《立焊焊条的配方及性能评定研究》12000字（论文）

=绪论1.1研究背景随着科学的发展和技术的进步，焊接早已经脱离了单纯工艺和技术的层面，而更多的是偏向于科学技术的的范畴，并且在发展过程中，与好多科学技术发生了不间断的碰撞，有好有坏，但更多的展现出来的是其旺盛的生命力和无比辽阔的发展前景。新材料不断被研究出来，新能源被不断开发出来，还有许多新结构和新技术不断涌现出来，这些都对焊接提出了巨大的挑战，焊条研究更是难上加难。伴随着焊接技术的飞速发展，焊接材料的范围也是一天天的增大，引起了各行各业的极大关注。我国主要焊接材料(焊条、焊丝、助焊剂)总产量多年保持世界第一。近年来，我国焊接材料总产量已达70-80万吨(包括助焊剂、焊料等，总产量已超过100万吨)，已成为真正的焊接生产大国。我国焊接材料行业是建国后发展起来的，我国焊接材料行业有400多家焊条生产企业，其中大型焊条厂10多家，中型焊条厂50多家，近年来，我国焊条年产量约为60-80万吨出口。国内生产的焊条主要是钛钙型(涂层含氧化钛30%以上，碳酸盐20%以下)和低氢型(涂层含碳酸钙和碳酸镁)。立焊在我国的焊接方法中属于比较艰难的焊接，所以对于焊条的制作也是非常的苛刻，制造起来非常有难度，需要选择合适的焊条药皮配方。目前我国在适应于立焊焊接这一方面的焊条也有很多种，最出色的有J507下、E5048的立焊焊条，它不仅在中小型企业里面是主量产品，也是大型企业的主要生产，它在国内焊材市场非常的抢手，这两种焊条属于TiO2-SiO2-CaO渣系，能更好的减少焊条的飞溅率，有着优异的焊接工艺性能。1.2研究意义在焊接这个超级大领域中，随着半自动焊技术和自动焊技术的逐年提高，焊条在焊接材料中的应用中，每年的应用比例基本都呈下降的趋势，所以在焊条行业竞争中，有着非常大的挑战，有好就有坏，时势造英雄，在这么大的压力下，同时伴随的是发展的机遇。焊条行业要想发扬光大，就应该根据手工焊的特点，做到扬长避短,尽可能的发挥出优势和特点，比如焊条在设计、制造和灵活性这三个方面优势很大,要做到调整产品结构，向研制特种的专用的焊条这个方向转变。在提高生产效率、提高焊接质量水平、降低焊工劳动强度、减少环境污染、节约能源节约材料、等诸多方面加大努力程度，以满足焊接生产应用中对手工焊越来越高的要求。手工电弧焊的最理想焊接方式是平焊，但在一些特殊的场合，采用空间位置的焊接操作是避免不过去的。例如:在高层建筑施工上面、在船舶制造上面、在海洋石油工程的建设方面、在大型起重机械工程上面、在各式各样管道的铺设上面、在超大型石油储罐的焊接安装上面、在道路桥梁等空间位置的焊接结构上面，都有大量的全位置焊接。空间位置的手工焊对焊工的操作水平要求高，焊工的劳动强度也比较大，焊接生产效率低，质量比较差，最关键的是焊缝的外观成形与平焊难以相提并论。而在空间位置的立焊目前绝大多数采用立向上焊焊接，不仅容易产生咬边等一系列焊接缺陷，焊接质量比较差，而且给焊工的操作带来了巨大的困难。所以，我们计划设计了这一种立向下焊专用焊条，改变传统手工电弧焊的立焊位置只能由下而上的操作现状REF_Ref15453\r\h[1]。