1、第五章焊接材料是焊接时所消耗材料的简称，它包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、电极及焊料。第一节 焊条涂有药皮供焊条电弧焊用的熔化电极叫焊条，它由焊芯和药皮两部分组成。一、焊条的组成（一）焊芯焊条中被药皮包敷的金属芯叫焊芯。焊芯在电弧高温作用下熔化，与焊件母材熔合形成焊缝。焊芯的成分对焊缝质量有很大的影响。用做焊芯的钢丝通常使用平炉冶炼的优质钢，先轧制成盘条，然后再拔制成不同直径的焊芯。焊芯的牌号用“H”表示，后面的数字表示含碳量的百分率，其他合金元素含量的表示方法与低合金钢号的表示方法大致相同。例如：H08 表示含碳量为 0.08%的钢芯；H10Mn2 表示含碳量为 0.1%、含锰量为 2%的低
2、合金钢芯；H08Cr21Nil0 表示含碳量为 0.08%、含铬量为 21%、含镍量为 10%的不锈钢芯。对于硫、磷含量较低的高级优质焊芯，在其牌号尾部加“A”或“E”标注。例如：H8MnA 表示焊芯中的硫、磷含量不超过 0.030%；H08E 表示焊芯中的硫、磷含量不超过 0.025%。常用焊芯的化学成分应符合 GB1300 的规定。在焊接过程中，焊芯主要起填充金属的作用，熔敷金属的合金成分主要是从焊芯中过渡的。焊条的名义直径是按焊芯直径来确定的，常用的焊芯直径有1.6、2、2.5、3.2、4、5mm等。焊条的长度取决于焊芯直径、化学成分和药皮类型。随着焊芯直径的增加，焊条长度也相应增加。不
3、锈钢焊条因焊芯电阻较大，为防止焊接时焊条过热发红和药皮脱落，焊条长度也相应地短一些。（二）药皮压涂在焊芯表面的涂料层叫药皮。1药皮的作用(1)稳弧作用。提高电弧燃烧的稳定性，保证焊接过程正常进行。(2)造气保护作用。利用药皮熔化后产生的气体来保护电弧和熔池，防止空气进入熔池。(3)造渣保护作用。药皮熔化后形成熔渣，覆盖在熔滴和熔池及凝固后的焊缝表面上，保护焊缝金属，同时使焊缝金属冷却速度减慢，有利于气体逸出，防止气孔的产生，并改善焊缝的组织和性能。（4）脱氧、去硫、去磷作用。药皮熔化后，参与了熔池的冶金反应，在一定程度上脱氧、还原、去硫、去磷，以减少焊缝中有害元素含量，减少合金元素烧损，从而提
4、高焊缝质量。(5)渗合金作用。通过药皮将所需要的合金元素渗入到焊缝金属中，改进和控制焊缝金属的化学成分，以获得所希望的性能。(6)套筒保护作用。药皮在焊接时形成喇叭形套筒，使熔滴能较好向熔池过渡，有利于全位置焊接，同时使电弧热量集中，减少飞溅，提高熔敷效率。2药皮的组成药皮主要由矿物类、铁合金、有机物、水玻璃等四类物质组成。药皮组成物根据其作用的特点，可分为稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂和黏结剂等。(1)稳弧剂。改善电弧引弧性能，保证电弧稳定燃烧，如碳酸钾、硫酸钠、钛白粉、长石等。(2)造渣剂。形成熔渣，保护焊缝，改善焊缝成形，如大理石、莹石、菱苦土、钛铁矿等(3)造气剂。形成
5、保护气体，保护电弧和熔池，如大理石、白云石、木料、纤维素等。(4)脱氧剂。去除熔池中含氧量，降低熔渣氧化性，如钰铁、硅铁、钛铁、铝粉等。(5)合金剂。渗入焊缝中的合金元素，使焊缝金属达到所要求的成分和性能，如锰铁钛铁、钼铁等。(6)稀释剂。降低熔渣黏度，增加其流动性和透气性，如莹石、长石、钛白粉等。(7)黏结剂。将各种原料黏结在一起，保证药皮具有一定强度，如钠水玻璃、钾水玻璃。3药皮类型及特点(1)钛铁矿型。药皮含钛铁矿 30%以上。电弧稳定、熔深大，熔渣流动性好，且脱渣容易，可用于交直流电源全位置焊接。E430l (J423)、E5001(J503)属此类焊条。(2)钛钙型。药皮含氧化钛 3
6、0%以上，含碳酸钙、碳酸镁 20%以下。熔渣流动性好，易脱渣，电弧稳定，熔深适中，成形美观，可用于交直流电源全位置焊接。E4303 (J422)、E5003(J502)属此类。(3)铁粉钛钙型。药皮类型和钛钙型相似，因增加了铁粉，熔敷效率高。E4323(J422Fe)属此类。(4)高纤维素钾（钠）型。药皮中含有 30%的纤维素和少许的钙钾化合物。焊接时主要靠造气保护，渣很少。使用时限用大电流，可全位置焊接，也可用于打底焊。E4310、E4311(J425)、E5010、E5011(J505)属此类。(5)高钛钠（钾）型。药皮中含有 30%的氧化钛和少量硅酸盐，电弧稳定，易引弧，熔深浅，成型好，
