1、焊条的基础知识大全焊条的基础知识大全 一、焊条的组成及其作用 涂有药皮的供弧焊用的熔化电极称为电焊条，简称焊条。焊条由焊芯和药皮 ( 涂层 ) 组成。通常焊条引弧端有倒角，药皮被除去一部分，露出焊芯端头，有的焊条引弧端涂有引弧剂，使引弧更容易。在靠近夹持端的药皮上印有焊条牌号。 焊条中被药皮包覆的金属芯称焊芯。焊条电弧焊时，焊芯与焊件之间产生电弧并熔化为焊缝的填充金属。焊芯既是电极，又是填充金属。按国家标准 GB/1495.7-1999 焊接用钢丝和 GB178541999 焊接用不锈钢丝的规定，用于焊芯的专用的金属丝( 称焊丝 )分为碳素结构钢、低合金结构钢和不锈钢3类。焊芯的成分将直接影响
2、着熔敷金属的成分和性能，各类焊条所用的焊芯(钢丝)见表2-1。表 2-1各类焊接条所用的焊芯焊条种类 所 用 焊 芯 低碳钢焊条低合金高强钢焊条低合金耐热钢焊条不锈钢焊条堆焊用焊条铸铁焊条有色金属焊条 低碳钢焊芯 (H08A等)低碳钢或低合金钢焊芯低碳钢或低合金钢焊芯不锈钢或低碳钢焊芯低碳钢或合金钢焊芯 低碳钢、铸铁、非铁合金焊芯有色金属焊芯 涂敷在焊芯表面的有效成分称为药皮，也称涂层。焊条药皮是矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料按一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。其作用是： 1、机械保护 焊条药皮熔化或分解后产生气体和熔渣，隔绝空气，防止熔滴和熔池金属与空气接触。熔渣凝固后的
3、渣壳覆盖在焊缝表面，可防止高温的焊缝金属被氧化和氮化，并可减慢焊缝金属的冷却速度。 2、冶金处理 通过熔渣和铁合金进行脱氧、去硫、去磷、去氢和渗合金等焊接冶金反应，可去除有害元素，增添有用元素，使焊缝具备良好的力学性能。 3、改善焊接工艺性能 药皮可保证电弧容易引燃并稳定地连续燃烧；同时减少飞溅，改善熔滴过渡和焊缝成形等。 4、渗合金 焊条药皮中含有合金元素熔化后过渡到熔池中，可改善焊缝金属的性能。二、焊条分类、型号和牌号 焊条种类繁多，国产焊条约有300多种。在同一类型焊条中，根据不同特性分成不同的型号。某一型号的焊条可能有一个或几个品种。同一型号的焊条在不同的焊条制造厂往往可有不同的牌号。
4、 1、焊条分类 焊条的分类方法很多，从不同的角度的分类见表2-2 。 表 2-2弧焊焊条的分类分类方法 类别名称 电源种类 特征字母及表示法按药皮成分分类 不定型 不规定 氧化钛型 交、直流 钛钙型 交、直流 钛铁矿型 交、直流 氧化铁型 交、直流 纤维素型 交、直流 低氢钾型 交、直流 低氢钠型 直流 石墨型 交、直流 盐基型 直流 按熔渣酸碱性分类 酸性焊条 碱性焊条 按焊条用途分类 结构钢焊条 J钼和铬钼耐热钢焊条 R不锈钢焊条 GA 堆焊焊条 D低温钢焊条 W铸铁焊条 Z镍和镍合金焊条 Ni铜和铜合金焊条 T 铝和铝合金焊条 L特殊用途焊条 TS按焊条性能分类 超低氢焊条 低尘低毒焊条
5、 立向下焊条 底层焊条 铁粉高效焊条 抗潮焊条 水下焊条 重力焊条 躺焊焊条 焊条的选用原则焊条的种类繁多，每种焊条均有一定的特性和用途。选用焊条是焊接准备工作中一个很重要的环节。在实际工作中，除了要认真了解各种焊条的成分、性能及用途外，还应根据被焊焊件的状况、施工条件及焊接工艺等综合考虑。选用焊条一般应考虑以下原则，一、焊接材料的力学性能和化学成分1、对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。2、对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与母材金属相同或相近。3、在被焊结构刚性大、接头应力高、焊缝容易产生裂纹的情况下，可以考虑选用比母材强度低一级
6、的焊条。4、当母材中 C 及 S 、P 等元素含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。二、焊件的使用性能和工作条件1、对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝具有较高的韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢型焊条。2、接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性质及腐蚀特征，选用相应的不锈钢焊条或其他耐腐蚀焊条。3、在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢或低温钢焊条。三、焊件的结构特点和受力状态1、对结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大的应力，容易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。2、对焊接部位难以清理干净的焊件，应选