立向下焊焊接是一种特别节能且高效的焊接方法，与立向上焊焊接相比较，具有很大的优势。第一，如果采用了立向下焊焊接技术，不仅能够节约成本，还可以大大提高焊接生产效率。第二，立向下焊焊接的焊缝十分光滑平坦，没有立向上焊焊接时，凸出来的焊缝增高量那么大，因而既节省了焊接材料的过度使用，又相应的节省了电能的消耗。第三，立向下焊焊接所使用焊条，它的直径可以比立向上焊焊接的大，所使用的焊接电流也比立向上焊焊接大15%~20%，提高焊接生产效率在1/3到一倍左右。第四，立向下焊焊接的焊缝成形好看漂亮，焊缝表面略微成凹形，不容易产生焊接咬边，特别大程度地提高了焊接质量。第五，立向下焊焊接相比较来说操作简单，焊接速度快，引燃电弧后直接从上而下拖即可，很大程度上降低了焊工的劳动强度。立向下焊焊接的运动方向是从上到下的，而且是连续进行的，中途不能停止，下表层也没有任何的物体可以依托，所以焊接时产生的渣水和铁水特别容易流到焊缝外表面，所以说采用立向下焊焊接能不能成功，主要看的是使用的焊条的整体工艺性能，也就是说采用立向下焊焊接的工艺研究重点就是要想办法获得具有优良工艺性能的立向下焊焊条，换句话说就是在采用立向下焊焊接时，不容易淌渣水，不容易淌铁水，而且它的熔渣表层覆盖性必须得好，焊缝得长，成形得好，这就要求对药皮的成分结构进行一些相对应的的调整，让渣的药皮成分拥有比较高的电弧熔点，从而可以形成一定时间和一定长度的电弧集中力和电弧吹力，还要求渣和渣之间具有合适的绝缘粘度，较大的绝缘表面电弧张力，也就是渣与块状液态液体金属间有比较小的绝缘界面电弧张力，再适当降低成渣的指数，即可获得工艺性能优良的立向下焊条REF_Ref19688\r\h[2]。1.3研究内容为了满足空间位置焊接的一系列要求，所研制出来的焊条，焊接熔渣必须呈现短渣行为，这是最必要也是最基本的条件。在完全满足了工艺性能和冶金性能的基础上，熔渣的生成量要尽可能的少，为了达到这一要求，在别的条件不变的情况下，要尽可能减少熔渣的自重。因此，可以通过减少造渣剂数量，也就是说多采用易焦化和易挥发的有机物来造气，这样就既达到了限制熔渣的生成量，又达到了强保护气体的保护，有利于克服因自身重量下坠的结果，且保证氧化还原性及熔渣酸碱度的统一，并选择合适的脱氧剂和合金剂。同时，为了减少液态熔渣和金属的体积、重量，宜选用Φ4.0mm以下直径规格REF_Ref15453\r\h[1]。本论文是为了研究出一种适用于立焊位置的焊条，最关键的一步是药皮配方设计，使用这种焊条焊接，要能满足焊接要求，比如熔滴不容易下坠、焊缝成形良好等等。研制步骤:查阅大量资料，了解其国内外发展现状；查阅相关书籍，全面了解焊条的组成、制造及每部分的功能；咨询学校老师或相关专业人士，掌握立焊焊接对焊条的基本要求；（4）能够比较熟练掌握焊条的生产制造过程及其工艺性能评定；（5）通过大量试验结果，得出一种适用于立焊焊接的焊条药皮配方；（6）进行工艺性能评定，若有需要，进一步优化药皮配方；（6）进行最后总结工作，得出结论REF_Ref22942\r\h[3]。

