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压力容器及压力管道知识培训材料之三焊接基本知识1 电焊条1.1焊条的组成及作用涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极叫电焊条，简称焊条。
它由焊芯和药皮两部分组成。
通常焊条引弧端有倒角，药皮被除去一部分，露出焊芯端头。
有的焊条引弧端涂有黑色引弧剂，引弧更简单。
不锈钢焊条夹持端端面涂有不同颜色，以便识别焊条型号。
在靠近夹持端的药皮上印有焊条牌号。
1.1.1焊芯焊条中被药皮包敷的金属丝叫焊芯。
1.1.1.1焊芯的作用①作电极产生电弧。
②焊芯熔化后成为填充金属，与熔化了的母材混合形成焊缝。
1.1.1.2.焊芯的分类及牌号依据GB1300-7《焊接用钢丝》标准规定，特地用于制造焊芯和焊丝的钢材，可分为碳素结构钢, 合金结构钢, 不锈钢三类。
焊条钢牌号一律用汉语拼音字母H做字首，其后紧跟钢号，表示方法与优质碳素结构钢, 合金钢相同。
若钢号末尾注有高字（或用字母A表示），为高级优质焊条钢，含硫, 磷量较低。
若末尾注有“特”字（或用字母E表示），为特级焊条钢，含硫, 磷均小于0.03%。
H1Cr19NiTi——铬镍钛不锈钢焊条钢。
常用焊芯的牌号, 代号及其化学成分见GB1300-7《焊接用钢丝》附录1-1。
1.1.2药皮涂敷在焊芯表面的有效成分叫药皮。
它由几种或几十种成分组成。
药皮的作用如下：○1稳弧作用焊条药皮中含有稳弧物质，可保证电弧简单引燃和燃烧稳定。
○2爱护作用药皮熔化时产生气体和熔渣，可隔离空气，爱护熔融金额。
熔渣冷却后，在焊缝表面形成渣壳，可防止焊缝表面金属不被氧化并减慢焊缝的冷却速度，有利于熔池中气体逸出，削减产生气孔的可能性，并改善焊缝成形。
○3冶金作用药皮中加有脱氧剂和合金剂，通过熔渣与熔化金属的化学反应，可削减氧, 硫, 磷等有害杂质，使焊缝金属获得符合要求的力学性能。
○4渗合金药皮中加有铁合金，这些合金元素熔化后过渡到熔池中，可提高焊缝金属中合金元素的含量，从而改善焊缝金属的性能，通过渗合金甚至可获得性能与母材完全不同的焊缝金属，如在碳钢上堆焊不锈钢, 高速钢等。
2.压力管道常用金属材料及非金属材料金属材料是目前应用最广泛的工程材料，包括钢铁材料、有色金属材料（如铝镁合金、铜及铜合金，钛及钛合金等）。
钢铁材料是钢和铸铁的总称。
工业用钢按照化学成分可以分为碳素钢和合金钢两类。
碳素钢除铁、碳元素之外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质元素。
合金钢是为了改善和提高钢的性能，在碳钢的基础上特意加入某些合金元素而得到的钢种。
一、铸铁含碳量大于2.06%的铁碳合金成为铸铁（而真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%－6.67%）。
铸铁的主要成分除铁之外，含碳和硅量较高。
由于铸铁中的含碳量较高，使得其中的大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在，而是以游离的石墨存在。
铸铁的性能特点是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差，一般不能锻造，但它却具有优良的铸造性、减磨性、切削加工性能，价格便宜，因此常用作泵机座、低压阀体等材料，有时地下低压管网也有铸铁做成的管子和管件。
根据铸铁中石墨的形状不同可将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁三类。
二、碳钢含碳量小于等于2.06%的铁碳合金称为碳素钢。
如按化学成分分类常分为低碳钢（C＜0.25%），中碳钢（C=0.25%～0.6%）和高碳钢（C＞0.6%）三种；按质量分类常分为普通钢（S≤0.05%，P≤0.05%）、优质钢（S≤0.04%，P≤0.04%）和高级优质钢（S≤0.02%，P≤0.03%）三类；按用途分常分为结构钢、承压用钢、工具钢等。