7、适用于断续焊及薄板焊接。E4312、E4312(J421)属此类。(6)铁粉钛型。在高钛型基础上加入铁粉，熔敷效率高，可使用交直流电源全位置焊接，适合焊接角焊缝。E5014 (J502Fe)、E4324 (J421Fe)、E5024 (J501)属此类。(7)氧化铁型。药皮中含有大量氧化铁和较多锰铁，熔化速度快，脱渣性好，但飞溅大，适用于高速单道焊，不宜焊接薄板。E4320(J424)属此类。(8)铁粉氧化铁型。在氧化铁型基础上加入铁粉，熔敷效率高，电弧吹力大，可使用大电流焊接。E4327(J424Fe)、E5027(J504Fe)属此类。(9)低氢钠型。药皮中的主要组成物是碳酸盐和莹石，熔渣
8、的碱度高，力学性能好，抗裂性好，但焊接工艺性稍差，宜采用短弧焊，可使用直流反接电源全位置焊接。E4315(J427)、E5015 (J507)属此类。(10)低氢钾型。在低氢钠型基础上加入稳弧剂，提高电弧稳定性，改善焊接工艺性能，可使用交流、直流反接电源全位置焊接。E4316(J426)、E5016 (J506)属此类。(11)铁粉低氢型。在低氢钠（钾）型基础上加入铁粉，提高了熔敷效率。E5018、E5028(J506Fe、J507Fe)、E5048 属此类。4焊条的酸碱性焊条药皮中的氧化物多为酸性氧化物，其熔渣的化学性质呈酸性，此类焊条为酸性焊条；药皮中含有大量的碱性氧化物和氟化钙的焊条为碱
9、性焊条。酸性焊条药皮中主要含有 TiO2、MnO2、FeO、SiO2 等氧化物，氧化性强，焊接过程中合金元素烧损较多，焊缝金属中含氧量和含氮量高，焊缝的力学性能差。由于酸性渣的脱硫、脱磷能力差，所以焊缝金属抗裂性差。但酸性焊条工艺性较好，对油、锈、水分不敏感，抗气孔能力强，可使用交直流电源焊接。碱性焊条药皮中主要含有 CaF2、CaCO3、SiO2、MgCO3 等氧化物和大量的铁合金，焊接过程中脱氧能力强，脱硫、脱磷能力也较强，焊缝金属的力学性能和抗裂性较好。但焊条工艺性较差，对油、锈、水分敏感，易产生气孔，由于药皮中含有的 CaF2 影响电弧稳定性，只能使用直流反接电源焊接。二、焊条的分类、
10、型号和牌号（一）焊条的分类我国焊条分类是以焊接母材的种类划分要有碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。（二）焊条型号和牌号我国焊条型号是依据熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分的。GB 5117 一 95 规定了碳钢焊条的技术要求，GB 5118-95 规定了低合金钢焊条的技术要求，GB 983-95 规定了不锈钢焊条的技术要求。焊条型号可以区别各种焊条熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类，它是国家标准对焊条编号的一种规定。焊条牌号是焊条制造厂作为其产品（焊条）出厂的规定编号，以区别不同
11、焊条的熔敷金属力学性能、化学成分、药皮类型和焊接电流种类。与型号相比，牌号中没有区别焊接位置的编号。焊接材料产品样本中统一规定了焊条牌号编制方法。1碳钢焊条碳钢焊条型号应符合国家标准 GB 5117-95，表示方法如下：E 表示焊条药皮类型和焊接电流种类表示焊条适用的焊接位置表示熔敷金属抗拉强度最小值(MPa)表示焊条GB 5117 规定了碳钢焊条有两个系列，即 E43 系列和 E50 系列，其熔敷金属抗拉强度分别大于 420 MPa 和 490 MPa。E 后面第三位数字， “0”和“1”表示焊条适用于全位置焊接（平、立、横、仰） ， “2”表示焊条适用于平焊及平角焊， “4”表示焊条适用于
12、向下立焊。E 后面第三位和第四位数字组合时，表示焊接电流种类及药皮类型。2低合金钢焊条低合金焊条型号应符合国家标准 GB 5118-95，表示方法如下：E 表示附加化学成分的元素符号表示熔敷金属化学成分分类代号略（含义同碳钢焊条）GB 5118 规定了低合金钢焊条有六个系列，即500、550、600、700、750、850 MPa。符号中短横线后的熔敷金属化学成分分类为：碳钼钢、铬钼钢、镍钢、镍钼钢、锰钼钢及其他类低合金钢。3不锈钢焊条GB/T 983-95 适用于焊条电弧焊用的不锈钢焊条，其熔敷金属中铬含量应大于 10.50%。焊条型号是根据熔敷金属的化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种