2焊条的组成及制造2.1.焊条组成及各部分功能如图2.1所示，焊条是一种必需的焊接材料，它由里外两部分组成，里面是具有一定长度的金属丝，外表面是有特殊作用的涂层。其中，里面的金属丝被叫做焊芯，外面的特殊涂层被叫做药皮。所以，焊条就是这两部分构成的。图2.1如图2.2，可以对焊条结构各部分的名称做到了如指掌，焊条细的一端被叫做夹持端，约占焊条的1/16，大概长10～35mm，另一端被叫做引弧端，用来引燃电弧。焊芯的直径直接决定着焊条的直径，焊芯也决定着焊条的长短。在中国，制造工厂生产的焊条规格必须要满足国标要求，要不然不能在市场上销售贩卖。图2.2焊条结构示意图2.1.1焊芯（1）焊芯的种类和成分因为焊芯的主要作用之一就是被当作焊缝的填充金属，所以焊芯的种类和成分直接影响着焊缝的成分、组织、和性能。在一般情况下，焊芯的种类、焊条的种类和被焊母材的种类存在着大致的对应关系，如表2.1所示。例如，对于碳钢和低合金钢焊接所用的焊条来讲，都可以选择低碳钢焊芯，其化学成分如表2.2所示，而其他焊条所用焊芯的成分可参考相关手册[1]。表2.1与母材和焊条对应的焊芯种类表2.2低碳钢焊芯质量分数表（GB/T14957-1994）如表2.2所示，H的意义是焊芯，H后面的两个数字代表的是碳元素的质量分数，如H15表示的是焊芯中碳的质量分数为0.15%；末尾的字母表示优劣等级，C为超优，E为特优，A为优。如表2.2所示，低碳钢焊芯包括的主要化学元素有C、Mn、Si、Ni、Cr、Cu、S、P等，要想提高焊接质量，就必须合理控制上述这些化学元素的量。C可以用来提高焊缝强度，在焊缝强度符合要求的前提下，要把C元素的含量尽可能的降到最低，因为C元素的含量如果过高，会让焊缝产生脆化的倾向变大，产生裂纹的倾向也会变大，还会让焊接过程变得极不稳定，飞溅增大。Mn不仅有固溶强化的重要作用，而且还能脱S、脱O，减小焊缝裂纹倾向，这些都是非常关键的，但如果Mn的含量过高或者过低，都会让焊缝的韧性出现大程度的降低，这是我们非常不希望看到的结局，所以，Mn的含量既不能过高也不能过低，要在一个合适的范围。Si跟Mn相似，能脱O,也有固溶强化作用，但如果Si的含量过高，焊缝中SiO2杂质含量必然也会很大，还会降低焊缝韧性，所以，Si的含量应该尽可能的低一点。S、P是众所周知的危害性很大的元素，含量必须严格控制把握，不能出一点差错。Ni、Cr、Cu属于杂质元素，所以，对这三种元素的含量，可以查阅相关书籍资料、焊接手册，严格加以把控。（2）焊芯的作用1）充当电极，传导电流，维持电弧的燃烧，使其平稳工作；2）焊芯本身熔化，形成填充金属。2.1.2药皮表2.3焊条药皮主要组成物质量分数表（%）（1）药皮的组成药皮是由多种特殊材料混合制成的涂层，这些材料拥有着独一无二的化学物理性质，这些材料在表2.3中都一一列举了出来，按照它们功能作用的不同，可以分成七大类，下面一一叙述REF_Ref26894\w\h[19]。稳弧剂是被用来提高电弧稳定性和改善引燃性的东西。一般情况下，只要含有电离电位比较低的元素，多多少少它都会具有稳弧作用，像水玻璃、大理石等等。造气剂是会在焊接过程中燃烧或分解的物质，产生保护气体来保护焊缝。常用的造气剂有大理石、白云石等等。3）造渣剂是会在焊接过程中熔化的物质，它能形成具有特殊理化性质的熔渣，将会被用作保护焊接区，药皮大部分就是由它组成的。常用的造渣剂有钛铁矿、赤铁矿、云母、氟石等等。4）脱氧剂的主要作用是减小药皮或熔渣的氧化性和焊缝中的含氧量，一般情况下都是通过化学反应来达到这一目的。金属中如果包含对O亲和力较大的元素，如锰铁、钛铁、Al粉等等，都是可以用来做脱氧剂的。