焊接材料的组成及作用资料.pptx
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1、1.1 1.1 焊接材料的组成及作用焊接材料的组成及作用焊条焊条焊丝焊丝焊剂焊剂第1页/共70页焊条焊条第2页/共70页1 1、焊条的组成及作用、焊条的组成及作用1)焊芯焊芯焊丝焊丝作用作用(1 1)导电、维持电弧燃烧;(2)填充金属焊芯材料有选择性(P15表1-1):用量最多的是用量最多的是H08H08、H08AH08A,还有,还有H08EH08E。AA优质,优质,EE特优:特优:S S、P P的含量的含量C C、MnMn、SiSi、S S、P P和其它和其它MEME的控制的控制2 2)药皮(1 1)作用:)作用:机械保护作用 冶金处理作用 工艺性能良好第3页/共70页(2 2)组成)组成稳
2、弧剂稳弧剂 :改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性,改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性,原材料为易电离或电离势低的物质。如:原材料为易电离或电离势低的物质。如:K K2 2COCO3 3、CaCOCaCO3 3大理石、长石、钾水玻璃大理石、长石、钾水玻璃造渣剂造渣剂:造成具有一定物理性能、化学性能的熔渣,造成具有一定物理性能、化学性能的熔渣,起到保护作用和改善焊缝成型。起到保护作用和改善焊缝成型。如:钛铁矿、金红石、萤石、长石等。如:钛铁矿、金红石、萤石、长石等。造气剂造气剂:造气保护造气保护 ,有机物、碳酸盐有机物、碳酸盐.有机物如:木粉、有机物如:木粉、淀粉、析出气体淀粉、析出气体COCO、
3、H H,碳酸盐析出气体,碳酸盐析出气体COCO2 2,高温时,高温时产生产生COCO。第4页/共70页脱氧剂:降低药皮中或熔渣的氧化性和脱除金属中的氧。铁合金:锰铁、钛铁、硅铁、Re等。合金剂:使焊缝补偿烧损和获得必要的合金成分。一般Mn-Fe、Si-Fe、镍粉、铬粉。粘结剂:将涂料牢固的粘在焊芯上,参加冶金反应,如钠水玻璃、钾水玻璃与钠水玻璃混合。成型剂:便于用机器压制焊条,额外加入一些能改善涂料塑性或滑润性物质。如云母、白泥、滑石等。第5页/共70页2 2、焊条的种类及型号、焊条的种类及型号1)种类按用途分:()结构钢焊条;()不锈钢焊条()钼和铬钼耐热钢焊条()堆焊焊条(5)低温钢焊条(
4、6)铸铁焊条(7)镍及镍合金焊条(8)铜及铜合金焊条(9)铝及铝合多焊条(10)特殊用途焊条第6页/共70页按焊接熔渣的碱度分按焊接熔渣的碱度分()酸性焊条()碱性焊条要求掌握定义按焊条药皮的类型分:氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型等按药皮重量系数划分:()厚皮焊条:药皮重量系数()薄皮焊条:药皮重量系数 药皮重量系数的概念:药皮重焊芯重第7页/共70页)焊条的型号与牌号)焊条的型号与牌号()焊条牌号以结构钢为例:牌号编制法。XXX,:结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:代表焊缝金属抗拉强度。第8页/共70页 J 507 J 507 焊条为例焊
5、条为例J507低氢型药皮、直流熔敷金属抗拉强度不低于490MPa结构钢焊条第9页/共70页()焊条型号()焊条型号焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。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。第10页/共70页完整的焊条型号举例如下:完整的焊条型号举例如下:E 4 3 1 5表示焊条药皮为低氢钠型,并可采用直流反接焊接表示焊条适用于全位置焊接表示熔敷金属抗拉强度的最小值420MPa 表示焊条第11页/共70页3 3、焊条的性能、焊条的性能1)工艺性能1 1(1 1)焊接电弧的
