焊接技术 2 焊接材料.ppt
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1、1焊接冶金与金属焊接性焊接冶金与金属焊接性焊接冶金与金属焊接性焊接冶金与金属焊接性 第二章第二章第二章第二章焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 焊接过程消耗材料的通称,包括焊条、焊接过程消耗材料的通称,包括焊条、焊丝、焊剂、气体等焊丝、焊剂、气体等 2第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 第一节第一节 焊焊 条条 3第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 一、焊条的分类一、焊条的分类 (一)按用途分(一)按用途分 1 1、结构钢焊条、结构钢焊条 结构钢和低合金钢结构钢和低合金钢2 2、钼和铬钼耐热钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条 珠光体耐热钢
2、和马氏体耐热钢珠光体耐热钢和马氏体耐热钢3 3、不锈钢焊条、不锈钢焊条 不锈钢和热强钢不锈钢和热强钢 铬不锈钢和铬镍不锈铬不锈钢和铬镍不锈 钢焊条钢焊条4 4、堆焊焊条、堆焊焊条 堆焊耐磨、耐蚀等特征要求堆焊耐磨、耐蚀等特征要求5 5、低温钢焊条、低温钢焊条 低温下工作的构件低温下工作的构件6 6、铸铁焊条、铸铁焊条7 7、镍及镍合金焊条、镍及镍合金焊条8 8、铜及铜合金焊条、铜及铜合金焊条9 9、铝及铝合金焊条、铝及铝合金焊条1010、特殊用途焊条、特殊用途焊条 水下焊接、水下切割等水下焊接、水下切割等 4第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 (二)按焊接熔渣的碱
3、度分(二)按焊接熔渣的碱度分 1 1、酸性焊条、酸性焊条 含有较多酸性氧化物,氧化性强,外观成形美观、波含有较多酸性氧化物,氧化性强,外观成形美观、波纹细密,可采用交、直流焊接,典型的纹细密,可采用交、直流焊接,典型的E4303E4303(J422J422)(三)按焊条药皮的类型分(三)按焊条药皮的类型分 氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢焊条等素型、低氢焊条等 2 2、碱性焊条、碱性焊条 含有较多碱性氧化物,降低含氧量,低氢焊条。焊接含有较多碱性氧化物,降低含氧量,低氢焊条。焊接性能好,耐冲击,重要结构。典型的性能好,耐冲击,重要结
4、构。典型的E5015E5015(J507J507)5第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 二、焊条的型号和牌号二、焊条的型号和牌号 1 1、焊条的牌号、焊条的牌号 以结构钢为例:牌号以结构钢为例:牌号,编制法。结编制法。结XXX,结为结构钢焊条结为结构钢焊条,第第1、2数数:代表焊缝金属抗拉强度第代表焊缝金属抗拉强度第3个数字个数字,代表药皮类型代表药皮类型,焊接电流要求焊接电流要求,。J507结构钢焊条结构钢焊条焊缝金属抗拉强度不焊缝金属抗拉强度不低于低于490MPa低氢型药低氢型药皮、直流皮、直流6第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料
5、 二、焊条的型号和牌号二、焊条的型号和牌号 1 1、焊条的型号、焊条的型号 以结构钢为例,型号编制法为字母以结构钢为例,型号编制法为字母“E”表示焊条,第一、二位表示熔敷金表示焊条,第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度,第三位数字表示焊条的焊接位置,第三、四位数字表示焊属最小抗拉强度,第三位数字表示焊条的焊接位置,第三、四位数字表示焊接电流种类及药皮类型。接电流种类及药皮类型。E4 315表示焊条适用于全位置焊接表示焊条适用于全位置焊接表示焊条表示焊条表示熔敷金属抗拉强度的最小值表示熔敷金属抗拉强度的最小值 表示焊条药皮为低氢钠型,并可表示焊条药皮为低氢钠型,并可采用直流反接焊接采用直流反接焊接
