石家庄结构钢焊条 福源新材-别出心裁
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关 键 词：石家庄结构钢焊条
行 业：焊接切割 焊接材料 焊条
发布时间：2020-06-07
一，概述
随着工业生产的发展和科学技术的进步，焊接已成为一门独立的学科，其中焊条电弧焊是工业生产中应用广的焊接方法。焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的一种焊接方法，焊接时电弧在焊条端部和工件之间“燃烧”，并将其局部加热到熔化状态，熔滴在气、渣联合保护下进入熔池，随着电弧向前移动，熔池金属逐步冷却结晶而形成焊缝。
二，焊条电弧焊的焊接常识
1，焊条电弧焊的焊条按用途分有：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、低温焊条、结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、特殊用途焊条等。但是对于活泼金属（如钛、铌、锆等）、难熔金属、小于1mm的焊件及大批量生产等不宜采用焊条电弧焊。
2，焊条电弧焊的电源通常采用陡降的电源外特性，以恒流加“外拖”特性电源，能保证电弧燃烧稳定；而不宜采用恒压外特性电源，因其在弧长波动时焊接电流波动较大，使电弧不稳。
3，焊条电弧焊中仰焊是难的，正确的操作方法是：采用短电弧长度、较小直径的焊条、稍快的焊接速度和合适的焊接电流；多层焊时可采用月牙形或锯齿形运条方式焊接，摆幅不宜太大，焊道应薄一点。仰焊不能采用长弧、大电流、慢速焊等手法。
4，横焊时应选择较小直径的焊条，配合恰当的焊条角度和运条方法，以短路过度形式进行焊接，多道焊接运条的角度还应根据焊缝所在位置适当改变焊条角度，以使电弧推力对熔滴产生承托作用，进而形成良好的焊缝；不这样的话，熔化金属在重力作用下发生流淌，进而引起上侧产生咬边，下侧产生焊、未焊透等缺陷，成形恶化。
5，立焊时应采用适当的运条角度和适宜的运条方式，使用较小的电流进行短弧焊接，通常普通焊条是从下往上焊接，向上移动的速度要均匀；也有专门的下向焊的焊条。
6，角焊时焊条在焊接方向的倾角一般为65～80°，电弧的指向应偏向厚板，以使两板加热温度相同，在多层焊时应根据焊道位及板厚调整焊条角度，以保证焊缝成形良好；如角焊工件方便翻转，一般将工件转到船形焊位置进行施焊。切忌厚薄板角焊时焊条不偏移，容易引起两板温差大，产生焊缝单边、咬边、顶角焊不透、夹渣等缺陷，使焊缝成形不良。
7，引弧后将电弧稍拉长或在理起焊点8～10mm处起弧，对焊缝端头（接头）进行必要的预热，或适当摆动，待形成熔池后再将电弧缩短至2～4mm，开始正常焊接；焊接重要结构时，应制作起（收）弧板，进行起弧和收弧，这样可得到熔深与熔宽均匀一致的焊缝。不能电弧引燃后立即转入正常焊接状态，容易产生气孔、未焊透、夹渣等缺陷。
8，在一般焊接过程中（除铸铁焊补有时须拉长一点弧长），电弧长度应小于活等于焊条直径，即采用短弧焊接，特别是采用碱性焊条是，一定要用短弧焊接才能保证焊接质量。如电弧过长会使电弧燃烧不稳定焊缝表面的鱼鳞纹不均匀、焊缝熔深减小、飞溅增加、产生气孔等缺陷。
9，焊条电弧焊的参数主要是焊接电流，通常合适的焊接电流是焊接成败的关键；而相当一部分焊工喜欢用大一点流施焊，相对使用过小电流的焊工非常少，因为大电流可以加快焊接速度。使用过大的焊接电流，不仅会使焊条尾部过热（甚至发红），部分药皮脱落或失效，气渣保护效果变差，造成气孔、飞溅、凹坑，而且极易产生咬边、烧穿、晶粒粗大等焊接缺陷。
10，薄板对接焊时一般不开坡口，可采用较慢一点的焊速进行直线短弧焊接，通过调节焊条的倾角及弧长来控制熔渣的运动和熔池成形。焊接时不宜横向摆动，否则容易引起夹渣、咬边和焊缝不平整等缺陷。
