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造價工程師安裝工程技術與計量考點

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造價工程師安裝工程技術與計量考點

  焊接材料

(1)手工電弧焊焊接材料

1) 焊條的組成

焊條就是塗有藥皮的供電弧焊使用的熔化電極。它是由藥皮和焊芯兩部分組成。

① 焊芯。焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊接時,焊芯本身熔化為填充金屬與母材金屬熔合形成焊縫。

② 藥皮。壓塗在焊芯表面的塗層稱為藥皮。藥皮是由各種礦物類、鐵合金有機物和化工產品(水玻璃類)原料組成。藥皮在焊接過程中起著極為重要的作用。若採用無藥皮的光桿焊條焊接,則在焊接過程中,空氣中的氧和氮會大量侵入熔化金屬,將金屬鐵和有益元素碳、矽、錳等氧化和氮化,並形成各種氧化物和氮化物殘留在焊縫中,造成焊縫夾渣或裂紋。而熔入熔池中的氣體可能使焊縫產生大量氣孔,這些因素都能使焊縫的機械效能(強度、衝擊值等)大大降低,同時使焊縫變脆。此外採用光桿焊條焊接,電弧很不穩定,飛濺嚴重,焊縫成形很差。

藥皮除具有機械保護作用,還要加入一些還原劑,使電弧燃燒中產生的氧化物還原,以保證焊縫質量。

通過在焊條藥皮中加入鐵合金或純合金元素,使之隨著藥皮的熔化而過渡到焊縫金屬中去,以彌補合金元素燒損和提高焊縫金屬的機械效能。

總之藥皮的作用改善了焊接工藝效能,使電弧穩定燃燒、飛濺少、焊縫成形好、易脫渣和熔敷效率高。同時也保證焊縫金屬獲得具有合乎要求的化學成分和機械效能。

2)焊條分類

① 按焊條的用途分類

② 按藥皮的主要成分分類。

③ 按藥皮熔化後的熔渣鹼度分類。熔渣成分主要是酸性氧化物(SiO2、TiO2、Fe2O3)的為酸性焊條;熔渣主要成分是鹼性氧化物(如大理石、螢石等)的為鹼性焊條。

酸性焊條具有較強的氧化性,對鐵鏽、水分不敏感,焊縫中很少有由氫氣引起的氣孔,但酸性熔渣脫氧不完全,也不能完全清除焊縫中的硫、磷等雜質,故焊縫金屬力學效能較低。

鹼性焊條由於脫氧效能好,能有效除焊縫中的硫,合金元素燒損少,焊縫金屬合金化效果好,焊縫力學效能和抗裂性均較好,但當焊件和焊條存在水分時,焊縫中容易出現氫氣孔。

④ 按特殊效能分類。

3)焊條的選用原則

電弧焊時,通常應根據組成焊接結構鋼材的化學成分、力學效能、焊接性和工作環境等要求,以及焊接結構的形狀、受力情況和焊接裝置型別等方面綜合考慮,以決定選用哪種焊條。

① 焊接材料的機械效能、化學成分

a. 對於低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼,可選用與母材強度等級相應的焊條,其抗拉強度等於或稍高於母材。當受力情況複雜時,應選用比母材強度低一級的焊條,以保證焊縫既有一定的強度,又能有滿意的塑性。

b. 對於合金結構鋼,通常要求焊縫金屬的合金成分與母材金屬相同或相近。

c. 在對焊接結構受力複雜、剛性大、接頭應力高、焊縫易產生裂紋的情況下,可以考慮選用比母材強度低一級別的.焊條。以保證焊縫既有一定的強度,又能有良好的塑性。

d. 在母材中C、P、S等元素含量偏高時,焊縫易產生裂紋的情況下,應選用抗裂效能好的低氫型焊條。

e. 在焊條的強度確定之後,對於塑性、衝擊性和抗裂效能要求較高(結構形狀複雜、鋼材厚、焊件受動荷載),低溫條件下工作的焊縫應選用鹼性焊條。

f. 當焊件焊口處有較多的鐵鏽、油汙和氧化皮、水分等髒物,且又無法清理時,應選用對鐵鏽、油汙和氧化皮、水分敏性小和抗氣孔效能較強的酸性焊條。

g. 低碳鋼與低合金鋼、不同強度等級的低合金鋼等異種鋼間的焊接,一般選用與較低強度等級鋼材相匹配的焊條。

② 焊件的工作條件與使用效能

a. 對承受動荷載和衝擊荷載的焊件,除滿足強度要求,還要保證焊縫具有較高的韌性和塑性,應選用塑性和韌性較高的低氫焊條;

b. 接觸腐蝕介質的焊件,根據介質性質,應選用相應的不鏽鋼焊條,或選用其他耐腐蝕焊條;

c. 在在高溫或低溫條件下工作的焊件,應選用相應的耐熱鋼或低溫鋼焊條。對珠光體的耐熱鋼一般選用與鋼材化學成分相近的焊條,或根據焊件的工作溫度來選取;

d. 結構複雜,剛性大及厚度大的焊件,應選用抗裂效能好的低氫焊條;

e. 對受條件限制不能翻轉的焊件,應選全位置焊接焊條。

③ 簡化工藝、提高生產率和降低成本。

4) 焊接引數的選擇方法

電弧焊的焊接引數主要有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數、電源種類及極性等。

① 焊條直徑的選擇。焊條直徑的選擇主要取決於焊件厚度、接頭型式、焊縫位置及焊接層次等因素。在不影響焊接質量的前提下,為了提高勞動生產率,一般傾向於選擇大直徑的焊條。

② 焊接電流的選擇。焊接電流的大小,對焊接質量及生產率有較大影響。主要根據焊條型別、焊條直徑、焊件厚度、接頭型式、焊縫空間位置及焊接層次等因素來決定,其中,最主要的因素是焊條直徑和焊縫空間位置。另外,焊縫的空間位置不同,焊接電流的大小也不同。含合金元素較多的合金鋼焊條,一般電阻較大,熱膨脹係數大,焊接過程中電流大,焊條易發紅,造成藥皮過早脫落,影響焊接質量,而且合金元素燒損多,因此焊接電流相應減小。

③ 電弧電壓的選擇。電弧電壓是由電弧長來決定。電弧長,則電弧電壓高;電弧短,則電弧電壓低。在焊接過程中,電弧過長,會使電弧燃燒不穩定,飛濺增加,熔深減小,而且外部空氣易侵入,造成氣孔等缺陷。因此,要求電弧長度小於或等於焊條直徑,即短弧焊。在使用酸性焊條焊接時,為了預熱待焊部位或降低熔池溫度,有時將電弧稍微拉長進行焊接,即所謂的長弧焊。

④ 焊接層數的選擇。在中、厚板焊條電弧焊時,往往採用多層焊。層數多些,對提高焊縫的塑性、韌性有利。但要防止接頭過熱和擴大熱影響區的有害影響。另外,層數增加,往往使焊件變形增加。因此,要綜合考慮加以確定。

⑤ 電源種類和極性的選擇。直流電源,電弧穩定,飛濺小,焊接質量好,一般用在重要的焊接結構或厚板大剛度結構的焊接上。其它情況下,應首先考慮用交流焊機,因為交流焊機構造簡單,造價低,使用維護也較直流焊機方便。

極性的選擇,則是根據焊條的性質和焊接特點的不同,利用電弧中陽極溫度比陰極溫度高的特點,選用不同的極性來焊接各種不同的焊件。一般情況下,使用鹼性焊條或薄板的焊接,採用直流反接;而酸性焊條,通常選用正接。