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第四单元 焊接材料 【学习目标】：焊接材料是指焊接时所消耗材料的统称，包括焊条、焊丝、焊剂、气体等。能否正确合理选用焊接材料，不仅直接影响焊接接头的质量，还影响着焊接生产率和焊接成本。通过本单元学习，了解和掌握焊接材料的种类、性能、用途及一般选用原则，达到正确选择和使用焊接材料的学习目标。 综合知识模块一 焊 条 能力知识点一 焊条的组成及作用 焊条是由焊芯（金属芯）和药皮组成。焊条电弧焊时，焊条既作电极，又作填充金属。 焊条的一端为引弧端，其药皮一般被磨成450左右的倒角，便于引弧。焊条的另一端为夹持端，是一段长度为15～25mm的裸露焊芯，便于焊钳夹持并有利于导电。在靠近夹持端药皮处印有该焊条牌号，以便焊工使用时识别。焊条直径是以焊芯直径来表示的，常用的有φ1.6mm、φ2.0mm、φ2.5mm、φ3.2mm、φ4.0mm、φ5.0mm、φ5.8mm等几种规格，。焊条长度是指焊芯长度，一般在250～450mm之间。 焊芯 焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝，都是经特殊冶炼的。焊接时焊芯一般有两个作用：一是传导电流，产生电弧把电能转换成热能;二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。 焊条电弧焊时，焊芯金属约占整个焊缝金属的50%～70%，所以焊芯的化学成分直接影响焊缝的质量。这种焊接专用钢丝，如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气焊、气体保护焊等熔焊方法作填充金属时，则称为焊丝。 2、药皮 压涂在焊芯表面的涂料层称为药皮，它是决定焊缝金属质量的主要因素之一，生产实践证明，焊芯和药皮之间要有一个适当的比例，这个比例就是焊条药皮与焊芯（不包括夹持端）的质量比，称为药皮的质量系数,用kb表示，kb值一般在40%～60%之间。 药皮的组成 焊条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按一定比例和用途组成。焊条药皮组成物按其在焊接过程中的作用，可分为稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘结剂及增塑、增弹、增滑剂八大类，其成分及作用见表3-1。 表3-1 焊条药皮组成物的名称、成分及主要作用 名称 组成成分 主要作用 稳弧剂 碳酸钾、碳酸钠、钾销石、水玻璃及大理石或石灰石、花岗石、钛白粉等 稳弧剂的主要作用是改善焊条引弧性能和提高焊接电弧稳定性 造渣剂 钛铁矿、赤铁矿、金红石、长石、大理石、花岗石、萤石、菱苦土、锰矿、钛白粉等 造渣剂的主要作用是能形成具有一定物理、化学性能的熔渣，产生良好的机械保护作用和冶金处理作用 造气剂 造气剂有有机物和无机物两类。无机物常用碳酸盐类矿物，如大理石、菱镁矿、白云石等；有机物常用木粉、纤维素、淀粉等 造气剂的主要作用是形成保护气氛，有效地保护焊缝金属，同时也有利于熔滴过渡 脱氧剂 锰铁、硅铁、钛铁等 脱氧剂的主要作用是对熔渣和焊缝金属脱氧 合金剂 铬、钼、锰、硅、钛、钨、钒的铁合金和金属铬、锰等纯金属 合金剂的主要作用是向焊缝金属中掺人必要的合金成分，以补偿已经烧损或蒸发的合金元素和补加特殊性能要求的合金元素 稀释剂 萤石、长石、钛铁矿、金红石、锰矿等 稀释剂的主要作用是降低焊接熔渣的黏度，增加熔渣的流动性 黏结剂 水玻璃或树胶类物质 黏结剂的主要作用是将药皮牢固地黏结在焊芯上 增塑、增弹、增滑剂 白泥、钛白粉增加塑性，云母增加弹性，滑石和纯减增加滑性 增塑、增弹、增滑剂的主要作用是改善涂料的塑性、弹性和滑性，使之易于用机器压涂在焊芯上 药皮的作用 机械保护作用 利用焊条药皮熔化后产生的气体和形成的熔渣，起隔离空气作用，防止空气中的氧、氮侵入，保护熔滴和熔池金属。 冶金处理渗合金作用 通过熔渣与熔化金属冶金反应，除去有害杂质（如氧、氢、硫、磷等）和添加有益元素（如硅、锰等），使焊缝获得合乎要求的力学性能。 改善焊接工艺性能 使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、熔敷效率高，适用全位置焊接等。 （3） 常见药皮的类型 为了适应各种工作条件下材料的焊接，对于不同的焊芯和焊缝要求，必须有一定特性的药皮。根据国家标准，常用药皮类型的主要成分、性能特点、适应范围见表3-2。 表3-2 常用药皮类型的主要成分、性能特点、适应范围 药皮类型 药皮主要成分 性能特点 适应范围 钛铁矿型 30%以上的钛铁矿 深渣流动性良好，电弧吹力较大，熔深较深，熔渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般，焊波整齐。焊接电流为交流或直流正、反接，适用于全位置焊接 用于焊接较重要的碳钢结构及强度等级较低的低合金钢结构。常用焊条为E4301、E5001 钛钙型 30%以上的氧化钛和20%以下的钙或镁的碳酸盐矿 熔渣流动性良好，脱渣容易、电弧稳定，熔深适中，飞溅少，焊波整齐，成