文档介绍：第三章 焊接材料
指焊条、焊丝、焊剂、气体等焊接用料。
焊条电弧焊过程
药皮燃烧：
电弧周围气体：CO2、CO、H2
熔池中熔渣，冷却形成渣壳
保护熔池中的熔化金属
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一、焊条分类
1 按用途分：分10大 如钛白粉（TiO2）碳酸钡（BaCO3）、水玻璃（Na2O·SiO2、K2O·SiO2）等。
（3） 药皮的原材料
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1）稳弧：如大理石、水玻璃、长石（K2O+Na2O+SiO2+Al2O3）中的低电离位元素。
2）造渣：保护熔滴和熔池金属，改善焊缝成形，如CaO、SiO2、MgO等。
3）造气：焊接时，有机物和碳酸盐分解产生气体，用于隔离空气，保护焊接区域。如CaCO3→CaO + CO2。
4）脱氧：用一些对氧亲和力比铁大的金属或合金元素脱除焊缝中的氧。
（4）药皮原材料的作用
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5）合金化：补偿焊缝金属中烧损的合金元素，使焊缝达到所需的物化性能和机械性能。
6）粘结：将药皮牢固粘结在焊芯上，如水玻璃（Na2O·SiO2、K2O·SiO2）。
7）成形：便于焊条的压制，如云母、钛白粉、滑石粉。
药皮原材料的作用（2）
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1 电弧的稳定性
焊条药皮中加入电离电位低的物质，如Na、K、Ca等，在焊接过程中可以保持电弧稳定燃烧。
若焊条中有***化物（CaF2），由于电负性强的F的消电离作用，在交流焊中电弧就不稳定，只能用直流电源焊接。若在这类焊条中加入稳定剂（碳酸钾等）时，也可以用交流焊接（J506）。
电弧稳定性不仅取决于焊条，还和焊接设备、焊工水平等因素有关。
四、 焊条的工艺性能（1）
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成形不好的焊缝不仅影响外观质量，而且会造成应力集中，造成焊缝破坏。
影响焊缝成形因素除操作者的水平外，还有熔渣的凝固温度、粘度等。
2 焊接成形（1）
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凝固温度过高，容易造成渣压铁水，气孔不易逸出；凝固温度过低，熔渣不能均匀覆盖在焊缝表面。
2 焊接成形（2）
研究熔渣的物化状态可以用渣的相图（图2－1）。
熔渣粘度过大，使焊接冶金反应缓慢，易产生气孔、夹杂等缺陷；粘度过小造成熔渣不能均匀复盖在焊缝表面，保护不好。
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焊条能否适合各种位置的焊接（平焊、立焊、仰焊、横焊）。取决于渣的粘度、熔点、表面张力等，也取决于焊工的水平。
3 各种位置焊接的适用性
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降低焊条的熔敷效率，增加清理工作量。焊条的飞溅与焊条的含水量、焊条偏心、焊接工艺参数、电源类型、焊条类型（钛钙比低氢飞溅小）等有关。
4 飞溅
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焊条的脱渣性主要与渣的物化性能有关。
5 脱渣性
（2）渣的氧化性：氧化性强的渣比较难脱落（图2-3）。
（3）渣的松脆性：熔渣越松脆越容易脱渣。
（1）熔渣膨胀系数：渣与金属的膨胀系数相差越大，越容易脱渣（图2-2） 。
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αP为单位时间内单位电流熔敷在焊件上的金属重量。
αP = g/(A·h)
考虑到飞溅损失，真正焊接生产率是熔敷系数αH
αH=αP(1－ψ)
式中 ψ-损失系数。
7 焊条的熔化速度αP
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液态金属和熔渣在电弧高温下造成激烈蒸发，尤其是低氢焊条发生量大，烟尘中含有有毒物质，危害焊工健康。
8 焊接烟尘
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1 钛钙型焊条E4303（J422）
熔渣的碱度B1 = ，属酸性渣。气相主要成分为CO、H2、CO2、H2O。
五、典型焊条的冶金性能分析
P21
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J422焊条焊缝的化学成分及力学性能
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（1）氧化反应:
气相中的O、O2、CO2、H2O等都能使焊接金属发生氧化
[Fe] + O → FeO
[Fe] + O2 → FeO
[Fe] + CO2 → FeO + CO
[Fe] + H2O → FeO + H2
其中氧原子的氧化性最强。
J422钛钙型焊条焊接时的冶金反应（1）
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熔渣的氧化作用主要是渣中的氧化物与液态金属之间发生的置换氧化。
氧化反应
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J422属于酸性渣，应以锰脱氧为主，而不是采用Si、Ti脱氧