) 焊絲牌號中的首字母H表示焊接用實芯焊絲。2) H后面(hu mian)的一

51、位或兩位數(shù)字表示碳的質(zhì)量分數(shù)。3) 化學(xué)元素符號及其后面(hu mian)的數(shù)字表示該元素的大致質(zhì)量分數(shù)。4) 牌號尾部標有A或E時，表示優(yōu)質(zhì)或特優(yōu)，亦即焊絲的硫、磷含量較低或更低。圖1-5實芯焊絲牌號(piho)含義的實例第95頁/共156頁第九十五頁，共157頁。20921-1a3. 焊絲(hn s)的牌號圖1-6藥芯焊絲牌號(piho)含義的實例第96頁/共156頁第九十六頁，共157頁。20921-1a3. 焊絲(hn s)的牌號(2) 藥芯焊絲的牌號(piho)藥芯焊絲的牌號(piho)是按焊絲的類別、熔敷金屬的化學(xué)成分或抗拉強度、藥芯類型及保護方式等編制的，牌號(piho)形式為Y

52、-，典型結(jié)構(gòu)鋼藥芯焊絲牌號(piho)含義的實例如圖1-6所示。1) 焊絲牌號(piho)中的第一個字母Y表示藥芯焊絲，第二個字母表示焊絲大的類別。2) 第二個字母之后的前兩位數(shù)字表示若干小類，第三位數(shù)字表示藥芯類型和焊接電源種類。第97頁/共156頁第九十七頁，共157頁。20921-1a3. 焊絲(hn s)的牌號3) 短橫后面的數(shù)字表示焊接時的保護方式，其中1為氣保護，2為自保護，3為氣保護和自保護兩用，4為其他保護形式。4) 當藥芯焊絲有特殊性能和用途時，在牌號后面加注起主要作用(zuyng)的元素和主要用途的字母，一般不超過兩個。第98頁/共156頁第九十八頁，共157頁。20921

53、-1a1.2.2實芯焊絲實芯焊絲(hn s)1. 氣體保護(boh)焊用實芯焊絲2. 埋弧焊用實芯焊絲第99頁/共156頁第九十九頁，共157頁。20921-1a1. 氣體保護(boh)焊用實芯焊絲(1) 氬弧焊焊絲鎢極氬弧焊用的焊絲只是作為焊縫的填充金屬，而不充當(chngdng)導(dǎo)電的電第100頁/共156頁第一百頁，共157頁。20921-1a1. 氣體(qt)保護焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)鋼種牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）(%)CMnSiNiCrMoVCuTiSP第101頁/共156頁第一百零一頁，共157頁。20921-

54、1a1. 氣體(qt)保護焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)合金結(jié)構(gòu)鋼H10Mn201215019000703002002000350035H08Mn2Si01117021006509503002002000350035第102頁/共156頁第一百零二頁，共157頁。20921-1a1. 氣體保護(boh)焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)H08Mn2SiA01118021006509503002002000300030H10MnSi0140801100600900300

55、2002000350035H10MnSiMo01409012007011003002001502502000350035第103頁/共156頁第一百零三頁，共157頁。20921-1a1. 氣體保護(boh)焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)H10MnSiMoTiA01801210013004007003002002004002000501500250030H08MnMoA01012016002503002003005002001500300030H08Mn2MoA0060111601900250300200500700200150

56、0300030第104頁/共156頁第一百零四頁，共157頁。20921-1a1. 氣體保護(boh)焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)H10Mn2MoA00801317020004003002006008002001500300030H08Mn2MoVA00601116019002503002005007000601202001500300030H10Mn2MoVA00801317020004003002006008000601202001500300030第105頁/共156頁第一百零五頁，共157頁。20921-1a1. 氣體

57、保護(boh)焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)H08CrMoA01004007001503503008011004006002000300030H13CrMoA01101604007001503503008011004006002000300030H18CrMoA01502204007001503503008011001502502000250030第106頁/共156頁第一百零六頁，共157頁。20921-1a1. 氣體(qt)保護焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)H

58、08CrMoVA01004007001503503010013005007001503502000300030H08CrNi2MoA00501005008501003014018007010002004002000250025H30CrMnSiA02503508011009012003008011002000250030第107頁/共156頁第一百零七頁，共157頁。20921-1a1. 氣體(qt)保護焊用實芯焊絲表1-18結(jié)構(gòu)鋼實芯焊絲(hn s)的牌號和化學(xué)成分(GB/T 149571994)H10MoCrA0120400700150350300450650400600200030003

59、0第108頁/共156頁第一百零八頁，共157頁。20921-1a1. 氣體(qt)保護焊用實芯焊絲(2) 二氧化碳焊焊絲二氧化碳作為保護氣體能有效防止空氣(kngq)進入焊接區(qū)，但二氧化碳焊的氣氛具有很強的氧化性，易造成合金元素的氧化燒損。第109頁/共156頁第一百零九頁，共157頁。20921-1a2. 埋弧焊用實芯焊絲(hn s)(1) 碳素結(jié)構(gòu)鋼焊絲(hn s)碳素結(jié)構(gòu)鋼焊絲(hn s)主要是含錳量較低的低碳鋼焊絲(hn s)，如H08A、H15A及H08MnA等。(2) 合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲(hn s)合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲(hn s)從合金系上看可分幾個系列，如Mn-Si系、Mn-Mo系及Cr

60、-Mo系等。第110頁/共156頁第一百一十頁，共157頁。20921-1a1.2.3藥芯焊絲藥芯焊絲(hn s)1. 藥芯焊絲的種類及其特點(tdin)2. 藥芯焊絲的工藝特性第111頁/共156頁第一百一十一頁，共157頁。20921-1a1. 藥芯焊絲(hn s)的種類及其特點表1-19典型合金(hjn)結(jié)構(gòu)鋼藥芯焊絲的化學(xué)成分和力學(xué)性能牌號熔敷金屬化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）(%)熔敷金屬力學(xué)性能CSiMnNiCrMoCu/MPa/MPa(%)/JYJ420 10105120142022-2047YJ502 101051249022-2047YJ502CuCr 1012060512025060