6、7第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 三、焊条的组成三、焊条的组成由药皮和焊芯组成由药皮和焊芯组成 主要用于手工电弧焊。主要用于手工电弧焊。厚皮焊条厚皮焊条和和薄皮焊条薄皮焊条。(一)焊芯(一)焊芯 填充金属。含碳量要低。成分控制比一般钢更严格。填充金属。含碳量要低。成分控制比一般钢更严格。钢焊芯,钢焊芯,H08EH08E,表,表2-22-2。请自行对比。请自行对比。8第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 (二)焊条药皮(二)焊条药皮 1 1、作用、作用 (1 1)保护作用)保护作用 药皮熔化药皮熔化形成熔渣、气体形成熔渣、气体保护熔滴
7、、熔池和焊接区、保护熔滴、熔池和焊接区、隔离空气隔离空气防止氧气等有害气体进入焊缝防止氧气等有害气体进入焊缝 (2 2)冶金作用)冶金作用药皮的组成物质发生冶金反应药皮的组成物质发生冶金反应去除有害杂质,保护或添加有去除有害杂质,保护或添加有益合金元素益合金元素提高焊缝抗气孔性和抗裂性提高焊缝抗气孔性和抗裂性焊缝满足使用要求焊缝满足使用要求 (3 3)使焊条具有良好的工艺性能)使焊条具有良好的工艺性能 使电弧容易引燃、稳定的连续燃烧,焊接飞溅小,焊缝成使电弧容易引燃、稳定的连续燃烧,焊接飞溅小,焊缝成形美观,易于脱渣,适宜于各种空间位置的焊接施工等。形美观,易于脱渣,适宜于各种空间位置的焊接施
8、工等。9第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 2 2、焊条药皮的类型、焊条药皮的类型 (1 1)氧化钛型,简称钛型)氧化钛型,简称钛型。药皮中加入药皮中加入35%35%以上以上TiOTiO2 2和和相当数量的硅酸盐、锰铁及有机物相当数量的硅酸盐、锰铁及有机物 (2 2)氧化钛钙型,简称钛钙型。)氧化钛钙型,简称钛钙型。药皮中加入药皮中加入30%30%以上以上TiOTiO2 2和和20%20%以下的碳酸盐以及相当数量的硅酸盐、锰铁,一般以下的碳酸盐以及相当数量的硅酸盐、锰铁,一般不加或少加有机物。不加或少加有机物。(3 3)钛铁矿型。)钛铁矿型。药皮中加入药皮中加入3
9、0%30%以上的钛铁矿和一定数量以上的钛铁矿和一定数量的硅酸盐、锰铁以及少量有机物,不加或加少量的碳酸盐。的硅酸盐、锰铁以及少量有机物,不加或加少量的碳酸盐。(4 4)氧化铁型。)氧化铁型。药皮中加入大量铁矿石和一定数量的硅药皮中加入大量铁矿石和一定数量的硅酸盐、锰铁以及少量有机物酸盐、锰铁以及少量有机物 10第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 (5 5)纤维素型。)纤维素型。药皮中加入药皮中加入15%15%以上的有机物,一定数以上的有机物,一定数量的造渣物质及锰铁等。量的造渣物质及锰铁等。(6 6)低氢型。)低氢型。药皮中加入大量碳酸盐、萤石、铁合金以药皮中加入
10、大量碳酸盐、萤石、铁合金以及及TiO2TiO2等。等。(7 7)石墨型。)石墨型。药皮中加入多量石墨,以保证焊缝金属的药皮中加入多量石墨,以保证焊缝金属的石墨化作用。配以低碳钢芯或铸铁焊芯可用于铸铁焊条。石墨化作用。配以低碳钢芯或铸铁焊芯可用于铸铁焊条。(8 8)盐基型。)盐基型。药皮由氟盐和氯盐组成,如药皮由氟盐和氯盐组成,如NaFNaF、KFKF、NaClNaCl、LiClLiCl、冰晶石等。主要用于铝及铝合金焊条。、冰晶石等。主要用于铝及铝合金焊条。分析表分析表2-32-3:结构钢焊条药皮配方:结构钢焊条药皮配方 11第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 表表