13、类划分。编制方法如下：字母“E”表示焊条；“E”之后的数字表示熔敷金属化学成分分类代号，如有特殊要求的化学成分，用其元素符号表示放在数字后面；以“一”后面的两位数字表示焊条药皮类型、焊接位置及适用的焊接电流种类。见表 5-1。表 5-1 焊接电流及焊接位置焊条型号 焊接电流 焊接位置E() - 15 全位置E() - 25直流反接平焊、横焊E() - 16E() - 17全位置E() - 26交流或直流反接平焊、横焊不锈钢焊条型号示例如下：(1)E308-15：E 表示焊条；308 表示熔敷金属化学成分分类代号；15 表示焊条为碱性药皮，适用于全位置，采用直流反接焊接。(2)E410N1Mo-
14、26：E 表示焊条；410 表示熔敷金属亿学成分分类代号；NiMo 表示熔敷金属中 Ni 和 Mo 的含量有特殊要求；26 表示焊条为碱性或其他类型药皮，适用于平焊和横焊位置，采用交流或直流反接焊接。三、焊条选用原则选用焊条时，应根据钢材的类别、化学成分及力学性能、结构的工作条件（荷载、温度、介质）和结构的刚度特点等进行综合考虑，必要时，还应进行焊接试验来确定焊条型号和牌号。（一）碳钢焊条的选用按焊缝与母材等强的原则选用。当焊缝冷却速度较大（如薄板施焊、单层焊）时，也可选用强度比母材低一级的焊条。不同强度级别的母材施焊时，应选用与较低母材强度级别相匹配的低氢型焊条。（二）低合金钢焊条的选用对于
15、强度级别较低的低合金钢，按等强原则选用；对于强度级别较高的低合金钢，如高强钢，以考虑焊缝金属的塑性选用焊条；对于铬钼钢，以考虑焊接接头的高温性能选用焊条；对于镍钢，以考虑焊缝金属的低温韧性选用焊条。低合金异种钢焊接时，应按照强度级别较低的钢种选用焊条，但焊接工艺要求应按强度级别较高的钢种进行。（三）不锈钢焊条的选用按熔敷金属化学成分与母材相同或相近的原则选用，以满足焊接接头耐腐蚀性能的要求。对于 Cr5Mo、Cr9Mo、Cr13、Cr27 等类型的钢种，往往选用铬镍奥氏不锈钢焊条。四、焊条的检验、保管及领用（一）焊条的检验焊条购进后，应根据产品技术要求进行检验，合格后方可入库。检验内容包括：(
16、1)检查焊条规格、数量及按生产厂家批号提供的质量证明书。(2)审查焊条包装及包装中的焊条标志。(3)对焊条按国家标准要求进行复验。焊条复验内容应按相应标准确定，一般包括：焊条外观；药皮偏心；T 形接头角焊缝试验；熔敷金属化学成分分析；熔敷金属力学性能试验；焊缝射线探伤检查；药皮含水量试验；熔敷金属扩散氢的测试；熔敷金属耐腐蚀性能试验；熔敷金属铁素体含量的测试。（二）焊条的保管焊条入库后应严格管理，焊条库应备有干燥通风装置，在潮湿季节或长年湿度较大的地区，库内应配置除湿机。一级库内环境温度应不低于 10，相对湿度应低于 60%。焊条应按型号、批号码放，并置于货架上，距地面和墙壁间砸应大于 300
17、 mm 以上。（三）焊条的领用焊条使用前应烘干。酸性焊条的烘干温度为 100150，保温 11.5 h；碱性焊条的烘干温度为 350400，保温 12 h，烘干后应置于 100的保温箱内存放。焊工领用焊条时，应放在保温筒内，随用随取。当日未用完的焊条退回库房后应重新烘干，重新烘干的次数不得超过 2 次。第二节 焊 丝 一、焊丝的分类焊接用的焊丝可分为两大类：一类是在焊接过程中，焊丝作为填充金属和电极，如埋弧焊、CO2,焊、氩弧焊等；另一类为自保护焊丝，即在焊接过程中，依靠焊丝自身的合金元素和高温时的冶金反应来防止空气中氧、氮等气体侵入和补充合金成分的烧损。焊丝可制成实芯焊丝或药芯焊丝。实芯焊丝
18、多为冷拔钢丝；而药芯焊丝则是由薄钢带卷制成圆管或异形管，管中填充一定成分的药粉，再拉拔而成。二、实芯焊丝(1)实芯焊丝的分类。实芯焊丝分为气体保护焊用碳素钢、低合金钢焊丝，熔化焊用丝，铜及铜合金焊丝，铝及铝合金焊丝，镍及镍合金焊丝等。气体保护焊用焊丝主要包括 C02 气体保护焊、钨极气体保护电弧焊和等离子弧焊的焊丝。熔化焊用钢丝主要包括用于埋弧焊、电渣焊和气焊的冷拔钢丝。为了防止焊丝生锈，保持焊丝的光洁，焊丝表面一般都镀有铜，镀铜焊丝不影响焊丝的使用性能。(2)气体保护焊焊丝(GB/T 8110-1995)。本标准适用于碳素钢、低合金钢熔化极气体保护焊用的实芯焊丝，推荐用于钨极气体保护电弧焊和
