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安裝工程精講班講義：焊接材料

建設工程技術與計量(安裝工程)

二、焊接材料

(一)手工電弧焊焊接材料

1.焊條的組成

焊條就是涂有藥皮的供電弧焊使用的熔化電極。它是由藥皮和焊芯兩部分組成。

(l)焊芯。焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊接時，焊芯有兩個作用：一是傳導焊接電流，產生電弧把電能轉換成熱能;二是焊芯本身熔化為填充金屬與母材金屬熔合形成焊縫。

(2)藥皮。壓涂在焊芯表面的涂層稱為藥皮。藥皮是由各種礦物類、鐵合金、有機物和化工產品(水玻璃類)原料組成。焊條藥皮的組成成分相當復雜，一種焊條藥皮的配方中組成物有七八種之多。藥皮在焊接過程中起著極為重要的作用。若采用無藥皮的光焊條焊接，則在焊接過程中，空氣中的氧和氮會大量侵入熔化金屬，將金屬鐵和有益元素碳、硅、錳等氧化和氮化，并形成各種氧化物和氮化物殘留在焊縫中，造成焊縫夾渣或裂紋。而熔入熔池中的氣體可能使焊縫產生大量氣孔，這些因素都能使焊縫的力學性能(強度、沖擊值等)大大降低，同時使焊縫變脆。此外采用光焊條焊接，電弧很不穩(wěn)定，飛濺嚴重，焊縫成形很差。在光焊條外面涂一層由各種礦物等組成的藥皮，能使電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫質量得到提高。

藥皮雖然具有機械保護作用，但液態(tài)金屬仍不可避免的受到少量空氣侵入并氧化，此外藥皮中某些物質受電弧高溫作用而分解放出氧，使液態(tài)金屬中的合金元素燒毀，導致焊縫質量降低。因此在藥皮中要加入一些還原劑，使氧化物還原，以保證焊縫質量。

由于電弧的高溫作用，焊縫金屬中所含的某些合金元素被燒損(氧化或氮化)，會使焊縫的力學性能降低。在焊條藥皮中加入鐵合金或其他合金元素，使之隨著藥皮的熔化而過渡到焊縫金屬中去，以彌補合金元素燒損和提高焊縫金屬的力學性能。此外，藥皮還可改善焊接工藝性能使電弧穩(wěn)定燃燒、飛濺少、焊縫成形好、易脫渣和熔敷效率高。

總之，藥皮的作用是保證被焊接金屬獲得具有合乎要求的化學成分和力學性能，并使焊條具有良好的焊接工藝性能。

2.焊條的分類

焊條可按用途和熔渣特性進行分類。

(l)按焊條的用途分

(2)按焊條藥皮熔化后的熔渣特性分類

1)酸性焊條。其熔渣的成分主要是酸性氧化物(SiO2、TiO2、Fe2O3)及其他在焊接時易放出氧的物質，藥皮里的造氣劑為有機物，焊接時產生保護氣體。

酸性焊條藥皮中含有多種氧化物，具有較強的氧化性，促使合金元素氧化;同時電弧氣中的氧電離后形成負離子與氫離子有很強的親和力，生成氫氧根離子，從而防止氫離子溶入液態(tài)金屬里，所以這類焊條對鐵銹、水分不敏感，焊縫很少產生由氫引起的氣孔。但酸性熔渣脫氧不完全，也不能有效地清除焊縫的硫、磷等雜質，故焊縫的金屬的力學性能較低，一般用于焊接低碳鋼和不太重要的碳鋼結構。

2)堿性焊條。其熔渣的主要成分是堿性氧化物(如大理石、螢石等)，并含有較多的鐵合金作為脫氧劑和合金劑，焊接時大理石分解產生的二氧化碳氣體作為保護氣體。由于焊條的脫氧性能好，合金元素燒損少，焊縫金屬合金化效果較好。但由于電弧中含氧量低，如遇焊件或焊條存在鐵銹和水分時，容易出現氫氣孔。在藥皮中加入一定量的螢石，在焊接過程中與氫化合生成氟化氫，具有去氫作用。但是螢石不利于電弧的穩(wěn)定，必須采用直流反極性進行焊接。若在藥皮中加入穩(wěn)定電弧的組成物碳酸鉀(K2CO3)等，便可使用交流電源。

堿性焊條的熔渣脫氧較完全，又能有效地消除焊縫金屬中的硫，合金元素燒損少，所以焊縫金屬的力學性能和抗裂性均較好，可用于合金鋼和重要碳鋼結構的焊接。

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