焊条的选用原则及分类：了解焊芯成分，选择合适焊条

焊条（药皮焊条）是将药皮（药皮）均匀地、向心地压在金属焊芯上。

选择焊条的原则

焊芯是焊条的金属芯，为保证焊缝质量和性能，对焊芯中各金属元素含量都有严格的规定，特别是有害杂质（如硫、磷等）的含量应严格限制，且优于母材。焊条由焊芯和药皮两部分组成，不同种类的焊芯有所不同。焊芯的成分直接影响焊缝金属的成分和性能，因此焊芯中有害元素应尽可能少。

焊条分类

1.酸性焊条

药皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性成渣物质及一定量的碳酸盐，熔渣氧化性较强，熔渣碱度系数小于1。酸性焊条焊接工艺性好，电弧稳定，交直流两用，飞溅小，熔渣流动性好，脱渣性好，熔渣多为玻璃状，疏松，脱渣性能好，焊缝成型美观。酸性焊条药皮中含有较多的二氧化硅、氧化铁和氧化钛，氧化性强。焊缝金属中氧含量较高，合金元素烧损较多，合金过渡系数较小，熔敷金属中氢含量也较高，因此焊缝金属塑性和韧性较低。

2.碱性（低氢）焊条

药皮中含有大量碱性成渣物(大理石、萤石等)，还有一定量的脱氧剂和合金剂。碱性焊条主要靠碳酸盐(如CaCO3等)分解出CO2作保护气。弧柱气氛中氢分压低，萤石中的氟化钙在高温下与氢结合生成氟化氢(HF)，降低了焊缝中的氢含量，因此碱性焊条又称低氢焊条。用甘油法测定，每100g熔敷金属中扩散氢含量，碱性焊条为1～8mL，酸性焊条为17～50mL。碱性渣中含有大量CaO，渣具有很强的脱硫能力，熔敷金属有很强的抗热裂性能。 另外，由于焊缝金属中氧、氢含量低，非金属夹杂物少，因此碱性焊条具有较高的塑性和冲击韧性。由于碱性焊条的药皮中含萤石较多，所以电弧稳定性较差，一般采用直流反接。只有当药皮中含有大量电弧稳定剂时，才可以采用交直流两用。碱性焊条一般用于比较重要的焊接结构，如承受动载荷或刚度较大的结构。

选择原则

1、考虑焊件材料的物理性能、机械性能和化学成分：

（1）按照等强度原则，选择满足接头力学性能要求的焊条。

■示例:

Q235，按等强度原则，应采用J42×焊条代替J50×焊条。

◆特殊情况：根据母材的焊接性，选用不同强度（高强度匹配或低强度匹配）且韧性较好的焊条，但需改变焊缝组织以满足设计强度、刚度的要求。

（2）使熔敷金属的合金成分与母材一致或接近。

■示例:

15CrMo必须用R307焊条（1Cr-0.5Mo）代替R207焊条（0.5Cr-0.5Mo）。

（3）当母材化学成分中含有较多的碳、硫、磷等有害杂质时，应选用抗裂纹、抗气孔能力强的焊条，如低氢焊条。

★注：焊接件力学性能与化学成分要求不均衡：

▼有些焊件可能侧重于强度、韧性等要求，但不一定要求化学成分与母材一致。例如，选择结构钢焊条时，应首先考虑焊缝金属与母材强度相等，或焊缝金属具有较高的韧性；

▼有些焊件可能会侧重于化学成分的要求。例如，耐热钢、不锈钢焊条的选择通常侧重于焊缝金属与母材化学成分的一致性。

▼有的可能对两者都有严格的要求，比如选择不同钢种的焊条，所以在选择焊条时，要分清主次，综合考虑。

2、考虑焊接件的工作条件和性能：

（1）焊件在承受动载荷、冲击载荷时，除保证抗拉强度和屈服强度外，对冲击韧性和塑性也有较高的要求，此时应选用低氢、钛钙或氧化铁类焊条。

■示例:

16Mn钢用于非重要结构时，可选用J502、J503等酸性焊条；用于重要结构时，应选用J506、J507等碱性焊条。

（2）当焊件在腐蚀介质中工作时，应分清介质的种类、浓度、工作温度及腐蚀类型（一般腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等），以选择合适的不锈钢焊条。

