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根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
薄壁件:焊接薄壁鑄鐵件時(shí),由于散熱快,容易產(chǎn)生白口組織和裂紋,應(yīng)選用抗裂性能好、熔深淺的焊條,如 Z308 純鎳鑄鐵焊條或 Z408 鎳鐵鑄鐵焊條。這些焊條可以采用小電流焊接,減少焊接熱輸入,降低焊件的受熱程度,從而防止出現(xiàn)過多的焊接缺陷。
厚壁件:對(duì)于厚壁鑄鐵件,需要考慮焊條的熔敷效率和焊縫的強(qiáng)度。可選用 Z208 鑄鐵焊條,配合適當(dāng)?shù)念A(yù)熱和后熱措施,以焊縫根部熔合良好,同時(shí)通過石墨化元素的作用,使焊縫形成灰鑄鐵組織,提高焊縫的強(qiáng)度和加工性能。對(duì)于一些大型厚壁鑄鐵件,還可以采用多層多道焊,每層焊接時(shí)選用合適直徑的焊條,控制好焊接電流和速度,確保焊接質(zhì)量。
焊條使用時(shí)應(yīng)保持干燥,鈦鈣型應(yīng)經(jīng)150℃干燥1小時(shí),低氫型應(yīng)經(jīng)200-250℃干燥1小時(shí)(不能多次重復(fù)烘干,否則藥皮容易開裂剝落),防止焊條藥皮粘油及其它臟物,以免致使焊縫增加含碳量和影響焊件質(zhì)量。
為防止由于加熱而產(chǎn)生睛間腐蝕,焊接電流不宜太大,比碳鋼焊條較少20%左右,電弧不宜過長(zhǎng),層間快冷,以窄焊道為宜。
焊條由焊芯及藥皮兩部分構(gòu)成。其種類不同,焊芯也不同。焊芯成分直接影響著焊縫金屬的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要盡量少。焊接碳鋼及低合金鋼的焊芯, 一般都選用低碳鋼作為焊芯,并添加錳、硅、鉻、鎳等成分(詳見焊絲國家標(biāo)準(zhǔn)G1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低時(shí)鋼絲塑性好,焊絲拉拔比較容易,另一方面可降低還原性氣體CO含量,減少飛濺或氣孔,并可增高焊縫金屬凝固時(shí)的溫度,對(duì)仰焊有利。加入其他合金元素主要為焊縫的綜合機(jī)械性能,同時(shí)對(duì)焊接工藝性能及去除雜質(zhì),也有一定作用。高合金鋼以及鋁、銅、鑄鐵等其他金屬材料,其焊芯成分除要求與被焊金屬相近外,同樣也要控制雜質(zhì)的含量,并按工藝要求常加入某些特定的合金元素。焊條就是涂有藥皮的供焊條電弧焊使用的熔化電極,它是由藥皮和焊芯兩部分組成的。在焊條前端藥皮有45°左右的倒角,這是為了便于引弧。在尾部有一段裸焊芯,約占焊條總長(zhǎng)1/16,便于焊鉗夾持并有利于導(dǎo)電。焊條的直徑實(shí)際上是指焊芯直徑)通常為2、2.5、3.2或3、4、5或6mm等幾種規(guī)格,常用的是小3.2、小4、小5三種,其長(zhǎng)度“L”一般在200~550 mm之間。
焊條的選用須在確保焊接結(jié)構(gòu)安全、可行使用的前提下,根據(jù)被焊材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、板厚及接頭形式、焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力狀態(tài)、結(jié)構(gòu)使用條件對(duì)焊縫性能的要求、焊接施工條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等綜合考查后,有針對(duì)性地選用焊條,必要時(shí)還需進(jìn)行焊接性試驗(yàn)。
電焊條的分類方法很多,可分別按用途、熔渣的堿度、焊條藥皮的主要成分、焊條性能特征等不同角度對(duì)電焊條進(jìn)行分類。按用途分類