7、用氧化性强，对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。3、对受条件限制不能翻转的焊件，有些焊缝处于非平焊位置，应选用全位置焊接的焊条。四、施工条件及设备1、在没有直流电源，而焊接结构又要求必须使用低氢型焊条的场合，应选用交、直流两用低氢型焊条。2、在狭小或通风条件差的场所，应选用酸性焊条或低尘焊条。五、改善操作工艺性能 在满足产品性能要求的条件下，尽量选用电弧稳定，飞溅少，焊缝成形均匀整齐，容易脱渣的工艺性能好的酸性焊条。焊条工艺性能要满足施焊操作需要。如在非水平位置施焊时，应选用适于各种位置焊接的焊条。如在向下立焊、管道焊接、底层焊接、盖面焊、重力焊时，可选用相应的专用焊条。六、合理的经济效益
8、在满足使用性能和操作工艺性的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。对于焊接工作量大的结构，应尽量采用高效率焊条，如铁粉焊条、高效率不锈钢焊条及重力焊条等，以提高焊接生产率。 常用钢号推荐选用的焊条 钢 号 焊条型号 对应牌号 钢 号 焊条型号 对应牌号 Q23iAFQ23-A、10、20E4303 J422 12CrlMoV E5515一B2一V R317 20R、20HP、20gE4316 J426 12Cr2Mo 12Cr2Mol 12Cr2MolR E6015一B3 R407 E4315 J427 25 E4303 J422 E5003 J502 Q295(O9Mn2V、09Mn2VD、
9、09Mn2VDR) E5515Cl W707Ni 1Cr5MO E15MOV15 R507 Q345(16Mn、16MnR、16MnRE) R5003 J50Q 1Crl8Ni9Ti E308一16 A102 E5016 J506 E30815 A107 E347一16 A132 E501 5 J507 E34715 A137 Q390(16MnD、 E5016G J506RH 0Cr19Ni9 E30816 A102 169MnDR) E5015-G J507RH E30815 A107 E5016 J506 0Crl8Ni9Ti Ocrl9Nil1ti E34716 A132 Q390(1
10、5MnVR15MnVRE) E5015 J507 E34715 A137 E5515G J557 20MnMo E5015 J507 00Crl8Ni10 E308L一16 A002 E156 J557 00Crl9Ni11 151MnVNR E6016-D1 J606 0Crl7Nil2Mo2 E31616 A202 E6015-D1 J607 E31615 A207 15MnMoV18MnMONbR20MnMONb E7015D2 J707 0Crl8Ni12M02Ti 0Crl8Ni12M03Ti E316L-16 A022 12CrMO E5515B1 R207 E31816 A212
11、 15CrMO15CrMoR E5515B2 R307 0Crl3 E410口16 G202 E41015 6207 不同钢号相焊推荐选用的焊条 类 别 接 头 钢 号 焊条型号 对应牌号 碳素钢 低合金钢 和低合金钢相焊 Q235-A+Q345(16Mn) E4303 J422 20、20R十16MnR、16MnRC E4315 J427 Q235A十18MnMONbR E5015 J507 16MnR+1MnMOV16MnR+18MnMONbR E5015 J507 15MnVR+20MnMO E5015 J507 20MnMO+18MnMONbR E5515G J557 碳素钢 碳锰低合