11，通常焊接时焊条直径一般应根据工件厚度、接头形式、焊接位置和焊接层数，并参考焊接电流的大小来选取。对于非平焊位置焊接和开坡口多层焊的层应采用较小直径的焊条；立焊、横焊、仰焊所用焊条均比平焊时小；厚板所用焊条较粗但不宜超过板厚。
12，收弧时要注意填满弧坑，常用的焊缝收弧方法有：划圆圈收弧、反复断弧收弧、回焊收弧外接收弧板收弧等。当一道焊道焊完时，如果立即拉断电弧则会形成低于焊接表面的弧坑；过深的弧坑不仅影响外观，而且使收尾处强度减弱，并易造成应力集中或形成弧坑裂纹。
13，引弧方法一般有：划擦引弧法和直击引弧法。操作时力度要适中，划或击要干净利落。否则，如果引弧动作太快或焊条提得过高，不易建立稳定的电弧，可能起弧后又熄灭；引弧动作如果太慢，又会使焊条和工件粘在一起，产生长时间短路，使得焊条过热发红，造成药皮脱落，也建立不起稳定电弧。
14，对于大间隙一般采用三点焊接法，并注意焊道的焊接顺序。除了铸铁镶块焊补外，绝大多数大间焊接不宜放置金属填充物，因为必然会产生未焊透缺陷、使焊脚增高影响焊件强度。
15，直流电弧的缺点是会发生电弧磁偏吹，造成电弧不稳定，严重时根本无法焊接，尤以大电流、深坡口、角焊等情况为强烈。避免产生磁偏吹的措施有：使用交流电源焊接、正确选择电缆线接入位置、调整焊条角度、减少接头间隙采用短弧焊接等。
16，薄板焊接要采用直流反接。在选择焊接电源的极性时，主要是根据焊条性质和焊件所需的热量来决定，一般为获得较大的熔深厚板焊接可采用直流正接，而薄板焊接时为防止焊件烧穿，宜采用直流反接。
17，碱性焊条应采用直流焊接（部分可交直两用）。碱性焊条与强度级别相同的酸性焊条相比，其熔敷金属延展性和韧性高、扩散氢含量低、抗裂性能强。但碱性焊条的工艺性较差，采用交流焊接时电弧稳定性差、飞溅多、焊缝成形不良。因此，采用碱性焊条焊接时，无论是薄板还是厚板均需采用直流反接并用短弧焊接。
18，对于焊件厚度大于6mm，为了焊缝有效厚度、焊透、改善成形，一般应将焊接部位加工成Y形、X形、U形等各种形状的坡口，并进行多层焊或多层多道焊。
酸性焊条与碱性焊条：
●药皮在焊接时熔化形成熔渣。焊后熔渣为酸性的焊条称为酸性焊条，反之为碱性焊条。
●酸性焊条的缺点：酸性焊条的熔渣组成物以酸性氧化物为主，对焊缝金属有较强的氧化性，致使焊缝金属中合金元素的烧损量较大。同时焊缝金属中氢和氧的含量较高，焊缝金属的力学性能，特别是塑性和韧性较低。
●酸性焊条的优点：对铁锈、油污及水分引起的气孔敏感性小。酸性焊条用交流或直流电源均可焊接。
●碱性焊条的优点：碱性焊条的熔渣组成物以碱性氧化物为主，对焊缝金属的氧化性很小，冶金处理效果好。碱性焊条焊接时，药皮分解出CO2作保护气体，保护气体中氢含量很低，因此用碱性焊条焊成的焊缝金属含氢量低，综合力学性能好，特别是塑性、韧性较高。
●碱性焊条的缺点：对气孔的敏感性较大。
焊条的选用原则
焊芯即焊条的金属芯，为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质（如硫、磷等)的含量，应有严格的限制，优于母材。焊条由焊芯及药皮两部分构成。其种类不同，焊芯也不同。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能，所以焊芯中的有害元素要尽量少。
焊条分类
1、酸性焊条
药皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定数量的碳酸盐等，熔渣氧化性强，熔渣碱度系数小于1。酸性焊条焊接工艺性好，电弧稳定，可交、直流两用，飞溅小、熔渣流动性和脱渣性好，熔渣多呈玻璃状，较疏松、脱渣性能好，焊缝外表美观。酸性焊条的药皮中含有较多的二氧化硅、氧化铁及氧化钛，氧化性较强，焊缝金属中的氧含量较高，合金元素烧损较多，合金过渡系数较小，熔敷金属中含氢量也较高，因而焊缝金属塑性和韧性较低。
