第2章　焊条

2.1　焊条的组成和分类

2-1　何谓焊条？焊条由哪几部分组成？

焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，又称电焊条。

焊条由焊芯和药皮两个部分组成，如图2-1所示。焊条长度一般在200～450mm之间，其一端为引弧端，引弧端药皮被去除一部分，以使焊芯外露，便于引弧；另一端为夹持端，夹持端是一段长度为10～35mm的裸露焊芯，焊时夹持在焊钳上。在靠近夹持端的药皮上印有焊条型号。

2-2　焊芯的作用是什么？

焊接时焊条中的焊芯作为电极传导焊接电流，使之与焊件之间产生电弧；同时在电弧热的作用下焊芯熔化过渡到焊件的熔池内，成为焊缝的填充金属。

2-3　焊条药皮由哪些物质构成？具有什么作用？

涂敷在焊芯表面的有效成分称为药皮，也称涂料。它是由矿石、铁合金、纯金属、化工物料和有机物的粉末混合均匀后黏结到焊芯上的。

焊条药皮的作用主要有：

①保护作用　由于受电弧热的作用，药皮熔化形成熔渣，在焊接冶金过程中又产生大量的气体。熔渣和电弧气氛起着保护熔滴、熔池和焊接区、隔离空气的作用，防止氮气等有害气体侵入焊缝。

②冶金作用　药皮在电弧的高温作用下，发生一系列化学冶金反应，除去氧化物及S、P等有害杂质，还可加入适当的合金元素，以保证熔敷金属具有所要求的力学性能或其他特殊的性能（如耐蚀、耐热、耐磨等）。

③保证良好的工艺性能　通过药皮中某些物质使焊接过程电弧容易引燃，并能稳定燃烧；保证熔渣具有合适的熔点、黏度、密度等，并均匀地覆盖在焊缝金属表面，减缓焊缝金属的冷却速度，并获得良好的焊缝外形；减小焊接飞溅，保证电弧的集中、稳定，使熔滴金属容易过渡；使焊条能进行全位置焊接或容易进行特殊的作业，例如向下立焊等。

此外，在焊条药皮中加入一定量的铁粉，可以改善焊接工艺性能或提高熔敷效率。

2-4　焊条的规格有哪些？

焊条生产已基本标准化。焊条的国家标准中规定的焊条规格（直径和长度）列于表2-1中。表中所列焊条的直径和长度实际上是焊芯的直径和长度。焊芯的牌号，对于碳钢和低合金钢焊条均为低碳钢焊丝H08A；对于不锈钢和其他高合金钢焊条大都采用与所焊钢种成分相近的高合金钢焊丝。

2-5　焊条药皮的类型有哪些？

根据焊条药皮的组成的不同，可分为以下八种类型。

①氧化钛型　简称钛型。焊条药皮中加入35％以上的二氧化钛和一定数量的硅酸盐、锰铁及少量有机物。

②氧化钛钙型　简称钛钙型。药皮中加入30％以上的二氧化钛和20％以下的碳酸盐，以及一定数量的硅酸盐和锰铁，一般不加或加少量的有机物。

③钛铁矿型　药皮中加入30％以上的钛铁矿和一定数量的硅酸盐、锰铁以及少量有机物，不加或加少量的碳酸盐。

④氧化铁型　药皮中加入大量铁矿石和一定数量的硅酸盐、锰铁及少量有机物。

⑤纤维素型　药皮中加入15％以上的有机物、一定数量的造渣物质及锰铁等。

⑥低氢型　药皮中加入大量碳酸盐、萤石、铁合金以及二氧化钛等。

⑦石墨型　药皮中加入大量石墨，以保证焊缝金属的石墨化作用。配以低碳钢芯或铸铁芯可用于铸铁焊条。

⑧盐基型　药皮由氟盐和氯盐组成，如氟化钠、氟化钾、氯化钠、氯化锂、冰晶石等，主要用于铝及铝合金焊条。

2-6　焊条有哪些基本要求？

①满足接头的使用性能。焊条应使焊缝金属具有满足使用条件下的力学性能和其他物理化学性能的要求。对于结构钢用的焊条，必须使焊缝金属具有足够的强度和韧性；对于不锈钢和耐热钢用的焊条，除要求焊缝金属具有必要的强度和韧性外，还要求有足够的耐蚀性和耐热性能，保证焊缝金属在工作期内的安全可靠。

②满足焊接工艺性能。焊条应具有良好的抗裂性、抗气孔的能力；焊接过程应飞溅小、电弧稳定，不易产生夹渣或焊缝成形不良等工艺缺陷；能适应各种位置的焊接需要。焊后脱渣性好，生产效率高。此外，还要求具有低烟尘和低毒等。

③具有良好的内外质量。药皮粉末应混合均匀，与焊芯黏结牢靠，表面光洁、无裂纹、脱落和气泡等缺陷；磨头磨尾应圆整干净，尺寸符合要求，焊芯无锈，具有一定的耐湿性，有识别焊条的标志等。

④低的制造成本。

2-7　焊条按用途分为哪几类？

按焊条的用途分类及其代号见表2-2。

2-8　焊条按药皮的主要成分为哪几类？有何特点？

焊条按药皮主要成分可分为：不定型、氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢钾型、低氢钠型、石墨型和盐基型等，其主要特点见表2-3。

2-9　焊条按熔渣的酸碱性分为哪几类？

按熔渣的碱度可将焊条分为：酸性焊条和碱性焊条（又称低氢型焊条）两大类。熔渣以酸性氧化物为主的焊条为酸性焊条；熔渣以碱性氧化物和氟化钙为主的焊条为碱性焊条。

2-10　何谓酸性焊条、碱性焊条？它们有何区别？

焊条药皮中含有大量SiO2、TiO2等酸性氧化物及一定数量的碳酸盐等，其熔渣碱度B小于1的焊条为酸性焊条；焊条药皮中含有大量的大理石、萤石等碱性造渣物，并含有一定数量的脱氧剂和合金剂的焊条为碱性焊条。

酸性焊条可以交、直流两用。电弧柔和、飞溅小、熔渣流动性好、易于脱渣、焊缝外表美观。但由于焊条的药皮中含有许多的氧化铁、氧化钛及氧化硅等氧化性较强的氧化物，因此，在焊接过程中合金元素烧损较多，同时由于焊缝金属中氧和氢含量较高，造成塑性和韧性较差。钛型焊条、钛钙型焊条、钛铁矿型焊条和氧化铁型焊条都属酸性焊条。

碱性焊条主要靠碳酸盐分解产生的CO2作为保护气体，在电弧气氛中氢的分压较低，而且萤石（CaF2）在高温时与氢结合成氟化氢（HF），从而降低了焊缝中的含氢量，因此，碱性焊条又称低氢型焊条。

碱性焊条熔渣中CaO含量多，熔渣的脱硫能力强，熔敷金属抗热裂性能好；由于焊缝金属中氧和氢含量低，非金属夹杂物含量较少，因此，碱性焊条的焊缝金属具有较高的塑性和韧性，以及具有较好的抗裂性能。但由于药皮中含有较多的萤石，影响了气体电离，碱性焊条的焊接工艺性能（包括稳弧性、脱渣性、飞溅等）较差，一般要求采用直流电源，用反接法焊接。只有当焊条药皮中加入稳弧剂后才可以用交流电源焊接。此外，对锈、水、油污的敏感性大，容易出气孔，有毒气体和烟尘多。

碱性焊条一般用于重要的焊接结构，如承受动载或刚性较大的结构。