12、金钢 和铬钼低合金钢相焊 Q235A十15CrMOQ235A十1Cr5MO E4315 J427 16MnR+15CrhMo20、20R、 16MnR+12CrlMoV E5015 J507 15MnMo+12CrMo、15CrMo15MnMoV+CrlMOV E7015D2 J707 其他钢号与奥氏 体高合金钢相焊 Q235A、20R、16MnR、20MnMo+0Cr18Ni9Ti E30916E309Mo16 A302A312 18MnMoNbR、15CrMo+0Cr18Ni9Ti E310-16E310-15 A402A407焊条电弧焊安全与防护技术一、安全与防护技术 焊条电弧焊操作时，
13、必须注意安全与防护，安全与防护技术主要有防止触电、弧光辐射、火灾、爆炸和有毒气体与烟尘中毒等。 二、防止触电 焊条电弧焊时，电网电压和焊机输出电压以及手提照明灯的电压等都会有触电危险。因此，要采取防止触电措施。或接零。焊接电缆和焊钳绝缘要良好，如有损坏，要及时修理。焊条电弧焊时，要穿绝缘鞋，戴电焊手套。在锅炉、压力容器、管道、狭小潮湿的地沟内焊接时，要有绝缘垫，并有人在外监护。使用手提照明灯时，电压不超过安全电压36V，高空作业时不超过12V。高空作业时，在接近高压线5m或离低压线2.5m 以内作业，必须停电，并在电闸上挂警告牌，设人监护。万一有人触电，要迅速切断电源，并及时抢救。 三、防止弧
14、光辐射 焊接电弧强烈的弧光和紫外线对眼睛和皮肤有损害。焊条电弧焊时，必须使用带弧焊护目镜片的面罩，并穿工作服，戴电焊手套。多人焊接操作时，要注意避免相互影响，宜设置弧光防护屏或采取其他措施，避免弧光辐射的交叉影响。 隔绝火星。6 级以上大风时，没有采取有效的安全措施不能进行露天焊接作业和高空作业，焊接作业现场附近应有消防设施。电焊作业完毕应拉闸，并及时清理现场，彻底消除火种。 四、防止火灾 在焊接作业点火源lOm以内、高空作业下方和焊接火星所及范围内，应彻底清除有机灰尘、木材、木屑、棉纱棉丝、草垫干草、石油、汽油、油漆等易燃物品。如有不能撤离的易燃物品，诸如木材、未拆除的隔热保温的可燃材料等，
15、应采取可靠的安全措施，如用水喷湿，覆盖湿麻袋、石棉布等。 五、防止爆炸 在焊接作业点lOm以内，不得有易爆物品，在油库、油品室、乙炔站、喷漆室等有爆炸性混合气体的室内，严禁焊接作业。没有特殊措施时，不得在内有压力的压力容器和管道上焊接。在进行装过易燃易爆物品的容器焊补前，要将盛装的物品放尽，并用水、水蒸气或氮气置换，清洗干净：用测爆仪等仪器检验分析气体介质的浓度；焊接作业时，要打开盖口，操作人员要躲离容器孔口。 六、防止有毒气体和烟尘中毒 焊条电弧焊时会产生可溶性氟、氟化氢、锰、氮氧化物等有毒气体和粉尘，会导致氟中毒、锰中毒、电焊尘肺等，尤其是碱性焊条在容器、管道内部焊接更甚。因此，要根据具体
16、情况采取全面通风换气、局部通风、小型电焊排烟机组等通风排烟尘措施。 奥氏体不锈钢与珠光体钢体焊接时焊条的选用方法 奥氏体不锈钢与珠光体钢焊接时采用的焊接方法是焊条电弧焊。由于珠光体钢对焊缝金属的稀释作用，若采用A102、A132焊条施焊时，焊缝中会产生大量马氏体组织，而且越靠近碳钢一侧，马氏体数量越多，是脆性破坏的起始区域，故不能采用。用含镍大于12（质量分数）的A302、A402焊条施焊时，焊缝金属得到的组织是奥氏体或者全部是奥氏体组织，是比较理想的填充金属材料。 奥氏体不锈钢与珠光体钢钢焊接用焊条钢 种焊 条 牌 号1Cr18Ni9Ti+Q235-A；1Cr18Ni9Ti+Q235；1Cr
17、18Ni9Ti+20R；1Cr18Ni9Ti+20MnMoA302、A3121Cr18Ni9Ti+18MnMoNbR；1Cr18Ni9Ti+15CrMoA402、A407非铸铁型（异质焊缝）焊条电弧冷焊灰铸铁时的焊接工艺 1、在保证电弧稳定燃烧的前提下，采用尽可能小的焊接电流，焊接第1、2层焊缝时，宜采用小直径焊条，焊接电流可按焊条直径的2934倍选用。2、在保证焊缝正常成形及母材金属熔合良好的前提下，采用尽可能快的焊接速度，并尽量压低电弧，采用短弧焊。3、采用短段焊、断续焊、分散焊及焊后立即锤击焊缝等工艺措施，降低焊接应力，防止产生裂纹。每次焊缝长度约为1040mm。4、采用合理的焊接顺序，
