分類
1)按焊條的用途分類可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條不銹鋼焊條、難焊焊條、鑄鐵焊條,像及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條,鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條共9種。
2)按焊條藥皮熔化后的焙渣特性分類可分為;
(A)酸性焊條。其熔渣的成分主要是酸性氧化物,具有較強的氧化性,合金元素燒損多,因而力學性能較差,特別是塑性和沖擊韌性比堿性焊條低。同時,酸性焊條脫氧、脫磷硫能力低,因此,熱裂紋的傾向也較大。但這類焊條焊接工藝性較好,對弧長、鐵銹不敏感,且焊縫成形好,脫渣性好,廣泛用于一般結構。
(B)堿性焊條。熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金。由于脫氧完全,合金過渡容易,能有效地降低焊縫中的氫、氧、硫。所以,焊縫的力學性能和抗裂性能均比酸性焊條好??捎糜诤辖痄摵椭匾间摰暮附印5@類焊條的工藝性能差,引弧困難,電弧穩(wěn)定性差,飛濺較大,不易脫渣,采用短弧焊。
注意事項
焊條保存:焊條應存放在干燥、通風良好的倉庫內,避免受潮。倉庫內的溫度應保持在 5℃ - 40℃,相對濕度不超過 60%,防止焊條因受潮而影響焊接質量。
焊接環(huán)境:焊接環(huán)境溫度不宜過低,當環(huán)境溫度低于 0℃時,應采取預熱措施,如對焊件進行預熱,以防止焊縫產(chǎn)生裂紋等缺陷。同時,要避免在大風、下雨或濕度較大的環(huán)境中焊接,如無法避免,應采取相應的防護措施,如設置防風棚、烘干焊件等。
與母材匹配:根據(jù)碳鋼母材的強度等級和化學成分,選擇合適型號的碳鋼焊條,確保焊縫金屬與母材在力學性能和化學成分上相匹配,以焊接接頭的質量。
安全防護:焊接過程中會產(chǎn)生弧光、煙塵和有害氣體等,操作人員應佩戴好防護面罩、手套等個人防護用品,防止弧光灼傷眼睛和皮膚,同時要保持焊接現(xiàn)場通風良好,減少煙塵和有害氣體對人體的危害。
焊后處理
緩冷焊件:焊后可采取適當?shù)木徖浯胧缬檬薏几采w焊縫,避免焊件急劇冷卻,使焊接應力得到充分釋放,降低裂紋產(chǎn)生的可能性。
及時進行后熱:對于一些易產(chǎn)生延遲裂紋的鋼材或焊接結構,焊后應及時進行后熱。后熱溫度一般為 200 - 350℃,保溫時間根據(jù)焊件厚度和焊接接頭的拘束度等因素確定,通常為 0.5 - 2 小時,以加速氫的逸出,防止氫致裂紋的產(chǎn)生。
消除焊接應力:對于重要的焊接結構,可采用熱處理等方法消除焊接殘余應力。例如,對焊件進行整體或局部的退火處理,加熱溫度一般在 550 - 650℃之間,保溫一定時間后隨爐冷卻,以改善焊縫和熱影響區(qū)的組織性能,提高焊接接頭的抗裂能力。
焊接環(huán)境因素
溫度:環(huán)境溫度過低,會使焊件冷卻速度過快,增加焊接應力,容易產(chǎn)生裂紋等缺陷。一般來說,當環(huán)境溫度低于 0℃時,需要對焊件進行預熱;環(huán)境溫度過高,會使焊條藥皮過早發(fā)紅、脫落,影響保護效果,同時也會使焊縫冷卻速度過慢,晶粒粗大。
濕度:環(huán)境濕度過大,會使空氣中的水分進入焊縫,增加焊縫中的氫含量,導致氣孔、裂紋等缺陷的產(chǎn)生。當相對濕度超過 90% 時,一般不宜進行焊接作業(yè)。
風速:在有風的環(huán)境中焊接,會使電弧不穩(wěn)定,影響焊接質量。當風速超過一定限度時,會吹散保護氣體,使焊縫失去保護,容易產(chǎn)生氣孔、氧化等缺陷。一般規(guī)定,手工電弧焊時,風速大于 8m/s 就需要采取防風措施。
焊接環(huán)境溫度對碳鋼焊條的焊接質量有顯著影響,具體如下:
低溫環(huán)境的影響
產(chǎn)生淬硬組織:環(huán)境溫度過低時,焊接冷卻速度過快,焊縫及熱影響區(qū)易形成淬硬組織,如馬氏體。馬氏體硬度高、韌性差,使焊接接頭的脆性增加,裂紋敏感性增大。尤其對于含碳量較高或合金元素較多的碳鋼,這種現(xiàn)象更為明顯。
增大焊接應力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過程中焊縫金屬與周圍母材的溫差更大。焊接后,焊縫收縮時受到低溫母材的約束,會產(chǎn)生較大的焊接應力。當應力超過材料的屈服強度時,就可能導致焊接接頭出現(xiàn)裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應力集中部位。
影響焊條性能:低溫會使焊條的藥皮變脆,在焊接過程中可能出現(xiàn)藥皮脫落的現(xiàn)象,影響藥皮對焊縫的保護作用和冶金反應效果。此外,低溫還會使焊條的引弧和穩(wěn)弧性能變差,電弧穩(wěn)定性降低,導致焊接過程不穩(wěn)定,影響焊縫的成型和質量。
碳鋼焊條在什么溫度范圍內焊接比較合適?
