分類
1)按焊條的用途分類可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條不銹鋼焊條、難焊焊條、鑄鐵焊條,像及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條,鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條共9種。
2)按焊條藥皮熔化后的焙渣特性分類可分為;
(A)酸性焊條。其熔渣的成分主要是酸性氧化物,具有較強的氧化性,合金元素?zé)龘p多,因而力學(xué)性能較差,特別是塑性和沖擊韌性比堿性焊條低。同時,酸性焊條脫氧、脫磷硫能力低,因此,熱裂紋的傾向也較大。但這類焊條焊接工藝性較好,對弧長、鐵銹不敏感,且焊縫成形好,脫渣性好,廣泛用于一般結(jié)構(gòu)。
(B)堿性焊條。熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金。由于脫氧完全,合金過渡容易,能有效地降低焊縫中的氫、氧、硫。所以,焊縫的力學(xué)性能和抗裂性能均比酸性焊條好??捎糜诤辖痄摵椭匾间摰暮附?。但這類焊條的工藝性能差,引弧困難,電弧穩(wěn)定性差,飛濺較大,不易脫渣,采用短弧焊。
常溫環(huán)境的優(yōu)勢
在適宜的常溫環(huán)境下(一般認(rèn)為 15 - 25℃),焊接質(zhì)量相對更易。此時,焊縫的冷卻速度適中,既能避免過快冷卻產(chǎn)生淬硬組織和過大應(yīng)力,又不會因過慢冷卻導(dǎo)致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發(fā)揮,電弧穩(wěn)定,藥皮能正常發(fā)揮保護(hù)和冶金作用,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
常見型號及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構(gòu)件以及強度要求不高的碳鋼結(jié)構(gòu),如一般的建筑結(jié)構(gòu)、管道安裝等。
E5015:屬于低氫鈉型藥皮焊條,采用直流反接。其焊縫金屬具有較高的強度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強度級別較高的低碳鋼構(gòu)件,如壓力容器、橋梁等對焊接質(zhì)量要求較高的結(jié)構(gòu)。
E5016:低氫鉀型藥皮焊條,交直流兩用。它在焊接工藝性能上比 E5015 更具優(yōu)勢,適用于焊接各種碳鋼結(jié)構(gòu),特別是在一些對焊接效率和操作便利性有要求的場合,如野外施工等。
操作方法
焊前準(zhǔn)備:檢查焊條的型號和規(guī)格是否符合焊接要求,焊條應(yīng)無破損、變質(zhì)等情況。對于受潮的焊條,需按照規(guī)定的溫度和時間進(jìn)行烘干,一般酸性焊條在 75 - 150℃烘干 1 - 2 小時,堿性焊條在 350 - 400℃烘干 1 - 2 小時,并放在保溫箱內(nèi)隨用隨取。同時,清理焊件表面的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì),確保焊件表面清潔。
焊接參數(shù)選擇:根據(jù)焊件的厚度、焊接位置、焊條直徑等因素選擇合適的焊接電流。一般來說,焊條直徑越大,焊接電流越大;平焊位置可采用較大的電流,立焊、橫焊和仰焊位置則應(yīng)適當(dāng)減小電流。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接平焊位置的低碳鋼焊件時,焊接電流可選擇 100 - 130A;而在立焊位置時,電流宜調(diào)整為 80 - 100A。焊接電壓一般在 20 - 25V 之間,焊接速度要適中,以焊縫的熔合良好和成型美觀。
焊接操作:采用合適的引弧方法,如劃擦法或直擊法引弧,引弧位置應(yīng)在焊件的坡口內(nèi)或引弧板上。焊接過程中,保持焊條與焊件表面的角度合適,一般為 70° - 80°,并根據(jù)焊縫的形狀和尺寸選擇合適的運條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運條速度要均勻,避免忽快忽慢,以焊縫的寬度和高度一致。收弧時,要填滿弧坑,防止產(chǎn)生弧坑裂紋,可采用劃圈收弧法或回焊收弧法。
焊件因素
焊件材質(zhì):焊件的材質(zhì)不同,其焊接性能也不同。例如,含碳量較高的碳鋼,焊接性較差,容易產(chǎn)生裂紋等缺陷,需要采取特殊的焊接工藝措施,如焊前預(yù)熱、焊后緩冷等;而含碳量較低的碳鋼,焊接性相對較好,但也需要注意控制焊接參數(shù),以焊接質(zhì)量。