由于中碳钢和高碳钢可焊性差，在工程设计中除螺栓材料外，常用的压力管道材料都是低碳钢。
三、合金钢合金元素因溶于铁素体中起固溶强化作用，从而提高了材料的硬度和强度，但同时却使其韧性和塑性相对降低。
压力管道中常用的合金钢有低合金钢、调质钢、不锈钢、耐热钢和低温钢。
工程上常用的低合金钢有碳锰系、碳锰钒系、铬钼钒系等系列。
GB/T1591标准给出了碳锰系和碳锰钒系低合金钢的化学成分和机械性能要求。
该标准列出了Q295A（B）、Q345AE、Q390A E、Q420A E、Q460CE共20种材料牌号。
压力容器及压力管道知识培训材料之三焊接基本知识1 电焊条1.1 焊条的组成及作用涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极叫电焊条，简称焊条。
它由焊芯和药皮两部分组成。
通常焊条引弧端有倒角，药皮被除去一部分，露出焊芯端头。
有的焊条引弧端涂有黑色引弧剂，引弧更容易。
不锈钢焊条夹持端端面涂有不同颜色，以便识别焊条型号。
在靠近夹持端的药皮上印有焊条牌号。
1.1.1焊芯焊条中被药皮包敷的金属丝叫焊芯。
1.1.1.1焊芯的作用①作电极产生电弧。
②焊芯熔化后成为填充金属，与熔化了的母材混合形成焊缝。
1.1.1.2.焊芯的分类及牌号根据GB1300-7《焊接用钢丝》标准规定，专门用于制造焊芯和焊丝的钢材，可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。
焊条钢牌号一律用汉语拼音字母H做字首，其后紧跟钢号，表示方法与优质碳素结构钢、合金钢相同。
若钢号末尾注有高字（或用字母A表示），为高级优质焊条钢，含硫、磷量较低。
若末尾注有“特”字（或用字母E表示），为特级焊条钢，含硫、磷均小于0.03%。
H1Cr19NiTi——铬镍钛不锈钢焊条钢。
常用焊芯的牌号、代号及其化学成分见GB1300-7《焊接用钢丝》附录1-1。
1.1.2药皮涂敷在焊芯表面的有效成分叫药皮。
它由几种或几十种成分组成。
药皮的作用如下：○1稳弧作用焊条药皮中含有稳弧物质，可保证电弧容易引燃和燃烧稳定。
○2保护作用药皮熔化时产生气体和熔渣，可隔离空气，保护熔融金额。
熔渣冷却后，在焊缝表面形成渣壳，可防止焊缝表面金属不被氧化并减慢焊缝的冷却速度，有利于熔池中气体逸出，减少产生气孔的可能性，并改善焊缝成形。
○3冶金作用药皮中加有脱氧剂和合金剂，通过熔渣与熔化金属的化学反应，可减少氧、硫、磷等有害杂质，使焊缝金属获得符合要求的力学性能。
○4渗合金药皮中加有铁合金，这些合金元素熔化后过渡到熔池中，可提高焊缝金属中合金元素的含量，从而改善焊缝金属的性能，通过渗合金甚至可获得性能与母材完全不同的焊缝金属，如在碳钢上堆焊不锈钢、高速钢等。
○5改善焊接工艺性能通过调整药皮成分，可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，有利于熔滴向熔池过渡，可适应全位置焊接需要。
1.2 焊条的种类、型号及规格1.2.1焊条的种类及型号根据焊条的用途可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铝及铝含金焊条、铜及铜合金焊条，铸铁焊条等，这里只介绍焊钢用的焊条。
1.2.1.1碳钢焊条根据GB5177-85《碳钢焊条》标准规定，这类焊条的型号，根据熔敷金属的抗拉强度，药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。
型号编制方法如下：E X1X2X3X4表示药皮类型及电流种类见表1-2-3，1-2-4。
表示焊接位置，详见表1-2-2。
表示熔敷金属的最低抗拉强度单位为kgf/mm2。
表示焊条。
碳钢焊条包括E43和E50两个系列，分别详见表1-2-3、1-2-4。