2、碱性（低氢型）焊条
药皮中含有大量的碱性造渣物（大理石、萤石等），并含有一定数量的脱氧剂和渗合金剂。碱性焊条主要靠碳酸盐（如CaCO3等）分解出CO2作保护气体，弧柱气氛中的氢分压较低，而且萤石中的氟化钙在高温时与氢结合成氟化氢（HF），降低了焊缝中的含氢量，故碱性焊条又称为低氢型焊条。采用甘油法测定时，每100g熔敷金属中的扩散氢含量，碱性焊条为1～8mL，酸性焊条为17～50mL。碱性渣中CaO数量多，熔渣脱硫的能力强，熔敷金属的抗热裂纹的能力较强。而且，碱性焊条由于焊缝金属中氧和氢含量低，非金属夹杂物较少，具有较高的塑性和冲击韧性。碱性焊条由于药皮中含有较多的萤石，电弧稳定性差，一般多采用直流反接，只有当药皮中含有较多量的稳弧剂时，才可以交、直流两用。碱性焊条一般用于较重要的焊接结构，如承受动载荷或刚性较大的结构。
选用原则
1、考虑焊件材料的物理性能、力学性能和化学成分：
（1）按等强度的原则，选择满足接头力学性能要求的焊条。
■举例：
Q235，按等强度的原则应选用J42×焊条，而不应选用J50 ×焊条。
◆特殊情况：根据母材的焊接性，选用不等强度（高强度匹配或低强度匹配）、而韧性好的焊条，但需通过改变焊缝结构形式，以满足设计强度和刚度的要求
（2）使熔敷金属的合金成分符合或接近母材。
■举例
15CrMo必须选用R307焊条（1Cr-0.5Mo），而不能选用R207焊条（0.5Cr-0.5Mo)。
（3）当母材化学成分中碳或硫、磷等有害杂质较高时，应选择抗裂性和抗气孔能力较强的焊条。如低氢型焊条等。
★注意：焊接构件对力学性能和化学成分的要求并不是均衡的：
▼有的焊件可能偏重于强度、韧性等方面的要求，而对化学成分不一定要求与母材一致。如选用结构钢焊条时，首先应侧重考虑焊缝金属与母材间的等强度，或焊缝金属的高韧性；
▼有的焊件又可能偏重于化学成分方面的要求，如对于耐热钢、不锈钢焊条的选择，通常侧重于考虑焊缝金属与母材化学成分的一致；
▼有的也可能对两者都有严格的要求。如异种钢焊条的选择。因此在选择焊条时应分清主次，综合考虑。
2、考虑焊件的工作条件和使用性能：
（1）焊件在承受动载荷和冲击载荷情况下，除了要求保证抗拉强度、屈服强度外，对冲击韧性、塑性均有较高的要求。此时应选用低氢型、钛钙型或氧化铁型焊条。
■举例：
16Mn钢用于非重要结构时可选用J502、J503等酸性焊条；而当用于重要结构时，则应选用J506、J507等碱性焊条。
（2）焊件在腐蚀介质中工作时，必须分清介质种类、浓度、工作温度以及腐蚀类型（一般腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等），从而选择合适的不锈钢焊条。
■举例：
焊接1Cr18Ni9不锈钢时，为了满足焊缝与母材金属成分相同的要求，对于在腐蚀要求不高的条件下工作的焊件，可选用A102、A107焊条；而对于工作温度低于300℃而耐腐蚀要求较高的焊件，则应选用A132、A137或A002焊条。
（3）焊件在受磨损条件下工作时，须区分是一般磨损还是冲击磨损，是金属间磨损还是磨料磨损，是在常温下磨损还是在高温下磨损等。还应考虑是否在腐蚀介质中工作，以选择合适的堆焊焊条。
（4）处在低温或高温下工作的焊件，应选择能保证低温或高温力学性能的焊条。
■举例：
▲12CrMo在400℃下工作，焊接应选R207 ，而不能选J507。
▲16MnDR在-40℃下工作，焊接应选J507RH（ -40℃ ），而不能用J507、 J507Mo、 J507H等焊条（ -30℃ ）。
