第3章-焊接材料.ppt

焊接科学与工程概论 太原理工大学 材料科学与工程学院 材料成形技术基础 （材料连接工程概论） 王文先 Email: wwx960@126.com 课程内容： 第0章：绪论----科学、技术和工程 第1章：焊接技术的发展 第2章：焊接电源 第3章：焊接材料 第4章：各种焊接方法（1） 第4章：各种焊接方法（2） 第5章：焊接过程自动化 第6章：焊接结构 第7章：焊接质量检验 第8章：焊接生产过程 第9章：焊接工程管理 配套课程：工程模型制作和参观焊接企业 第 3 章 焊接材料 3.1 焊条 3.2 焊丝 3.3 焊剂 焊接材料是指能填充焊缝、对焊缝起保护 作用和冶金作用的所用消耗材料。 焊接材料参与整个焊接过程，因而不仅影 响焊接过程的稳定性和焊接接头最终质量，同 时也影响生产率。 3.1 焊条 3.1.1 焊条的组成及作用 3.1.2 焊条的分类、型号和牌号 3.1.3 焊条的性能 3.1.4 焊条的保管 3.1.1 焊条的组成及作用 焊条由焊芯和药皮两部分组成。 1、焊芯：焊芯一般是一根具有一定长度及直径的金属丝。焊芯有两个功用：一是传导焊接电流，产生电弧；二是焊芯本身熔化作为填充金属，与熔化的基本金属熔合形成焊缝。 手弧焊时，焊芯金属约占整个焊缝金属的50%-70%，所以焊芯的化学成分会直接影响焊缝的质量。因此，焊芯用的钢丝都是经特殊冶炼的，单独规定了它的牌号与成分，这种焊接专用钢丝，称为焊丝。 GB1300-77和GB3429-82规定了焊接用碳素结构钢和合金结构钢钢丝的化学成分。 常用的结构钢焊条采用H08A焊丝作焊芯，对硫、磷要求严格控制时采用H08E，它们的化学成分见表1-11。 焊接用不锈钢丝在GB4242-84中作了规定。 焊条的直径，就是指焊芯的直径。结构钢焊条直径从Φ1.6、Φ2、Φ2.5、 Φ3.2、 Φ4、 Φ5、 Φ6、 Φ8，共分八种规格，生产中应用最广的焊条直径为Φ3.2、Φ4及Φ5三种。 焊条长度是指焊芯的长度，一般均在200～550mm之间。 2、药皮 焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。 最初采用无药皮的光焊条焊接，造成焊缝夹渣、使焊缝产生大量气孔。焊缝的力学性能 大大降低，焊缝变脆。此外，用光焊条焊接，电弧很不稳定，飞溅严重，焊缝成形很差。 后来人们发现在光焊条外面涂一薄层由白垩等物组成的药皮，能使电弧燃烧稳定，这种焊条叫薄药皮焊条，由于其焊缝质量仍很差，目前已很少采用。随着工业发展，创制了现在广泛应用的优质厚药皮焊条。 （1）焊条药皮的主要作用 ① 机械保护作用：利用药皮熔化放出的气体和形成的熔渣，起机械隔离空气作用，防止有害气体浸入熔化金属。 ② 冶金处理作用：通过熔渣与熔化金属冶金反应，除去有害杂质，如O、H、S、P，添加有益的合金元素，焊缝获得要求的力学性能。 ③ 改善焊接工艺性能：使电弧稳定、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高等。 总之，药皮的作用是保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和力学性能；并使焊条具有良好的焊接工艺性能。 (2) 焊条药皮的组成 根据药皮的作用，可将它分为如下七类： ① 稳弧剂：作用是帮助引弧和稳定电弧, 凡易电离的物质均能稳弧。多采用碱金属及碱土金属化合物，如碳酸钾、碳酸钠、大理石等。 ② 造气剂：作用是形成保护气氛，以隔绝空气。如有机物：淀粉、木粉；碳酸盐类矿物：大理石、菱镁矿等。 ③ 造渣剂：作用是在熔化后形成具有一定物理化学性能的熔渣，覆盖在熔化金属的表面，起机械保护和冶金处理作用。如大理石、钛铁矿、金红石等。 ④ 脱氧剂：作用是使焊缝金属脱氧，以提高焊缝的力学性能。常用锰铁、硅铁、钛铁等。 ⑤ 合金剂：作用是向焊缝金属渗入有益的合金元素，以提高焊缝的力学性能或使焊缝获得某些特殊性能(如耐蚀、耐磨等)。如锰铁、硅铁、钼铁等，或纯金属如金属锰、金属铬等。 ⑥ 粘结剂：用以将各种粉状加入剂粘附在焊芯上。常用的粘结剂是水玻璃，有钠水玻璃、钾水玻璃和钠钾水玻璃三种。 ⑦ 增塑剂：用以改善涂料的塑性和滑性，便于机器压涂药皮。如云母、白泥、钛白粉等。 最常用的结构钢焊条E4303、E5015药皮配方， 3.1.2 焊条的种类及型号