第二章焊接材料的组成及作用
第二章 补充焊接材料
第10讲焊接材料简介焊接材料是焊接时使用的形成熔敷金属的填充材料、保护熔融金属不受氧化氮化的保护材料、协助熔融金属凝固成形的衬垫材料等等。
包括焊条、焊丝、电极、焊剂、气体、衬垫等。
（1）焊条焊条由焊芯和药皮组成。
手工焊条电弧焊时，焊条焊芯既是电极，又是填充金属。
1）常用焊条类型及其特点焊条药皮类型主要有6种，其特点如下：①低氢型焊条：——药皮主要由碳酸盐及氟化物等碱性物质组成的碱性焊条，可分为低氢钠型（型号为EXX15碱性，只能用直流电源）和低氢钾型（型号为EXX16碱性，也可以是钛型或钛钙型，可交直流两用）两种。
正确使用时，熔敷金属中的扩散氢的含量低，其冲击韧性和塑性较好。
这类焊条熔渣流动性好，焊接工艺性一般，焊波较粗，飞溅稍大，电弧较短，熔深较深，脱渣一般，适于全位置焊接。
一般用直流电源。
是压力容器用得最多的一种焊条。
②钛钙型焊条：——（型号为EXX03）药皮中含有质量分数为30%以上氧化钛（金红石或钛白粉）及适量的（质量分数＜20%）的钙和镁碳酸盐矿石的酸性焊条。
这类焊条熔渣流动性好，电弧较稳定，熔深一般，脱渣容易，飞溅少，焊波美观，适于全位置焊接，电源可为交直流。
属于钛钙型焊条的还有铁粉钛钙型（型号为EXX23）。
③钛铁矿型焊条：——（型号为EXX0l）药皮中含有质量分数为30%以上钛铁矿一定量的碳酸盐的酸性焊条。
这类焊条熔渣流动性良好，电弧稍强，熔深较深，烙渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般，焊波整齐，适于全位置焊接，可交直流两用。
④高钛型焊条：——药皮中以氧化钛为主要组成物，其质量分数≥35％的酸性焊条，可分为高钛钠型（型号为EXX12）和高钛钾型（型号为EXX13）两种。
这类焊条电弧稳定，引弧容易，熔深较浅、熔渣覆盖良好、焊波美观、脱渣容易、飞溅少，适于全位置焊接，可交直流焊接。
但熔敷金属的塑性和抗裂性较差。
EXX14、EXX24是铁粉钛型焊条，后者比前者铁粉量更多些。
⑤高纤维素型焊条：——药皮中含有多量有机物的酸性焊条。
《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案
《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案绪 论一、填空题1．连接金属材料的方法主要有____________、____________、____________、____________等形式，其中，属于可拆卸的是___________、____________属于永久性连接的是____________、____________。
2． 按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接分为___________、___________ 和__________三类。
3．常用的熔焊方法有_____________、_______________、_______________等。
4．焊接是通过____________或___________或两者并用，用或不用______________，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。
5．压焊是在焊接过程中，必须对焊件施加___________，以完成焊接的方法。
二、判断题（正确的划“√”，错的划“×”）1．焊接是一种可拆卸的连接方式。
﹙ ﹚2．熔焊是一种既加热又加压的焊接方法。
﹙ ﹚3．钎焊是将焊件和钎料加热到一定温度，使它们完全熔化，从而达到原子结合的一种连接方法。
﹙ ﹚4．钎焊虽然在宏观上也能形成不可拆卸的接头，但在微观上与压焊和熔焊是有本质区别的。
