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(jiàn)焊絲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低時(shí)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(shí)的溫度,對(duì)仰焊有利。加入其他合金元素主要為焊縫的綜合機(jī)械性能,同時(shí)對(duì)焊接工藝性能及去除雜質(zhì),也有一定作用。
焊條(coveredelectrode),是在金屬焊芯外將涂料(藥皮)均勻、向心地壓涂在焊芯上。焊芯即焊條的金屬芯,為了焊縫的質(zhì)量與性能,對(duì)焊芯中各金屬元素的含量都有嚴(yán)格的規(guī)定,特別是對(duì)有害雜質(zhì)(如硫、磷等)的含量,應(yīng)有嚴(yán)格的限制,優(yōu)于母材。
焊條(covered electrode)是氣焊或電焊時(shí)熔化填充在焊接工件的接合處的金屬條。
焊條由焊芯和藥皮兩部分組成,焊條的材料通常跟工件的材料相同。根據(jù)不同情況,電焊條有不同的分類,而按性能分類的焊條,都是根據(jù)其特殊使用性能而制造的焊條,如低氫焊條、低塵低毒焊條、立向下焊條、躺焊焊條、打底層焊條、鐵粉焊條、防潮焊條、水下焊條、重力焊條等。焊條主要作用是機(jī)械保護(hù)作用、冶金處理作用和改善焊接工藝性能。
根據(jù)GB/T 5117-1995《碳鋼焊條》和GB/T 5118-1995《的合金鋼焊條》的規(guī)定,焊條型號(hào)的主體結(jié)構(gòu)由字母“E”和四位數(shù)字組成。
電焊條的分類方法很多,可分別按用途、熔渣的堿度、焊條藥皮的主要成分、焊條性能特征等不同角度對(duì)電焊條進(jìn)行分類。按用途分類
我國(guó)現(xiàn)行的焊條分類方法,主要是根據(jù)焊條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和原機(jī)械工業(yè)部編制的《焊接材料產(chǎn)品樣本》。焊條型號(hào)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分為8類,焊條牌號(hào)按用途分為10類。
考慮焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受力條件
對(duì)結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、剛性大的厚大焊接件,由于焊接過(guò)程中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,易使焊縫產(chǎn)生裂紋,應(yīng)選用抗裂性能好的堿性低氫焊條。對(duì)受力不大、焊接部位難以清理干凈的焊件,應(yīng)選用對(duì)鐵銹、氧化皮、油污不敏感的酸性焊條。對(duì)受條件限制不能翻轉(zhuǎn)的焊件,應(yīng)選用適于全位置焊接的焊條。
藥皮的主要成分決定了焊條的藥皮類型,常見(jiàn)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(jī)物15%以上,氧化鈦30%左右。
高纖維素鉀型:含有有機(jī)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(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的焊條。
選用原則
考慮母材的性能和化學(xué)成分:要使焊條的熔敷金屬化學(xué)成分與母材相近,以焊縫的力學(xué)性能和其他使用性能與母材相匹配。例如,焊接 Q235 碳鋼時(shí),可選用 E43 系列的碳鋼焊條;焊接 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼時(shí),應(yīng)選用 E347 等相應(yīng)的不銹鋼焊條。
考慮焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求:對(duì)于承受動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)選用熔敷金屬韌性和抗裂性較好的焊條,如低氫型焊條;對(duì)于在高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)等特殊環(huán)境下工作的焊接結(jié)構(gòu),要選用具有相應(yīng)耐溫、耐蝕性能的焊條。例如,焊接低溫容器時(shí),需選用能低溫韌性的焊條。
考慮焊接工藝條件和設(shè)備:如果焊接設(shè)備為交流焊機(jī),應(yīng)選用適用于交流電源的焊條,如鈦鈣型焊條;若采用直流焊機(jī),則可選用各種類型的焊條,但對(duì)于一些對(duì)電弧穩(wěn)定性要求較高的焊條,如低氫型焊條,采用直流反接效果更好。此外,還要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接位置、焊接速度等工藝條件,選擇合適的焊條,以焊接質(zhì)量和效率。
選用要點(diǎn)
①考慮焊縫金屬力學(xué)性能和化學(xué)成分
對(duì)于普通結(jié)構(gòu)鋼,通常要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度,應(yīng)選用熔敷金屬抗拉強(qiáng)度等于或稍母材的焊條。對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼,有時(shí)還要求合金成分與母材相同或接近。在焊接結(jié)構(gòu)剛性大、接頭應(yīng)力高、焊縫易產(chǎn)生裂紋的不利情況下,應(yīng)考慮選用比母材強(qiáng)度低的焊條。當(dāng)母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高時(shí),焊縫中容易產(chǎn)生裂紋,應(yīng)選用抗裂性能好的堿性低氫型焊條。
②考慮焊接構(gòu)件使用性能和工作條件
對(duì)承受載荷和沖擊載荷的焊件,除滿足強(qiáng)度要求外,主要應(yīng)焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性,可選用塑、韌性指標(biāo)較高的低氫型焊條。接觸腐蝕介質(zhì)的焊件,應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)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(yīng)選用相應(yīng)的耐熱鋼、低溫鋼、堆焊或其他特殊用途焊條。
鑄鐵焊條
預(yù)熱焊件:為了減少焊接應(yīng)力和防止產(chǎn)生白口組織及裂紋,焊接前對(duì)鑄鐵焊件進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度根據(jù)鑄鐵的類型、焊件的結(jié)構(gòu)和厚度等因素而定,一般在 300 - 700℃之間。
采用合理的焊接工藝:焊接時(shí)應(yīng)采用小電流、分段焊、斷續(xù)焊等工藝,避免焊縫過(guò)熱,減少焊接應(yīng)力。同時(shí),要注意焊條的擺動(dòng)幅度和速度,焊縫根部熔合良好,防止出現(xiàn)未焊透和夾渣等缺陷。
焊后保溫緩冷:焊后應(yīng)立即用石棉布等保溫材料覆蓋焊件,使其緩慢冷卻,以減少應(yīng)力集中,防止產(chǎn)生裂紋。對(duì)于一些重要的鑄鐵焊件,還可進(jìn)行焊后熱處理,如去應(yīng)力退火等。