根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)特點
薄壁件:焊接薄壁鑄鐵件時,由于散熱快,容易產(chǎn)生白口組織和裂紋,應選用抗裂性能好、熔深淺的焊條,如 Z308 純鎳鑄鐵焊條或 Z408 鎳鐵鑄鐵焊條。這些焊條可以采用小電流焊接,減少焊接熱輸入,降低焊件的受熱程度,從而防止出現(xiàn)過多的焊接缺陷。
厚壁件:對于厚壁鑄鐵件,需要考慮焊條的熔敷效率和焊縫的強度??蛇x用 Z208 鑄鐵焊條,配合適當?shù)念A熱和后熱措施,以焊縫根部熔合良好,同時通過石墨化元素的作用,使焊縫形成灰鑄鐵組織,提高焊縫的強度和加工性能。對于一些大型厚壁鑄鐵件,還可以采用多層多道焊,每層焊接時選用合適直徑的焊條,控制好焊接電流和速度,確保焊接質(zhì)量。
根據(jù)鑄鐵類型
灰鑄鐵:這是常見的鑄鐵類型,強度較低,焊接性相對較好。對于一般要求的灰鑄鐵焊接,可選用 Z208 鑄鐵焊條,它是一種碳鋼芯強石墨化藥皮焊條,能通過石墨化元素促使焊縫形成灰鑄鐵組織,適用于焊接較厚的灰鑄鐵件。對于重要的灰鑄鐵件,如機床床身等,可選用 Z308 純鎳鑄鐵焊條,其焊縫金屬具有良好的加工性能和抗裂性能,能有效焊接質(zhì)量。
球墨鑄鐵:球墨鑄鐵強度較高,焊接時對焊條的要求也較高。通常選用 Z408 鎳鐵鑄鐵焊條,該焊條焊縫金屬中含有適量的鎳和鐵,能有效地防止白口組織和裂紋的產(chǎn)生,同時具有較好的力學性能,可滿足球墨鑄鐵焊接后的使用要求。對于一些對韌性要求較高的球墨鑄鐵焊件,還可選用 Z508 鎳銅鑄鐵焊條,其焊縫金屬具有良好的韌性和抗裂性。
焊接碳鋼及低合金鋼的焊芯,一般都選用低碳鋼作為焊芯,并填加錳、硅、鉻、鎳等成分(詳見焊絲國家標準GB1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低時鋼絲塑性好,焊絲拉拔比較容易,另一方面可降低還原性氣體CO含量,減少飛濺或氣孔,并可增高焊縫金屬凝固時的溫度,對仰焊有利。加入其他合金元素主要為焊縫的綜合機械性能,同時對焊接工藝性能及去除雜質(zhì),也有一定作用。
焊條的選用須在確保焊接結(jié)構(gòu)安全、可行使用的前提下,根據(jù)被焊材料的化學成分、力學性能、板厚及接頭形式、焊接結(jié)構(gòu)特點、受力狀態(tài)、結(jié)構(gòu)使用條件對焊縫性能的要求、焊接施工條件和技術經(jīng)濟效益等綜合考查后,有針對性地選用焊條,必要時還需進行焊接性試驗。
焊芯
焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊接時,焊芯有兩個作用:一是傳導焊接電流,產(chǎn)生電弧把電能轉(zhuǎn)換成熱能,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。
焊條焊接時,焊芯金屬占整個焊縫金屬的一部分。所以焊芯的化學成分,直接影響焊縫的質(zhì)量。因此,作為焊條芯用的鋼絲都單規(guī)定了它的牌號與成分。如果用于埋弧自動焊、電渣焊、氣體保護焊、氣焊等熔焊方法作填充金屬時,則稱為焊絲。
電焊條的分類方法很多,可分別按用途、熔渣的堿度、焊條藥皮的主要成分、焊條性能特征等不同角度對電焊條進行分類。按用途分類
我國現(xiàn)行的焊條分類方法,主要是根據(jù)焊條國家標準和原機械工業(yè)部編制的《焊接材料產(chǎn)品樣本》。焊條型號按國家標準分為8類,焊條牌號按用途分為10類。
選用原則
考慮母材的性能和化學成分:要使焊條的熔敷金屬化學成分與母材相近,以焊縫的力學性能和其他使用性能與母材相匹配。例如,焊接 Q235 碳鋼時,可選用 E43 系列的碳鋼焊條;焊接 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼時,應選用 E347 等相應的不銹鋼焊條。
考慮焊接結(jié)構(gòu)的特點和使用要求:對于承受動載荷或沖擊載荷的焊接結(jié)構(gòu),應選用熔敷金屬韌性和抗裂性較好的焊條,如低氫型焊條;對于在高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)等特殊環(huán)境下工作的焊接結(jié)構(gòu),要選用具有相應耐溫、耐蝕性能的焊條。例如,焊接低溫容器時,需選用能低溫韌性的焊條。
考慮焊接工藝條件和設備:如果焊接設備為交流焊機,應選用適用于交流電源的焊條,如鈦鈣型焊條;若采用直流焊機,則可選用各種類型的焊條,但對于一些對電弧穩(wěn)定性要求較高的焊條,如低氫型焊條,采用直流反接效果更好。此外,還要考慮施工現(xiàn)場的焊接位置、焊接速度等工藝條件,選擇合適的焊條,以焊接質(zhì)量和效率。
選用要點
①考慮焊縫金屬力學性能和化學成分
對于普通結(jié)構(gòu)鋼,通常要求焊縫金屬與母材等強度,應選用熔敷金屬抗拉強度等于或稍母材的焊條。對于合金結(jié)構(gòu)鋼,有時還要求合金成分與母材相同或接近。在焊接結(jié)構(gòu)剛性大、接頭應力高、焊縫易產(chǎn)生裂紋的不利情況下,應考慮選用比母材強度低的焊條。當母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高時,焊縫中容易產(chǎn)生裂紋,應選用抗裂性能好的堿性低氫型焊條。
②考慮焊接構(gòu)件使用性能和工作條件
對承受載荷和沖擊載荷的焊件,除滿足強度要求外,主要應焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性,可選用塑、韌性指標較高的低氫型焊條。接觸腐蝕介質(zhì)的焊件,應根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)及腐蝕特征選用不銹鋼類焊條或其他耐腐蝕焊條。在高溫、低溫、耐磨或其他特殊條件下工作的焊接件,應選用相應的耐熱鋼、低溫鋼、堆焊或其他特殊用途焊條。
鑄鐵焊條
預熱焊件:為了減少焊接應力和防止產(chǎn)生白口組織及裂紋,焊接前對鑄鐵焊件進行預熱,預熱溫度根據(jù)鑄鐵的類型、焊件的結(jié)構(gòu)和厚度等因素而定,一般在 300 - 700℃之間。
采用合理的焊接工藝:焊接時應采用小電流、分段焊、斷續(xù)焊等工藝,避免焊縫過熱,減少焊接應力。同時,要注意焊條的擺動幅度和速度,焊縫根部熔合良好,防止出現(xiàn)未焊透和夾渣等缺陷。
焊后保溫緩冷:焊后應立即用石棉布等保溫材料覆蓋焊件,使其緩慢冷卻,以減少應力集中,防止產(chǎn)生裂紋。對于一些重要的鑄鐵焊件,還可進行焊后熱處理,如去應力退火等。