﹙ ﹚5．焊接接头由焊缝和因焊接热传递的影响而产生组织和性能变化的焊接热影响区构成。
﹙ ﹚6．焊接是通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种方法。
﹙ ﹚答案一、填空题1．螺纹连接 键连接 铆接 焊接 螺纹连接 键连接 铆接 焊接2．熔焊 钎焊 压焊3．气焊 焊条电弧焊 CO气体保护焊24．加热 加压 填充材料5．压力二、判断题1．× 2．× 3× 4．√ 5．√第一章 焊接热源及其热作用一、填空题1．常用焊接热源有_____________热、_____________热、_____________热、_____________和_____________等。
焊接冶金学 1焊接材料的组成及作用
1.1 焊条 1.1 焊条 一.焊条的组成及作用
2. 药皮
纤维 素型 药皮中含有15%以上的有机物、一定数量的造渣 剂以及锰铁等。
药 药皮中含有大量的碳酸盐、相当数量的氟石和铁 皮 低氢型 合金以及少量的硅酸盐和二氧化钛。 的 类 药皮中含有适量的石墨，以保证焊缝金属的石墨 石墨型 型 化，主要用于铸铁焊条。
1.1 焊条 1.1 焊条 一.焊条的组成及作用
2. 药皮
机械保护作用 药皮熔化成渣，形成熔渣保护；冶金产生气体，形成气 体保护。因此，避免了空气侵入及其对焊缝的危害、氢、硫和磷等有害元素，向焊缝填加 有益的合金元素，实现了焊缝的净化和合金化。 工艺性能改善作用 合理设计药皮组分，可使电弧易于引燃且能稳定燃烧， 能降低焊接飞溅，提高脱渣性能，使焊缝成形美观，增 强全位置焊接的适应性。
1.1 焊条 1.1 焊条 一.焊条的组成及作用
2. 药皮
氧化 简称钛型，含有35%以上的二氧化钛、相当数量 钛型 的硅酸盐和锰铁以及少量的有机物。
药 简称钛钙型，含有30%以上的二氧化钛、20%以 氧化钛 皮 钙型 下的碳酸盐以及相当数量的硅酸盐和锰铁，不含 的 或含少量的有机物。 类 含有30%以上的钛铁矿、一定数量的硅酸盐和锰 型 钛铁
低碳钢焊芯中含有碳、锰、硅、硫和磷等元素，为 提高焊接质量，应对其含量加以合理的控制。 焊芯牌号的第一个字母H表示焊芯； H之后的数字表示碳的质量分数，单位为万分之一； 最后的字母质量等级，A-优质，E-特优，C-超优； H08A表示焊芯平均含碳量为0.08%，质量等级为优。
1.1 焊条 1.1 焊条 一.焊条的组成及作用
第二讲焊条的分类及型号
第一、二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单 位kg/mm2； 第三位数字表示焊条的焊接位置； a、“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接 b、“2”表示焊条适用于平焊及横角焊 c、“4”表示焊条适用于向下立焊 第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮 类型。完整的焊条型号举例。 3. 焊条的牌号 焊条牌号是对于焊条产品的具体命名，是由焊条 生产厂家制定的。 焊条牌号的编制方法是： 牌号最前面的字母表示焊条各大类；
第一、二位数字表示各大类焊条中的若干小类，例如对于结构钢焊条则 表示焊缝金属的不同强度级别； 第三位数字表示焊条药皮类型和焊接电源种类。 举例，通常所使用的“J507”就是焊条牌号（符合GB5117-85E5015型） 其含义如下：
•J 50
• • •
7
低氢型药皮、直流 表示焊缝金属的抗拉强度不低于 490MPa（50kgf/mm2）
J502
J505 J505MoD J507 J506 J506Fe
E5023
E5024 E5027 E5028
铁粉钛钙型
铁粉钛型 铁粉氧化铁型 铁粉低氢型
平、平角焊
平、平角焊 平、平角焊 平、平角焊
交流或直流正、反接
交流或直流正、反接 交流或直流正接 交流或直流反接