我國現(xiàn)行的焊條分類方法,主要是根據(jù)焊條國家標(biāo)準(zhǔn)和原機(jī)械工業(yè)部編制的《焊接材料產(chǎn)品樣本》。焊條型號(hào)按國家標(biāo)準(zhǔn)分為8類,焊條牌號(hào)按用途分為10類。
堿性(低氫型)焊條
藥皮中含有大量的堿性造渣物(大理石、螢石等),并含有一定數(shù)量的脫氧劑和滲合金劑。堿性焊條主要靠碳酸鹽(如CaCO3等)分解出CO2作保護(hù)氣體,弧柱氣氛中的氫分壓較低,而且螢石中的氟化鈣在高溫時(shí)與氫結(jié)合成氟化氫(HF),降低了焊縫中的含氫量,故堿性焊條又稱為低氫型焊條。采用甘油法測(cè)定時(shí),每100g熔敷金屬中的擴(kuò)散氫含量,堿性焊條為1~8mL,酸性焊條為17~50mL。堿性渣中CaO數(shù)量多,熔渣脫硫的能力強(qiáng),熔敷金屬的抗熱裂紋的能力較強(qiáng)。而且,堿性焊條由于焊縫金屬中氧和氫含量低,非金屬夾雜物較少,具有較高的塑性和沖擊韌性。堿性焊條由于藥皮中含有較多的螢石,電弧穩(wěn)定性差,一般多采用直流反接,只有當(dāng)藥皮中含有較多量的穩(wěn)弧劑時(shí),才可以交、直流兩用。堿性焊條一般用于較重要的焊接結(jié)構(gòu),如承受動(dòng)載荷或剛性較大的結(jié)構(gòu)。
選用原則
考慮母材的性能和化學(xué)成分:要使焊條的熔敷金屬化學(xué)成分與母材相近,以焊縫的力學(xué)性能和其他使用性能與母材相匹配。例如,焊接 Q235 碳鋼時(shí),可選用 E43 系列的碳鋼焊條;焊接 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼時(shí),應(yīng)選用 E347 等相應(yīng)的不銹鋼焊條。
考慮焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求:對(duì)于承受動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)選用熔敷金屬韌性和抗裂性較好的焊條,如低氫型焊條;對(duì)于在高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)等特殊環(huán)境下工作的焊接結(jié)構(gòu),要選用具有相應(yīng)耐溫、耐蝕性能的焊條。例如,焊接低溫容器時(shí),需選用能低溫韌性的焊條。
考慮焊接工藝條件和設(shè)備:如果焊接設(shè)備為交流焊機(jī),應(yīng)選用適用于交流電源的焊條,如鈦鈣型焊條;若采用直流焊機(jī),則可選用各種類型的焊條,但對(duì)于一些對(duì)電弧穩(wěn)定性要求較高的焊條,如低氫型焊條,采用直流反接效果更好。此外,還要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接位置、焊接速度等工藝條件,選擇合適的焊條,以焊接質(zhì)量和效率。
酸性焊條
藥皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定數(shù)量的碳酸鹽等,熔渣氧化性強(qiáng),熔渣堿度系數(shù)小于1。酸性焊條焊接工藝性好,電弧穩(wěn)定,可交、直流兩用,飛濺小、熔渣流動(dòng)性和脫渣性好,熔渣多呈玻璃狀,較疏松、脫渣性能好,焊縫外表美觀。酸性焊條的藥皮中含有較多的二氧化硅、氧化鐵及氧化鈦,氧化性較強(qiáng),焊縫金屬中的氧含量較高,合金元素?zé)龘p較多,合金過渡系數(shù)較小,熔敷金屬中含氫量也較高,因而焊縫金屬塑性和韌性較低。
高合金鋼以及鋁、銅、鑄鐵等其他金屬材料,其焊芯成分除要求與被焊金屬相近外,同樣也要控制雜質(zhì)的含量,并按工藝要求常加入某些特定的合金元素。
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