第3讲 焊接材料

焊接材料简介焊接材料是焊接时使用的形成熔敷金属的填充材料、保护熔融金属不受氧化氮化的保护材料、协助熔融金属凝固成形的衬垫材料等等。

包括焊条、焊丝、电极、焊剂、气体、衬垫等。

（1）焊条焊条由焊芯和药皮组成。

手工焊条电弧焊时，焊条焊芯既是电极，又是填充金属。

1）常用焊条类型及其特点焊条药皮类型主要有6种，其特点如下：①低氢型焊条：——药皮主要由碳酸盐及氟化物等碱性物质组成的碱性焊条，可分为低氢钠型（型号为EXX15碱性，只能用直流电源）和低氢钾型（型号为EXX16碱性，也可以是钛型或钛钙型，可交直流两用）两种。

正确使用时，熔敷金属中的扩散氢的含量低，其冲击韧性和塑性较好。

这类焊条熔渣流动性好，焊接工艺性一般，焊波较粗，飞溅稍大，电弧较短，熔深较深，脱渣一般，适于全位置焊接。

一般用直流电源。

是压力容器用得最多的一种焊条。

②钛钙型焊条：——（型号为EXX03）药皮中含有质量分数为30%以上氧化钛（金红石或钛白粉）及适量的（质量分数＜20%）的钙和镁碳酸盐矿石的酸性焊条。

这类焊条熔渣流动性好，电弧较稳定，熔深一般，脱渣容易，飞溅少，焊波美观，适于全位置焊接，电源可为交直流。

属于钛钙型焊条的还有铁粉钛钙型（型号为EXX23）。

③钛铁矿型焊条：——（型号为EXX0l）药皮中含有质量分数为30%以上钛铁矿一定量的碳酸盐的酸性焊条。

这类焊条熔渣流动性良好，电弧稍强，熔深较深，烙渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般，焊波整齐，适于全位置焊接，可交直流两用。

④高钛型焊条：——药皮中以氧化钛为主要组成物，其质量分数≥35％的酸性焊条，可分为高钛钠型（型号为EXX12）和高钛钾型（型号为EXX13）两种。

这类焊条电弧稳定，引弧容易，熔深较浅、熔渣覆盖良好、焊波美观、脱渣容易、飞溅少，适于全位置焊接，可交直流焊接。

但熔敷金属的塑性和抗裂性较差。

EXX14、EXX24是铁粉钛型焊条，后者比前者铁粉量更多些。

⑤高纤维素型焊条：——药皮中含有多量有机物的酸性焊条。

一级造价工程师考试备考知识点：焊接材料焊接材料(一)手工电弧焊焊接材料1.焊条的组成焊条就是涂有药皮的供电弧焊使用的熔化电极。

它是由药皮和焊芯两部分组成。

(1)焊芯。

焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。

焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能;二是焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。

焊条焊接，焊芯金属占整个焊缝金属的一部分，所以焊芯的化学成分直接影响焊缝的质量。

因此，作为焊芯用的钢丝都单独规定了它的牌号与成分。

如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊和气焊等熔焊方法作填充金属时，则称为焊丝。

焊芯的分类是根据国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》G B/T5117-、《强热钢焊条》G B/T5118-和《不锈钢焊条》G B/T983-的规定分类的，用于焊接的焊丝可分为非合金钢及细晶粒钢焊丝、强热钢焊丝和不锈钢焊丝三类。

(2)药皮。

压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。

药皮是由各种矿物类、铁合金、有机物和化工产品(水玻璃类)原料组成。

焊条药皮的组成成分相当复杂，一种焊条药皮的配方中组成物有七八种之多。

药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。

若采用无药皮的光焊条焊接，则在焊接过程中，空气中的氧和氨会大量侵入熔化金属，将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化，并形成各种氧化物和氯化物残留在焊缝中，造成焊缝夹渣或裂纹。

而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔，这些因素都能使焊缝的力学性能(强度、冲击值等)大大降低，同时使焊缝变脆。

此外，采用光焊条焊接，电弧很不稳定，飞溅严重，焊缝成形很差。

在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮，能使电弧燃烧稳定，焊缝质量得到提高。

药皮虽然具有机械保护作用，但液态金属仍不可避免地受到少量空气侵入并氧化，此外，药皮中某些物质受电弧高温作用而分解放出氧，使液态金属中的合金元素烧毁，导致焊缝质量降低。