■示例:

焊接1Cr18Ni9不锈钢时，为满足焊缝与母材具有相同金属成分的要求，对腐蚀要求较低的条件下工作的焊缝，可选用A102、A107焊条；而对工作温度低于300℃，且抗腐蚀要求较高的焊缝，应采用A132、A137或A002焊条。

（3）焊件在磨损条件下工作时，要分清是一般磨损还是冲击磨损、金属对金属的磨损还是磨粒磨损、室温下磨损还是高温下磨损等，还应考虑是否在腐蚀介质中工作，以选择合适的熔敷焊条。

（4）对低温或高温工作的焊接件，应选用能保证低温或高温力学性能的焊条。

■示例:

▲12CrMo在400℃工作时，应选用R207焊接，不能选用J507。

▲16MnDR工作温度为-40℃，焊接时应选用J507RH（-40℃），不可用J507、J507Mo、J507H等焊条（-30℃）。

3、考虑焊件的复杂程度、结构特点、焊接接头类型等：

（1）形状复杂或厚度较大的焊接件，由于焊缝金属在冷却收缩过程中产生的内应力很大，容易产生裂纹。 因此必须采用抗裂性能好的焊条，如低氢焊条、高韧性焊条。

（2）对一些坡口较小的接头或根部熔深控制严格的接头，应选用熔深深度或熔深能力较大的焊条。

■例如：在X42钢的长输管道焊接中，为保证根部焊透，且不产生过多的焊瘤，常采用纤维素型焊条E6010进行向下立焊作业。

（3）当某些焊件受条件限制难以清理时，应考虑采用氧化性强、脱渣容易、对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条，避免产生气孔等缺陷。

4.考虑焊缝的空间位置：

有些焊条只适合某一位置焊接，其它位置焊接时效果较差。有的焊条是全位置焊条，可在各种位置焊接。选择时应考虑焊接位置的特点：

（1）对仰、立焊缝较多的焊缝，应采用钛钙型、钛型、低氢型或钛铁矿型全位置焊条。

（2）当焊接部位不能翻身时，必须选用能进行全位置焊接的焊条。

5.考虑焊接工作条件：

（1）当没有直流焊机时，应采用交直流两用焊条。

（2）有些钢材（如珠光体耐热钢）要求进行焊后消除应力热处理，但由于设备条件或结构限制而无法进行。 这种情况下，应采用与母材化学成分不同的焊条（如奥氏体不锈钢焊条），以避免焊后热处理。

（3）应根据施工现场情况，如现场作业、焊接工作环境等选择焊条。

6.考虑改善焊接作业环境，保障工人的健康：

（1）尽量选择产生粉尘较少、有害气体较少的焊条。

（2）在酸性和碱性焊条都能满足要求的地方，应尽可能采用酸性焊条，因为碱性焊条对操作技术和施工准备的要求较高。

（3）在密闭容器内或通风不良的场所进行焊接时，应尽可能采用低粉尘、低毒焊条或酸性焊条。

7.考虑焊接的经济效益：

（1）在保证性能的前提下，尽量选用价格低廉的焊条。根据我国矿产资源情况，应大力推广钛铁矿型焊条（×××3型）。

（2）对性能要求不同的主、次焊缝，可采用不同的焊条，不要片面追求焊条的综合性能。

（3）根据结构的工作条件，合理选择焊条的合金系。例如，对室温下工作的、在一般腐蚀条件下使用的不锈钢，没有必要选用含铌的不锈钢焊条。

8.考虑焊接效率：

（1）对于焊接工作量较大的结构，在条件允许的情况下应尽可能采用高效焊条，如铁粉焊条、高效不锈钢焊条、重力焊条、打底焊条、垂直向下焊条及其它专用焊条。

（2）横焊采用铁粉焊条，立焊采用向下焊条，可大大提高生产率，降低成本。

9、考虑焊条的工艺性能：

焊条工艺性能的好坏是焊条使用的前提，工艺性能差的焊条会产生各种焊接缺陷。

（1）对于同一品牌（型号）的焊条，不同生产厂家的工艺性能差别很大，需要我们在采购时认真分析。

（2）选购不同厂家同一品牌的焊条时，还应考虑焊工的习惯和焊条工艺性能的适用性。