19、等离子弧焊的填充焊丝。焊丝型号的表示方法为 ER一。字母 ER 表示焊丝，ER 后面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度最低值，短划“一”后面的数字或字母表示焊丝化学成分分类代号。如还附加其他化学成分时，直接用元素符号表示，并以短划“一”与前面数字分开。举例如下：ER55 - B2 - MnVER 表示焊丝；55 表示熔敷金属抗拉强度最低值为 550 MPa； B2 表示焊丝化学成分分类代号；MnV 表示焊丝中含有锰元素和钒元素。气体保护焊焊丝的直径比较小，为 0.53.2 mm。C02 气体保护焊常用的焊丝直径为 1.2、1.6 mm，钨极气体保护焊常用的焊丝直径为 0.8、1.2、2.5 mm。
20、表 5-2 列出了部分气俸保护焊焊丝的牌号与型号对照和它们的用途。表 5-2 气体保护焊焊丝的牌号与型号对照及用途国家标准 牌号 符合国家标准型号用 途MG49 -1 ER49 -1 焊接低碳及某些低合金钢结构MG49 - Ni 用 于 500 MPa 级 高 强 度 钢 、 耐 热 钢 的 焊 接MG50 -3 ER50 -3 适用于碳素钢及低合金钢的焊接推荐用于熔化极气体保护焊 MG50 -4 FR50 -4 碳素钢的焊接，薄板、管的高速焊接TG50Re ER50 -4 各种位置的管子氩弧焊打底及弧焊TG50 各种位置的管子氩弧焊打底及弧焊TGR50CM ER55 - B2 锅炉受热面管子
21、、蒸汽管道、高压容器GB/T8110-1995 推荐用于钨极气体保护焊TGR55V ER5582MnV 石油裂化设备、高温化工机械打底焊H08MnSi 400 MPa 级构件焊接，主要用于单道焊H08Mn2SiH08Mn2S1A碳素钢、低合金钢的焊接GB/T 14957-94HllMn2SiA 碳素钢、低合金钢的焊接(3)熔化焊用焊丝(GB/T 14957-94)。熔化焊用钢丝是适用气体保护焊、埋弧焊、电渣焊和气焊的冷拉钢丝。焊丝牌号以字母“H”开头。对于低碳钢焊件，使用的牌号有 H08A、H08MnA、H10Mn2 等，其中 H08A 使用最为普遍。熔化焊用钢丝的公称直径有 1.6、2、2.
22、5、3、3.2、4.0、5.0、6.0 mm 等几种。三、药芯焊丝按 GB 10045-2001 规定，药芯焊丝型号第一部分以英文字母“EF”表示药芯焊丝代号，代号后面的第一位数字表示主要适用的焊接位置（“0”表示用于平焊和横焊， “1”表示用于全位置焊） ；代号后面的第二位数字或英文字母为分类代号；第二部分在横线后用四位数字表示焊缝金属的力学性能。如焊丝型号EF03 - 5042。实际生产中常用牌号来表示药芯焊丝的类型。药芯焊丝牌号表示如下：Y 首字母“Y”表示药芯焊丝；第二位字母表示药芯焊丝种类，见表 5-3；第一、第二位数字表示焊丝特点；第三位数字表示熔渣类型（或第三位数字之后的数字及元
23、素符号表示焊缝金属化学成分） ；最后一位数字为“1”或“2” ，分别表示气体保护或自保护，并以短划“一”与前面部分分开。表 5-3 药芯焊丝的种类笫二位字母 J B D R种类 结构钢药芯焊丝 不锈钢药芯焊丝 堆焊药芯焊丝 耐热钢药芯焊丝药芯焊丝发展很快，很多的药芯焊丝牌号目前还没有相应的国标型号对应。表 5-4 为常用药芯焊丝性能的介绍，供选用时参考。药芯焊丝熔敷效率高，焊丝质量好，对钢材适应性强，特别是实心焊丝无法或很难拉制时，药芯焊丝就显示出其优越性。表 5-4 药芯焊丝性能熔 敷 金 属 力 学 性 能焊 丝牌 号符 合国 家标 准型 号屈 服点 值(MPa)抗 拉 强 度( MPa)
24、伸 长 率(%)冲 击 值(J)说 明 用 途YJ50 410 500 22 47 钛 型 C 气 体 保 护 药 芯 焊 丝 ，用 于 全 位 置 焊 接 ， 可 进 行向 下 立 焊 。 焊 角 焊 缝 时 ，用 于 碳 素 钢 及 500 MPa 级 高 强 度 钢 的焊 接1 -1 (0 )脱 渣 性 好 ， 焊 缝 成 形 美 观YJ5021EF01- 5020 410 500 22 27(0 )氧 化 钛 钙 型 渣 系 的 C02 气体 保 护 焊 丝 。 采 用 直 流 反接 ， 焊 接 工 艺 性 能 优 良用 于 重 要 的 低 碳钢 及 相 应 强 度 等级 的 低 合
25、金 结 构钢 的 焊 接续表 5-4熔 敷 金 属 力 学 性 能焊 丝牌 号符 合 国家 标 准型 号屈 服点 值(MPa)抗 拉强 度 ( MPa)伸 长率 (%)冲 击值 (J) 说 明 用 途YJ507 -1EF03 - 5040 410 500 22 47(-30 )低 氢 型 C02 气 体 保 护 焊丝 ， 焊 接 效 率 高 ， 工 艺性 能 优 良 ,内 在 质 量 稳 定可 靠用 于 低 碳 钢 及 相应 强 度 等 级 的 低合 金 结 构 钢 的 焊接 ， 如 压 力 容 器焊 接YJ507T1B -1EF03 - 5005 410 500 22 27(-40 )碱 性
