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焊工培训教材
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第一章钢的基本知识
焊接的主要对象是钢材。
掌握一定的钢材知识,可以为正确选用焊接材料和焊接工艺提供理论上的指导,并且运用这些知识,可以了解、分析焊接过程中的某些规律,以便更好地从事焊接工作。
第一节钢的性能
钢在焊接过程中,要涉及到钢的一些基本性能,如物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等,下面分别作一介绍。
一、物理性能
(1)比重(γ)单位体积中钢的重量,叫做钢的比重,单位为克/厘米立方。
对于不同的钢材,其比重也稍有不同。
(2)可熔性钢材在常温时是固体,当其温度升高到一定程度,就能熔化成液体,这种性质叫做可熔性。
钢材开始熔化的温度叫做熔点。
(3)线膨胀系数(a)钢材加热时膨胀的能力,叫做热膨胀性。
受热膨胀的程度,常用线膨胀系数来表示。
钢材温度上升1C时,伸长的长度怀原来长度的比值,叫做该钢材的线膨胀系数,单位为毫米/毫米。
C。
(4)导热系数(λ)钢材的导热能力用导热系数来表示。
工业上用的导热系数是以厚1厘米的钢材,两面温差1C,在1秒钟内,每平方厘米面积上由一面向另一面传导的热量来表示,单位为卜/厘米。
秒。
C。
(5)相变临界点发生相变时的临界温度称为临界点。
钢加热时,由珠光体转变为奥氏体的临界点为A,由铁互体全部溶入奥氏体的临界点为A1,由奥氏体析出铁素体的临界点为A3:
冷却能不能低温时,奥氏体开始转变为马氏体的临界点为Mso
二、化学性能
钢的化学性能是指钢材的化学稳定性,即耐腐蚀性和抗氧化性等。
钢材在介质的侵蚀作用下被破坏的现象,称为腐蚀。
钢材抵抗各种介质(大气、水蒸气、酸、碱、盐等)侵蚀的能力,称为钢材的耐腐蚀性。
有些钢材在高温下不被氧化而能稳定的工作。
这种钢材这所以不受氧化,并非它们怀氧绝对质不发生作用,恰恰相反,它们在高温下同样迅速受到氧化,只是在它们表面形成一层薄薄的氧化膜,非常致密,而且稳定,从而防止了氧继续向钢材内部扩散和钢的继续氧化。
这层氧化膜实际上起着防护作用,使钢材具有抗氧化性。
三、工艺性能
钢的工艺性能包括:
可切削性、可铸性、可锻性和可焊性等。
第二节
钢中除铁和碳以及常存杂质锰、硅、硫、磷以外,特意加入一些其它元素(包括锰、硅)的钢称为合金钢,这种特意加入的元素称为合金钢元素。
合金元素在钢中都不得起一定的作用。
碳(C)碳在低合金钢中。
常与合金元素形成碳化物,在室温右较低的温度下,能起强化作用。
但在高温下,这些碳化物容易分解,碳还会聚集、长大,对蠕变抗力和持久强度会起不良的影响。
碳对钢的塑性、耐腐蚀性、抗氧化性均有不良的影响,特别对钢的可焊性影响很大,随着含碳量的增加,钢的可焊性下降,所以耐热钢管中含碳量一般限制在0.20%以下。
根据用途的不同,也有含碳量较高的钢种。
铬(Cr)铬可以提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性。
因铬能在钢材表面形成一层附着性很强的致密氧化膜,使钢材的氧化速度显著减慢,提高了钢的抗氧化性。
当含铬量大于12%时,能显著提高钢的电极电位,使钢材具有良好的耐腐蚀性。
铬含量在2%以下,能显著提高钢的再结晶温度,提高钢的热强性。