5）大多数情况下，焊接过程中必然会发生合金元素的丢失，合金剂就是用来补偿丢失的这些合金元素，同时向焊缝中添加需要的合金成分，这样可以得到更加令人满意的焊接结果。一般情况下，合金剂要根据实际需要确定。我们最常见的是锰铁、硅铁、镍粉等等。6）粘结剂的作用是为了把药皮牢靠地粘在焊芯上，并让它具有一定的强度，还有一点就是粘结剂在焊接过程中不能产生多余的、有害的化学反应。常用的由钠水玻璃、钾水玻璃等等。7）成形剂是最后用到的物质，它得保证使药皮具有一定的塑性、弹性和流动性，要确保做到药皮压涂时不能开裂且光滑流动性好。常用的成形剂有云母、白泥、滑石等等。我们应该知道的是，药皮组成物的每一种材料，都不能一概而论，基本都具有多重功效，如表2.4所示。打个比方说，金红石的主要用途是造渣，再然后它也能被用来稳弧，能大大改善焊缝成形，也能降低飞溅率；大理石的主要用途是造渣造气，也可以用来引弧，可以减少H、S和P的危害；氟石它就是个造渣作用，还可以降低H的含量，这点很重要，但是它又会产生有害气体危害焊工健康；硅砂主要任务也是造渣，还能使焊缝中增加Si元素的含量。所以，在选择药皮材料和进行立焊焊条药皮配方设计时，不能单纯的只看一个方面，就做出选择，要统筹兼顾，总览全局，最后选择最适合的材料。另外，还有一点也同样不可忽视，那就是冶金性能的副作用，增H、增S、增P等。表2.4药皮各材料作用一览表注：主—主要作用；次—次要作用；副—副作用药皮的类型按照组成物种类和含量的不一样，主要将药皮分成如下八种类型，在GB中，又对每一种规定说明了相匹配相适用的电源种类，感兴趣的同学可以自己翻阅资料，在这里就再不做一一的赘述REF_Ref26982\w\h[20]。1）含有35%以上的TiO2、少量硅酸盐和少量有机物的为氧化钛型药皮；2）含有30%以上的TiO2、20%以下的碳酸盐和少量硅酸盐的为氧化钛钙型药皮；3）含有30%以上的钛铁矿、少量硅酸盐和少量锰铁的为钛铁矿型药皮；4）含有大量铁矿石、少量硅酸盐和少量有机物的为氧化铁型药皮；5）含有15%以上的有机物和少量造渣剂的为纤维素型药皮；6）含有大量碳酸盐、一些氟石和铁合金的为低氢型药皮；7）含有石墨的为石墨型药皮；8）主要由氯盐和氟盐组成的为盐基型药皮。（3）药皮的作用1）药皮在高温条件下熔化成渣，这是渣保护；同时会发生化学反应释放出保护气体，这是气保护。正是由于这两种保护方式同时行动，才能避免焊接过程中空气的入侵不会对焊缝金属造成影响，这就是药皮的机械保护作用。2）在焊接时，药皮会通过各种化学冶金反应往焊缝中添加有利的合金元素，同时也会剔除一些有害元素，这样一来，焊缝的综合性能就会得到大大的提高，这就是药皮的冶金处理作用；3）通过全方位综合分析，合理选择药皮的组成成分，可以做到降低飞溅、提高脱渣能力、电弧容易引燃等一系列好的方面，这就是药皮的工艺性能改善作用。2.2焊条分类方法焊条分类方法网上五花八门，但总结下来，无外乎四个大的方面，下面进行一一说明。按照实际用途分类若按照焊条实际用途来分类，大致可分为十种，分别为结构钢焊条、不锈钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、堆焊焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条REF_Ref27618\r\h[4]。按照渣的碱度分类1）酸性焊条：药皮中包含大量酸性氧化物、熔渣为酸性的焊条；2）碱性焊条：药皮中包含大量碱性氧化物、熔渣为碱性的焊条。按照药皮类型分类在上文，已经进行了详尽的解释，这里再不具体说明，详情请参考上节“（2）药皮的类型”。按照药皮重量系数分类按照重量系数可分为厚皮焊条（30%-50%）和薄皮焊条（1%-2%）REF_Ref27618\r\h[4]。

