第2章　焊條

2.1　焊條的組成和分類

2-1　何謂焊條？焊條由哪幾部分組成？

焊條是涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極，又稱電焊條。

焊條由焊芯和藥皮兩個部分組成，如圖2-1所示。焊條長度一般在200～450mm之間，其一端為引弧端，引弧端藥皮被去除一部分，以使焊芯外露，便于引弧；另一端為夾持端，夾持端是一段長度為10～35mm的裸露焊芯，焊時夾持在焊鉗上。在靠近夾持端的藥皮上印有焊條型號。

2-2　焊芯的作用是什么？

焊接時焊條中的焊芯作為電極傳導焊接電流，使之與焊件之間產生電弧；同時在電弧熱的作用下焊芯熔化過渡到焊件的熔池內，成為焊縫的填充金屬。

2-3　焊條藥皮由哪些物質構成？具有什么作用？

涂敷在焊芯表面的有效成分稱為藥皮，也稱涂料。它是由礦石、鐵合金、純金屬、化工物料和有機物的粉末混合均勻后黏結到焊芯上的。

焊條藥皮的作用主要有：

①保護作用　由于受電弧熱的作用，藥皮熔化形成熔渣，在焊接冶金過程中又產生大量的氣體。熔渣和電弧氣氛起著保護熔滴、熔池和焊接區、隔離空氣的作用，防止氮氣等有害氣體侵入焊縫。

②冶金作用　藥皮在電弧的高溫作用下，發生一系列化學冶金反應，除去氧化物及S、P等有害雜質，還可加入適當的合金元素，以保證熔敷金屬具有所要求的力學性能或其他特殊的性能（如耐蝕、耐熱、耐磨等）。

③保證良好的工藝性能　通過藥皮中某些物質使焊接過程電弧容易引燃，并能穩定燃燒；保證熔渣具有合適的熔點、黏度、密度等，并均勻地覆蓋在焊縫金屬表面，減緩焊縫金屬的冷卻速度，并獲得良好的焊縫外形；減小焊接飛濺，保證電弧的集中、穩定，使熔滴金屬容易過渡；使焊條能進行全位置焊接或容易進行特殊的作業，例如向下立焊等。

此外，在焊條藥皮中加入一定量的鐵粉，可以改善焊接工藝性能或提高熔敷效率。

2-4　焊條的規格有哪些？

焊條生產已基本標準化。焊條的國家標準中規定的焊條規格（直徑和長度）列于表2-1中。表中所列焊條的直徑和長度實際上是焊芯的直徑和長度。焊芯的牌號，對于碳鋼和低合金鋼焊條均為低碳鋼焊絲H08A；對于不銹鋼和其他高合金鋼焊條大都采用與所焊鋼種成分相近的高合金鋼焊絲。