铬能阻止钢中的石墨化过程,并降低碳化物的球化速度。
含铬的钢具有回火脆性,同时因铬能提高钢的淬透性,焊接时易产生裂缝,所以含铬量高的钢可焊性变差。
钼(Mo):
钼是形成铁素体元素,它可以提高钢的再结晶温度,提高低合金钢耐热钢的热强性。
但钼有促进石墨化的倾向。
它在合金钢中常用含量为0.5-1%左右。
钒(V):
钒是良好的脱氧剂,能除去钢中的氧。
又是强碳化物形成元素,仅次于钛,形成的碳化物,在650C以下都是稳定的。
钒还能提高钢的淬透性。
改善钢的机械性能,是一个有益元素,但价格较贵。
钨(W):
钨的熔点高达3380C,所以它能大大提高钢的再结晶温度,从而提高钢材的热强性。
钛(Ti)和铌(Nb):
它们都是强烈地形成碳化物的元素,所形成的碳化物,比碳化钒还稳定。
由于钛和铌与碳的亲合力较大,常用来作稳定剂,防止铬镍奥氏体钢在高温下或焊接后产生的晶间腐蚀。
它们也能提高钢的再结晶温度,对提高钢的高温机械性能有良好作用。
还能显著改善钢的可焊性。
铝(Al):
铝是非常强的脱氧剂,能使大多数金属氧化物还原。
少量的铝可以细化晶粒,提高钢的抗氧化能力。
铝和氮能形成稳定的氮化物,可使某些钢获得良好的耐热性。
但铝会促进石墨化,在钢中易形成夹杂物存在。
硅(Si):
硅是强脱氧剂,其含量超过2%时,才使钢的塑性和韧性降低。
硅可以提高钢在高温下的抗氧化性。
焊接时硅易形成高熔点夹杂物残留在焊缝中。
锰(Mn):
锰是一种良好的脱氧剂,又是一种很好的脱硫剂,焊接时经常利用它来进行脱氧和脱硫。
锰在钢中小于2%时,对于低合金钢,可提高钢的强度和韧性,对于中合金钢和高合金钢,随着强度的增加,其塑性和韧性要降低。
增高含锰量,可以提高钢的耐磨性。
锰会增大钢对淬火、过热的敏感性。
镍(Ni):
镍主要用来形成和稳定奥氏体组织,提高钢的耐腐蚀性。
镍还能提高奥氏体钢的高温强度和持有异议久强度,提高钢的塑性。
但镍促进石墨化。
硼(B):
硼可以提高钢的热强性,硼在低合金钢中的用量不大于0.007%,超过此限度会损害钢材的加工性能。
硼是一个强的脱氧剂,可促使晶粒细化。
不过含硼的钢可焊性大多较差,焊接时易出现裂纹。
稀土(Re):
稀土元素能强化晶界,提高钢的蠕变抗力和持久强度。
在钢中并能除去硫、磷等有害的作用,大大改善钢的冲击韧性。
稀土元素能细化晶粒,减少枝晶偏析,减少钢的回火脆性倾向。
第三节钢中常见的组织
一、合金组织
两种或两种以上的元素(其中至少一种是金属元素),熔合在一起,叫做合金。
(1)固溶体固溶体是一种物质均匀地溶解在另一种物质内,形成单相晶体结构。
]
(2)化合物两种元素的原子按一定比例相结合,具有新的晶体结构,在晶格中各元素原子的相互位置是固定的通常化合物具有较高的硬度,低的塑性,脆性也较大。
(3)机械混合物固溶体和化合物均为单相的合金,若合金是由两种不同的晶体结构彼此机械混合组成,称为机械混合物。
二、钢中常见的显微组织
(1)铁素体(F)铁素体是少量的碳和其它合金元素固溶于a-铁中的固溶体。
A-铁为体心立方晶格,
(2)渗碳体(Fe3C)渗碳体是铁与碳的化合物,由93.33%铁和6.67%碳化合而成.布氏硬度为745-800,小于210C有磁性,硬而脆.
(3)奥氏体(A)奥氏体是碳和其它合金元素在ÿ-铁中的固溶体.在一般钢材中,只有高温时存在.
(4)马氏体(M)马氏体是碳在a-铁中的过饱和固溶体.一般可分为低碳马氏体和高碳马氏体.