11、2-3 2-3 结构钢焊条药皮配方(部分)结构钢焊条药皮配方(部分)焊条型号焊条型号E4300E4303E4314E4320E5011E5016焊条牌号焊条牌号J420GJ422J422FeJ424J505J506人造金红石人造金红石30285钛白粉钛白粉1091184菱苦土菱苦土72大理石大理石136848白泥白泥12147云母云母81045锰铁锰铁15141027.55.5钼粉钼粉43淀粉淀粉5木粉木粉12312第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 3 3、药皮原材料的种类、药皮原材料的种类 矿物类、金属及铁合金、化工产品类、有机物类矿物类、金属及铁合金、化工产
12、品类、有机物类 4 4、药皮原材料的作用、药皮原材料的作用(1 1)稳弧)稳弧 碳酸钾、大理石、水玻璃、长石、金红石等。碳酸钾、大理石、水玻璃、长石、金红石等。(2 2)造渣)造渣 钛铁矿、金红石、大理石、石英砂、长石、云钛铁矿、金红石、大理石、石英砂、长石、云 母、萤石等。母、萤石等。(3 3)造气)造气 木粉、淀粉、大理石、菱苦土等。木粉、淀粉、大理石、菱苦土等。(4 4)脱氧)脱氧 锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等。锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等。(5 5)合金化)合金化 锰铁、硅铁、钼铁等。锰铁、硅铁、钼铁等。(6 6)粘结)粘结 钠水玻璃、钾钠水玻璃等。钠水玻璃、钾钠水玻璃等。(7 7)成形)成形
13、 白泥、云母、钛白粉、糊精等。白泥、云母、钛白粉、糊精等。13第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 四、焊条的工艺性能四、焊条的工艺性能 (一)焊接电弧的稳定性(一)焊接电弧的稳定性(二)焊缝成形(二)焊缝成形(三)各种位置焊接的适应性(三)各种位置焊接的适应性(四)飞溅(四)飞溅(五)脱渣性(五)脱渣性(六)焊条熔化速度(六)焊条熔化速度 影响生产效率。影响生产效率。焊条的熔覆系数焊条的熔覆系数 H H。(七)药皮发红(七)药皮发红 不锈钢焊条。不锈钢焊条。(八)焊接烟尘(八)焊接烟尘14第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 五、典型焊
14、条的冶金性能分析五、典型焊条的冶金性能分析(一)钛钙型焊条(一)钛钙型焊条E4303 E4303 配方、熔渣化学成分、焊缝力学性能:表配方、熔渣化学成分、焊缝力学性能:表2-32-3,2-42-4,2-102-10,2-112-11。配方:配方:采用大量的金红石、大理石以及适量的云母、采用大量的金红石、大理石以及适量的云母、长石、白泥等作为造渣、造气及稳弧剂长石、白泥等作为造渣、造气及稳弧剂 保护:保护:气渣联合保护。钛钙型焊条的熔渣碱度气渣联合保护。钛钙型焊条的熔渣碱度 B B1 1=0.76=0.76,是酸性焊渣。,是酸性焊渣。焊接时的气相成分为:焊接时的气相成分为:CO50.7%、CO2
15、5.9%、H237.7%、H2O5.7%。CO和和H2承担保护作用。承担保护作用。15第二章第二章第二章第二章 焊焊焊焊 接接接接 材材材材 料料料料 焊接过程的冶金反应分析焊接过程的冶金反应分析 1 1、氧化及脱氧反应、氧化及脱氧反应 (1 1)铁的氧化)铁的氧化 主要有以下途径:主要有以下途径:1 1)电弧气氛中氧直接氧化:)电弧气氛中氧直接氧化:Fe+O=FeO+515.76 kJ/mol Fe+1/2O2=FeO+26.97 kJ/mol 2 2)电弧气氛中)电弧气氛中COCO2 2对铁的氧化对铁的氧化 Fe+CO2=FeO+CO 当温度超过当温度超过3000K时,时,CO2的氧化性将
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