焊條的組成

焊條是涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電X。焊條的基本組成如下圖所示。壓涂在焊芯表面上的涂料層即藥皮；焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯；焊條端部未涂藥皮的焊芯部分，供焊鉗夾持用，是焊條夾持端。焊條藥皮與焊芯的重量比常稱為藥皮的重量系數，焊條電弧焊焊條的藥皮質量系數一般為25%~40%。

按標準生產的焊條，其焊條夾持長度都有一定的要求。碳鋼焊條（GB/T5117—1995）夾持端長度見下表。

焊芯

牌號與規格：焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的金屬絲。焊接時焊芯有兩個作用：一是傳導焊接電流，產生電弧，把電能轉換為熱能；二是焊芯本身熔化，作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫，同時起調整焊縫中合金元素成分的作用。這種金屬絲在用于埋弧焊、氣體保護焊、氣焊等焊接方法中的填充金屬時常稱為焊絲。按照標準，用來制造焊芯的鋼絲分為碳素結構鋼、合金結構鋼、不銹鋼絲三類。在焊條生產中，根據被焊材料，按照熔化焊用鋼絲標準（GB/T 14957—94），可選擇相應牌號的鋼絲作為焊芯。

其它合金元素含量的表示方法與鋼號大致相同。質量不同的焊芯在后標以一定符號以示區別：A表示高級優質鋼，其S、P的質量百分數不超過0.03%；E表示特級優質鋼，其S、P的質量分數不超過0.02%。幾種常用碳素結構鋼焊芯的牌號有：H08A、H08MnA、H15Mn；常用合金結構鋼焊芯的牌號有：H10Mn2、H08Mn2Si、H08Mn2SiA、H08CrMoVA、H13CrMoA；常用不銹鋼焊芯的牌號有：H1Cr19Ni9、H0Cr19Ni14Mo3 （奧氏體型），H0Cr14、H1Cr17 (鐵素體型），HlCr13、H2Cr13 （馬氏體型）。

焊條的規格都以焊芯的直徑來表示。焊芯直徑越大，其基本長度也相應長些。碳素鋼焊條焊芯的尺寸見下表。

焊芯中主要合金元素對焊接的影響：

碳（C) ：碳是鋼中的主要合金元素。當含碳量增加時，鋼的強度和硬度明顯地增加，而塑性降低。隨著含碳量的增加，鋼的焊接性大大惡化，會引起較大的飛濺和氣孔，而且對焊接裂紋的敏感性明顯增加。因此，低碳鋼用焊芯中碳的質量分數小于0.1%。

錳（Mn）錳是一種很好的合金劑。隨著含錳量的增加，鋼的強度和韌性增加。錳與硫化合生成Mn2S，生成的Mn2S作為熔渣覆蓋在金屬表面，從而抑制硫的有害作用。同時，錳還有很好的脫氧作用。ω(Mn)（表示Mn的質量分數）一般以0.3%~0.5%為宜。

硅（Si） 硅在焊接過程中X易氧化成SiO2，從而使焊縫中含有多量的夾雜物，嚴重時會引起熱裂紋。因此希望焊芯中的含硅量越少越好。

硫、磷（S、P）：硫、磷是有害元素，會引起裂紋和氣孔。因此對于它們的含量應嚴格控制。在焊芯的牌號中，以字母“A”結尾的焊芯，對S、P的含量限制更加嚴格，例如H08A。

焊條藥皮

焊條藥皮的作用：

保證電弧穩定燃燒，使焊接過程正常進行。

保護電弧和熔池。空氣中的氮、氧等氣體對焊接熔池的冶金反應有不良影響。利用焊條藥皮熔化后產生的氣體能夠防止空氣中的氮、氧進入熔池。藥皮熔化后形成熔渣，覆蓋在焊縫表面，隔X了有害氣體的影響，使焊縫金屬冷卻速度降低，有助于氣體逸出，防止氣孔的產生，改善焊縫的組織和性能。

焊條藥皮參與了復雜的冶金反應。通過藥皮將所需要的合金元素滲入到焊縫金屬中，可以控制焊縫的化學成分，以獲得希望的焊縫金屬性能。在焊條藥皮中添入Mn、Si等合金化元素，可以進行脫氧、脫硫、脫磷等，從而改善焊縫質量。

藥皮的組成及類型：焊條藥皮為了達到諸多要求，由多種原材料按一定的配比組成。藥皮中原材料的作用是：穩弧、造氣、造渣、脫氧、合金化、粘結、成形。

藥皮中的一種材料在藥皮中同時會有幾種作用，其中有些是主要的，有些是次要的。這些材料按其所起的作用，分別稱為穩弧劑、造渣劑、造氣劑等。常用的穩弧劑有碳酸鉀、鉀水玻璃等；常用的造渣劑有鈦鐵礦、金紅石、大理石等，它們是藥皮中基本的組成物；常用的脫氧劑有錳鐵、鈦鐵、硅鐵等。

