焊条

焊条

焊条既可作为电极，又可作为填充金属与母材熔合后形成焊缝金属。因此，焊条不仅影响电弧的稳定性，而且直接影响焊缝金属的化学成分和力学性能。为了保证焊缝质量，要根据焊接的需要，依据焊条的组成、分类、牌号等要素，合理地选用焊条。

涂有药皮、供焊条电弧焊用的熔化电极称为焊条。焊条成。焊条夹持端（图3—14）没有药皮，被焊钳夹住后利于导电。焊条引弧端的药皮被磨锥形，便于焊接时引弧。焊条夹持端

1.焊芯

焊芯的作用是在焊接时传导电流，产生电弧，并熔化成为焊缝的填充金属。为了保缝质量，焊芯的质量要求很高。焊芯金属的各合金元素的含量有一定的限制，以保证在焊缝各方面的性能不低于母材金属。制造焊芯用的钢丝是由专门的优质钢经过特殊治号制、拉拔而成。这种焊接专用钢丝可用于制造焊芯，也可作为埋弧自动焊、电渣焊、护焊、气焊等焊接方法所用的焊丝

（1）尺寸规格 平常所说的焊条直径实际是指焊芯的直径。焊芯的规格见表3同焊芯直径、焊芯材料决定了焊条允许通过的电流密度不同。焊芯的长度也有一定的焊条尺寸规格 ..

（2）焊芯的牌号焊芯的牌号根据国家标准 《熔化焊用钢丝》（GB/T 14957—19和《焊接用不锈钢丝》（YB/T 5092—2005）划分。其牌号编制方法为∶

1）字母"H"表示焊丝。

2）在"H"后面的2 位（碳钢、低合金钢含量为万分率，见表3—10）或1位（i钢含量为千分率，见表3—11）数字表示含碳量的平均数。

3）后面的化学符号及其后面的数字表示该元素大致含量数值，当其合金含量小于时，该元素符号后面的数字可省略。

焊丝牌号尾部标有 A、E、C时，表示该焊丝为优质或高级优质品，表明S、P害杂质的含量更低。

焊芯牌号示例如图3—15 所示。

（1）药皮成分的种类及其作用 焊条药皮组成物根据药皮成分在焊接过程中的作用分如下∶

1）稳弧剂 常用的稳弧剂有大理石、长石、钛白粉、水玻璃（含有钾、钠、碱土金的硅酸盐）等。可在焊条引弧和焊接过程中起改善引弧性能和稳定电弧的作用。

2）造渣剂 常用的造渣剂有大理石、菱苦土、白泥、金红石、云母、长石、钛白制氟石等。这类组成物能熔成一定密度的熔渣浮于熔池表面，使空气不易侵入，并且与熔池属发生必需的治金反应（是指熔焊时熔池周围充满的大量气体和熔渣与熔化金属之间不l进行的复杂的物理、化学反应，如氧化与还原、有害杂质去除等），起到保护熔池和改善缝成形的作用。

3）造气剂 常用的造气剂有大理石、白云石、菱镁矿、淀粉、纤维素、木粉等。其∶要作用是形成保护气氛，同时也有利于熔滴过渡。

碳酸盐类矿物质在电弧高温条件下能分解出大量二氧化碳气体。如∶

大理石 . CaCO₃→Ca0＋CO₂

菱镁矿 MgCO₃→MgO ＋CO₂

有机物类组成物一般都是碳、氢、水等的化合物 【C_m（H₂0）_n】，只要温度达 250℃以上就按下式分解∶

C_m (H₂0)_n + 0₂ -→CO + H₂

分解出的一氧化碳和氢属还原气体，特别是一氧化碳，能有效地保护焊缝金属。

4）脱氧剂 常用的脱氧剂有钛铁、锰铁、硅铁、铝铁、石墨等。其主要作用是对熔渣和焊缝金属脱氧。利用熔融在焊接熔渣里某种与氧亲和力比较大的元素，通过在熔渣及熔化金属内进行一系列化学反应来达到脱氧的目的。

5）合金剂 常用的合金剂有硅铁、锰铁、钛铁、钼铁、铬粉、镍粉、硼铁等。其主要作用是补偿焊接过程中被烧损、蒸发的合金元素，并补加特殊性能要求的合金元素，以保证焊缝金属必要的化学成分、力学性能和抗腐性能等。

6）稀释剂 主要的稀释剂有氟石、钛铁矿、冰晶粉和钛白粉等。其主要作用是降低焊接熔渣的熔点、黏度、表面张力，改善熔渣的流动性能。例如，氟石（CaF₂）与熔渣中的其他成分形成CaO·SiO₂· CaF₂共晶（熔点为1 130℃），可降低熔渣的黏度。

7）黏结剂 主要成分是钾、钠水玻璃，用于黏结药皮涂料，使其能牢固地涂压在焊芯上。

8）增塑剂 主要的增塑剂有云母、白泥、钛白粉等。其主要作用是增加涂料的塑性和润滑性，便于焊条的压涂，减小焊条的偏心度，保证焊条制造质量。

焊条药皮中的许多原料可以同时起几种作用。例如，大理石既有稳弧作用，又有造气、造渣的作用;某些铁合金（如锰铁、硅铁）既可作为脱氧剂，又可作为合金剂;钾、钠水玻璃本身具有黏结性，同时还起到稳弧和造渣作用。

