酸性焊條簡介
酸性焊條是指藥皮中含有大量酸性氧化物的焊條。酸性焊條的藥皮包括5種類型:高氧化鈦型,氧化鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型和纖維素型。由於藥皮中酸性氧化物(如SiO、TiO等)含量多,焊條的焊接工藝性能良好,如電弧穩定,脫渣容易,成形美觀,飛濺很少,適於交、直流兩種電源。該類焊條往往用於蓋面焊等裝飾部位的焊接。酸性焊條的缺點是焊縫中擴散氫含量高,抗裂性能較差,不適於焊接剛性大的部位和厚板結構。另外,因其焊縫韌性較低,也不適於焊接承受動載的或低溫下使用的結構。隨著藥皮中鹼性氧化物的提高,焊縫韌性得到改善,故氧化鈦鈣型焊條和鈦鐵礦型焊條的焊縫韌性高於高氧化鈦型焊條,可用於較重要部位的焊接。纖維素型焊條的焊縫韌性更高,可焊接各種強度級別的管線用鋼,特別適合於向下立焊及管道的底層焊接。
特徵
1、對水、鐵鏽的敏感性不大,使用前經100~150 ℃烘培1h;
2、電弧穩定,可用交流或直流施焊;
3、焊接電流較大;
4、可長弧操作;
5、合金元素過度效果差;
6、熔深較淺,焊縫成型好;
7、熔渣成玻璃狀,脫渣較方便;
8、焊縫的常、低溫衝擊韌性一般;
9、焊縫的抗裂性較差;
10、焊縫的含氫量比較高,影響塑性;
11、焊接時煙塵較少;
酸性焊條選用
根據我國碳鋼焊條標準,目前主要使用的碳鋼焊條有 E43 系列及 E50 系列兩種型號。在平常的使用中,通過看焊條牌號末位,即可辨識酸、鹼焊條。末位數字 0 ~ 5 的是酸性焊條,6 ~ 9 的是鹼性焊條。如果一時難以區別,可觀察焊條端部鋼芯表面顏色,鹼性焊條端部往往有烤藍色,而酸性焊條則沒有。另外,從熔渣顏色也可以識別,鹼性焊條熔渣背面呈烏黑色,渣殼較緻密; 酸性焊條,熔渣背面呈亮黑色,而且渣殼較疏鬆,多孔。當用交流電弧焊機施焊時,電弧穩定的是酸性焊條。
使用及對比
焊件破口的要求
鹼性焊條焊接的焊件,對坡口邊緣清潔程度要求較酸性焊條嚴格。焊前一定要仔細清理焊接區髒物,否則可能使焊縫增氫,飛濺加大,產生氣孔、夾渣。這是因為鹼性焊條脫氧是靠脫氧劑,靠加入螢石。加入螢石、脫氧劑的數量都是考慮在正常情況下的數量,即焊件十分光潔,無鐵鏽、油污,焊條十分乾燥儘量驅除水分。倘若焊件不清潔,焊條不乾燥,勢必使焊接區的氫、氧含量增加,這時脫氫用的螢石,脫氧用的鐵合金不夠用了,促使氣孔產生的可能性增大。加之鹼性焊條焊接時熔池比較平靜,不利於侵入熔池中的氣體排除。相比較而言,酸性焊條藥皮氧化性強,焊接時放出大量的氧,氧與氫結合生成水、不溶於液體金屬而排入空氣中,這對於去除焊接區的游離氫是有利的。加之酸性焊條焊接時熔池劇烈沸騰也有助於氣體的析出,故酸性焊條對氣孔敏感性小。
焊條自身的烘乾要求
鹼性焊條藥皮易受潮,受潮的焊條不僅使焊接工藝性能變壞,飛濺加大,而且水分中的氫易使焊縫產生氣孔、裂縫等缺陷。故鹼性焊條使用前必須烘乾,其烘焙溫度是在 300℃ 左右烘乾 1 ~ 2h( 溫度低了不能清除藥皮中的結晶水) ,對含氫量有特殊要求的鹼性焊條烘乾溫度應提高到 400℃。處在烘焙溫度的焊條要避免突然受冷,
以免藥皮開裂,還要經常翻動焊條使其均勻受熱。烘乾的鹼性焊條最好放入 80 ~ 100℃ 的保溫箱內,隨用隨取。在常溫下超過 4h,應重新烘乾,重複次數不宜超過 3 次。酸性焊條的烘乾不必像鹼性焊條那樣嚴格,其藥皮不易受潮,對氣孔的敏感性也小。未受潮的焊條使用前不必烘乾,受潮的焊條可在 150℃的溫度下烘 1 ~ 2h( 藥皮中有機物含量較多,烘焙溫度不宜過高) ,烘乾後即可使用,不必用保溫箱保溫。
焊機使用要求