采用不同的材料，按不同的配比設計藥皮便產生了多種不同類型的藥皮。下面介紹幾類焊條的藥皮類型。

碳素鋼焊條（GB/T5117—1995）和低合金鋼焊條（GB/ T5118—1995)的藥皮類型見下表。

按化學成分分類的不銹鋼焊條（GB/T983—1995）的藥皮類型見下表：

鉻及鉻鉬鋼焊條的藥皮類型見下表：

其它類型焊條的藥皮類型將在相應的課程環節中再予以介紹。

酸性焊條和堿性焊條：鋼焊條熔渣主要由氧化物組成。這些氧化物按化學性質可分為堿性氧化物、酸性氧化物和兩性氧化物。熔渣中除氧化也外，還有氟化物（CaF2、NaF、KF等）和氯化物（KC1、NaC1等）及少量的硫化物、碳化物。

當焊條熔渣的成分主要是酸性氧化物（如TiO2、Fe2O3、 SiO2)時，熔渣表現為酸性，這類焊條稱為酸性焊條。碳鋼和低合金鋼焊條中的EXX13、EXX03、EXX01、EXX20、EXX10類焊條都是酸性焊條。反之，焊條熔渣的成分主要是堿性氧化物 (如大理石、螢石等）時，熔渣就表現為堿性，這類焊條稱為堿性焊條。例如碳鋼和低合金鋼焊條中的EXX15、EXX16、EXX18 等。

酸性焊條和堿性焊條由于藥皮的組成物不同，焊條的工藝性能以及焊縫金屬的性能也不同，因此它們的應用場合有很大的區別。酸性焊條和堿性焊條的比較見下表。

從表中可以看出，堿性焊條的塑性、韌性和抗裂性能均比酸性焊條好。所以在焊接重要結構時，一般均采用堿性焊條。

焊條型號

焊條的分類

焊條分類按標準主要是依照焊條用途劃分如下：

碳素鋼焊條這類焊條主要用于強度等級較低的低碳鋼和低合金鋼的焊接。

低合金鋼焊條這類焊條主要用于低合金高強度鋼、含合金元素較低的鉬和鉻鉬耐熱鋼及低溫鋼的焊接。

不銹鋼焊條這類焊條主要用于含合金元素較髙的鉬和鉻鉬耐熱鋼及各類不銹鋼的焊接。

堆焊焊條這類焊條用于金屬表面層堆焊，其熔敷金屬在常溫或高溫中具有較好的耐磨性和耐腐蝕性。

鑄鐵焊條這類焊條專用于鑄鐵的焊接和補焊。

鎳及鎳合金焊條這類焊條用于鎳及鎳合金的焊接、補焊或堆焊。

銅及銅合金焊條這類焊條用于銅及銅合金的焊接、補焊或堆焊。其中某些焊條可用于鑄鐵補焊或異種金屬的焊接。

鋁及鋁合金焊條這類焊條用于鋁及鋁合金的焊接、補焊或堆焊。

特殊用途焊條指用于水下焊接、切割的焊條及管狀焊條等。

焊條型號的編制

焊條型號一般都由焊條類型的代號，加上其它表征焊條熔敷金屬力學性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流的分類代號組成。下表為各種焊條的分類及代號。

在初級電焊工技術課程中，只介紹碳素鋼焊條、低合金鋼焊條型號的編制。其它如不銹鋼焊條、鑄鐵焊條、堆焊焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和特殊用途焊條的型號編制，將在中、高級課程相關章節中介紹。

碳素鋼焊條：碳素鋼焊條型號根據熔敷金屬的力學性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。按照熔敷金屬抗拉強度的不同，碳素鋼焊條形成兩個系列，即E43系列（熔敷金屬抗拉強度≥420MPa）和E50系列（熔敷金屬抗拉強度≥490MPa），見表下表。

下面以E4315為例說明焊條型號編制方法。按GB/T5117—1995規定，碳素鋼焊條型號編制方法如下：

首字母“E”表示焊條。

前兩位數字表示熔敷金屬抗拉強度的小值，單位為kgf/mm2 (X9.8MPa)。

第三位數字表示焊條的焊接位置，“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接（平焊、立焊、仰焊、橫焊），“2”表示焊條適用于平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊。當第三和第四位數字組合使用時，表示焊接電流種類及藥皮類型。

在第四位數字后附加“R”，表示耐吸潮焊條；附加“M”表示耐吸潮和力學性能有特殊規定的焊條；附加“一1”表示沖擊性能有特殊規定的焊條。

低合金鋼焊條：低合金鋼焊條型號根據熔敷金屬的力學性能、化學成分、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。與碳素鋼焊條相類似，低合金鋼焊條有九個不同的抗拉強度等級。依次為E50系列（熔敷金屬抗拉強度≥490MPa）、E55系列≥540MPa、E60系列≥590MPa、E70系列≥690MPa、E75系列≥740MPa、E80系列≥780MPa、E85系列≥830MPa、E90系列≥880MPa、E100系列≥980MPa。低合金鋼焊條型號的編制在碳素鋼焊條的編制方法上增加了部分內容。下面以E5515-B3-VWB加以具體說明。