26、 渣 系 高 韧 度 药 芯 焊丝 。 熔 敷 金 属 具 有 在 低温 下 优 良 冲 击 韧 度 ， 采用 直 流 反 接 ， 适 用 于 平 焊 、 角 焊用 于 低 合 金 钢 焊接 结 构 ， 如 桥 梁 、造 船 、 机 械 、 化工 、 车 辆 等YJ507G-2EF04 - 5042 410 500 22 47自 保 护 结 构 钢 药 芯 焊 丝 。采 用 直 流 反 接 ， 适 用 于平 焊 和 横 焊 位 置 单 道 焊或 多 道 焊 ， 焊 接 电 弧 稳 定 ， 脱 渣 性 好用 于 焊 接 较 重 要的 低 碳 钢 中 、 厚板 结 构HYD616Nb埋 弧 焊 用
27、 药 芯 焊 带 。 特点 是 熔 深 浅 ,堆 焊 层 硬 度稳 定 ， 配 用 FU151 焊 剂及 其 改 进 型 焊 剂用 于 特 别 严 重 磨料 磨 损 的 水 泥 碾辊 、 磨 煤 机 碾 辊等 的 表 面 堆 焊第三节 焊 剂一、焊剂的作用第三节焊剂焊剂是埋弧焊过程中使用的焊接材料，它由十余种氧化物组成，在焊接过程中具有下列作用：(1)保护作用；焊剂熔化后，形成熔渣，保护熔池，防止氧、氮侵入，同时还起到减少合金元素烧损的作用。(2)渗合金作用。焊接过程中，焊剂和液态金属进行冶金反应，向熔池过渡有益的合金元素，从而改善焊缝性能。(3)成形作用。焊剂熔化后形成熔渣覆盖在熔池表面，使
28、焊缝具有良好的成形。(4)稳弧作用。焊剂中有部分低电离电位物质可起到稳定电弧燃烧的作用。二、焊剂的分类通常将焊剂按制造方法不同分为熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂三类。熔炼焊剂是将各种配料在电炉中熔炼，然后水冷粒化、烘干制成；烧结焊剂是将配料加入黏结剂，在 4001 000间烧结粉碎制成；陶质焊剂又称黏结焊剂，是将配料加黏结剂在低温下黏化制成。目前使用最广泛的为熔炼焊剂。三、焊剂的型号和牌号（一）焊剂的型号1碳钢焊丝和焊剂按照埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂( GB/T 5293-1999)中规定，焊剂型号分类原则是依据焊丝一焊剂组合的熔敷金属力学性能、热处理状态进行划分，其表示方法如下：F - H焊丝牌号
29、表示熔敷金属的冲击吸收功不小于 27 J 时的最低试验温度(见表 5-7)表示试件的热处理状态(见表 5 -6)表示熔敷金属的抗拉强度最小值(见表 5-5)表示焊剂尾部的“H”表示在焊接试板时与焊剂匹配的焊丝牌号，按熔化焊用钢丝( GB/T 14957-1994)的规定选用。表 5-5 焊剂型号中第一位数字含义（熔敷金属拉伸试验）（第一位数字） 抗拉强度（MPa） 屈服点（MPa） 伸长率（%）4 415550 330 225 480650 400 22表 5-6 焊剂型号中第二位字母含义A 焊态P 焊后热处理状态表 5-7 焊剂型号中第三位数字含义（熔敷金属冲击试验温度）（第三位数字） 0
30、2 3 4 5 6试验温度() 0 -20 -30 -40 -50 -60坤击吸收功(J) 27举例：F4A3 - H08MnA，表示埋弧焊用焊剂，采用 H08MnA 焊丝按照规定的焊接工艺参数焊接试板，其试件状态为焊态时，熔敷金属的抗拉强度为415550 MPa，屈服点值不小于 330 MPa，伸长率不小于 22%，在- 30时冲击吸收功不小于 27 J。2低合钢焊丝和焊剂按照埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂( GB/T 12470-2003)中规定，型号分类根据焊丝一焊剂组合的熔敷金属力学性能、热处理状态进行划分，其表示方法如下：F - H表示焊丝牌号表示熔敷金属的冲击吸收功不小于 27 J 时
31、的最低试验温度为-40(见表 5-9)表示试件的热处理状态(见表 5 -5)表示熔敷金属的抗拉强度值(见表 5-8)表示焊剂表 5-8焊 剂 型 号 中 前 二 位 数 字 的 含 义 （ 熔 敷 金 属 拉 伸 试 验 ）焊剂型号 抗热强度 ( MPa)屈服强度 0.2或 S(MPa)伸长率 5(%)F48x x -Hx x xF55x x -Hx x xF62x x -Hx x xF69x x -Hx x xF76x x -Hx x xF83x x -Hx x x4806605507006207606908307609008309704004705406106807402220171615