（2）药皮的作用 综上所述，可以将焊条药皮的作用归纳为以下几方面∶

1）改善焊条的焊接工艺性能 提高电弧燃烧的稳定性，减少飞溅，易脱渣，改善熔滴过渡和焊缝成形，能提高熔敷效率。

2）机械保护 药皮熔化或分解后产生气体和熔渣，隔绝空气，可防止熔滴和熔池金属与空气接触。熔渣凝固后的渣壳覆盖在焊缝表面，可防止高温的焊缝金属被氧化。并可减慢焊缝金属的冷却速度，改善焊缝结晶和成形。

3）冶金处理 通过熔渣和铁合金的脱氧、去硫、去磷、去氢和渗合金等焊接冶金反应，可去除有害元素，增添有益元素，从而使焊件获得合适的化学成分。

（3）药皮的类型及应用 为了适应各种工作条件下材料的焊接，对于不同的焊芯和焊缝的要求，焊条必须有一定特性的药皮。焊条药皮由多种矿物、铁合金、化工产品、有机物组成。药皮中的主要成分不同，焊条的工艺性能和其他性能及特点也不同。如果焊芯牌号相同，但是涂的药皮类型不同，则焊条的性能也不同。

1）药皮的基本类型及应用 焊条药皮主要分为8 种基本类型。

①钛型。其适用于全位置焊接，特别适用于薄板焊接，但焊缝金属塑性和抗裂性能较差。焊接电源应为交直流两用。

②钛钙型。其适用于全位置焊接，为应用较为普遍的酸性焊条药皮类型。焊接电源应为交直流两用。

③钛铁矿型。其适用于全位置焊接。焊接电源应为交直流两用。

④氧化铁型。其最适用于中厚板的平焊工作，立焊和仰焊操作性能较差，但焊缝金属抗裂性能较好。焊接电源应为交直流两用。

⑤纤维素型。其适用于全位置焊接，特别适用于立焊和仰焊，也可进行向下立焊，并i作深熔焊接，同时可在多层焊或单面焊打底焊时采用。焊接电源应为交直流两用。

⑥低氢钾型和低氢钠型。药皮均由碱性物质组成。其适用于全位置焊接，低氢钠型采J直流反极性焊接电源;低氢钾型由于药皮在低氢型的基础上增加适量的稳弧剂，因此可采J交、直流电源。

⑦石墨型。药皮中含有较多量的石墨，使焊缝金属获得较高含量的游离碳或碳化物。常这类药皮用于配制部分铸铁焊条和堆焊焊条，适用于全位置焊接。焊接电源为交流电源重直流电源。

⑧盐基型。药皮主要由氯化物和氟化物组成。熔渣具有一定的腐蚀性，焊后应仔细清3焊件，通常用于配制铝及铝合金焊条。焊接电源应为直流电源。

2）常用药皮类型 在上述各种基本类型药皮的基础上，如果药皮中含有30% 以上的粉，按照基本类型不同分别称为铁粉× ×型，如铁粉低氢钾型。在钢焊条药皮中加入铁后，可以改善工艺性能和提高熔敷效率;但铁粉加入量较多的焊条，不适用于立焊或仰焊作。

常用的结构钢焊条药皮类型有 13 种∶ 钛铁矿型、钛钙型、铁粉钛钙型、高纤维素钠型高纤维素钾型、高钛钠型、高钛钾型、铁粉钛型、氧化铁型、铁粉氧化铁型、低氢钠型、氢钾型、铁粉低氢型。

3.焊条的分类

（1）按焊条的用途分类 根据有关国家标准，焊条可分为非合金钢及细晶粒钢焊热强钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、镍合金焊条。

（2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性分类 分为酸性焊条和碱性焊条2 类。

1）酸性焊条 熔渣以酸性氧化物（SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃）为主的焊条称为酸性焊条，钛铁矿型、钛钙型、高铁型、氧化铁型和纤维素型焊条。酸性焊条具有较强的氧化性，促{合金元素氧化;同时，电弧中的氧离子容易与氢离子结合，生成氢氧根离子，可防止氢孔，所以这类焊条对铁锈、水不敏感。酸性熔渣脱氧不完全，同时不能有效地清除熔池中自硫、磷等杂质，故焊缝金属的力学性能较低。酸性焊条突出的特点是∶焊接工艺性能好，省易引弧，电弧稳定，脱渣性好，飞溅小，对弧长不敏感，焊前准备要求低，焊缝成形好，而且价格较低。它广泛用于焊接低碳钢和不太重要的钢结构。

2）碱性焊条熔渣以碱性氧化物和氟化钙（CaO、CaF₂）为主的焊条称为碱性焊条如低氢钠、钾型焊条。碱性焊条脱氧性能好，合金元素烧损少，焊缝金属合金化效果较好由于电弧中含氧量低，如果遇到焊件或焊条存在铁锈和水分时，容易产生氢气孔。因此，要求焊前要将焊件清理干净，同时在350～450℃温度下对焊条进行烘干。在焊接过程中，到皮中的氟石与氢化合生成氟化氢，具有去氢作用。但是，氟石不利于电弧稳定，必须采用直流反极性（即焊条接直流电源正极，焊件接直流电源负极）进行焊接。如果在药皮中加）稳定电弧的碳酸钾等组成物，便可使用交流电源。碱性焊条突出的特点是∶ 工艺性能差，引弧较困难。电弧稳定性差，飞溅较大，焊缝成形稍差，鱼鳞纹较粗，不易脱渣，但焊缝金的力学性能和抗裂性均较好。它可用于合金钢和重要的碳钢结构的焊接。

酸性焊条和碱性焊条的性能比较见表3—13。