一般情況下,碳鋼焊條在15 - 25℃的溫度范圍內焊接比較合適。在這個溫度區(qū)間內,焊條的性能可以得到較好發(fā)揮,焊接電弧穩(wěn)定,藥皮能正常起到保護和冶金作用。同時,焊縫的冷卻速度適中,既可以避免因冷卻過快產(chǎn)生淬硬組織、增大焊接應力,又能防止因冷卻過慢導致焊縫金屬晶粒粗大,有利于獲得成型良好、質量穩(wěn)定的焊縫。
不過,對于一些特殊的碳鋼材質或焊接要求較高的情況,可能需要根據(jù)具體情況對焊接溫度進行適當調整,比如通過焊前預熱或焊后保溫等措施來焊接質量。
適用范圍不同:
1、碳鋼焊條(其熔敷金屬抗拉強度均小于等于500MPa即50kgf/mm2)適用碳鋼及低強度的低合金鋼焊接。
2、不銹鋼焊條是指涂有以不銹鋼為源料的一類焊條??煞譃殂t不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條,廣泛應用于化工、化肥、石油、醫(yī)療機械制造等行業(yè)。
高溫環(huán)境的影響
降低焊縫力學性能:環(huán)境溫度過高,焊縫冷卻速度過慢,會使焊縫金屬的晶粒長大,形成粗大的組織。粗大晶粒會降低焊縫的強度、韌性和硬度等力學性能,使焊接接頭的綜合性能下降。
影響焊條藥皮性能:高溫環(huán)境可能使焊條藥皮過早地發(fā)紅、開裂甚至脫落。藥皮的過早失效會導致保護氣體不足,空氣容易侵入焊縫,使焊縫金屬發(fā)生氧化、氮化等反應,降低焊縫的純凈度和性能。同時,藥皮中合金元素的過渡也會受到影響,無法準確地向焊縫中添加所需的合金元素,從而影響焊縫的化學成分和力學性能。
導致焊接變形:高溫環(huán)境下,焊件整體溫度較高,焊接時產(chǎn)生的熱量更容易使焊件產(chǎn)生不均勻的膨脹和收縮。由于碳鋼的熱膨脹系數(shù)較大,在高溫焊接時,這種膨脹和收縮更為明顯,容易導致焊件產(chǎn)生較大的變形,影響焊接結構的尺寸精度和外觀質量。
高濕度環(huán)境(相對濕度 60%)
氣孔數(shù)量增加:高濕度環(huán)境下,空氣中含有大量水分,在焊接電弧的高溫作用下,水分會分解成氫氣和氧氣進入熔池。氫氣在熔池冷卻過程中來不及逸出,就會在焊縫中形成氣孔,降低焊縫的致密性和強度。
裂紋傾向增大:氫是引起碳鋼焊接冷裂紋的重要因素之一。高濕度環(huán)境使焊縫中的氫含量增加,氫原子在焊縫金屬中擴散聚集,當應力達到一定程度時,就容易引發(fā)裂紋,特別是在焊接高強度碳鋼或厚板時,這種裂紋傾向更為明顯。
力學性能下降:由于氣孔和裂紋等缺陷的存在,以及氫對焊縫金屬組織的影響,會導致焊縫的力學性能下降,如強度、韌性和塑性等指標可能達不到設計要求。
電弧穩(wěn)定性變差:過多的水分會使焊條藥皮中的成分發(fā)生變化,影響藥皮的保護效果和穩(wěn)弧性能,導致電弧燃燒不穩(wěn)定,焊接過程中容易出現(xiàn)斷弧、飛濺等現(xiàn)象,影響焊縫的成型質量和焊接效率。
當相對濕度超過 90% 時,一般不建議進行焊接作業(yè),否則需采取嚴格的除濕措施,如對焊件和焊條進行烘干、使用除濕設備降低環(huán)境濕度等,以焊接質量。
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