3、考虑焊件的复杂程度和结构特点、焊接接头型式等：
（1）形状复杂或大厚度的焊件，由于其焊缝金属在冷却收缩时产生的内应力大，容易产生裂纹。因此，必须采用抗裂性好的焊条，如低氢型焊条、和高韧性焊条焊条。
（2）对于某些坡口较小的接头，或对根部焊透控制严格的接头，应选用具有较大熔深或熔透能力的焊条。
■举例：长输管线用钢X42焊接，为保证根部焊透又不至于有过大的焊，常采用纤维素型焊条E6010进行向下立焊操作。
（3）因受条件限制而使某些焊接部位难以清理干净时，就应考虑选用氧化性强，容易脱渣，对铁锈、氧化皮和油污反应不敏感的酸性焊条，以免产生气孔等缺陷。
4、考虑焊缝的空间位置：
有的焊条只适用于某一位置的焊接，其它位置焊接时效果较差，有的焊条则是各种位置均能焊接的全位置焊条，选用时要考虑焊接位置的特点：
（1）对于仰焊、立焊缝较多的焊件，应选用钛钙型、钛型、低氢型或钛铁矿型的全位置焊条。
（2）焊接部位所处的位置不能翻转时，必须选择能进行全位置焊接的焊条。
5、考虑施焊工作条件：
（1）没有直流焊机的场合，应选用交直流两用的焊条。
（2）某些钢材（如珠光体耐热钢）需进行焊后消除应力热处理，但受设备条件限制或本身结构限制而不能进行时，应选用与母材金属化学成分不同的焊条（如奥氏体不锈钢焊条），可以免进行焊后热处理。
（3）应根据施工现场条件，如野外操作、焊接工作环境等来合理选用焊条。
6、考虑改善焊接操作环境和保证工人身体健康：
（1）尽量选用发尘量小、产生有害气体少的焊条。
（2）在酸性焊条和碱性焊条都可以满足的地方，鉴于碱性焊条对操作技术及施工准备要求高，故应尽量采用酸性焊条。
（3）对于在密闭容器内或通风不良场所焊接时，应尽量采用低尘低毒焊条或酸性焊条。
7、考虑焊接的经济性：
（1）在保证使用性能的前提下，尽量选用价格低廉的焊条。根据我国的矿藏资源，应大力推广钛铁矿型焊条（×××3型） 。
（2）对性能有不同要求的主次焊缝，可采用不同焊条，不要片面追求焊条的全面性能。
（3）根据结构的工作条件，合理选用焊条的合金系统。如对在常温下工作，用于一般腐蚀条件的不锈钢，就不必选用含铌的不锈钢焊条。
8、考虑焊接效率：
（1）对焊接工作量大的结构，有条件时应尽量采用高效率焊条，如铁粉焊条、高效率不锈钢焊条、重力焊条、底层焊条、立向下焊条之类的焊条。
（2）水平位置焊接时采用铁粉焊条，垂直位置焊接时采用下向焊条等，均可大大提高生产率和降低成本。
9、考虑焊条的工艺性能：
焊条工艺性能的好坏是焊条使用的前提。工艺性能不好的焊条会产生各种焊接缺陷 。
（1）对于同一牌号（型号）的焊条，不同的生产厂家，其工艺性能差别很大，需要我们在采购时认真分析。
（2）采购不同厂家同一牌号的焊条时，还应考虑焊工的习惯问题和对该焊条工艺性能的适用性。
碱性（低氢型）焊条
药皮中含有大量的碱性造渣物（大理石、萤石等），并含有一定数量的脱氧剂和渗合金剂。碱性焊条主要靠碳酸盐（如CaCO3等）分解出CO2作保护气体，弧柱气氛中的氢分压较低，而且萤石中的氟化钙在高温时与氢结合成氟化氢（HF），降低了焊缝中的含氢量，故碱性焊条又称为低氢型焊条。采用甘油法测定时，每100g熔敷金属中的扩散氢含量，碱性焊条为1～8mL，酸性焊条为17～50mL。碱性渣中CaO数量多，熔渣脱硫的能力强，熔敷金属的抗热裂纹的能力较强。而且，碱性焊条由于焊缝金属中氧和氢含量低，非金属夹杂物较少，具有较高的塑性和冲击韧性。碱性焊条由于药皮中含有较多的萤石，电弧稳定性差，一般多采用直流反接，只有当药皮中含有较多量的稳弧剂时，才可以交、直流两用。碱性焊条一般用于较重要的焊接结构，如承受动载荷或刚性较大的结构。
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