因此在药皮中要加入一些还原剂，使氧化物还原，以保证焊缝质量。

由于电弧的高温作用，焊缝金属中所含的某些合金元素被烧损(氧化或氮化)，会使焊缝的力学性能降低。

焊接焊材知识点总结一、焊接概述焊接是一种加工工艺，它通过加热金属或非金属材料至熔化或半熔化状态后，并施加外力，使焊接材料（通常为焊条或焊丝）与工件表面熔化并形成常规结合的工艺。

焊接工艺广泛应用于机械制造、航空航天、轨道交通、船舶建造、汽车制造、建筑工程、石油化工、冶金、电力、核工业等领域。

在现实生产中焊接工艺的应用越来越广泛，焊接产业的经济效益也变的越来越重要。

二、焊接材料（一）焊接材料分类1. 焊条：是以熔点较高金属制成弧焊棒，具有良好的导电性、导热性、机械性能和腐蚀性能。

2. 焊丝：是金属或合金粉末经过一系列的成型工序，成为细丝形，称为焊接线,其中从熔化的焊丝中滴落的熔滴补充熔渣剂，从而形成自动焊坡的工艺。

（二）焊接材料的性能1. 电导率电导率是导体指材料导电性的一个重要指标，焊接材料的电导率会直接影响到焊接的效率及焊接质量。

一般正常情况下，焊接材料导电性强，电导率越高，其电阻就越小，电流通过时消耗的能量也就越小，因此电流也会越大。

2. 热导率热导率是指材料导热性的指标，它是材料单位温度梯度时导热量的多少，热导率高的材料，代表着这种材料对热能的传导速度较快。

3. 耐腐蚀性耐腐蚀性是指材料在特定的环境下对腐蚀的抵抗力。

焊接材料的耐腐蚀性能对焊接质量有着很大的影响。

因为焊接材料在焊接过程中，会受到热量、火焰等化学成分的影响，所以所有的焊接材料都需要具有良好的抗腐蚀性。

三、焊接材料的种类（一）常见的焊接材料有1. 电焊丝：电焊细丝是焊接中常见的一种焊丝，主要用于电弧焊。

电焊细丝可以是纯金属打制而成的，也可以是金属的合金。

2. 气保丝：气保丝又叫作气保焊丝，是一种熔化金属焊丝，主要用于气保焊（Oxy Acetylene Welding）和气保割（Oxy Acetylene Cutting）。

3. 无芯焊丝：无芯焊条又叫通用焊丝，是不含药芯的焊丝。

在这类焊丝上包裹着有纯金属的薄膜。

4. 钎焊材料：钎焊材料主要用于钎焊和软焊接的金属焊接的材料。

焊接材料焊接知识焊接材料(一）手工电弧焊焊接材料1、焊条的组成焊条就是涂有药皮的供电弧焊使用的熔化电极.它是由药皮和焊芯两部分组成.(l)焊芯.焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。

焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝.焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能；二是焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。

用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢钢丝、合金结构钢钢丝和不锈钢钢丝三类.（2）药皮。

压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。

在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮,能使电弧燃烧稳定，焊缝质量得到提高。

药皮中要加入一些还原剂，使氧化物还原,以保证焊缝质量.由于电弧的高温作用,焊缝金属中所含的某些合金元素被烧损（氧化或氮化），这样会使焊缝的机械性能降低。

通过在焊条药皮中加人铁合金或纯合金元素，使之随着药皮的熔化而过渡到焊缝金属中去,以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机械性能。

改善焊接工艺性能使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高。

总之，药皮的作用是保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能，并使焊条具有良好的焊接工艺性能。