32、14表5-9焊剂型号中第四位数字的含义（熔敷金属冲击试验温度）（第四位数字） 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Z试验强度() 0 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 不要求冲击吸收功(J) - 27（二）焊剂的牌号通用的焊剂统一牌号在形式上与焊剂型号相同，但是牌号中数字的含义与焊剂型号是不相同的。因此，在使用中极易混淆，应当引起注意。(1)熔炼焊剂牌号见表 5-10 和表 5-11 所示。表 5-10 焙炼焊剂牌号中第一位数字含义焊剂牌号 焊剂类型 Mn0 含量(%)HJ1HJ2HJ3IHJ无锰低锰中锰高锰2215153030 牌号前“HJ”表示
33、埋弧焊用熔炼焊剂，牌号中第一位数字表示焊剂中氧化锰的含量，第二位数字表示焊剂中二氧化硅、氟化钙的含量，第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号，按 0，1，2，9 顺序编排。同一牌号生产两种颗粒度时，在细颗粒焊剂牌号后面加“” 。例如：HJ 4 3 1 表示焊剂粒度为 0.281.425 mm牌号编号为 1焊剂为高硅低氟型焊剂为高锰型埋弧焊用焊剂表 5-11 熔炼焊剂牌号中第二位数字含义焊剂牌号 焊剂类型 SiO2 含量(%) CaF2 含量(%)HJ1HJ2HJ3HJ4HJ5HJ6HJ7HJ8低硅低氟中硅低氟高硅低氟低硅中氟中硅中氟高硅中氟低硅高氟中硅高氟30303030(2)烧结焊剂。见表 5
34、-12 所示。表 5-12 烧结焊剂牌号中第一位数字含义焊剂牌号 熔渣渣系类型 主要成分含量(%)SJ1 氟碱型 CaF215CaO+MgO+ Mn0+CaF2 50Si02 20SJ2 高铝型 AI2O320AI2O3 + Ca0+ Mg0 45SJ3 硅钙型 Ca0+ Mg0+ SiO2 60SJ4 硅锰型 MgO+ Si02 50SJ5 铝钛型 AI203 + TiO2 45SJ6 其他型牌号前“SJ”表示埋弧焊用烧结焊剂，牌号中第一位数字表示焊剂熔渣渣系的类型，第二位数字和第三位数字表示同一渣系类型焊剂中的不同牌号焊剂，按 01，02，09 顺序编排。例如： SJ 50 1牌号编号为
35、01焊剂熔渣渣系为铝钛型埋弧焊用烧结焊剂四、焊剂的选用焊剂是埋弧焊重要的焊接材料，采用同样的焊丝以相同的焊接工艺配以不同牌号的焊剂，焊缝的性能会有较大的差别。焊剂的选用一般应和焊丝相配合，选用原则如下：(1)低碳钢、低合金钢的焊接。为保证焊缝具有良好的综合性能，可选用高锰高硅焊剂配合无锰低锰焊丝，或采用无锰、低锰、高硅焊剂配合高锰焊丝。(2)低合金高强度钢焊接。可选用碱度较高的低锰、中硅、中氟焊剂，以保证焊缝具有良好的韧性。(3)不锈钢的焊接。可选用高碱度的无锰低硅焊剂，采用烧结焊剂效果更好。表 5-13 给出了常用的熔炼焊剂及其相匹配的焊丝。钢种 钢号 焊丝 焊剂牌号低碳钢Q235A(B、C
36、、D)15 、2015g、20gH08AH08MnAH08MnSiH10Mn2HJ430HJ431低合金钢16Mn、16MnR15MnV、15MnVR14MnMoVR18MnMoNbH08MnAH10Mn2H10MnSiH08MnMo、H08Mn2SiH08Mn2MoH08Mn2M02H08MnNiMoHJ430HJ431HJ250HJ350耐热钢12CrMo、15CrMo12CrlMoVCr5MoH12CrMoH08CrMoVHCr5MoHJ260HJ172骶温钢09Mn2V09MnTiCuReH08Mn2MoH08Mn2MoVA HJ250不锈钢OCr13、1Cr13Cr17OOCr19N
37、111OCr19Ni9OCr18NillTiHOCr14HICr17HOOCr21Nil0HOCr21N110HOCr20NilOTiHJ150HJ260HJ172五、焊剂的保管与使用为了保证焊接质量，焊剂在保存时应注意防潮，搬运焊剂时要防止包装破损，使用前，必须按规定温度烘干并保温。酸性焊剂在 250烘干 2h，碱性焊剂在 300400烘干 2h，焊剂烘干后应立即使用。使用中回收的焊剂，应清除掉其中的渣壳、碎粉及其他杂物，与新焊剂混合均匀后应立即使用。使用中回收的焊剂，应清除掉其中的渣壳、碎粉及其他杂物，与新焊剂混合均匀后再使用。使用直流焊接电源时应采用直流反接。第四节焊接用气体一、氩气氩气