電源種類和極性:酸性焊條藥皮中的低電離電位物質較多,氣體易於電離,電弧燃燒穩定,故對電源種類無特殊要求,交、直流均可。至於極性的選擇則根據焊件具體情況考慮,若使厚焊件獲得較大的熔深,可採用直流正極。若防止薄焊件燒穿,可採用直流反極。若進行電弧切割,可用直流正極。鹼性焊條含有較多的CaF,影響氣體電離,降低了電弧穩定性,為提高電弧穩定性,減少飛濺、氣孔,必須用直流反極。若在鹼性焊條藥皮中加入一定穩弧劑( 如 J506) ,也可勉強供交流機施焊,但要求交流焊機空載電壓較高。
焊接電流: 在相同的焊接環境下,鹼性焊條焊接電流要比酸性焊條適當減小,因鹼性焊條的熔渣、鐵水流動性較大,若電流過大,必然更增加其流動性,在立、仰焊時,給操作帶來困難,熔渣、鐵水在重力作用下易向下墜,熔渣下墜對焊縫的保護作用鹼弱,鐵水下墜易形成焊瘤,使焊縫成形變壞,電流過大會使熔滴顆粒變細,與空氣中有害氣體接觸機會增加,造成焊縫中氣孔增多。儘管酸性焊條也存在這個問題,但鹼性焊條反應更突出,因它對氣孔敏感性大。
電弧電壓:由弧長決定。弧長,電弧電壓高。弧短,電弧電壓低。酸性焊條對氣孔的敏感性小,焊接過程中拉長電弧產生氣孔的可能性不會太大,還可用拉長電弧進行預熱,故焊接時電弧可比鹼性焊條長一點,或者說電弧電壓可高一點。鹼性焊條對氣孔的敏感性大,只要對正常條件稍有改變就易出氣孔焊接時一定要短弧,絕不允許拉長弧預熱。或者說鹼性焊條焊接時電弧電壓要低。
焊接速度要求
酸性焊條允許使用較大的電流,具體的來講其焊接速度較鹼性焊條高。但並不是焊條生產率就高很多,因鹼性焊條的焊肉較厚,從焊接層數來講可比酸性焊條適當減少。若採用向下焊專用焊條則明顯比酸性焊條的生產率高。因酸性渣藥皮一般不作向下焊條。
操作技術上的區別與要求
電弧的引燃方法: 當使用酸性焊條時,可用直擊法或劃擦法。初學者宜用劃擦法,工件表面光潔度要求較嚴或焊件表面較髒可用直擊法。當使用鹼性焊條時,則以劃擦法為好,若使用直擊法引弧容易產生氣孔。
焊縫的起弧與收尾:當使用酸性焊條時可拉長弧預熱,待起焊處溫度升起來後,再壓低電弧進行正常焊接( 平焊不宜用此法) 。當使用鹼性焊條時不允許拉長弧進行預熱,引弧後立即壓低電弧進行正常焊接,否則將在起焊處產生密集氣孔。若要解決起焊處溫度低的矛盾,只能藉助其他加熱工具預熱。使用酸性焊條收尾時可作圓圈運動,直到填滿弧坑為止再拉斷甩弧。在焊薄件或電流較大時,可在弧坑處反覆斷弧、引弧數次,直到填滿弧坑再拉斷電弧。當使用鹼性焊條時,在尾處改變焊條角度回焊一小段以填滿弧坑,再拉斷電弧。
運條手法:當使用酸性焊條時,對運條手法無嚴格要求,只要能使熔池很好成形,無論用什麼運條手法均可。焊第一層視間隙大小可直線運條、直線往返運條、縱向或斜向跳弧運條。焊以後各層時可用之字形、月牙形運條,也可用中間橫擺一邊或兩邊向上跳的方法。當使用鹼性焊條時,對運條手法要求較嚴格。焊第一層最好用直線運條或直線往返運條,若間隙較大可適當減小電流,焊條微微跳動或擺動,儘量避免挑弧、拉長弧或熔池溫度過高,若間隙很大可先在坡口兩側長肉,使間隙縮小再焊接,焊以後各層可採用之字形、月牙形、8 字形運條,避免挑弧、拉長弧,保持短弧施焊。
焊條角度: 無論酸性焊條還是鹼性焊條,與焊縫的左右兩邊都要保持90°或45°( 丁字接頭) ,這一點是共同的。但與焊縫前進方向所保持的角度卻有不同。該酸性焊條焊平、仰焊時,由於熔渣、鐵水易混淆,熔渣易超前,故焊條與焊縫前進方向應成 70° ~80°角,以造成電弧吹力促使熔渣不易超前的趨勢。在立焊時由於酸性焊條的熔渣、鐵水向下墜的趨勢不大,故焊條向下與垂直面可成 70° ~ 80°。當鹼性焊條焊平、仰焊時,由於熔渣凝固較快,不易超前,故平焊時焊條可與焊縫前進方向成 90°仰焊時焊條可與焊縫前進方向成 100°角,鹼性焊條角度這樣便於觀察熔池成形,不致於讓焊條擋住視線。立焊時由於熔渣、鐵水向下墜的趨勢較大,故焊條向下與垂直面可成 60° ~ 70°以造成電弧吹力托住鐵水的趨勢。