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根據焊接工藝
手工電弧焊:這是焊接鑄鐵常用的方法之一,上述提到的各種鑄鐵焊條大多適用于手工電弧焊。在選擇焊條時(shí),要根據焊條的直徑、焊接電流范圍以及焊接位置等因素來(lái)綜合考慮。例如,對于平焊位置,可以選用直徑較大的焊條,以提高焊接效率;而對于立焊、仰焊等位置,則應選用直徑較小的焊條,便于操作和控制焊縫成型。同時(shí),要根據焊條的特性調整好焊接電流和電壓,電弧穩定燃燒,焊縫成型良好。
氣焊:氣焊常用于焊接一些小型鑄鐵件或對焊接熱輸入要求較嚴格的部位。氣焊時(shí)應選用氣焊的鑄鐵焊條,如 HS401 鑄鐵焊絲,配合氣焊熔劑使用。氣焊熔劑能去除焊件表面的氧化物,保護焊縫金屬,提高焊接質(zhì)量。在氣焊過(guò)程中,要控制好氣焊火焰的性質(zhì)和能率,根據焊件的厚度和材質(zhì)調整火焰的大小和溫度,以防止焊件過(guò)熱或出現過(guò)燒現象。
此外,在選擇焊條時(shí),還應參考相關(guān)的焊接標準和規范,以及以往的焊接經(jīng)驗。如果對焊接質(zhì)量要求較高,還可以進(jìn)行焊接工藝評定,通過(guò)試驗來(lái)確定適合的焊條和焊接工藝參數。
根據鑄鐵類(lèi)型
灰鑄鐵:這是常見(jiàn)的鑄鐵類(lèi)型,強度較低,焊接性相對較好。對于一般要求的灰鑄鐵焊接,可選用 Z208 鑄鐵焊條,它是一種碳鋼芯強石墨化藥皮焊條,能通過(guò)石墨化元素促使焊縫形成灰鑄鐵組織,適用于焊接較厚的灰鑄鐵件。對于重要的灰鑄鐵件,如機床床身等,可選用 Z308 純鎳鑄鐵焊條,其焊縫金屬具有良好的加工性能和抗裂性能,能有效焊接質(zhì)量。
球墨鑄鐵:球墨鑄鐵強度較高,焊接時(shí)對焊條的要求也較高。通常選用 Z408 鎳鐵鑄鐵焊條,該焊條焊縫金屬中含有適量的鎳和鐵,能有效地防止白口組織和裂紋的產(chǎn)生,同時(shí)具有較好的力學(xué)性能,可滿(mǎn)足球墨鑄鐵焊接后的使用要求。對于一些對韌性要求較高的球墨鑄鐵焊件,還可選用 Z508 鎳銅鑄鐵焊條,其焊縫金屬具有良好的韌性和抗裂性。
焊接碳鋼及低合金鋼的焊芯,一般都選用低碳鋼作為焊芯,并填加錳、硅、鉻、鎳等成分(詳見(jiàn)焊絲國家標準GB1300一77)。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,對仰焊有利。加入其他合金元素主要為焊縫的綜合機械性能,同時(shí)對焊接工藝性能及去除雜質(zhì),也有一定作用。
焊條是一種在電弧焊時(shí)作為填充金屬或同時(shí)作為導電用的金屬絲焊接材料。以下是關(guān)于焊條的詳細介紹:
組成及作用
焊芯:它是焊條中被藥皮包覆的金屬芯,一般由碳鋼、合金鋼或不銹鋼等制成。焊芯的主要作用是作為電極傳導電流,產(chǎn)生電弧,同時(shí)在焊接過(guò)程中熔化,形成焊縫的填充金屬,與母材熔合形成牢固的接頭,焊縫的力學(xué)性能和化學(xué)成分符合要求。
藥皮:是壓涂在焊芯表面的涂層,由多種礦物質(zhì)、有機物、鐵合金和化工產(chǎn)品等原料組成。其作用包括保護焊接區,在焊接時(shí)產(chǎn)生氣體和熔渣,隔絕空氣,防止焊縫金屬被氧化和氮化;穩弧作用,使電弧穩定燃燒,提高焊接過(guò)程的穩定性;冶金處理作用,通過(guò)藥皮中的合金元素對焊縫金屬進(jìn)行脫氧、脫硫、脫磷等處理,去除有害雜質(zhì),同時(shí)向焊縫中添加有益的合金元素,以改善焊縫的組織和性能;改善焊接工藝性能,如使焊條易于引弧、減少飛濺、改善焊縫成型等。
焊芯
焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱(chēng)為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長(cháng)度及直徑的鋼絲。焊接時(shí),焊芯有兩個(gè)作用:一是傳導焊接電流,產(chǎn)生電弧把電能轉換成熱能,二是焊芯本身熔化作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫。