2.3焊条制造流程图2.3焊条制造流程示意图REF_Ref2253\r\h[5]

3立焊焊条的药皮配方设计3.1立向下焊的特点立焊是正对着焊件进行焊接，操作困难程度较大不说，还造成极大的体能消耗。立焊是各种位置焊接中最困难的一种焊接方法，焊接时铁水由于重力而下坠，而且铁水、熔渣不容易分离，焊缝成型也不美观，焊接时熔池情况不方便观察，还很快产生疲劳，焊接时运条不当时易产生夹渣等缺陷。因此，必须下更大的工夫、花更多的时间才能掌握。在立焊过程中，铁水由于受自身重力影响，易形成焊瘤、咬边等焊接缺陷，在焊接过程中严格控制焊接熔池形状及熔池温度非常有必要，如果熔池温度过高应采取用断弧焊接REF_Ref8069\r\h[6]。在进行立向下焊接时，焊条的运动方向肯定是从上到下的，焊缝的位置大多数都处于一个竖直方向，这样就会有一个明显的特点，因为有自身重力的影响，熔池的焊接流动速度比较快，这就要求焊工的焊接速度必须得加快，同时熔滴向熔池的过渡速度也随之提高，这就代表着需要选用较大的焊接电流来进行焊接，来增大电弧吹力，加快熔滴过渡的速度，这样还能够尽可能的提高熔深，提高焊缝性能，还有熔渣的粘度必须得提高，这样才能确保焊接质量，最后，焊条的配方选择短渣，才可以获得符合要求的立向下焊条REF_Ref8294\r\h[7]。3.2焊条设计一般思路图3.1焊条设计思路REF_Ref8471\r\h[8]3.3熔渣的粘度合适的熔渣粘度在立焊焊接中尤为关键，它是保证焊条工艺性能的重要因素之一，我们通过大量试验发现，如果渣中碱性氧化物的含量增加，熔渣的粘度就会出现明显的降低，铁水和渣水特别容易产生下淌，所以药皮含量里面CaO、MgO的含量宜控制在5%以下，随着渣中SiO2含量的增多，熔渣粘度出现明显的增大，有利于防止渣水和铁水下淌，加入适量的SiO2还有一个很大的好处，就是可以降低熔渣的表面张力，改善熔渣对焊缝的浸润性，也有利于其均匀完整地覆盖在焊缝表面，但如果SiO2含量过高，也有一些坏处，比如熔渣粘度会比较大，流动性也会变得特别差，这样的话反而不利于对焊缝的覆盖；还有熔渣粘度过大会影响冶金反应的充分进行，增大了气体和熔渣从熔池中浮出的阻力，这样就容易导致产生气孔和夹渣等缺陷；也会使熔渣的短渣性质发生变化，毫无疑问，这些都是我们不想看到的结果REF_Ref20994\r\h[9]。3.4电弧的吹力使用研制出来的焊条进行焊接时，比较大的电弧吹力是我们希望看到的，因为它非常有利于提高焊条工艺性能。比较大的电弧吹力可以有效地克服立焊时的重力作用，托住熔渣和铁水，防止其下淌；其次可促进熔滴向熔池过渡，有利于减小飞溅；另外可加强电弧对熔池的搅拌作用，有利于气体和熔渣浮出，但为了获得大的电弧吹力，须加入较多的纤维素，而微晶纤维素含量过高，将使焊缝增氢，焊缝抗裂性能变差，并使焊接烟雾增大，飞溅增多，为此，将纤维素含量控制在15%以下。通过调整熔渣的凝固特性，以使电弧吹力能够满足焊接工艺的要求，另外，在焊条中，电弧吹力通常都是通过加入有机物来获得的，而在本焊条中，除了加入有机物外，还加入了适量的碳酸盐，这样既可提高电弧吹力，又不会使焊缝增氢，但加入量不能太多，否则易使熔渣下淌REF_Ref20994\r\h[9]。3.5药皮渣系的选择熔渣在冷却过程中其粘度发生不同程度的变化，这些变化对冶金及焊接工艺性能影响较大，渣系类型是影响焊条工艺性能的决定性因素。为了保证熔渣和铁水在立焊时不下淌，立焊焊条的渣系应为典型的短渣，即在焊弧区内熔渣粘度小、流动性好，有利于焊接冶金反应的充分进行，熔池中的气体和夹渣能及时浮出，而当焊弧移开后，熔渣粘度迅速增大并快速凝固，以避免熔渣和铁水下淌，从而获得成形良好的焊缝。通过查阅相关文献及理论分析可知立焊焊条形成碱性渣系