6、弧定性)焊接电弧的弧定性(稳弧性稳弧性)影响因素:焊条药皮成份,电源的特性,焊接规范等.药皮成份的影响.若药皮中含低电离势元素若药皮中含低电离势元素,U,U稳弧性稳弧性某些元素的电离势元素 K Na Ba Ca Ti Mn Fe Si C H O F CO2电离势 4.32 5.12 5.16 6.08 6.81 7.40 7.83 7.94 11.22 13.53 13.56 18.6 14.3第12页/共70页碱性焊条:J507,低氢型,电弧稳定性不好原因:药皮中含萤石较多,CaF2氟电离势高18.6伏,与电子亲和力大,夺取电弧中的电子,形成负离子,恶化电弧的稳定性。J506加入了低电离势
7、物质,K.、Na则可用交,直流.但K、Na与F的亲和力大,KF、NaF有毒.酸性焊条:SiO2、TiO2、CaO、云母、长石中含K2O、Na2O等,稳弧性好。第13页/共70页判定稳弧性:判定稳弧性:测最大的燃烧电弧长度测最大的燃烧电弧长度L LmaxmaxL Lmaxmax稳稳断弧长度越大断弧长度越大,稳弧性越好稳弧性越好.示波器示波器,观察电流观察电流,电弧电压波形的变化情况电弧电压波形的变化情况第14页/共70页控制低氢型焊条稳弧性方法:控制低氢型焊条稳弧性方法:a)CaCOa)CaCO3 3/CaF/CaF2 2比例控制并加入比例控制并加入K K2 2COCO3 3 和水玻璃。和水玻璃
8、。b)b)添加添加101020%20%纯铁粉和少量纯铁粉和少量Al-MgAl-Mg合金粉合金粉.c)c)用用MgFMgF2 2代代CaFCaF2 2不仅提高稳弧性不仅提高稳弧性,还可改善焊缝成型和还可改善焊缝成型和脱渣脱渣.d)d)加入少量加入少量CsCOCsCO3 3(0.1(0.11.0%)1.0%)铯电离势比铯电离势比K K小小,还可加还可加石墨石墨0.50.53.0%3.0%,熔点低,套筒长度小。,熔点低,套筒长度小。第15页/共70页(2 2)在各种位置焊接适应性)在各种位置焊接适应性 焊缝位置:焊缝位置:平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝、平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝、平焊缝、横焊缝
9、、立焊缝、仰焊缝、平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝、一般焊条均可进行平焊一般焊条均可进行平焊一般焊条均可进行平焊一般焊条均可进行平焊,但不是所有焊条但不是所有焊条但不是所有焊条但不是所有焊条均可立、仰、横焊。均可立、仰、横焊。均可立、仰、横焊。均可立、仰、横焊。立、仰、横焊难点在于立、仰、横焊难点在于立、仰、横焊难点在于立、仰、横焊难点在于:重力作用下焊条熔滴不易向熔池过渡重力作用下焊条熔滴不易向熔池过渡重力作用下焊条熔滴不易向熔池过渡重力作用下焊条熔滴不易向熔池过渡;熔池金属和熔渣下流熔池金属和熔渣下流熔池金属和熔渣下流熔池金属和熔渣下流.第16页/共70页解决方法:1 1)适当增加电弧吹力)
10、适当增加电弧吹力,调整药皮熔点和厚度调整药皮熔点和厚度,使焊条端部使焊条端部产生适当长度的套筒产生适当长度的套筒,药皮中加入一定数量造气剂药皮中加入一定数量造气剂.2 2)熔渣的物理性能适应)熔渣的物理性能适应 熔渣的凝固温度熔渣的凝固温度焊条类型焊条类型 凝固温度凝固温度 凝固温度范围凝固温度范围纤维素型纤维素型 1200-1290 901200-1290 90钛钛 型型 1320-1420 1001320-1420 100钛铁矿型钛铁矿型 130-126 130130-126 130氧化铁型氧化铁型 1180-1350 1701180-1350 170第17页/共70页凝固温度范围窄凝固温
