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(中职)熔焊基础与金属材料焊接第三章电子教案.ppt

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(中职)熔焊基础与金属材料焊接第三章电子教案
第3章焊接材料





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第3章焊接材料
焊接材料是焊接时所消耗材料的统称,包括焊条、焊丝、焊剂、焊接用气体、熔剂、钎剂、钎料等。生产高质量的焊接结构,必须要有优质的焊接材料作保证。而焊接材料的品种繁多,性能与用途各异,其选用是否合理,不仅直接影响焊接接头的质量,还会影响焊接生产率、成本及焊工的劳动条件。因此,从事焊接技术工作的人员,必须对常用焊接材料的性能特点有比较全面的了解,才能在实际工作中做到合理选用,主动控制焊缝金属的成分与性能,从而获得高质量的焊缝。
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焊条是指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极。它是由药皮与焊芯两部分组成。焊条的质量不仅影响焊接过程的稳定性,而且直接决定焊缝金属的成分与性能,因而对焊接质量有重要影响。

焊条是供焊条电弧焊焊接过程中使用的涂有药皮的熔化电极,它由焊芯和药皮两部分组成,如图3-1所示。
焊条的一端未涂药皮以供焊接过程中焊钳夹持之用的焊芯部分,称为焊条的夹持端。

焊条中被药皮所包覆的金属芯称为焊芯。
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焊芯在焊接过程中有两个作用。其一是传导焊接电流并产生电弧,把电能转换为热能,既熔化焊条本身,又使被焊母材熔化而形成焊缝。其二是作为填充金属,调整焊缝中合金元素成分。为保证焊缝质量,对焊芯的质量要求很高,焊芯金属对各合金元素的含量都有一定的限制,以确保焊缝性能不低于母材金属。

压涂在焊芯表面上的涂料层称为药皮。药皮是由各种矿物类、铁合金和金属类、有机物类及化工产品等原料组成。焊条药皮组成物按其在焊接过程中所起的作用,可分为稳弧剂、造渣剂、造气剂、合金剂、稀渣剂、黏结剂和增塑剂等,如表3-1所示。
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在焊接过程中,焊条中的药皮具有以下作用。
(1)稳弧作用。焊条药皮中含有稳弧物质,如碳酸钾、碳酸钠、钛自粉和长石等,在焊接过程中可保证焊接电弧容易引燃和稳定燃烧。
(2)保护作用。焊条药皮中含造气剂,如大理石、白云石、木屑、纤维素等,当焊条药皮熔化后,可产生大量的气体笼罩电弧区和焊接熔池,把熔化金属与空气隔绝开,保护熔化金属不被氧化、氮化。当焊条药皮熔渣冷却后,在高温的焊缝表面上形成渣壳,既可以减缓焊缝的冷却速度,又可以保护焊缝表面的高温金属不被氧化,改善焊缝成型。
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(3)冶金作用。焊条药皮中加有脱氧剂和合金剂,如锰铁、钛铁、硅铁、锢铁、钒铁和铬铁等,通过熔渣与熔化金属的化学反应,减少氧、硫等有害物质对焊缝金属的危害,使焊缝金属达到所要求的性能。通过在焊条药皮中加入铁合金等合金元素,使之随焊条药皮熔化而过渡到焊缝金属中去,以补充被烧损或蒸发的合金元素,从而提高焊缝金属的力学性能。
(4)改善焊接工艺性。焊条药皮在焊接时形成的套筒,能保证焊条熔滴过渡正常进行,保证电弧稳定燃烧。通过调整焊条药皮成分,可以改变药皮的熔点和凝固温度,使焊条末端形成套筒,产生定向气流,从而在保证熔滴的正常过渡的同时,又使焊接电弧热量集中,提高焊缝金属熔敷效率,方便进行全位置焊接。
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通常,焊条按用途可分为十大类,如表3-2所示。

焊接过程中,焊条药皮熔化后,按所形成熔渣呈现酸性或碱性,把焊条分为碱性焊条(熔渣碱度≥)和酸性焊条(熔渣碱度≤)两大类。
(1)酸性焊条
其熔渣以酸性氧化物为主。
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焊条的优点是工艺性好,容易引弧,电弧稳定,飞溅小,脱渣性好,焊缝成型美观,对工件的锈、油等污物不敏感,焊接时产生的有害气体少,可交、直流两用,适用于全位置焊接。
酸性焊条的缺点是焊缝金属的力学性能和抗裂纹性能差,所以仅适用于一般低碳钢和强度等级较低的普通低合金钢结构的焊接。钛铁矿型、钛钙型、高纤维素钾型、高钛钠型、铁钛型、氧化铁型药皮类型的焊条为酸性焊条。
(2)碱性焊条
其熔渣以碱性氧化物和***化钙为主。
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碱性焊条的优点是脱氧、脱硫、脱磷、脱氢的能力比酸性焊条强,故焊缝金属的力学性能和抗裂性能比酸性焊条好。由于焊缝中含氢量低,所以也称低氢型焊条。这类焊条适用于合金钢和重要碳钢结构焊接。
碱性焊条的主要缺点是工艺性差,对油、锈及水分等较敏感,焊接时若工艺不当,则容易产生气孔。碱性焊条电弧稳定性差,不加稳弧剂时只能采用直流电源焊接。在深坡口焊接中,脱渣性不好。焊接时产生的烟尘量较多。低氢钠型、低氢钾型药皮焊条为碱性焊条。

焊条药皮由多种原料组成,按照药皮的主要成分可以确定焊条的药皮类型。
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