焊件厚度:焊件厚度越大,焊接時需要的熱量越多,焊接應(yīng)力也越大,容易產(chǎn)生焊接缺陷。對于厚板焊接,通常需要采用多層多道焊,并注意控制層間溫度,以焊縫的質(zhì)量。
焊件表面狀態(tài):焊件表面的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì)會影響焊縫的質(zhì)量。這些雜質(zhì)在焊接過程中會分解產(chǎn)生氣體,導(dǎo)致焊縫中產(chǎn)生氣孔;同時,雜質(zhì)還會影響焊縫金屬與焊件的熔合,降低焊接接頭的強度。
焊接工藝因素
焊接電流:焊接電流過大,會使焊條熔化過快,焊縫熔深過大,容易產(chǎn)生咬邊、燒穿等缺陷,同時還會導(dǎo)致焊縫金屬過熱,晶粒粗大,降低焊縫的力學(xué)性能;電流過小,焊條熔化不均勻,電弧不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。
焊接電壓:焊接電壓過高,電弧長度增加,熱量分散,會使焊縫寬度增加,熔深減小,還可能導(dǎo)致焊縫表面粗糙,成型不好;電壓過低,電弧太短,容易造成焊條與焊件粘連,影響焊接過程的順利進(jìn)行。
焊接速度:焊接速度過快,焊縫冷卻速度也快,容易產(chǎn)生淬硬組織,增加裂紋傾向,同時可能導(dǎo)致焊縫熔寬和熔深不足,出現(xiàn)未熔合等缺陷;速度過慢,會使焊縫過熱,晶粒粗大,焊接效率低下,且可能造成焊縫金屬堆積過高,成型不美觀。
運條方法:不同的運條方法會影響焊縫的形狀、尺寸和質(zhì)量。例如,直線形運條法適用于焊接較薄的焊件或窄焊縫,能獲得較窄的焊縫;鋸齒形和月牙形運條法能使焊縫得到較好的保護(hù),且焊縫成型美觀,但操作不當(dāng)可能導(dǎo)致焊縫兩側(cè)熔合不良。
焊接環(huán)境因素
溫度:環(huán)境溫度過低,會使焊件冷卻速度過快,增加焊接應(yīng)力,容易產(chǎn)生裂紋等缺陷。一般來說,當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃時,需要對焊件進(jìn)行預(yù)熱;環(huán)境溫度過高,會使焊條藥皮過早發(fā)紅、脫落,影響保護(hù)效果,同時也會使焊縫冷卻速度過慢,晶粒粗大。
濕度:環(huán)境濕度過大,會使空氣中的水分進(jìn)入焊縫,增加焊縫中的氫含量,導(dǎo)致氣孔、裂紋等缺陷的產(chǎn)生。當(dāng)相對濕度超過 90% 時,一般不宜進(jìn)行焊接作業(yè)。
風(fēng)速:在有風(fēng)的環(huán)境中焊接,會使電弧不穩(wěn)定,影響焊接質(zhì)量。當(dāng)風(fēng)速超過一定限度時,會吹散保護(hù)氣體,使焊縫失去保護(hù),容易產(chǎn)生氣孔、氧化等缺陷。一般規(guī)定,手工電弧焊時,風(fēng)速大于 8m/s 就需要采取防風(fēng)措施。
碳鋼焊條是用于焊接碳鋼構(gòu)件的焊接材料,以下是其相關(guān)介紹:
特點
適用性強:能適應(yīng)多種焊接位置,如平焊、立焊、橫焊和仰焊等,可用于焊接各種形狀和尺寸的碳鋼構(gòu)件。
工藝性能良好:具有穩(wěn)定的電弧,容易引弧和保持電弧燃燒,焊接過程中飛濺較小,焊縫成型美觀,脫渣性好,便于操作和焊接質(zhì)量。
力學(xué)性能滿足要求:根據(jù)不同的型號,焊縫金屬能夠提供合適的強度、韌性和塑性等力學(xué)性能,以滿足一般碳鋼結(jié)構(gòu)的使用要求。
高溫環(huán)境的影響
降低焊縫力學(xué)性能:環(huán)境溫度過高,焊縫冷卻速度過慢,會使焊縫金屬的晶粒長大,形成粗大的組織。粗大晶粒會降低焊縫的強度、韌性和硬度等力學(xué)性能,使焊接接頭的綜合性能下降。
影響焊條藥皮性能:高溫環(huán)境可能使焊條藥皮過早地發(fā)紅、開裂甚至脫落。藥皮的過早失效會導(dǎo)致保護(hù)氣體不足,空氣容易侵入焊縫,使焊縫金屬發(fā)生氧化、氮化等反應(yīng),降低焊縫的純凈度和性能。同時,藥皮中合金元素的過渡也會受到影響,無法準(zhǔn)確地向焊縫中添加所需的合金元素,從而影響焊縫的化學(xué)成分和力學(xué)性能。
導(dǎo)致焊接變形:高溫環(huán)境下,焊件整體溫度較高,焊接時產(chǎn)生的熱量更容易使焊件產(chǎn)生不均勻的膨脹和收縮。由于碳鋼的熱膨脹系數(shù)較大,在高溫焊接時,這種膨脹和收縮更為明顯,容易導(dǎo)致焊件產(chǎn)生較大的變形,影響焊接結(jié)構(gòu)的尺寸精度和外觀質(zhì)量。
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