(二)常用焊接材料及设备
1.焊接材料
(1)手工电弧焊焊接材料
1) 焊条的组成
焊条就是涂有药皮的供电弧焊使用的熔化电极。它是由药皮和焊芯两部分组成。
① 焊芯。焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时,焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。
② 药皮。压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。药皮是由各种矿物类、铁合金有机物和化工产品(水玻璃类)原料组成。药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。若采用无药皮的光杆焊条焊接,则在焊接过程中,空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属,将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化,并形成各种氧化物和氮化物残留在焊缝中,造成焊缝夹渣或裂纹。而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔,这些因素都能使焊缝的机械性能(强度、冲击值等)大大降低,同时使焊缝变脆。此外采用光杆焊条焊接,电弧很不稳定,飞溅严重,焊缝成形很差。
药皮除具有机械保护作用,还要加入一些还原剂,使电弧燃烧中产生的氧化物还原,以保证焊缝质量。
通过在焊条药皮中加入铁合金或纯合金元素,使之随着药皮的熔化而过渡到焊缝金属中去,以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机械性能。
总之药皮的作用改善了焊接工艺性能,使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高。同时也保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能。
2)焊条分类
① 按焊条的用途分类
② 按药皮的主要成分分类。
③ 按药皮熔化后的熔渣碱度分类。熔渣成分主要是酸性氧化物(SiO2、TiO2、Fe2O3)的为酸性焊条;熔渣主要成分是碱性氧化物(如大理石、萤石等)的为碱性焊条。
酸性焊条具有较强的氧化性,对铁锈、水分不敏感,焊缝中很少有由氢气引起的气孔,但酸性熔渣脱氧不完全,也不能完全清除焊缝中的硫、磷等杂质,故焊缝金属力学性能较低。
碱性焊条由于脱氧性能好,能有效除焊缝中的硫,合金元素烧损少,焊缝金属合金化效果好,焊缝力学性能和抗裂性均较好,但当焊件和焊条存在水分时,焊缝中容易出现氢气孔。
④ 按特殊性能分类。
3)焊条的选用原则
电弧焊时,通常应根据组成焊接结构钢材的化学成分、力学性能、焊接性和工作环境等要求,以及焊接结构的形状、受力情况和焊接设备类型等方面综合考虑,以决定选用哪种焊条。