J506Fe
J501Fe15（18） J504Fe（14） J506Fe16
2. 药皮 焊条药皮是指压涂在焊芯表面上的涂料层。 （1）焊条药皮的作用 a、机械保护的作用； b、冶金处理的作用； c、使焊条具有良好的工艺性能。 （2）药皮的组成 稳弧剂、脱氧剂、造渣剂、造气剂、合金剂、稀释剂、 粘结剂与成形剂八类。 （3）焊条药皮的类型 氧化钛型、氧化钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维 素型、低氢型、石墨型、盐基型。
焊接材料的组成及作用
第二章 焊接材料的组成及作用1、焊条的工艺性能包括哪些方面？焊条的工艺性能对焊条及焊接质量有什么意义？1）焊条的工艺性能包括：①焊接电弧的稳定性 ②焊缝成形 ③各种位置焊接的适应性 ④飞溅⑤脱渣性 ⑥焊条溶化速度 ⑦焊条药皮发红 ⑧焊接烟尘2) 焊条的工艺性能：是指在焊接操作中的性能，是衡量焊接质量的重要指标之一，可以降低电弧气氛的电离电位，因而能提高电弧的稳定性;焊缝表面成形不仅影响美观，更重要的是影响焊接接头的力学性能如果熔渣的凝固温度过高，就会产生压铁水的现象，严重影响焊缝成形，甚至产生气孔，良好的焊条能适应全位置焊接脱渣性差的不仅造成清渣的困难，降低焊接生产率，而且在多层焊施工时，还往往产生夹渣的缺陷。
2、综合分析碱性焊条药皮中2CaF 的作用及对焊缝性能的影响。
它的主要作用是脱氧，在焊条药皮中加入2CaF 发生的焊接冶金反应生成HF 气体，HF 是比较稳定的气体，高温时不易发生分解，也不溶于液体金属中，而是与焊接烟尘一起挥发了，所以减低熔池金属中的H 含量，提高了焊缝金属的冲击韧性和抗裂性能。
3、配置22CaF TiO SiO CaO ---渣系焊条，经初步试验发现药皮套筒过长，电弧不稳，此时应该如何调整该焊条的药皮配方？药皮套筒过长，是因为药皮熔点过高，溶化速度过慢，则可以通过减少药皮中CaO ，而适当加入些3232N CO a CO K 或，电弧不稳是因为焊条药皮中含2CaF 生成HF 气体的缘故，可适当降低2CaF 含量。
4、试分析低氢型碱性焊条降低发尘量及毒性的主要途径。
低氢型碳钢焊条的焊接烟尘量高于钛钙型焊条，烟尘中危害最大的是KF ，NaF ，而钠钾主要存在于水玻璃中，故可用树脂来降低水玻璃的粘性作用。
5、低氢焊条为什么对铁锈、油污、水分很敏感？低氢焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池，将很难脱出，所以低氢焊条对于铁锈、油污，水分焊敏感，必须严格控制氢的来源才可以保证焊接质量。
(完整)焊接材料知识
焊接材料焊接知识焊接材料(一）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.(l)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，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能；二是焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。
用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢钢丝、合金结构钢钢丝和不锈钢钢丝三类.（2）药皮。
压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。
在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮,能使电弧燃烧稳定，焊缝质量得到提高。
药皮中要加入一些还原剂，使氧化物还原,以保证焊缝质量.由于电弧的高温作用,焊缝金属中所含的某些合金元素被烧损（氧化或氮化），这样会使焊缝的机械性能降低。