38、作为氩弧焊的焊接材料，是一种惰性气体，它无色、无味，比空气重，元素符号为 Ar。氩气的沸点为-185，由液化空气分馏而制取。氩气作为保护气体，既不溶于焊缝金属，又不与熔池金属进行化学反应，在焊接过程中仅起保护作用。氩气的纯度对焊接质量有较大影响，氩气中所含氧、氮、氢、水分等杂质含量超过标准规定时，会使电弧不稳定，焊缝力学性能下降、气孔增加，焊缝成形变差等。国家标准 GB 4842-84 对氩气的技术要求见表 5-14。表 5-14 国家标准对氩气的技术要求项目名称 指标 项目名称 指标氩含量(%)氮含量(10。6)氧含量(10。6)99.99 氢含量(10。6)总碳含量(10。6)水分含量(1
39、0。6)51020注：含量为体积比；总碳含量以甲烷计；水分在 15大于 12O MPa 条件下测定。当氩气的含量为 99.99%时，能满足焊接要求。氩气瓶涂为灰色，满瓶气体压力 15.0MPa。当氩气瓶压力降至表压 2.03.0 MPa 时，含水量增加，应停止使用。二、氧气氧气是一种无色、无味、无毒的气体，分子式为 02当温度为- 183时，呈浅蓝色液体。氧由液化空气分馏制取。氧不能燃烧但能助燃，化学性质极其活泼，能与许多元素化合生成氧化物。氧气纯度对气焊和碳弧气刨的质量及效率有很大影响。纯度愈纯，燃烧的火焰温度愈高，效率也愈高。国家标准 GB 3863-83 对工业用气态氧技术要求见表 5-
40、15。满瓶氧气压力为 15.0 MPa，气瓶涂为天蓝色，每瓶氧气不得全部用光，应保留 0.10.3 MPa 气体以上。使用中，氧气瓶应远离操作地点 10 m 以上，严防暴晒和高温。表 5-15 工业用氧气的国家标准指标项目名称 I一级 二级氧气含量（%，体积） 99.5 99.5 99.2游离水(mL/瓶) 100 100水分含量 露点() -43三、 、乙炔气乙炔气又称电石气，分子式为 C2 H2，是一种无色的碳氢化合物。工业用的乙炔气往往含有硫化氢( H2S)和磷化氢（飓 P）杂质，故有强烈的臭味。- 83时，乙炔气可变成液体。乙炔是理想的可燃气体，在氧气助燃下，燃烧温度可达 3 200。
41、乙炔气由碳化钙与水作用制取或由石油天然气分解制得。焊接用乙炔气，一种是由乙炔发生器生产，另一种是购买的瓶装溶解乙炔气。用电石生产的乙炔气，受设备和电石质量影响杂质较多，对焊接不利。为提高焊缝质量，往往还要增加滤清。过滤瓶装溶解乙炔虽然成本偏高，但具有纯度高（可达 98%）安全性好、环境污染小、使用方便等优点，因此得到广泛使用。在使用瓶装乙炔过程中，严禁将乙炔瓶卧放，并注意防火，严格按操作规程使用。四、二氧化碳气体二氧化碳是无色、无味的气体，比空气重，分子式为 C02，CO2 气体在常温下加压可液化或固化。焊接用的 CQ 气体是由钢瓶装的液态 C02 经气化后供给的。液态 C02 沸点为- 78
42、，常温下即可气化。CO2 气体钢瓶一般为 40 L，可装液态 C02 25 kg，钢瓶涂为黑色。国家标准工业液体二氧化碳( GB 6052-85)，将液态 C02 分为 I 类和类，I 类纯度达 99.80/6 纵上；类纯度分为三级，一级纯度在 99.5%以上，水分含量在 0.05%以下。类一级纯度可满足焊接要求。C02 气体中的含水量大小对焊接质量影响较大，气瓶中压力愈低则含水量就愈高。焊接时可采取以下措施减少或消除 C02 气体中的水分。(1)使用前，将瓶倒置 12 h，让水分沉到瓶口部位，然后打开瓶阀放出一部分液体，进行 23 次(间隔约 30 min)，可除去大部分水分。(2)使用前，
43、开启瓶阀约 2 min，放掉部分杂质。(3)供气管路中串联一千燥器进一步减少 C02 气体中的水分。C02 气瓶压力降至 1.02.0 MPa 时停止使用。C02 气瓶应避免受热和暴晒。此外，固态（n 有严重的窒息性（人吸入气中有 5% 00 时，可刺激呼吸中枢） ，使用中应注意。五、混合气体混合气体有二元混合气、三元或多元混合气。混合气用 40 L 钢瓶充装，压力为 15.0、10.0、5.0 MPa 三种。常用的混合气体见表 5-16 所示。表 5-16 常用的混合气体元数 主要气体成分f 掺加气体成分(%) 元数 主要气体成分 掺加气体成分(%)一元二元三元ArHeN202112 或 H