字母“E”表示焊條。

數字部分的意義和碳素鋼焊條一樣。

緊跟數字后的字母（稱為后綴字母）為熔敷金屬的化學成分分類代號，并以短劃與前面數字分幵。如例中“B3”。

若焊條還具有附加化學成分時，附加化學成分直接用元素符號表示，并以短劃與前后綴字母分開。

E50XX-X、E55XX-X、E60XX-X型低氫型焊條的熔敷金屬化學成分分類后綴字母或附加化學成分后面加字母“R”時，表示耐吸潮焊條。

下表列出了部分低合金鋼焊條的型號。

選用、使用、保管

焊條的選用

選用焊條時，應遵循以下原則：

首先考慮母材的力學性能和化學成分低碳鋼和低合金高強度鋼的焊接，一般情況下應根據設計要求，按強度等級來選用焊條。選用焊條的抗拉強度與母材相同或稍高于母材。但對于某些裂紋敏感性較高的鋼種，或剛度較大的焊接結構，為了提高焊接接頭在消除應力時的抗裂能力，焊條的抗拉強度以稍低于母材為宜。

焊接低溫鋼時，應根據設計要求，選用低溫沖擊韌度等于或髙于母材的焊條，同時，強度不應低于母材的強度。

耐熱鋼和不銹鋼的焊接，為保證焊接接頭的高溫沖擊性能和耐腐蝕性能，應選用熔敷金屬化學成分與母材相同或相近的焊條。當母材中碳、硫、磷等元素的含量較高時，應選用抗裂性好的低氫型焊條。

低碳鋼和低合金高強度鋼的焊接，應選用與強度等級低的鋼材相適應的焊條。

有色金屬的焊接，應選用化學成分相近的焊條。下表為根據母材的化學成分和力學性能推薦選用的焊條。

考慮焊件的工作：根據焊件的工作條件，包括載荷、介質和溫度等，選擇滿足使用要求的焊條。比如在高溫條件下工作的焊件，應選擇耐熱鋼焊條；在低溫條件下工作的焊件，應選擇低溫鋼焊條；接觸腐蝕介質的焊件應選擇不銹鋼焊條；承受動載荷或沖擊載荷的焊件應選擇強度足夠，塑性和韌性較高的低氫型焊條。

考慮焊接的結構復雜程度和剛度：對于同一強度等級的酸性焊條和堿性焊條，應根據焊件的結構形狀和鋼材厚度加以選用，形狀復雜、結構剛度大及大厚度的焊件，由于焊接過程中產生較大的焊接應力，因此必須采用抗裂性能好的低氫型焊條。

考慮勞動條件、生產率和經濟性：在滿足使用性能和操作性能的基礎上，盡量選用效率高、成本低的焊條。焊接空間位置變化大時，盡量選用工藝性能適應范圍較大的酸性焊條，在密閉容器內焊接時，應采用低塵、低毒焊條。

焊條的管理與使用

焊條的保管和使用必須嚴格遵循焊條質量管理規程（JB3223—83）的規定。

焊條的貯存與保管：

焊條必須在干燥、通風良好的室內倉庫中存放。焊條貯存庫內，不允許放置有害氣體和腐蝕性介質。焊條應離地存放在架子上，離地面距離不小于300mm，離墻壁距離不小于300mm。嚴防焊條受潮。

焊條堆放時應按種類、牌號、批次、規格、入庫時間分類堆放，并應有明確標注，避免混亂。

特種焊條貯存與保管應高于一般性焊條。特種焊條應堆放在專用倉庫或指定區域。受潮或包裝損壞的焊條未經處理不許入庫。

一般焊條一次出庫量不能超過2天的用量，已經出庫的焊條焊工必須保管好。

低氫型焊條貯存庫室內溫度不低于5度，相對空氣濕度低于60%。

焊條使用前的烘干與保管：

由于焊條藥皮成分及其它因素的影響，焊條往往會因吸潮而使工藝性能變壞，造成電弧不穩，飛濺增大，并且容易產生氣孔、裂紋等缺陷。因此，焊條使用前必須烘干。焊條的烘干和保管應注意以下幾點：

焊條在使用前，酸性焊條視受潮情況在75~150℃烘干1~2小時，堿性低氫型結構鋼焊條應在350~400℃烘干1~2小時，烘干的焊條應放在100~150℃保溫箱（筒）內，隨用隨取。

低氫型焊條一般在常溫下超過4小時，應重新烘干。重復烘干次數不宜超過三次。

烘干焊條時，取出和放進焊條應防止焊條因驟冷驟熱而產生藥皮開裂、脫皮現象。

焊條烘干時應做記錄，記錄上應有牌號、批號、溫度、時間等內容。

在焊條烘干期間，應有專門負責的技術人員，負責對操作過程進行檢査和核對，每批焊條不得少于一次，并在操作記錄上簽字。

烘干焊條時，焊條不應成垛或成捆地堆放，應鋪放成層狀，每層焊條堆放不能太厚（一般1~3層），避免焊條烘干時受熱不均和潮氣不易排除。

露天操作隔夜時，必須將焊條妥善保管，不允許露天存放，應在低溫烘箱中恒溫保存，否則次日使用前還要重新烘干。