(5)珠光体(P)珠光体是铁素体和渗碳体的机械我混合物含碳量为0.8%左右,它的金相形态有两种,
(6)索氏体(S)索氏体又称细珠光体,有很好的韧性.它的金相组织形态有两种,当奥氏体转变冷却速度较快,比形成珠光体较低的温度下得到铁素体和渗碳体薄片状的组织,即为淬火索氏体:
;当高温回火时,由碳化物聚集而成,在1000倍显微镜下能分辨出其颗粒状组织,称为回火索氏体。
(7)屈氏体(T)屈氏体又称极细珠光体。
它的金相组织形态有两种。
(8)贝氏体(B)贝氏体又叫贝茵体。
当奥氏体过冷至低于珠光体转变温度和高于马氏体形成温度,并在这一温度范围内进行等温冷却时,便分解成铁素昧平生体与渗碳体的聚合组织。
称为贝氏体。
在较高温度下形成的,显微组织呈羽毛状,叫上贝氏体(B上);在较低温度下形成的,为下贝氏体(B下),它易和马氏体混淆,区别在于下贝氏体比马氏体易受腐蚀,因而色黑。
此种组织的硬度比马氏体低,韧性则较高。
在电厂常用的低碳、低合金钢中,极易出现一种称为“粒状贝氏体”的组织,它是铁素体与富碳奥氏体岛状组织的聚合结构,在焊接接头中经常出现。
贝氏体经硝酸酒精浸蚀后,在显微镜下呈深黑色。
第四节铁碳平衡状态图
钢和生铁都是铁碳合金。
含碳量低于2%的铁碳合金称为钢,超过2%的称为生铁。
为了全面了解铁碳合金在不同含碳量和不同温度下所处的状态及所具有的组织结构,可用Fe-C平衡状态图来表示这种关系,见图
图上纵座标表示温度,横座标表示铁碳合金中碳的百分含量。
例如,在横座标左端,含碳量为零,即为纯铁;在右端,含碳量为667%,全部为渗碳体(Fe3C)。
图中ACD线为液相线,在ACD线以上的合金呈液态。
这条线说明纯铁在1535C凝固,随碳含量的增加,合金凝固点降低。
C点合金的凝固点最低,为1147C当含苞欲放碳量大于4.3%以后,随含量的增加,凝固点增高。
AEF线为固相线。
在AEF线以下的合金呈固态。
在液相线和固相线之间的区域为两相(液相和固相)共存。
AE线表示感谢液体合金冷却时全部凝固为奥氏体的温度。
GS线表示含碳量低于0.8%的钢在缓慢冷却时由奥氏体开始析出铁素体的温度。
ECF水平线,1147C,为共晶反应线。
液体合金缓慢冷却至该温度时,发生共晶反应,生成菜氏体组织。
PSK水平线,723C,为共析反应线,表示甩有含碳量的铁碳合金在缓慢冷却时,奥氏体转变珠光体的温度。
为了使用方便,PSK线又称为A1线,加热时用Ac1表示,冷却时用Ar1表示。
GS线称为A3线,加热时用AC3表示,冷却时用Ar3表示。
ES线为Acm线,加热时用Accm表示,冷却时用Arcm表示。
E点是碳在奥氏体中最大溶解度点,也是区分钢与生铁的分界点,其温度为1147C,含碳量为2.06%。
S点为共析点,温度为723C,含碳量为0。
8%。
S点成分的钢是共析钢,其组织全部为珠光体。
S点左边的钢为亚共析钢,组织为铁素体+珠光体;S点右边的钢为过共析钢,其组织为渗碳体+珠光体。
C点为共晶点,温度为1447C含苞欲放碳量为4。
3%。
C点成分的合金钢为共晶生铁,组织为菜氏体,含碳量在2—4。
3%之间的合金为亚共晶生铁,组织为菜氏体+珠光体+渗碳体;含碳量在4。
3—6。
67%之间的合金为过共晶生铁,组织为菜氏体+渗碳体。
菜氏体组织在常温下是珠光体+渗碳体的机械混合物其性硬而脆。
现以含碳0。
3%的钢为例,说明从液态冷却到室温过程中的组织变化。