44、2115或 C02 15 30或 N2 0.1 1Ar20 60H2520二元三元三元多元C02ArHeArOz 1 20O25+C02513Ar30 + C024O2+He+CO2第五节钨电极钨电极是氩弧焊、氦弧焊等不熔化极气体保护焊的焊接材料。钨电极有两类：一类是纯钨电极；另一类是在纯钨基础上加入过渡元素锆、铈、钍而形成的活性钨电极，通常称钍钨极、铈钨极和锆钨极。纯钨电极的熔点为 3 387，沸点为 5 900，强度约 10.0 MPa。为提高电极的电子发射台皂力和耐熔性，纯钨电极已很少使用，目前广泛使用的是耋钨极和铈钨极。钍钨极是在纯钨中加入 1%2%的氧化钍而制成的，常用牌号有WThl
45、0、WTh15。与纯钨极相比较，钍钨极提高了热电子发射能力和电极最大使用电流。以交流焊接为例，不同直径的钍钨电极许用电流比纯钨电极提高了30%50%。由于钍钨极具有微量放射性和在小电流下施焊时电弧稳定性差的缺点，已逐渐被铈钨极所取代。铈镑圾是一种比较理想的钨电极，它基本上没有放射性，引弧容易，电弧稳定集中，最大使用电流比钍钨极又增加 5%8%。国家标准 GB 4191-84。标准中规定了铈钨极(WCel0、WCe15、WCe20、WCe30、WCe40)的氧化铈含量(1%4%)、尺寸公差、技术要求、检验规则等。第八章 焊缝与接头形式及其表示方法第一节焊缝形式与接头形式一、焊缝形式焊缝是指焊件经
46、焊接后形成的结合部分，它是构成焊接接头的主体。根据用途不同，焊缝可分为定位焊缝、承载焊缝、非承载焊缝和密封焊缝；根据位置和洞不同，可分为连续焊缝、断续焊缝、纵向焊缝、横向焊缝、环形焊缝、螺旋形焊缝等。焊缝形式主要是指由坡口和接头的结构形式而形成的焊缝连接方式。一般可分为对接焊缝和角焊缝、塞焊缝、端接焊缝、点焊缝（缝焊缝） 。（一）对接焊缝对接焊缝是在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝。对接焊缝可以在平板之间、管子之间、管与板之间焊接形成。此类焊缝多用在结构的主要受力部位。（二）角焊缝角焊缝是沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝。角焊缝同样可以在板之间、管之间及管与板之间
47、形成。（三）塞焊缝塞焊缝是两焊件相叠，其中一块开有圆孔，然后在圆孔中焊接所形成的填满圆孔的焊缝。此类焊缝如果在一薄一厚的两种材质的钢板上焊接成形，可做为复合板材使用。如果开的孔比较大，或开成其他形状的孔；焊接时不填满开孔，只焊其边缘，即形成角焊缝形式。（四）端接焊缝端接焊缝是两焊件重叠或张开 030角在其端部焊接形咸的焊缝。二、接头形式焊接接头形式主要是由相焊的两焊件相对位置所决定的。可分为对接接头、T 形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接头、套管接头、卷边接头等。焊缝与接头形式如表 8-1 所示。（一）对接接头对接接头是两焊件端面相对平行的接头。在对接接头中，还有两种较为特殊的形式，一
48、是斜对接接头，这种接头的焊缝在焊件平面上倾斜布置（一般为 45。 ） ，这种焊缝一般在型材对接时，为改善受力状况而采用；二是锁底对接接头，这种接头是带垫板对接形式的改变，便于安装。（二）角接接头角接接头是两焊件端面间构成大于 30。 、小于 135。夹角的接头。（三）T 形接头T 形接头是一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头。（四）十字接头十字接头是三个焊件装配成“十字”形成的接头。（五）搭接接头搭接接头是两焊件部分重叠构成的接头。（六）端接接头端接接头是两焊件重叠放置或两焊件表面之间的夹角不大于 30。构成的端部接头。（七）卷边接头卷边接头是焊件端部预先卷边的接头，焊后卷边只是部
49、分熔化的接头。（八）套管接头套管接头是将一根直径稍大的短管套于需要被连接的两根管子的端部构成的接头。从上述焊缝形式和接头形式上可以看出，同是对接焊缝形式，可以是对接接头，也可以是 T 形接头或十字接头形式；同是免焊缝形式，有对接接头、十字接头、搭接接头、套管接头等不同的接头形式。焊缝接头的设计，主要是根据工作条件、结构状况确定接头形式、坡口形式和尺寸以及焊缝尺寸。接头形式一般根据焊缝在结构中的受力状态及部位选择。对接接头和对接焊缝能承受较大的静载荷和动载荷，在结构中是常用的接头和焊缝形式；T 形接头在焊接结构中也是较常用的，但是整个接头承受载荷、特别是承受动载荷的能力较对接接头差，一般在受力部位的 T 形接