11、度范围窄,粘度表面张力随温度变化粘度表面张力随温度变化,使熔使熔渣能在较短时间内迅速凝固渣能在较短时间内迅速凝固,才能立、仰横焊才能立、仰横焊,凝凝固温度范围固温度范围,不易横、仰、立焊不易横、仰、立焊.粘度(粘度()、表面张力()、表面张力()长渣长渣:粘度随温度的降低而缓慢增大的熔渣。粘度随温度的降低而缓慢增大的熔渣。短渣短渣:粘度随温度的降低而快速增大的熔渣。粘度随温度的降低而快速增大的熔渣。氧化铁型药皮凝固温度范围大不适应于横氧化铁型药皮凝固温度范围大不适应于横.立立.仰仰焊;长渣也不宜。焊;长渣也不宜。其它种焊条可进行全位置焊接其它种焊条可进行全位置焊接.第18页/共70页(3 3)
12、焊缝成型)焊缝成型 与操作技术有关,还取决于熔渣熔点,粘度与表面张力(熔渣的物理性质)。熔渣的熔点(熔渣的熔点(T T)熔渣的粘度(熔渣的粘度()表面张力表面张力 ()熔滴过渡熔滴过渡 第19页/共70页T,T,表面成型不良表面成型不良,易产生气孔易产生气孔,夹杂夹杂;过低过低,对焊缝敷盖不均匀对焊缝敷盖不均匀,保护作用差。保护作用差。一般一般T=1500T=1500,渣,渣0.10.10.2Pa0.2Pas,s,熔渣的熔渣的粘度也决定于熔渣的化学成分粘度也决定于熔渣的化学成分.表面张力表面张力复盖性好,但不能过小,复盖性好,但不能过小,熔渣易成球熔渣易成球型型,复盖性不好复盖性不好.第20页
13、/共70页 熔渣的表面张力和粘度材料 温度 表面张力(N/m)粘度(泊)铁 15751590 1.01.2 0.019碱性渣 1400 左右 0.280.35 2.07.0酸性渣 1400左右 0.350.40 1.22.0熔滴过渡低氢型焊条粗滴短路过渡,J423,J424以短路过渡为主,J421,J422以喷射过渡,焊缝成型美观.第21页/共70页(4 4)焊接飞溅与熔敷效率)焊接飞溅与熔敷效率飞溅:焊接过程中由熔滴或熔池中飞出的金属颗粒。产生原因产生原因:a 熔池内部气体的熔池中逸出引起b 熔滴爆炸c 电弧作用力,d 短路过渡时,电弧再燃时产生飞溅第22页/共70页熔敷效率熔敷效率两种表达
14、方式:a 反映焊接生产率高低的指标,可用熔敷系数表示H:单位时间、单位电流熔敷在工件上的金属量g/A.h H焊接生产率b“熔敷效率”是指熔敷金属量与熔化的填充金属量的百分比。又叫焊材熔敷率:如焊条熔敷率,焊丝熔敷率。例:例:J422J422Fe160Fe160表示加纯铁粉熔敷效率为表示加纯铁粉熔敷效率为160%160%的的J422.J422.(大于(大于100%100%,?,?):熔化的填):熔化的填充金属按焊芯算。充金属按焊芯算。注意与指标“熔敷效率”的关系。第23页/共70页影响因素影响因素a a 药皮成分的影响药皮成分的影响药皮成分对电弧电压有影响药皮成分对电弧电压有影响,电弧电离电位越
15、低电弧电离电位越低,电弧电弧电压越低电压越低,产生热量少,产生热量少,HH小。小。U H U H 药皮成分对熔滴过渡形态有影响药皮成分对熔滴过渡形态有影响,增多硅酸盐减少碳增多硅酸盐减少碳酸盐酸盐,细化熔滴细化熔滴,使短路过度使短路过度U,U,颗粒过渡颗粒过渡U,U,射流过射流过渡渡,H,H最大最大.焊条熔化与药皮的导电性和导热性有关焊条熔化与药皮的导电性和导热性有关,以以TiO2TiO2为主为主,渣导热性差渣导热性差,导电性好导电性好,电阻热作用电阻热作用,导致药皮易于发导致药皮易于发红红,如钛型、钛钙型;若药皮中加入发热剂如钛型、钛钙型;若药皮中加入发热剂,氧化铁型氧化铁型加速药皮熔化大加
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