当液态钢冷却至AC线时,开始凝固,从钢液中生成奥氏体晶核,并不断长大;当温度下降到AE线时,钢液全部凝固为奥氏体;当温度下降到GS(Ar3)线时,从奥氏体中开始时析出铁素体晶核,并随温度的下降,晶核不断长大;当温度下降到PSK(Ar1)线时,剩余未经转变的奥氏体转变为珠光体;从Ar1下降到室温,其组织为铁素体珠光体,不再变化。
第五节钢的热处理
将金属加热到一定温度。
并保持一定时间,然后以一定的冷却速度冷却到室温。
这个过程称为热处理。
热处理工艺有以下几种:
1.淬火
对于亚共析钢(低碳钢和中碳钢等)加热功当量到Ac3以上30-50C在此温度下保持一段时间,使钢的组织全部变成奥体,然后快速冷却(水冷或油冷),使奥氏体来不及分解和合金元素的扩散而形成马氏体组织,称为淬火。
要焊接中碳钢和某些合金钢时,近缝区可能发生淬火现象而变硬,易形成冷裂纹,这是在焊接过程中要设法防止的。
2.回火
淬火后进行回火,可以保持一定强度的基础上恢复钢的韧性。
回火温度在A1以下。
按回火温度的不同可分为低温回火(150-250C)、中温回火(350-450C)、高温回火(500-650C)。
低温回火后得到回火马氏体组织,提高了钢的弹性极限,同时也有较好的韧性。
高温回火后得到回火索氏体组织,可消除内应力,降低钢的强度和硬度,提高钢的塑性和韧性。
3.调质
某些合金钢在淬火后随即进行高温回火,这一连热处理操作称为调质。
调质能得到韧性和强度最好的配合,获得优良的综合机械性能。
4.正火
将钢加热到Ac3或Accm以上30-35C,保温后,在空气中冷却,称为正火。
许多碳素钢和低合金结构钢经正火后。
各项机械性能均较好,可以细化晶粒,常用来作为最终热处理。
对于焊接结构,经正火后,能改善焊缝质量,可消除粗晶组织、淬硬组织不均匀等。
5.退火
将钢加热到Ac3或Ac1以上30-35C,保温一段时间后,缓慢而均匀地冷却,称为退火。
退火可降低硬度,使材料便于切削加工,能使钢的晶粒细化,消除应力等。
6.去应力退火
消除应力退火属于低温退火,其加热的温度与高温回火温度类似。
消除应力退火,加热温度在Ac1以下,一般采用600-650C,保温一定时间,然后在空气中或炉中冷却。
主要用于焊接结构去除焊接残余应力。
第六节钢的分类及牌号
一.钢的分类
钢的分类方法很多,常用的分类方法如下:
1.按冶炼方法分类
工业用钢按冶炼方法和冶炼设备不同,可分为三类大,即转炉钢、平炉钢和电炉钢。
每一大类根据炉衬材料不同。
又可分为碱性酸性两种。
钢材由于脱氧程度的不同,可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
合金钢通常脱氧完全,一般都是镇静钢。
2.按化学成分分类
按化学成分分类,可分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢是铁碳合金,其余还有少量的杂质元素,如硫、磷、硅、锰等。
根据含碳量的不同,常把碳素钢分为低碳、中碳和高碳钢。
通常以含碳量小于0。
25%的钢称为低碳钢;大于0。
55%的钢称为高碳钢;0。
25-0。
55%之间的钢称为中碳钢。
但低碳、中碳、高碳钢之间并没有明确一致公认的界限。
合金钢按合金元素的多少可分为低合金钢(合金总含量小于5%)、中合金钢(合金总含量为5-10%)、高合金钢(合金总含量大于10%)。
根据钢中含有的主要合金元素的种类,合金钢又可分别称为锰钢、锰硅钢、铬钼钢、铬钼钒钢等。
3.按品质分类
