焊接基础知识——焊条电弧焊

01 焊接电弧

焊接电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。电弧的形成分为两步：首先，焊条与工件接触短路，电弧在热激发和强电场作用下形成；其次，电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分构成，其温度分布有规律。电弧稳固燃烧需满足条件：电源要求符合焊接电弧电特性；做好清理工作，选用合适药皮的焊条；防止偏吹。

02 焊条电弧焊的焊接过程

焊接过程包括电弧的加热特点：加热温度高，局部加热，造成工件变形、产生残余应力以及组织转变与性能变化的不平均。加热速度快，温度分布不平均，可能显现在热处理中不应显现的组织和缺陷。热源是移动的，加热和冷却的区域持续变化。

03 电弧焊的冶金特点

电弧焊的冶金特点表现为反应区温度高，使合金元素强烈蒸发和氧化烧损。金属熔池体积小，处于液态的时刻专门短，导致化学成分平均，气体和杂质来不及浮出而易产动气孔和夹渣等缺陷。

04 焊条

焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊芯作为电弧焊的一个电极，与焊件之间导电形成电弧；在焊接过程中持续熔化，并过渡到移动的熔池中，与熔化的母材共同结晶形成焊缝。焊条药皮的作用包括对熔池造成有效的气渣联合爱护、使熔池内金属液脱氧、脱硫以及向熔池金属中渗合金，提升焊缝的力学性能；起稳弧作用，以改善焊接的工艺性。焊条药皮的主要成分包括稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂和粘结剂。焊条按药皮的类型分为酸性焊条和碱性焊条。焊条的选用原则包括选择与母材化学成分相同或相近的焊条、选择与母材等强度的焊条和按照结构的使用条件选择焊条药皮的类型。

05 焊接接头的金属组织和性能的变化

焊接时焊缝区金属经历从常温到加热大较高温度再冷却到常温的过程。焊接接头处的组织和性能变化包括气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未溶合和咬边等主要缺陷。气孔是焊接时熔池中的气泡在焊缝凝固时未能逸出而留下来形成的空穴。夹渣是焊后残留在焊缝中的熔渣。焊接裂纹有热裂和冷裂两种。未焊透是焊接接头根部未完全熔透的现象。未溶合是焊缝与母材之间未完全熔化结合的现象。咬边是沿焊趾的母材部分产生的沟槽或凹陷的现象。这些缺陷的产生缘故包括操作不当、焊条太粗、电流过小、坡口不洁等。

06 焊接变形

焊接应力与变形全然缘故是焊接时局部加热。焊接变形的差不多形式包括热应力、收缩应力和体积变形。防止与减小焊接变形的工艺措施包括反变形法、加余量法、刚性夹持法和选择合理的焊接工艺。减小焊接应力的工艺措施包括选择合理的焊接顺序、预热法和焊后退火处理。