2-5　焊條藥皮的類型有哪些？

根據焊條藥皮的組成的不同，可分為以下八種類型。

①氧化鈦型　簡稱鈦型。焊條藥皮中加入35％以上的二氧化鈦和一定數量的硅酸鹽、錳鐵及少量有機物。

②氧化鈦鈣型　簡稱鈦鈣型。藥皮中加入30％以上的二氧化鈦和20％以下的碳酸鹽，以及一定數量的硅酸鹽和錳鐵，一般不加或加少量的有機物。

③鈦鐵礦型　藥皮中加入30％以上的鈦鐵礦和一定數量的硅酸鹽、錳鐵以及少量有機物，不加或加少量的碳酸鹽。

④氧化鐵型　藥皮中加入大量鐵礦石和一定數量的硅酸鹽、錳鐵及少量有機物。

⑤纖維素型　藥皮中加入15％以上的有機物、一定數量的造渣物質及錳鐵等。

⑥低氫型　藥皮中加入大量碳酸鹽、螢石、鐵合金以及二氧化鈦等。

⑦石墨型　藥皮中加入大量石墨，以保證焊縫金屬的石墨化作用。配以低碳鋼芯或鑄鐵芯可用于鑄鐵焊條。

⑧鹽基型　藥皮由氟鹽和氯鹽組成，如氟化鈉、氟化鉀、氯化鈉、氯化鋰、冰晶石等，主要用于鋁及鋁合金焊條。

2-6　焊條有哪些基本要求？

①滿足接頭的使用性能。焊條應使焊縫金屬具有滿足使用條件下的力學性能和其他物理化學性能的要求。對于結構鋼用的焊條，必須使焊縫金屬具有足夠的強度和韌性；對于不銹鋼和耐熱鋼用的焊條，除要求焊縫金屬具有必要的強度和韌性外，還要求有足夠的耐蝕性和耐熱性能，保證焊縫金屬在工作期內的安全可靠。

②滿足焊接工藝性能。焊條應具有良好的抗裂性、抗氣孔的能力；焊接過程應飛濺小、電弧穩定，不易產生夾渣或焊縫成形不良等工藝缺陷；能適應各種位置的焊接需要。焊后脫渣性好，生產效率高。此外，還要求具有低煙塵和低毒等。

③具有良好的內外質量。藥皮粉末應混合均勻，與焊芯黏結牢靠，表面光潔、無裂紋、脫落和氣泡等缺陷；磨頭磨尾應圓整干凈，尺寸符合要求，焊芯無銹，具有一定的耐濕性，有識別焊條的標志等。

④低的制造成本。

2-7　焊條按用途分為哪幾類？

按焊條的用途分類及其代號見表2-2。

2-8　焊條按藥皮的主要成分為哪幾類？有何特點？

焊條按藥皮主要成分可分為：不定型、氧化鈦型、鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、纖維素型、低氫鉀型、低氫鈉型、石墨型和鹽基型等，其主要特點見表2-3。

2-9　焊條按熔渣的酸堿性分為哪幾類？

按熔渣的堿度可將焊條分為：酸性焊條和堿性焊條（又稱低氫型焊條）兩大類。熔渣以酸性氧化物為主的焊條為酸性焊條；熔渣以堿性氧化物和氟化鈣為主的焊條為堿性焊條。

2-10　何謂酸性焊條、堿性焊條？它們有何區別？

焊條藥皮中含有大量SiO2、TiO2等酸性氧化物及一定數量的碳酸鹽等，其熔渣堿度B小于1的焊條為酸性焊條；焊條藥皮中含有大量的大理石、螢石等堿性造渣物，并含有一定數量的脫氧劑和合金劑的焊條為堿性焊條。

酸性焊條可以交、直流兩用。電弧柔和、飛濺小、熔渣流動性好、易于脫渣、焊縫外表美觀。但由于焊條的藥皮中含有許多的氧化鐵、氧化鈦及氧化硅等氧化性較強的氧化物，因此，在焊接過程中合金元素燒損較多，同時由于焊縫金屬中氧和氫含量較高，造成塑性和韌性較差。鈦型焊條、鈦鈣型焊條、鈦鐵礦型焊條和氧化鐵型焊條都屬酸性焊條。

堿性焊條主要靠碳酸鹽分解產生的CO2作為保護氣體，在電弧氣氛中氫的分壓較低，而且螢石（CaF2）在高溫時與氫結合成氟化氫（HF），從而降低了焊縫中的含氫量，因此，堿性焊條又稱低氫型焊條。

堿性焊條熔渣中CaO含量多，熔渣的脫硫能力強，熔敷金屬抗熱裂性能好；由于焊縫金屬中氧和氫含量低，非金屬夾雜物含量較少，因此，堿性焊條的焊縫金屬具有較高的塑性和韌性，以及具有較好的抗裂性能。但由于藥皮中含有較多的螢石，影響了氣體電離，堿性焊條的焊接工藝性能（包括穩弧性、脫渣性、飛濺等）較差，一般要求采用直流電源，用反接法焊接。只有當焊條藥皮中加入穩弧劑后才可以用交流電源焊接。此外，對銹、水、油污的敏感性大，容易出氣孔，有毒氣體和煙塵多。

堿性焊條一般用于重要的焊接結構，如承受動載或剛性較大的結構。