本系列的文章将涵盖焊条和焊丝,我们的简短介绍将从焊条药皮和焊剂开始。无论是焊条药皮或焊剂,例如埋弧焊焊剂,要求是相同的。
·药皮或焊剂必须能够提供对从电极尖端、过渡到熔池中的填充金属的保护,以防止大气污染。通常,通过电弧热使药皮或焊剂分解,形成一个保护的气体保护气氛。
·它必须能够去除任何氧化层(如果没有这种作用或效果不好将容易形成未熔合和氧化物夹渣)。它是通过化学反应完成的。
·它应该通过提供纯净、高质量的焊缝金属,有时也通过电弧过渡合金元素来提高焊缝的机械性能。
·它依靠合金的过渡,必须能得到理想的焊缝化学成分,。
·它要有助于电弧的引燃和保持电弧稳定性。
·如果需要的话,它会产生熔渣,覆盖熔池并在相应位置焊接时将熔池保持在适当的位置。
·产生的渣应易于清理,能够自脱渣更好。
·不产生大量的烟尘,烟尘不能对焊工有伤害
这些要求导致出现了许多不同类型的焊材,其中许多显然是相似的,这使得填充金属的选择变成一个困难和容易混淆的任务。在后续文章中论其它类型的焊剂之前,本文试图对各种药皮类型的焊条电弧焊(MMA)焊条作一些探讨。
在国外,大部分焊条电弧焊的药皮可以依据成分的不同分为三类。它们是纤维素型、金红石型和碱性焊条,每种焊条都有不同的特性。
纤维素型焊条药皮含有大量的纤维素,其含量超过30%,其来源的木屑。这种焊条还含有金红石(二氧化钛,TiO2),锰氧化物和锰铁,使用水玻璃将以上成分混合并粘接到焊芯上。这些焊条的湿度加大,通常在4-5%。纤维素在电弧燃烧时变成保护气体,包括一氧化碳、二氧化碳,药皮中的水分会产生大量的氢,通常每g焊缝金属有30-40ml氢。
氢提高了电弧电压,使焊条具有很强的穿透性和高熔敷率。其大约需要70伏的高空载电压,以便容易引弧和维持电弧稳定性。强力的电弧还将导致焊接飞溅增加,这也限制了较大直径焊条使用的最大电流。产生出薄、易碎、容易去除的熔渣,焊缝表面成型相当粗糙。因熔渣凝固快,因此,不像大多数其它类型的焊条,可以用在立向下位置。
具有硅酸钠粘合剂的焊条只能用于直流正极性。使用钾水玻璃的焊条可以使用直流正极性(DC)和交流。这类焊条的药皮中有一定量的水分是为了焊接操作特性,与碱性焊条不同,这种焊条不用烘干。这种特性使其更适合现场焊接。如果它们已吸潮,重新烘干时,温度在°C即可。
金红石型药皮,顾名思义,其含有大量的金红石,即二氧化钛,通常在50%左右,另外还含有纤维素、石灰石(碳酸钙),硅(二氧化硅),云母(铝硅酸钾),锰铁和一些水分,大约1-2%。粘合剂是硅酸钠或硅酸钾。纤维素和石灰石在电弧中分解,形成含有氢气(约20ml/gm焊缝金属)、一氧化碳和二氧化碳的气体保护层。该类型焊条具有中等穿透特性,电弧柔和、安静但稳定,且极少量飞溅,使其成为“工艺性好”的焊条。起弧和再引弧很容易,焊条要求的空载电压低。熔渣很容易清除,并形成平滑均匀的波纹焊缝轮廓。
含有一定量的纤维素和水分就意味着会产生一定量的氢,大约g焊缝金属含有20-25ml氢。这限制了它对中碳钢,厚度超过25mm厚,C/Mo和1Cr1/2Mo低合金钢薄板的焊接。机械性能良好,夏比V型缺口韧性在-20°C下可达到40J。它们可能是使用最广泛的通用焊条。金红石药皮奥氏体不锈钢焊条可使用,并可用于所有厚度,因为这些合金的不出现冷裂纹。
与纤维素型焊条类似,金红石焊条也需要药皮中有一定的水分,不用烘干。如果焊条已吸潮,重新烘干时,温度在°C即可。这些电极与水玻璃粘结剂可用于负电极直流或交流电极与钾硅酸盐粘结剂可用于极性和活性硅酸钾粘结剂的电极通常有更好的引弧特性比水玻璃粘结剂的类型和更易脱渣和更具有稳定性。使用钠水玻璃粘合大焊条可以使用直流正极性焊接或交流焊接,使用钾水玻璃粘合大焊条既可以使用直流正极性焊接也可以交流焊接。使用钾水玻璃粘合的焊条的引弧性能和稳定性比使用钠水玻璃的更好和更易脱渣。将介绍碱性,低氢焊条和其它不常见的药皮类型。