焊條焊接時(shí),焊芯金屬占整個(gè)焊縫金屬的一部分。所以焊芯的化學(xué)成分,直接影響焊縫的質(zhì)量。因此,作為焊條芯用的鋼絲都單規定了它的牌號與成分。如果用于埋弧自動(dòng)焊、電渣焊、氣體保護焊、氣焊等熔焊方法作填充金屬時(shí),則稱(chēng)為焊絲。
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)與氫結合成氟化氫(HF),降低了焊縫中的含氫量,故堿性焊條又稱(chēng)為低氫型焊條。采用甘油法測定時(shí),每100g熔敷金屬中的擴散氫含量,堿性焊條為1~8mL,酸性焊條為17~50mL。堿性渣中CaO數量多,熔渣脫硫的能力強,熔敷金屬的抗熱裂紋的能力較強。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,電弧穩定性差,一般多采用直流反接,只有當藥皮中含有較多量的穩弧劑時(shí),才可以交、直流兩用。堿性焊條一般用于較重要的焊接結構,如承受動(dòng)載荷或剛性較大的結構。
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),應選用 E347 等相應的不銹鋼焊條。
考慮焊接結構的特點(diǎn)和使用要求:對于承受動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊接結構,應選用熔敷金屬韌性和抗裂性較好的焊條,如低氫型焊條;對于在高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)等特殊環(huán)境下工作的焊接結構,要選用具有相應耐溫、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備:如果焊接設備為交流焊機,應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,則可選用各種類(lèi)型的焊條,但對于一些對電弧穩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。
選用要點(diǎn)
①考慮焊縫金屬力學(xué)性能和化學(xué)成分
對于普通結構鋼,通常要求焊縫金屬與母材等強度,應選用熔敷金屬抗拉強度等于或稍母材的焊條。對于合金結構鋼,有時(shí)還要求合金成分與母材相同或接近。在焊接結構剛性大、接頭應力高、焊縫易產(chǎn)生裂紋的不利情況下,應考慮選用比母材強度低的焊條。當母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高時(shí),焊縫中容易產(chǎn)生裂紋,應選用抗裂性能好的堿性低氫型焊條。
②考慮焊接構件使用性能和工作條件
對承受載荷和沖擊載荷的焊件,除滿(mǎn)足強度要求外,主要應焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性,可選用塑、韌性指標較高的低氫型焊條。接觸腐蝕介質(zhì)的焊件,應根據介質(zhì)的性質(zhì)及腐蝕特征選用不銹鋼類(lèi)焊條或其他耐腐蝕焊條。在高溫、低溫、耐磨或其他特殊條件下工作的焊接件,應選用相應的耐熱鋼、低溫鋼、堆焊或其他特殊用途焊條。
酸性焊條
藥皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定數量的碳酸鹽等,熔渣氧化性強,熔渣堿度系數小于1。酸性焊條焊接工藝性好,電弧穩定,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(guān)。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,焊縫金屬中的氧含量較高,合金元素燒損較多,合金過(guò)渡系數較小,熔敷金屬中含氫量也較高,因而焊縫金屬塑性和韌性較低。
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