表1-2-2焊接位置（X）的意义例1E 43 1 5表示焊条药皮低氢钠型，并可采用直流反接焊接表示焊条适用于全位置焊接表示熔敷金属抗拉强度的最小值（420MPa）表示焊条。
表1-2-3 E43系列焊条的性能①平角焊又叫船形焊，下同。
例2E 43 0 3表示氧化钛钙型药皮，焊接电流为交流或直流 表示焊条适用于全位置表示熔敷金属抗拉强度的最小值 表示焊条。
1.2.1.2低合金钢焊条 根据GB5118-85《低合金钢焊条》规定，这类焊条根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型号，具体表示方法如下见表1-2-6 1-2-5 1-2-2表示熔敷金属抗拉强度的最小值kgf/mm 2表1-2-4 E50系列焊条的性根据熔敷金属抗拉强度，低合金钢焊条分为50、55、60、70、75、85六个系列，每个系列的焊条药皮类型见表1-2-5。
表1-2-5 低合金钢焊条的药皮类型及适用焊接位置注：焊条型号后缀字母代表熔敷金属化学成分分类号A1，B1，B2等。
下同（见表1-2-6）1.2.1.3不锈钢焊条 这类焊条用于焊接含铬量大于4%，含镍量小于50%的耐蚀钢或耐热钢。
根据GB983-85《不锈钢焊条》标准规定，这类焊条的型号根据熔敷金属的化学成分，力学性能、药皮类型和焊接电流种类划分。
焊条型号编制方法如下： E XX — XX — XX表示药皮类型与焊接电流表示熔敷金属中其它合金元素及含量表示熔敷金属中镍的含量%表示熔敷金属中铬的含量%表示熔敷金属含碳量见表1-2-7表示焊条表1-2-7熔敷金属含碳量代号例2%13%23%≤.15%1.2.1.4堆焊焊条这类焊条用于金属表面层的堆焊，熔敷金属在常温或高温下，具有一定程度的耐磨、耐蚀性能，使堆焊表面具有特殊性能。
GB984-85规定焊条型号根据熔敷金属化学成分及药皮类型分类，编制方法如下：表示药皮类型及电流种类见表1-2-10表示焊条适用位置A1，A2……B1，B2表示，见表1-2-91-2-91-2-81.2.2酸性焊条与碱性焊条尽管药皮有多种类型，但根据药皮熔化后熔渣特性，只能分成酸性焊条与碱性焊条两类。
这两类焊条的工艺性能，操作注意事项和焊缝质量有较大的差异，因此必须熟悉它们的特点。
1.2.2.1酸性焊条酸性焊条熔渣的主要成分是酸性氧化物（如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等），其它在焊接过程中容易放出含氧物质，以及药皮里的有机物，分解时产生保护气体。
因此烘干温度不能超过250℃。
这类焊条氧化性较强，容易使合金元素氧化，同时电弧中的氢离子容易和氧离子结合生成氢氧根离子，可防止氢气孔，因此这类焊条对铁锈不敏感。
酸性渣不能有效地清除熔池中的硫、磷等杂质，因此焊缝金属产生偏板的可能性较大，出现热裂纹的倾向较高，焊缝金属的冲击韧度较低。
酸性焊条突出的优点是价格较低，焊接工艺性较好，容易引弧，电弧稳定，飞溅小，对弧长不敏感，对油锈不敏感，对焊前准备要求低，而且焊缝成形好，广泛用于一般结构。
这类焊条的典型牌号产品有：结422、热202、热307等。
1.2.2.2碱性焊条碱性焊条熔渣的主要成分是碱性氧化物（如大理石、萤石等）和铁合金，焊接时大理石分解，产生二氧化碳气体。
这类焊条的氧化性弱，对油、水、铁锈等很敏感。
如果焊前工件焊接区没有清理干净，或焊条未完全烘干，容易产生气孔。
但焊缝金属中合金元素较多，硫、磷等杂质较少，因此焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较好，故这类焊条主要用于焊接重要结构。
碱性焊条突出的缺点是价格稍贵，工艺性能差，引弧困难，电弧稳定性差，飞溅较大，必须采用短弧焊，焊缝外形稍差，鱼磷纹较粗。
必须说明一点，对同一序列的焊条，无论是酸性焊条，还是碱性焊条，它们的熔敷金属的力学性能都能满足使用要求，只是酸性焊条熔敷金属的塑性和韧性稍差，因此至今还广泛地应用。