Al2O3－SiO2－CaO，在该碱性渣系中加入

TiO2

和

CaCO3

均可形成典型的短渣，又由于

SiO2

为典型的长渣物质，因此通过在焊条配方中添加适量

TiO2

和

CaCO3，同时适当减少

FeSi

来进行试验。试验过程中观察到，当

TiO2

和

CaCO3

加入量较少时，渣系没有明显变化，熔渣对熔融焊料的阻挡作用也没有明显的改善；随着两种物质添加量的增加，出现熔融金属呈球状下淌的现象，同时焊后观察发现，部分熔渣在母材焊道表面均匀铺展，熔渣阻止焊料下淌的作用仍不明显REF_Ref20994\r\h[9]。3.6焊条药皮配方的最终确定通过上文3.3、3.4、3.5节的内容，我们确定了最终的药皮各成分含量为：表3.4焊条药皮配方成分含量表REF_Ref22942\r\h[3]

4焊条工艺性能评定4.1焊接的电弧稳定性焊接时的电弧温度是否稳定，直接就会影响整体焊接处理过程工作能否连续顺利地正常进行和保证焊接过程质量。焊接点火电弧的工作稳定性与很多重要因素直接有关，如了解焊接焊弧电源的工作特性，包括焊接电流源的种类、空载工作电压以及焊接电源的流体动力学特性、焊接电弧规范中的参数和连接焊条上的药皮结构组成等。其中整个焊条焊接药皮耐热组成对焊接电弧耐热稳定性组成有很大的直接影响，这主要是因为钢条焊接期间电弧作用气氛的气体成分变化决定于整个焊条焊接药皮的耐热组成，而焊接电弧的耐热稳定性又直接与组成电弧作用气氛的气体成分变化有关。电弧反应气氛的有效电离位越低，电弧气氛放电反应过程越稳定。在发射药皮中适当加入发射电离位低的化学物质时就可以有效降低发射电弧产生气氛的发射电离位，因而就有了能有效提高发射电弧的化学稳定性。云母、长石里都说明含有元素K20+Na20.他们都认为是一种能够有效提高核磁电弧粒子稳定性的天然物质。碳酸钾和氯化钾水溶性玻璃由于稳定剂和电弧的联合作用效果更好，常用来作为稳弧剂原料使用REF_Ref24566\r\h[10]。实验结果表明该焊条电弧稳定性良好，焊接过程十分顺利。4.2焊缝的成形性良好的熔渣焊缝变型成形效果应该主要是由于焊缝主体表面光滑，波纹细致美观，焊缝上的几何纹理形状正确，焊缝向主体母材圆滑方向过渡，无缝隙咬边缝等缺陷，加强高度适中，实践证明，不同品种类型的钢焊条其间的焊缝变形成型程度是不同的，这主要原因是由于它们都与熔渣的各种物理化学性质(包括熔渣的质量熔点、黏度及焊缝表面上的张力等)不同关系所致。熔渣的具体物理化学性质主要取决于燃料焊条和火药皮的结构组成。为了能够获得良好的金属焊缝性和成形必须正确地分别确定金属焊条和火药皮层的配方[17]。图4.1钢板焊缝成形图图4.2管道焊缝成形图熔渣的温度稳定性及熔点和整体材料焊缝黏度太高或者是熔点温度太低都很有可能导致使整个材料焊缝或者整体材料成形不好。太高时，有影响到热压缩碳钢铸铁焊缝水平的光滑现象，并且这样会导致使渣的连接焊缝低于内层材料表面凸凹不平，熔点和大量熔渣之间黏度太低时，渣的焊缝内层材料流动性太大，熔渣不能很好完全地被外层覆盖，焊缝低于内层导致表面粗糙不平，一般用在碳钢铸铁焊接中在包含大量熔渣的热轧材料中其熔点比普通热轧钢材约低200-450℃REF_Ref24670\w\h[11]。实验结果如图4.1、4.2所示，可以发现焊缝清晰美观，焊缝的形状也符合评定的标准，焊缝的余高也符合要求，更没有出现咬边等缺陷，焊缝成形良好。4.3脱渣性脱渣性清除是一种指由于焊后层的熔渣从进入焊缝的外表而得到清除的难易复杂程度。如果焊料脱渣困难，则这就会显著大大降低生产线的效率，多层次钎焊时尤其如此，此外还容易直接造成焊料夹渣时的缺陷。所以说其脱渣性能也是彩钢焊条的重要组成工艺性能。影响介质脱渣性的影响因素很多，如溶解熔渣的介质线性和膨胀张力系数，熔渣的介质氧化性，它的介质疏松度和它的表面力学张力等。致于哪种心理因素可能起主要抑制作用，要根据它的具体情况及时进行原因分析。（1）焊缝熔渣金属线的热膨胀值与系数的直接影响这里线是一个主要直接影响线的因素，焊缝熔渣金属与材料熔渣的关系线的热膨胀值与系数之差越大的线脱渣越容易，线的热膨胀值的系数大小取决于焊缝熔渣的主要成分。