2、焊条的分类（l）按焊条的用途分：l）低碳钢和低合金高强度钢焊条（简称结构钢焊条)。

2）不锈钢焊条。

3）堆焊焊条。

4)低温钢焊条。

5）铸铁焊条.6）镍及镍合金焊条。

7）铜及铜合金焊条.8)铝及铝合金焊条。

(2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性分：l）酸性焊条。

一般用于焊接低碳钢和不太重要的钢结构。

2）碱性焊条。

碱性熔渣的脱氧较完全，又能有效地消除焊缝金属中的硫，合金元素烧损少，所以焊缝金属的机械性能和抗裂性均较好，可用于合金钢和重要碳钢结构的焊接。

3、焊条的选用通常应根据组成焊接结构钢材的化学成分、机械性能。

焊接性和工作环境（有无腐蚀介质、高温或是低温）等要求，以及焊接结构的形状。

受力情况和焊接设备（是否有直流电焊机）等方面进行综合考虑,以决定选用哪种焊条。

焊接材料的概述2.1.1 作用焊接过程中的各种填充金属以及为了提高焊接质量而附加的保护物质统称为焊接材料。

随着焊接技术的迅速发展，焊接材料的应用范围日益扩大。

而且，焊接技术的发展对焊接材料无论在品种和产量方面都提出了越来越高的要求。

焊接生产中广泛使用焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体等。

焊接材料的质量对保证焊接过程的稳定和获得满足使用要求的焊缝金属起着决定的作用。

归纳起来，焊接材料应具有以下作用：1．保证电弧稳定燃烧和焊接熔滴顺利过渡；2．在焊接过程中保护液态熔池金属，以防止空气侵入；3．进行冶金反应和过渡合金元素，调整和控制焊缝金属的成分与性能；4．防止气孔、裂纹等焊接缺陷的产生；5．改善焊接工艺性能，在保证焊接质量的前提下尽可能提高焊接效率。

2.1.2 各国焊接材料发展现状涂料焊条目前在世界各国焊接材料生产中仍占较大的比例。

在焊条的使用方面，美国目前主要使用钛型、高纤维型和低氢型焊条，为了提高熔敷效率，在钛型和低氢型焊条药皮里加入一定量的铁粉。

在欧洲主要是钛型、钛钙型和低氢型焊条，但北欧低氢型焊条比例较高，而且和美国一样，发展高效率铁粉焊条。

日本用于低碳钢的焊条药皮类型主要是钛铁矿型、钛钙型和铁粉氧化铁型，用于高强钢、特殊钢和表面堆焊的几乎都是低氢型焊条。

世界各国在埋弧焊焊接材料的使用方面近年来变化不大。

欧、美埋弧焊焊剂的用量一直保持在约占焊材总量的11%~15%之间，其中烧结焊剂的用量在逐渐增加，熔炼焊剂的用量逐渐减少。

目前，在欧、美及日本等工业发达国家，烧结焊剂的使用量已占全部焊剂使用量的70%以上，且品种齐全，形成系列。

日本在带极堆焊中，仍大量使用烧结焊剂。

从各国焊接材料的发展来看，近年来国外焊丝生产的增长速度较快，涂料焊条所占的比例有所下降，气体保护焊焊丝的品种和数量正在逐年增加，而且特别引人注意的是药芯焊丝的发展。

在实芯焊丝的使用方面，日本大量采用的是CO2气体保护焊，美国则大量采用混合气体保护焊。

焊接课程设计参考文献一、课程目标知识目标：1. 让学生理解焊接技术的基本概念，掌握焊接过程中电流、电压、焊接速度等关键参数对焊接质量的影响。

2. 使学生掌握不同焊接方法的优缺点及适用范围，了解焊接材料的选择原则。

3. 帮助学生了解焊接过程中常见缺陷的类型、产生原因及其防治措施。

技能目标：1. 培养学生能够正确使用焊接设备，进行基本焊接操作，如电弧焊、气体保护焊等。

2. 提高学生焊接施工图样的识图能力，使其能够根据图纸要求完成焊接作业。

3. 培养学生具备初步的焊接质量检测能力，如外观检查、无损检测等。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱劳动，养成良好的职业道德，增强安全生产意识。

2. 激发学生对焊接技术的兴趣，引导他们关注焊接行业的发展动态，培养创新精神和团队合作精神。

3. 培养学生严谨、认真的学习态度，提高他们面对问题的解决能力。

课程性质：本课程为专业技术课程，以实践操作为主，理论讲授为辅。

学生特点：本课程针对的是高二年级学生，他们已经具备一定的物理、化学基础知识，具有较强的动手能力和好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作技能的训练，注重培养学生解决实际问题的能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。

通过本课程的学习，使学生具备焊接领域的基本知识和技能，为后续专业课程学习及未来职业生涯打下坚实基础。

二、教学内容1. 焊接基础知识：包括焊接的定义、分类及焊接方法的基本原理，重点讲解电弧焊、气体保护焊、激光焊等常见焊接方法。

教材章节：第一章 焊接概述、第二章 焊接方法及工艺2. 焊接材料与设备：介绍常用焊接材料（如焊条、焊丝、保护气体等）的性能及选用原则，使学生了解焊接设备的结构、性能及其操作方法。

教材章节：第三章 焊接材料、第四章 焊接设备与工艺装备3. 焊接工艺与施工：讲解焊接工艺参数的选取与调整，分析焊接施工中应注意的问题，提高学生焊接施工的实际操作能力。