为了更好地掌握酸性焊条与碱性焊条的特点，将这两类焊条的特性对比列于表1-2-12。
表1-2-12酸性焊条与碱性焊条的对比1.3 焊条的选用原则焊条的种类很多，应用范围不同，正确选用焊条，对焊接质量、劳动生产率和产品成本都有影响，为了正确地选用焊条，可参考以下几个基本原则。
1.3.1等强度原则对于承受静载或一般载荷的工件或结构，通常选用抗拉强度与母材相等的焊条，这就是等强度原则。
例如焊接20，Q235等低碳钢或抗拉强度在400MPa左右的钢就可以选用E43系列焊条。
而焊16Mn，16Mng等抗拉强度在500MPa范围的钢，选用E50系列焊条就行了。
有的人认为选用抗拉强度高的焊条焊接抗拉强度低的材料好，这个观念是错误的，通常抗拉强度高的钢材的塑性指标都较差，单纯追求焊缝金属的抗拉强度，降低了它的塑性，往往不一定有利。
1.3.2等同性原则焊接在特殊环境下工作的工件或结构，如要求耐磨、耐腐蚀、在高温或低温下具有较高的力学性能，则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相近或相近似的焊条，这就是等同性原则。
如焊接不锈钢时，应选用不锈钢焊条；焊接耐热钢时应选用耐热钢焊条。
1.3.3等条件原则根据工件或焊接结构的工作条件和特点选择最多。
例如焊接需承受动载或冲击载茶的工件，应选用熔敷金属冲击韧度较高的低氢型碱性焊条。
反之，焊一般结构时，应选用酸性焊条。
虽然选用焊条时还应考虑工地供电情况，工地设备条件，经济性及焊接效率等，但这都是比较次要的问题，应根据实际情况决定。
1.4 焊条的检验和保管1.4.1焊条的检验为确保产品质量，新进厂的焊条应进行下列检验。
1.4.1.1.外观检验焊条药皮表面应细腻光滑，无气孔和机械损伤，药皮无偏心，焊芯无锈蚀现象，引弧端有倒角，引燃剂完好，夹持端牌号标志清晰。
1.4.1.2.药皮强度检验将焊条平举至离钢板1m处，松开手让焊条自由落下，如药皮无脱落现象，则药皮强度合格。
1.4.1.3.工艺性检验用待验焊条进行焊接试验，若引弧容易、电弧燃烧稳定、飞溅小、药皮熔化均匀、焊缝成形好、不产生气孔、裂纹、夹渣和咬边等缺陷，脱渣容易，则焊条的工艺性好。
1.4.1.4.理化检验焊接重要产品用的焊条，应焊正式工艺试验试板，除进行外观检验外，还要对试板进行X光探伤，取样做金相试验，化学分析及力学性能试验，所有项目都合格时，焊条才合格。
当焊工对使用的焊条质量发生怀疑时，可以用下述方法鉴别焊条质量。
①将几根焊条放在手掌上滚动，若焊条互相碰撞时发出清脆的金属声，则焊条药皮干燥可用；若发出低沉的沙沙声，则焊条药皮已受潮不能用。
②将焊条在焊接回路中短路数秒钟，若焊条表面出汗、出现颗粒状斑点，则焊条已受潮不能用。
③焊芯上有锈痕，则焊条已受潮不能用。
④将厚药皮焊条缓慢弯成120°角，若涂料大块脱落或药皮表面无裂纹，都是受潮焊条。
干燥的焊条在缓慢弯曲时，有小的脆裂声，继续弯至120°，药皮受拉面出现小裂口。
⑤焊接时药皮成块脱落，产生大量水蒸气或有爆裂现象，说明焊条已受潮。
已受潮的焊条，若药皮脱落，则应报放心。
若酸性焊条受潮不严重，或焊芯上有轻微锈痕，焊接时基本上能保证质量，烘干后可以再用，但不能用来焊接重要结构。
若碱性焊条焊芯上有锈痕，则不能正常使用。
1.4.2焊条的贮存、保管及烘干按JB3323-83《焊条质量管理规程》规定，焊条的贮存、保管和使用前的烘干要求如下：1.4.2.1.焊条必须存放在干燥、通风良好的室内仓库里。
焊条贮存库内，不允许放置有害气体和腐蚀性介质，室内应保持整洁。
1.4.2.2.焊条应存放在架子上，架子离地面的距离应小于300mm，离墙壁距离不小于300mm，室内应放置去湿剂，严防焊条受潮。
1.4.2.3.焊条堆放时应按种类、牌号、批次、规格，入库时间分类堆放，每垛应有明确的标志，避免混乱。
发放焊条时应遵循先进先出的原则，避免焊条存放期太长。
1.4.2.4.焊条在供给使用单位以后，至少在六个月之内能保证继续使用。