根据钢中含有害杂质硫、磷的含量,可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
普通钢中,磷含量小于0。
。
45-。
0085%,硫含量小于0。
055-0。
065%;优质钢中,磷含量小于0。
035-0。
040%,硫含量小于0。
035-0。
040%,硫含量小于0。
035-0。
040%;高级优质钢中,磷含量小于0。
030-0。
035%,硫含量小于0。
020-0。
030%。
电站用的合金钢管和钢板一般均属于优质钢。
4.按金相组织分类
按正火处理后的组织分类有珠光体类钢、贝氏体类钢、马氏体类钢、奥氏体类钢等。
有些含合金元素较多的高合金钢,在固态下只有铁素体组织,不发生铁素体向奥氏体转变,称为铁素体钢。
如有部分铁素体向奥氏体转变,则称半铁素体类或马氏体铁素体类钢。
汽轮机叶片用钢2Cr13即是马氏体铁素体类钢。
5.按用途分类
按用途可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。
特殊用途钢均具有特殊物理或化学性能,应用于特殊需要的场合,好不锈钢、耐热不起皮钢、电热合金、磁性材料等。
二.钢的牌号
(一)普通碳素钢
按照供应条件可分为甲、乙和物类钢。
甲类钢是按机械工业性能供应的,因此,这类钢不标出化学成分。
甲类钢用拼音字母A和随后的数字0,1,2,。
。
。
。
。
。
。
7表示,如A3,A4等,号数愈大,则强度愈高,塑性愈低。
乙类钢是按化学成分供应的,用拼音字母B和数字0,1,2,。
。
。
。
表示,数字愈大,含碳量愈高。
例如B1含碳量为0。
。
6-0。
12%;B3含碳量为0。
14—0。
22%。
特类钢是按机械怀能和化学成分供应的,用拼音字母G及随后数字表示。
2.优质碳素钢
这类钢供应时,既要保证化学成分,又要保证机械工业性能。
是用两位数字表示其平均含碳量的万分之几,如20号钢表示平均含量为0。
20%;45号钢号表示平均含量为0。
45%。
3.碳素工具钢
用T及随后的数字表示,数字代表平均含碳量的千分之几,如T12表示平均含碳量为12/1000,即1。
2%。
4.专门用途碳素钢
如锅炉用g表示(20g),易切削钢用Y(Y12),焊条用钢用H表示(H08)等。
(二)合金钢的编号
我国合金钢的编号,按钢的成分用数字和化学元素符号相结合的方法表示。
最前面的数字是表示钢的平均含量,对于结构钢的平均含碳量为25/1000,即0。
25%;对于工具钢则表示千分之几的平均含碳量,如数字为9时,即表示钢的平均含碳量为9/1000,即0。
9%。
当含碳量大于1%时,则不表示。
化学元素符号表示所含的合金钢元素,符号后面的数字则表示该元素的含量。
当某一元素的上限含量超过1。
5%时,则在该元素后面标出其近似含量,小于1。
5%时,则不标明含量。
例如20Cr3MoWV即表示此钢平均含碳量为0。
2%,平均含铬量为3%,含钼、钨、钒均在1。
5%以下;又如9GrSi因首位数字只有一个,故知道它是工具钢,平均含碳量为0。
9%,含Gr和Si均在1。
5%以下。
对于特殊的高合金钢的编号方法,基本上与工具书相同,例如2Gr13,即表示平均含碳量为0。
2%,含铬量为13%。
第二章手弧焊冶金原理
焊接过程相似于炼钢的过程,但焊接和炼钢不仅有共同点,还有各自的特点。
本章主要分析手弧焊过程中的一些冶金特殊性,从而掌握手弧焊的一些基本规律。
一.焊接电弧