通过在焊条药皮中加人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。
改善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。
总之，药皮的作用是保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能，并使焊条具有良好的焊接工艺性能。
2、焊条的分类（l）按焊条的用途分：l）低碳钢和低合金高强度钢焊条（简称结构钢焊条)。
2）不锈钢焊条。
3）堆焊焊条。
4)低温钢焊条。
5）铸铁焊条.6）镍及镍合金焊条。
7）铜及铜合金焊条.8)铝及铝合金焊条。
(2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性分：l）酸性焊条。
一般用于焊接低碳钢和不太重要的钢结构。
2）碱性焊条。
碱性熔渣的脱氧较完全，又能有效地消除焊缝金属中的硫，合金元素烧损少，所以焊缝金属的机械性能和抗裂性均较好，可用于合金钢和重要碳钢结构的焊接。
3、焊条的选用通常应根据组成焊接结构钢材的化学成分、机械性能。
焊接性和工作环境（有无腐蚀介质、高温或是低温）等要求，以及焊接结构的形状。
受力情况和焊接设备（是否有直流电焊机）等方面进行综合考虑,以决定选用哪种焊条。
电焊条的组成部分及其作用
电焊条的组成部分及其作用电焊条是一种用来焊接金属工件的材料，它是焊接工作中非常重要的一种焊接材料。
电焊条一般由电焊芯、涂层和电焊芯与涂层的热处理制成，下面就对电焊条的组成部分及其作用做一些详细的解释。
一、电焊芯的作用电焊芯是电焊条中最重要的组成部分，它的作用是将金属工件焊接在一起。
电焊芯一般由钢丝制成，它们的材质不同，可以适应不同类型的焊接工作。
电焊芯的粗细直接影响到焊接的质量，而且需要与电焊机的电流大小相适应。
在焊接时电焊条中的电焊芯会被加热，产生熔化状态，然后与金属工件融合在一起。
二、涂层的作用电焊条中的涂层是电焊条的重要组成部分，涂层的作用包括：1.保护电焊芯：涂层能够起到保护电焊芯的作用，避免其出现氧化或污染。
2.造成电弧：涂层里的化学物质可作为反应剂，帮助制造出以电焊芯为中心的电弧，保证焊接效果。
3.提高焊接速度：涂层中加入了热发生剂、氧化剂、还原剂等多种物质，产生高温和直接作用于工件表面，快速加速焊接速度。
4.提高焊缝质量：涂层能够在焊接时合成一些稳定剂、裂纹抑制剂等物质，在提高焊缝质量的同时有效避免了各种缺陷。
5.抵消气体：在溶解温度比较低或容易受影响的种类中添加可提高焊接质量的添加剂，就会使气体中和化学成分的蒸汽减少，达到抵消气体的效果。
三、电焊芯与涂层的热处理的作用电焊芯与涂层的热处理是其中一个最重要的环节，它的作用包括：1.改善电焊条的性能：通过热处理之后电焊芯和涂层的性能得到了较大的提升，可以满足各种复杂焊接工作的需求。
2.提高焊接效率：热处理可以提高电焊芯和涂层的粘附力，使焊接过程更加顺利，提高焊接效率。
3.延长焊接材料的使用寿命：电焊芯和涂层经过热处理后，可以更加适应各种特殊的焊接工况，从而延长焊接材料的使用寿命。
四、结论综上所述，电焊条是在电焊工作中最为重要的一种焊接材料。
它包括电焊芯、涂层和电焊芯与涂层的热处理三个部分。
电焊芯是最为核心的部分，它能够完成金属工件之间的焊接。
焊接材料
2.2.2 焊剂
焊剂是焊接时能够熔化形成熔渣和气体，对熔化 金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质。 焊剂的作用相当于焊条中的药皮：隔离空气、保 护焊接区金属使其不受空气的侵害，进行冶金处理。 因此，焊剂与焊丝配合使用是决定焊缝金属化学成分 和力学性能的重要因素。
焊剂的分类
焊剂有许多分类方法，可根据焊剂的用途、制造方 法、化学成分、化学性质、颗粒结构等进行分类。
