概述焊条电弧焊中焊条的选用和焊接规范

龙源期刊网概述焊条电弧焊中焊条的选用和焊接规范作者：陈华甫刘苏南来源：《中国科技纵横》2013年第15期【摘要】概述了焊条电弧焊的焊接工艺及优缺点，主要阐述焊条选用和焊接规范对焊接可能造成的影响。【关键词】焊接焊条电弧焊焊条选用焊接规范焊接技术是将两种或两种以上的（同种或异种）材料通过原子或分子之间的结合和扩散造成永久性连接的工艺过程，被广泛用于航天、航空、机械制造、石油化工、交通车辆、桥梁、船舶、武器、电子等各个工业部门，已成为材料工程领域的主要加工工艺之一[1]。焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊接方法，也称手工电弧焊。它是利用焊条末端与焊件之间稳定燃烧的电弧所产生的高温使焊条药皮及焊件熔化，熔化的焊芯端部迅速地形成细小的金属熔滴，通过弧柱过渡到局部熔化的焊件表面，熔到一起形成金属熔池，冷凝后获得牢固的焊接接头的焊接过程[1]。手工电弧焊在燃气管道的焊接中应用较为广泛，其优点：（1）设备简单、价格便宜、维护方便；（2）不需要辅助气体的保护，具有较强的抗风能力；（3）操作灵活、适应性强，适用于全位置焊接；（4）应用范围广，可焊接低碳钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等，且可以进行异种金属焊接。其不足之处在于：其焊接质量依赖焊工的操作技巧及经验；焊工的劳动强度较大、容易受条件限制；与自动焊、半自动焊相比生产效率较低；不适于焊接薄板和特殊金属。下面就焊条的选用和焊接规范做一下概述：1焊条选用（1）焊条分类。现行国家标准按照用途对焊条分类常用的有：非合金钢及细晶粒钢焊条、热强钢焊条、不锈钢焊条等。按熔渣的碱度分类有酸性焊条和碱性焊条。（2）焊条型号。非合金钢及细晶粒钢焊条的表示方法：如E4303，字母“E”表示焊条，字母后紧邻两位数字表示熔敷金属的最小抗拉强度，第三和第四位数字，表示药皮类型、焊接位置和电流类型，“03”表示药皮类型为钛型，适用于全位置焊接，采用交流或直流正反接[2]。其他焊条的型号表示方法详见国家相应标准。龙源期刊网（3）焊条的选用。同种金属焊接时，一般根据焊件的的材质、施工条件、工艺及焊接性能要求等因素综合考虑选用。①对于普通结构钢，一般选用焊缝金属与母材强度相同，抗拉强度应等于或稍高于母材的焊条。②对于合金钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与母材金属相同或相近。③如果被焊结构刚性较大，接头应力高，焊缝易产生裂纹的情况下，考虑选用比母材强度低一级的焊条。④母材中的S、P等元素含量偏高时，焊缝易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。异种金属焊接：①碳钢和低合金钢焊接时，焊缝金属及接头的强度应大于两种被焊金属的最低强度。选用的焊条材料强度应能保证焊缝及接头的强度高于低钢材的强度，焊缝的塑性和冲击韧性应不低于强度较高而塑性较差的钢材的性能。②低合金钢和奥氏体不锈钢，一般按焊缝熔敷金属化学成分限定的数值选用相应的焊条，一般采用铬镍含量高于母材，塑性、抗裂纹较好的不锈钢焊条。2焊接规范2.1焊条直径焊条直径选取可按（表1）选取[3]112.2电源种类、极性采用直流电焊接，电弧稳定，焊接质量高，但电弧磁偏吹较严重；交流电焊接的电弧稳定性较差，但电弧偏吹小。低氢型焊条的稳弧性能差，必须采用直流电焊接。根据焊条性质和焊接特点选择极性。低氢型焊条一般选用直流反接，反接的电弧比正接稳定。碱性焊条选用直流反接；酸性焊条选择正接。2.3焊接电流根据焊条直径选择焊接电流，在焊接低碳钢时，焊接电流和焊接直径之间的关系由下面的公式确定[3]11：I=Kd式中：I—焊接电流，A；d—焊条直径，mm；K—经验系数，通常取35～55。龙源期刊网平焊位置时，劳动条件较好，可选择偏大一些焊接电流。横、立、仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置小10～20%。角焊电流比平焊电流稍大一些。2.4电弧电压电弧电压主要取决于弧长。电弧长，则电弧电压高，反之则低。在焊接过程中，应使弧长保持一致，并尽量适用短弧焊接。一般电弧长度等于焊条直径的0.5～1倍为宜。碱性焊条的电弧长度一般为焊条直径的一半，利于电弧的稳定和防止气孔，酸性焊条的电弧长度等于焊条直径。2.5焊接速度焊接过程中的焊接速度要保持均匀，既要保证焊透又不能焊穿，焊缝的宽度和焊缝余高应符合设计和相关要求。施工中，焊接速度对焊接生产率有较大的影响。有些施工队伍因为焊接速度过快，容易造成熔化温度不够，焊缝凹凸不平、未融合，焊缝变窄等缺陷。焊接速度过慢，使高温停留时间加长，热影响区增大，余高增加，接头的晶粒粗化，力学性能降低，容易使工件变形，在焊接薄壁管时易烧穿。因此，在保证焊接质量的前提下，可采用较大的焊条直径和焊接电流，焊工根据自身的操作水平适当加快焊接速度，提高焊接效率。2.6热输入焊接时焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量称为热输入，其计算公式为[1]30：Q=μIU/η式中：Q—单位长度焊缝的热输入，J/cm；I—焊接电流，A；U—电弧电压，V；μ—焊接速度，cm/s；η—热效率系数，手工电弧焊为0.7～0.8。热输入对低碳钢焊接接头性能影响不大，对低碳钢焊条电弧焊一般不做规定。对于低合金钢和不锈钢，热输入太大可能降低接头的性能；热输入太小，某些钢种焊接时可能产生裂纹。因此，焊接工艺规定热输入后，焊条电弧焊的电弧电压和焊接速度可间接确定。龙源期刊网综上所述，在满足相关规定的前提下，焊接质量主要取决于焊工的操作水平和操作习惯。在焊接的前中后期，管理人员应做好焊条的保护、焊接过程中质量的控制及焊后的检查、检验；焊接人员应严格要求自己，不断提高自身的焊接技术平，形成良好的焊接习惯。参考文献：[1]王志华，杜双明.焊接工艺.北京师范大学出版社，2011.[2]GB/T5117-2012，非合金钢及细晶粒钢焊条[3]伍广.焊接工艺，化学工业出版社，2009.