1.焊接电弧的产生
2.电弧温度的分布
3.电弧的静特性
4.电弧的稳定性
5.电弧的磁偏吹
二.手弧焊的冶金特点
1.电弧的温度高
2.熔池的体积小
3.熔池金属不断更新
4.金属液体以细滴状进入熔池
第二节焊接熔池的形成和结晶
一.熔池的形成
手弧焊时,焊件和焊条在电弧热量的作用下,开始熔化,焊件上形成液体金属的小池,称为熔池,如图
焊条熔化形成熔滴,这些熔滴受到其自身的重力、电弧吹力以及电磁力等作用,向焊接熔池的大小等因素有关。
通常用优质焊条焊接时,增大焊接电流,会使熔滴变细。
只有在焊缝中心或火口处,才会出现等轴品,焊缝中的杂质也最聚集到这些地方,故在焊缝中心容易出现热裂纹,特别在火口处更易生成裂纹,称为火口裂纹。
它们的形成与焊缝的结晶有密切的关系。
第三节熔化金属与气体的相互作用
氧在金属中,使金属的强度极限、屈服极限、冲击韧性、硬度都有显著的降低。
此外,还使钢的耐腐蚀性降低。
氮对金属的机械工业性能影响很大,随氮含量的增加,强度极限和屈服极限上升,延伸率和断面收缩率下降。
氢对焊缝金属的影响:
氢与氧和氮不同,它的存在能防止金属的氧化和氮化,使铁的氧化物还原。
所以焊接时有大量的氢存在,可以改善焊接过程的热规范。
而分子氢是不溶解于金属的,这样,当焊缝冷却过程中,来不及逸出的氢就会形成气孔。
通常低碳钢能溶解氢,由于过饱和氢所造成的局部压力可达10000大气压。
在这样大的静压力作用下,使焊缝和熔合线附近产生微裂纹。
这种微裂纹发展的结果,有可能形成宏观裂纹。
合金钢焊接时,因线材的近缝区易被淬硬,而且这时的氢也最容易向近缝区扩散,结果赞成这些地方产生冷裂纹(延迟裂纹)。
另外,氢学是焊缝中形成白点和热裂纹的主要原因之一。
4.金属元素的蒸发
很多实验都证明了在焊接悍金属元素有蒸发现象。
但各金属元素的沸点不同,沸点低的金属易于蒸发,而沸点较高的金属在同样条件下蒸发较少。
第四节熔渣的作用
手弧焊时,由于厚药皮焊条的使用,焊缝能获得较高的质量,这主要地熔渣在起作用。
1.熔渣的机械保护作用
(1)焊接熔渣包裸着熔滴,防止熔滴在通过电弧空间向熔池过渡时,其它有害气体的侵入。
(2)焊接熔渣覆盖在熔池表面,从而使熔化金属与周围气体隔绝,并使焊缝金属的结晶处于缓慢冷却的条件下,这样,不仅隔绝了气体侵入焊缝,同时还改善了焊缝的结晶和成形条件。
焊接熔渣的保护区效果与熔渣的数量有关,当熔渣量太少时,保护效果就差;熔渣量太多,又会给焊接操作带来不便,甚至产生夹渣等缺陷。
2.稳定电弧燃烧
焊条药皮中加入稳弧剂,用来提高电弧燃烧的稳定性,这是保证焊接过程稳定的重要条件。
凡能降低电弧电压,易电离的物质,均有稳弧作用。
焊条药皮里含有钾、钠、钙等低电势的物质,能改善电弧空间气体电离的条件。
使焊接电流易于通过电弧空间,因而可大大增加电弧燃烧的稳定性。
相反,碱性低氢型焊条,因其电弧燃烧不稳定,故限用直流电源施焊。
3.熔渣的脱氧作用
焊缝金属的脱氧是将脱氧剂加在焊条药皮中,焊接时脱氧剂熔化在熔渣里,通过熔渣和熔化金属进行一系列的脱氧冶金反应,从而实现焊缝金属的脱氧。
金属元素按脱氧能力的强弱,可将其排列如下:
Al、Ti、Si、V、Mn、Gr、Fe、Mo、Ni、Gu
强——————————————→弱
位于Fe以前的各元素才有脱氧的能力,目前焊接时常用的脱氧剂有Mn、Si、Ti、Al等。
第三章电焊条
第一节焊条的分类和特性
一.焊条的分类
1.按焊条的药皮的主要化学成分分
牌号
药皮类型
焊接电源