⑩ 特殊用途焊条 例如用于水下焊接、水下切割等特殊工
作的需要。
按焊接熔渣的碱度分 酸性焊条 药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。这类焊条的工艺 性能好，其焊缝外表成形美观、波纹细密；由于药 皮中含有较多的FeO、TiO2、SiO2等成分，所以熔 渣的氧化性强；酸性焊条一般均可采用交、直流电 源施焊。典型的酸性焊条为E4303(J422)。
按照适用的金属材料 可分为低碳钢、低合金钢用焊 丝，硬质合金堆焊焊丝，以及铝、铜与铸铁焊丝等。
焊丝的型号和牌号
焊丝的型号
焊丝型号是根据国家标准为依据划分的： GB1300-77 焊接用钢丝
GB3429-82 碳素焊条盘条
GB4241-84 焊接用不锈钢盘条 GB8110-87 二氧化碳气体保护焊用钢焊丝 GB10045-88 碳钢药芯焊丝
脱渣性
脱渣性：焊后从焊缝表面清 楚渣壳的难易程度。其好坏 影响生产效率；多层焊时会 导致夹渣。
熔渣的线膨胀系数 熔渣与焊缝金属线膨胀 系数相差越大，冷却时熔渣 容易与焊缝金属脱离。
- 熔渣的氧化性
高温液态熔渣对结晶的焊 缝表面金属氧化，将形成一层 氧化膜（FeO），其晶格结 构为面心立方搭接在α -Fe上。 当熔渣中存在尖晶石型化 合物，与FeO晶格常数差异不 大，形成共同晶格。 熔渣与金属通过FeO菠膜牢 固联系起来，脱渣性严重恶化。
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第二章 焊接材料的组成及作用
1、焊条的工艺性能包括哪些方面？焊条的工艺性能对焊条及焊接质量有什么意义？
1）焊条的工艺性能包括：
①焊接电弧的稳定性 ②焊缝成形 ③各种位置焊接的适应性 ④飞溅⑤脱渣性 ⑥焊条溶化速度 ⑦焊条药皮发红 ⑧焊接烟尘
2) 焊条的工艺性能：
是指在焊接操作中的性能，是衡量焊接质量的重要指标之一，可以降低电弧气氛的电离电位，因而能提高电弧的稳定性;焊缝表面成形不仅影响美观，更重要的是影响焊接接头的力学性能如果熔渣的凝固温度过高，就会产生压铁水的现象，严重影响焊缝成形，甚至产生气孔，良好的焊条能适应全位置焊接脱渣性差的不仅造成清渣的困难，降低焊接生产率，而且在多层焊施工时，还往往产生夹渣的缺陷。
2、综合分析碱性焊条药皮中2CaF 的作用及对焊缝性能的影响。
它的主要作用是脱氧，在焊条药皮中加入2CaF 发生的焊接冶金反应生成HF 气体，HF 是比较稳定的气体，高温时不易发生分解，也不溶于液体金属中，而是与焊接烟尘一起挥发了，所以减低熔池金属中的H 含量，提高了焊缝金属的冲击韧性和抗裂性能。
3、配置22CaF TiO SiO CaO ---渣系焊条，经初步试验发现药皮套筒过长，电弧不稳，此时应该如何调整该焊条的药皮配方？
药皮套筒过长，是因为药皮熔点过高，溶化速度过慢，则可以通过减少药皮中CaO ，而适当加入些3232N CO a CO K 或，电弧不稳是因为焊条药皮中含2CaF 生成HF 气体的缘故，可适当降低2CaF 含量。
4、试分析低氢型碱性焊条降低发尘量及毒性的主要途径。
低氢型碳钢焊条的焊接烟尘量高于钛钙型焊条，烟尘中危害最大的是KF ，NaF ，而钠钾主要存在于水玻璃中，故可用树脂来降低水玻璃的粘性作用。
5、低氢焊条为什么对铁锈、油污、水分很敏感？
低氢焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池，将很难脱出，所以低氢焊条对于铁锈、油污，水分焊敏感，必须严格控制氢的来源才可以保证焊接质量。
6、药芯焊丝的焊接冶金特点是什么？
1)由于药芯焊丝中加入了稳弧剂，而使电弧稳定燃烧，溶滴均匀的喷射过度，
所以焊接飞溅较少，并且飞溅颗粒较小；
2）药芯焊丝溶化时所产生的熔渣对焊缝成形起了良好的作用，焊缝成形美观。