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,合金元素燒損多,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。可用于合金鋼和重要碳鋼的焊接。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。
注意事項
焊條保存:焊條應(yīng)存放在干燥、通風良好的倉庫內(nèi),避免受潮。倉庫內(nèi)的溫度應(yīng)保持在 5℃ - 40℃,相對濕度不超過 60%,防止焊條因受潮而影響焊接質(zhì)量。
焊接環(huán)境:焊接環(huán)境溫度不宜過低,當環(huán)境溫度低于 0℃時,應(yīng)采取預(yù)熱措施,如對焊件進行預(yù)熱,以防止焊縫產(chǎn)生裂紋等缺陷。同時,要避免在大風、下雨或濕度較大的環(huán)境中焊接,如無法避免,應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施,如設(shè)置防風棚、烘干焊件等。
與母材匹配:根據(jù)碳鋼母材的強度等級和化學(xué)成分,選擇合適型號的碳鋼焊條,確保焊縫金屬與母材在力學(xué)性能和化學(xué)成分上相匹配,以焊接接頭的質(zhì)量。
安全防護:焊接過程中會產(chǎn)生弧光、煙塵和有害氣體等,操作人員應(yīng)佩戴好防護面罩、手套等個人防護用品,防止弧光灼傷眼睛和皮膚,同時要保持焊接現(xiàn)場通風良好,減少煙塵和有害氣體對人體的危害。
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。
焊接過程控制
選擇合理焊接參數(shù):根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊條直徑等因素,選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度。焊接電流不宜過大,否則會導(dǎo)致焊縫過熱,晶粒粗大,增加裂紋傾向;焊接速度不宜過快,以免焊縫冷卻速度過快產(chǎn)生裂紋。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接時,平焊位置的焊接電流一般為 100 - 130A,焊接電壓為 20 - 25V,焊接速度控制在 30 - 50cm/min。
采用正確運條方法: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。運條過程中要保持均勻的速度和穩(wěn)定的電弧長度,避免出現(xiàn)斷弧、收弧過快等情況,焊縫金屬的良好熔合和成型。
控制層間溫度:多層多道焊時,要控制好層間溫度,使其不低于預(yù)熱溫度且不規(guī)定的上限溫度。例如,對于一般碳鋼焊件,層間溫度宜控制在 150 - 250℃之間,防止層間溫度過高導(dǎo)致焊縫組織過熱,或過低使焊接應(yīng)力增大。
高濕度環(huán)境(相對濕度 60%)
氣孔數(shù)量增加:高濕度環(huán)境下,空氣中含有大量水分,在焊接電弧的高溫作用下,水分會分解成氫氣和氧氣進入熔池。氫氣在熔池冷卻過程中來不及逸出,就會在焊縫中形成氣孔,降低焊縫的致密性和強度。
裂紋傾向增大:氫是引起碳鋼焊接冷裂紋的重要因素之一。高濕度環(huán)境使焊縫中的氫含量增加,氫原子在焊縫金屬中擴散聚集,當應(yīng)力達到一定程度時,就容易引發(fā)裂紋,特別是在焊接高強度碳鋼或厚板時,這種裂紋傾向更為明顯。
力學(xué)性能下降:由于氣孔和裂紋等缺陷的存在,以及氫對焊縫金屬組織的影響,會導(dǎo)致焊縫的力學(xué)性能下降,如強度、韌性和塑性等指標可能達不到設(shè)計要求。
電弧穩(wěn)定性變差:過多的水分會使焊條藥皮中的成分發(fā)生變化,影響藥皮的保護效果和穩(wěn)弧性能,導(dǎo)致電弧燃燒不穩(wěn)定,焊接過程中容易出現(xiàn)斷弧、飛濺等現(xiàn)象,影響焊縫的成型質(zhì)量和焊接效率。
當相對濕度超過 90% 時,一般不建議進行焊接作業(yè),否則需采取嚴格的除濕措施,如對焊件和焊條進行烘干、使用除濕設(shè)備降低環(huán)境濕度等,以焊接質(zhì)量。