牌号
药皮类型
焊接电源
XX0
不属已规定的类型
不规定
XX5
纤维素型
直流或交流
XX1
氧化钛型
直流或交流
XX6
低氢型
直流或交流
XX2
氧化钛钙型
直流或交流
XX7
低氢型
直流
XX3
钛铁矿型
直流或交流
XX8
石墨型
直流或交流
XX4
氧化铁型
直流或交流
XX9
盐基型
直流
2.按焊条药皮熔化后熔渣特性分
(1)酸性焊条其药皮的成分主要是氧化铁、氧化锰、氧化钛以扩其它在焊接时易放出氧的物质。
药皮里的有机物为造气剂,焊接时产生保护气体。
此类焊条药皮里有各种氧化物,具有较强的氧化性。
促使合金元素的氧化;同时,电弧里的氧电离后形成负离子(O-2),与氢离子(H*)有很大的亲合力,生成氢氧根离子(OH—),从而防止了氢离子溶入熔化的金属里。
故这类焊条对铁锈不敏感,酸性熔渣,其脱氧主要靠扩散方式,故脱氧不完全。
它不能有效地清除焊缝里的硫、磷等杂质。
所以焊缝金属的冲击韧性较低。
因此,这种酸性焊条一般只宜用在焊接低碳钢和不太重要的钢结构中,但是,这类焊条也在发展,如结420管、结422、热202、热802等都用于不同钢材的重要结构中。
(2)碱性焊条其药皮的成分主要是大理石和萤石。
并含有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂。
焊接时,大理石(CaCO3)分解产生二氧化碳作为保护气体。
由于焊接时放出的氧少,合金元素很少氧化,焊缝金属合金化的效果较好。
这类焊条的抗裂性很好,但由于电弧中含氧量较低,因此,铁锈和水分等容易引起氢气孔的产生。
为了防止氢气孔,主要依靠药皮里的萤石(CaF2)作用,产秘氟化氢而排除。
不过萤石的存在,不利于电弧的稳定。
因此要求直流电源进行焊接。
药皮中若加入稳定电弧的组成物碳酸钾、碳酸钠等,也可用交流电源,如结426、结506等焊条。
碱性熔渣是通过置换反应进行脱氧,脱氧较完全,并又能有效地清除焊缝中的硫和磷。
加至焊缝的合金元素烧损较少,能有效地进行合金化,所以焊缝金属的机械工业性能良好。
主要用于合金钢和重要碳钢结构的焊接。
采用此类焊条必须十分注意保持干燥和接头对口附近的清洁,保管时勿使焊条受潮生锈,使用前按规定烘干。
接头对口附近10—15毫米范围内,要清理至露出纯净的金属光泽,不得有任何有机物及其它污垢等。
碱性焊条在焊接过程中,会产生HF和K2O气体,危害焊工健康,故需加强焊接场所的通风。
3.按焊条的用途分
第一类:
结构钢焊条(普低钢焊条包括在此类)。
第二类:
钼和铬钼耐热钢焊条。
第三类:
不锈钢焊条。
(奥氏体不锈钢、铬氏体不锈钢)
第四类:
堆焊焊条。
第五类:
低温钢焊条。
第六类:
铸铁焊条。
第七类:
镍及镍合金焊条。
第八类:
铜及铜合金焊条。
第九类:
铝及铝合金焊条。
第十类:
特殊用途焊条。
二.各类焊条的药皮成分及特性
钛型(氧化钛型),药皮含有多量的氧化钛(金红石或钛白粉)组成物的焊条。
工艺性能良好,电弧稳定,飞溅很少,熔渣易脱,焊波美观,熔深较浅,可全位置焊接。
钛钙型:
药皮中含有较多氧化钛及相当数量的钙和镁的碳酸盐矿石(CaCO3和MgCO3)的焊条。
工艺性能稍次与钛型焊条,特别是在薄板结构与间断焊接时,钛型焊条显示出独特的优点,是钛钙型焊条所不及的。
但是,钛钙型焊条焊接的焊缝中,含氢量要比钛型焊条焊
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