焊条的组成及其对焊缝金属性能的影响

焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条的外形如图5-1所示，普通焊条的断面形状如图5-2a所示。

图5-1 焊条的外形

图5-2 焊条的断面形状

a）普通焊条的断面形状 b）双层药皮焊条 c）焊芯为空心管焊条

图5-2b和图5-2c所示均为特殊的断面形状。图5-2b所示是一种双层药皮焊条，主要是为了改善低氢焊条的工艺性能，两层药皮具有不同的成分配方。图5-2c所示的焊芯为一空心管，外面包覆药皮，管子中心填充合金剂或涂料，这种形式主要应用在含有较多合金粉的耐磨堆焊焊条上。

（一）焊芯

焊芯是指焊条中被药皮包覆的金属芯。通常根据被焊金属材料的不同，选用相应的焊丝作为焊芯。

焊条电弧焊时，焊芯的作用：一是传导焊接电流，产生电弧；二是焊芯熔化形成焊缝中的填充金属。焊芯作为填充金属约占整个焊缝金属的50%～70%，所以焊芯的化学成分将直接影响焊缝金属的成分和性能。因此用于焊芯的钢丝都是经特殊冶炼的，且单独规定了它的牌号和成分，这种焊接钢丝称为焊丝。国家标准规定的焊接用钢丝有44种之多。常用的低碳钢及一般低合金高强钢焊条基本上以H08A钢作为焊芯，对S、P控制要求严格时，采用H08E钢作为焊芯。一些低合金高强钢焊条，为了从焊芯过渡合金元素以提高焊缝金属质量而采用各种特定成分的焊芯。

通常所说的焊条直径和长度就是指焊芯的直径和长度。焊条直径有多种规格，生产中应用最多的是ϕ3.2mm、ϕ4.0mm和ϕ5.0mm三种规格。

（二）药皮

药皮是焊条的重要组成部分，也是决定焊条和焊接质量的重要因素。一般说来焊条药皮是由矿石、铁合金或纯金属、化工物料和有机粉末混合均匀后粘接在焊芯上。(www.xing528.com)

1.药皮的作用 焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用，其主要作用如下：

（1）保护作用 在焊接过程中，某些物质（如有机物、碳酸盐等）受热分解出气体（如CO₂等）或形成熔渣起到气保护或渣保护作用，使熔滴和熔池金属免受有害气体（如大气中的O₂、N₂等）的影响。

（2）冶金处理作用 与焊芯配合，通过冶金反应脱氧，去氢，除硫、磷等有害杂质或添加有益的合金元素，以得到所需的化学成分，改善组织，提高性能。

（3）改善焊接工艺性能 通过焊条药皮不同物质的合理组配（即药皮配方设计），有助于提高焊条的操作工艺性能，促使电弧燃烧稳定、减少飞溅、改善脱渣、焊缝成形和提高熔敷效率等。

2.药皮的组成 焊条药皮的组成成分相当复杂，一种焊条药皮配方中，组成物一般有七八种之多，主要分为矿物类、铁合金及金属粉、有机物和化工产品四类。根据药皮组成物在焊接过程中所起的作用可将其分为如下七类：

（1）造气剂 主要作用是形成保护气氛，以隔绝空气。常用的有机物有淀粉、木粉等；碳酸盐类矿物质如：大理石、菱镁矿等。

（2）造渣剂 主要作用是在熔化后形成具有一定物理化学性能的熔渣，覆盖在熔池和焊缝表面，起机械保护和冶金处理作用。常用造渣剂有大理石、钛铁矿、金红石和赤铁矿等。

（3）脱氧剂 主要作用是使焊缝金属脱氧，以提高焊缝的力学性能。常用的脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁及铝粉等。

（4）合金剂 其作用是向焊缝渗加有益的合金元素，以提高焊缝的力学性能或使焊缝获得某些特殊性能（如耐蚀、耐磨等）。根据需要可选用各种铁合金，如锰铁、硅铁、钼铁等或粉末状纯金属，如金属锰、金属铬等。

（5）稳弧剂 主要起稳定电弧的作用。一般多采用易电离的物质，如碱金属及碱土金属的化合物碳酸钾、碳酸钠等。

（6）粘结剂 用以将各种粉状加入剂粘附在焊芯周围。常用的是水玻璃。

（7）增塑剂 用以改善涂料的塑性和滑性，便于焊条压涂机压涂焊条药皮，有利于挤压和成形，故又称成形剂。常用的有白泥、云母、糊精和钛白粉等。