18、以减少应力。厚板多层焊时的焊接顺序，应先焊坡口面焊道，再焊中间焊道。铸铁焊条的选用方法 根据碳的存在形态，铸铁可分类为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁四种。铸铁的特点是碳与硫、磷杂质含量高，组织不均匀，塑性低，属于焊接性不良的材料。铸铁焊接时出现的主要问题，一是焊接接头区域易出现白口及淬硬组织，二是易出现裂纹。 铸铁焊条（或焊补）大致分为冷焊、半热焊和热焊三种，焊材的选择分为同质焊缝和异质焊缝两类。目前国内可以提供数十种铸铁焊条，可根据铸铁焊条的特性，对焊补件的要求（如是否切削加工）、铸铁材料的性能以及焊补件的重要性等分别选用。 对焊后要求灰口铸铁焊缝的，可选用Z208、Z248焊条，对
19、焊缝表面需经加工的，可选用Z308、Z408、Z418、Z508焊条，其中Z308最易加工；对球墨铸铁和高强度铸铁，可选用Z258、Z408、Z418焊条，应指出，铸铁焊条是“三分材料、七分工艺”，除了合理选用焊材外，还必须根据工作要求采取适当的工艺措施，如预热分段焊、大（小）电流、瞬时点焊、锤击、后热等，才能取得满意的效果。 焊条电弧焊的原理及特点一、焊条电弧焊的基本原理焊条电弧焊是利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和工件熔化，从而获得牢固焊接接头的工艺方法。焊接过程中，药皮不断地分解、熔化而生成气体及溶渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，防止大气对熔化金属的有害污染。
20、焊条芯也在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，组成焊缝的填充金属。二、焊条电弧焊的特点焊条电弧焊与其他的熔焊方法相比，具有下列特点：1、操作灵活焊条电弧焊之所以成为应用最广泛的焊接方法，主要是因为它的灵活性。由于焊条电弧焊设备简单、移动方便、电缆长、焊把轻，因而广泛应用于平焊、立焊、横焊、仰焊等各种空间位置和对接、搭接、角接、T形接头等各种接头形式的焊接。无论是在车间内，还是在野外施工现场均可采用。可以说，凡是焊条能达到的任何位置的接头，均可采用焊条电弧焊方法连接。对于复杂结构、不规则形状的构件以及单件、非定型结构的制造，由于可以不用辅助工装、变位器、胎夹具等就可以焊接，焊条电弧焊的优越性显得尤为
21、突出。2、待焊接头装配要求低由于焊接过程由焊工手工控制，可以适时调整电弧位置和运条姿势，修正焊接参数，以保证跟踪接缝和均匀熔透。因此，对焊接接头的装配精度要求相对降低。3、可焊金属材料广焊条电弧焊广泛应用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。选配相应的焊条，焊条电弧焊也常用于不锈钢、耐热钢、低温钢等合金结构钢的焊接，还可用于铸铁、铜合金、镍合金等材料的焊接，以及耐磨损、耐腐蚀等特殊使用要求的构件进行表面层堆焊。4、焊接生产率低焊条电弧焊与其它电弧焊相比，由于其使用的焊接电流小，每焊完一根焊条后必须更换焊条，以及因清渣而停止焊接等，故这种焊接方法的熔敷速度慢，焊接生产率低。5、焊接质量受人为因素的影响大
22、虽然焊接接头的力学性能可以通过选择与母材力学性能相当的焊条来保证，但焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的操作技能及现场发挥，甚至焊工的精神状态也会影响焊缝质量。6、焊接成本较高焊条成本高，焊接过程中焊接材料的损耗大，焊接生产率低导致焊接人工费用高。因此，焊条电弧焊与其它电弧焊（如CO2气体保护焊，埋弧焊等）相比，焊接成本相对较高焊条的相关知识（组成、作用、选用原则） 焊条是由金属焊芯和药皮两部分所组成的，焊芯的主要作用是作为电极和填充金属；药皮的作用主要是稳弧、保护、脱氧、渗合金及改善焊接工艺性。 选用焊条的基本原则： 1、等强度原则 即选用与母材同强度等级的焊条。一般用于焊接低碳钢和低合金钢。
23、2、同成分原则 即选用与母材化学成分相同或相近的焊条。一般用于焊接耐热钢、不锈钢等金属材料。 3、抗裂纹原则 选用抗裂性好的碱性焊条，以免在焊接和使用过程中接头产生裂纹。一般用于焊接刚度大、形状复杂、使用中承受动载荷的焊接结构。 4、抗气孔原则 受焊接工艺条件的限制，如对焊件接头部位的油污、铁锈等清理不便，应选用抗气孔能力强的酸性焊条，以免焊接过程中气体滞留于焊缝中，形成气孔。 5、低成本原则 在满足使用要求的前提下，尽量选用工艺性能好、成本低和效率高的焊条。焊条电弧焊时，焊条直径的选择原则 1、对根部不要求均匀焊透的形坡口角接、T形接、搭接焊缝和背面清根封底焊的对接焊缝，焊条直径可根据焊件厚
