电焊条的组成及作用

二、电焊条的组成及作用

焊条由焊心和药皮两部分组成。

1.焊心的成分及作用

焊心采用焊接专用的金属丝，除了铸造焊心外，通常采用冶炼的方法铸成钢锭后热轧，然后拉拔成所需要的尺寸切断而成。

焊心的作用如下。

（1）焊心作为电极用。

（2）焊丝熔化后，成为填充金属，与熔化的母材一起形成焊缝。焊心的成分直接影响焊缝金属的成分和性能，因此，焊心中的有害元素要尽量少些，含C量一般要低于0.10％。焊心由国家相应的标准规定其化学成分。各种焊条所用的焊心种类见表2－2，常用焊心的化学成分见表2－3。

焊心牌号的首位用字母“H”表示，后面的数字表示含碳量，其他合金元素含量的表示方法与钢材的表示方法大致相同，牌号尾部加“A”表示优质钢，加“E”表示特优质钢。

表2－2　各种焊条所用的焊心

表2－3　常用焊心的化学成分

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2.药皮的成分及作用

焊条药皮又称为涂料，是具有不同物理和化学性质的细颗粒状物质经黏结均匀包覆在焊心表面的涂料层。其主要作用如下。

（1）机械保护作用。焊条熔化分解后产生大量的保护气体和氧化物熔渣，隔绝空气，防止熔滴和熔池金属与空气接触，熔渣凝固后的渣壳覆盖在焊缝表面上，可防止高温金属被氧化，同时又减慢了焊缝金属的冷却速度。

（2）冶金处理作用。熔池内的金属在高温下发生剧烈的化学反应，称为冶金反应。通过脱氧、去硫、去磷、去氢等焊接反应，可去除有害的杂质，增加有益的合金元素，从而获得合适的焊缝化学成分。

（3）改善焊条的焊接工艺性能。焊条药皮中含有一定的有利于引弧及稳弧的物质，以保证电弧容易引燃和燃烧稳定。通过调整药皮成分，可改变药皮的熔点和凝固点，使焊条药皮的熔化速度略小于焊心的熔化速度，造成焊条末端形成套筒，有利于熔滴向熔池过渡，减少飞溅，提高焊缝成形质量。

焊条药皮可以采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及化工产品等上百种原料粉末，按照一定的配方比例进行混合而成。各种原料根据其在焊条药皮中的作用，可分成下列几类。

（1）稳弧剂。使焊条容易引弧及在焊接过程中能保持电弧稳定燃烧。作为稳弧剂的材料，大多是含有一定量的低电离电位元素的物质，如金红石、二氧化钛、钛铁矿、还原钛铁矿、钾长石、水玻璃（含有钾、钠等碱土金属的硅酸盐），此外还有铝镁合金等。

（2）造渣剂。焊接时能形成具有一定物理化学性能的熔渣，保护焊接熔池及改善焊缝成形。熔渣的碱度对焊接工艺性能及焊缝金属理化性能均有很大的影响。主要的造渣剂是碳酸盐、硅酸盐、氧化物及氟化物，如大理石、萤石、白云石、菱苦土、长石、白泥、云母、石英砂、金红石、二氧化钛、钛铁矿、还原钛铁矿、铁砂及冰晶石等。有些材料对熔渣的黏度、流动性影响很大，可以起到稀渣的作用，如萤石、冰晶石、锰矿等。

（3）脱氧剂。通过焊接过程中进行的冶金化学反应，以降低焊缝金属中的含氧量，提高焊缝性能。主要是含有对氧亲和力大的元素的铁合金及金属粉，如锰铁、硅铁、钛铁、铝铁、镁粉、铝美合金、硅钙合金及石墨等。

（4）造气剂。在电弧的高温作用下，能进行分解，放出气体，以保护电弧及熔池，防止周围空气中的氧和氮的侵入。常用的造气剂有碳酸盐及有机物，如大理石、白云石、菱苦土、碳酸钡、木粉、纤维素、淀粉及树脂等。

（5）合金剂。用来补偿焊接过程中合金元素的烧损及向焊缝过渡合金元素，以保证焊缝金属获得必要的化学成分及性能等。常用各种铁合金及金属粉作为合金剂，如锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁、铌铁、硼铁、金属锰、金属铬、镍粉、钨粉、稀土硅铁等。

（6）增塑剂。增加药皮粉料在焊条压涂过程的塑性、滑性及流动性，以提高焊条的压涂质量，减少偏心度。这些材料通常都具有一定的吸水后膨胀的特性或具有一定的弹性、滑性，如云母、合成云母、滑石粉、白土、二氧化钛、白泥、木粉、膨润土、碳酸钠、海泡石等。

（7）黏结剂。使药皮粉料在压涂过程中具有一定的黏性，能与焊心牢固地黏结，并使焊条药皮在烘干后具有一定的强度。主要的黏结剂有水玻璃（钾、钢及锂水玻璃）及酚醛树脂等。

每种物质在药皮中可以同时起几种作用，常用原材料在焊条药皮中的作用见表2－4。

表2－4　常用原材料在焊条药皮中的作用

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注：○—主要的作用；△—次要的作用。

根据药皮材料中主要成分的不同，焊条药皮分为不同的类型。不同药皮类型的焊条具有不同的操作工艺性能及特点。焊条药皮的主要类型及特点见表2－5。目前，国外焊条药皮中多加铁粉，主要是提高焊条的熔化速度和改善其工艺性能。

表2－5　焊条药皮的主要类型及特点

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