24、度进行选用。 2、焊件厚度相同但所处焊接位置不同，应选用不同直径的焊条。如在横焊、立焊位置焊接时，很少使用直径5mm的焊条。 3、不同的接头形式应选用不同直径的焊条。如T形接头、搭接接头，由于散热条件比对接接头好，所以可选用较粗直径的焊条。 4、开坡口的接头第一层打底焊时应选用直径较细的焊条，如对接接头打底焊时可选用直径3.2mm的焊条，其余各层可选用直径4mm的焊条。焊条电弧焊时，焊接电流种类的选用 焊条电弧焊时，焊接电流的种类是根据焊条的性质进行选择。酸性焊条(如E4303)是交流、直流两用焊条，但通常采用交流电源进行焊接，因为交流弧焊电源价格便宜。而碱性焊条中的低氢钠型焊条(如E5015
25、)，由于药皮中含有一定量的氟石(CaF2)，所以电弧稳定性差，因此必须采用直流弧焊电源进行焊接；碱性焊条中的低氢钾型焊条(如E5016），由于药皮的粘结剂采用钾水玻璃，含有一定量的稳弧剂钾，电弧的稳定性比低氢钠型焊条好，可以选用交流电源进行焊接。 此外，焊接薄板时，由于采用小电流进行焊接，因为交流电小电流的电孤稳定性差，引弧比较困难，所以应选用直流电源进行焊接。碳钢焊条型号的编制方法 根据GB/T 51171995碳钢焊条的规定，碳钢焊条型号的编制方法如下： 1、字母“E”表示焊条。 2、前二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为kgfmm2(应换算成相应的MPa，1kgfmm29.8MP
26、a)。 3、第三位数字表示焊条的焊接位置，“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接(平、立、仰、横)， “2”表示焊条适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用于立向下焊。 4、第三位数字和第四位数字组合表示焊接电流种类及药皮类型。 5、在第四位数字后附加“R”表示耐吸潮焊条，附加“M”表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条，附加“1”表示对冲击性能有特殊规定的焊条。结构钢焊条牌号的编制方法 原机械工业部在“焊接材料产品样本”中统一规定了焊条行业牌号的编制方法(非部颁标准)，并将碳钢焊条和部分低合金钢焊条称为结构钢焊条，其牌号的编制方法如下： 1、在焊条牌号中字母“J”表示结构钢焊条。 2、第一、第二
27、位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为kgfmm2(应换算成相应的MPa)，共分10个等级：42、50、55、600、70、80、85、90、10（100）。 3、第三个数字表示药皮类型和焊接电源种类。 4、第三位数字后的符号，表示某种特殊用途，如： “Fe” 表示铁粉焊条。 “X” 表示立向下焊专用焊条。 “G” 表示管道焊接专用焊条。 “GM” 表示盖面专用焊条。 “D” 表示底层焊专用焊条。 “Z” 表示重力焊条。 “GR” 表示高韧度焊条。 “LMA” 表示耐潮焊条。 “H” 表示超低氢焊条。 “R” 表示韧度焊条。 “DF” 表示低氟焊条。 “RH” 表示高韧超低氢焊条。低合金钢
28、焊条型号的编制方法 根据CBT 51181995低合金钢焊条的规定，低合金钢焊条型号编制方法与碳钢焊条型号编制方法相同，只是在四位数字后添加了后缀字母和附加化学成分记号。 1、后缀字母为熔敷金属化学成分分类代号，并以短划“”与前面数字分开，如A1表示碳钼钢焊条；B1、B2、B3、B4、B5表示铬钼钢焊条；C1、C2、C3表示镍钢焊条；D1、D2、D3表示锰钼钢焊条；G、M、W表示所有其它合金钢焊条。 2、若还具有附加化学成分时，附加化学成分直接用元素表示，并以短划“一”与前面后缀字母分开。 3、对于E50-、E55-、E60-型低氢焊条的熔敷金属化学成分分类后缀字母或附加化学成分后面加字母“R”时，表示耐吸潮焊条。焊接焊芯的主要成分及其牌号 焊条中被药皮包覆的金属芯叫焊芯。焊接钢用的焊芯材料有碳素结构钢、低合金结构钢和不锈钢三类。焊芯的牌号用“焊”表示，代号为“H”，后面的数字表示含碳量，其它合金元素则以该元素的化学元素符号排列在含碳量数字后面。质量不同的焊芯在最后标以一