图4.3钢板焊缝图①图4.4钢板焊缝图②（2）接缝焊条材料熔渣液体空气性和氧化性的能力改善对其影响很大当用于粘在各种焊缝焊条中的这些金属已经完全彻底凝固，而尚未完全彻底凝固的还是粉状金属液体接缝焊条材料熔渣和用于粘在各种焊缝焊条中的这些金属还是是没有固定或者一段时间可以长久共存的或者较长时间，这时，如果接缝焊条材料熔渣的液体空气性和氧化性太强就很有可能会直接导致使其在粘入焊缝中的金属表面逐层空气氧化，生成一层焊条熔渣空气氧化后的一层膜，氧化后的这层膜就象一种弹性黏结剂-一样，把粘在焊条中的熔渣和用于粘在各种焊缝焊条中的这些金属之间能够牢固地紧紧地连粘在一起，使粘在焊条中的熔渣很难完全彻底清除，这时，加强改善接缝金属焊条的焊件熔渣空气脱氧性和氧化性的能力就已经完全可以明显地有效用于改善接缝焊条中的脱渣性REF_Ref24761\w\h[12]。实验结果如图4.3、4，4所示，焊渣能够很容易的从焊缝表面脱离下来，表明此焊条的脱渣性优秀，符合原本设计初衷。4.4飞溅性飞溅焊缝清理技术是广泛应用指焊接钢条进行焊接焊缝清理工作过程中由于冷溢流熔滴或者热溢流熔池中化学气体喷溅飞出的大量含有金属化学杂质和小颗粒，飞溅次数太多就有可能会导致严重破坏正常的焊接钢条进行焊接焊缝清理工作过程，降低了飞溅在整个焊条上的材料熔敷率和减少飞溅弄脏了的钢条焊缝周围，增加了在焊条焊接清理时的维护工作量REF_Ref24954\w\h[13]。引起飞溅的主要原因有：（1）电弧作用力引起的飞溅；（2）在进行短路断电过渡的这种情况下，电弧气体再燃时点火产生的气体飞溅。影响焊条飞溅幅度大小的影响因素很多:其中黏度大的焊接渣屑比飞溅大;随着增加了的焊接焊弧电流时，飞溅也随着电流增加;焊接药皮中树脂含水量过多时，飞溅也会增加;焊接电弧时间过长也随着增加了的飞溅;其中交流比直流的要高飞溅大;在高压直流电源链条焊接时极性不合适时则飞溅也随着增大;同时如果在低氢电源焊条正心直接比交流反接要高飞溅大;焊条两端偏心太大也可能使焊条飞溅幅度增大。另外，熔滴体和过渡体的形态、电弧的绝热稳定性等也都对其有影响。钛锰酸钙型电弧焊条由于电弧元件燃烧稳定，熔滴以较细小的颗粒形式过渡，飞溅较小。低氢离子焊条的长路电弧反应稳定性差，熔滴以大量的颗粒流和短路电流过渡反应为主REF_Ref25042\w\h[14]。实验过程中我们可以清楚地看到飞溅很小，金属颗粒飞向周围环境的程度完全符合相关要求。4.5焊接烟尘量无论什么样的材质焊条都在进行焊接的的时候它本身都会容易烟尘产生影响钢条板在焊接时的大量烟尘。由于专业焊工中的烟尘中常常可能会遇到含有各不同种类的苯等有毒有害化学物质，因而焊工烟尘污染会严重直接污染焊业人体以及工作环境中的外部环境，危害焊工人体以及焊工健康。焊接过程中的金属烟尘主要成分是由于附在焊芯和焊接金属上的药皮在强烈的的高温氧和焊接剂的作用下迅速发生过热榕化并被激烈地受热燃烧蒸发过热从而氧化引起某些其他金属元素激烈燃烧受热发生蒸发、氧化以及由于金属药皮里某些其他金属化学组成物和其他一些冶金金属化学反应物所混合生成的某些金属化学物质激烈燃烧受热发生蒸发从而氧化形成的一些化学反应产物REF_Ref26593\w\h[15]。因此，烟尘过热气体氧化形成的过热氧化反应过程实质上来说也就是一个因室内空气温度过热而"蒸发"的过热氧化反应过程REF_Ref25245\w\h[16]。影响焊接发尘器导致铅中毒的影响因素很多，如焊接药皮涂层成分、药皮涂层厚度、电弧焊接电压值的高低和实际焊接过弧电流量的大小、电流的来源种类和焊接极性等。焊条材料药皮主要成分发尘是一种影响材料发尘而导致人中毒的主要影响因素，药皮中各种金属材料中因发尘而导致人中毒的物理作用主要有以下两个主要方面:（1）冶金材料本身及其各种冶金化学产物的蒸发沸点，这直接决定了这种冶金材料本身沸点是否容易发生蒸发，在各种冶金化学反应中中它能否直接生成一种沸点低、易发生蒸发的冶金产物;（2）降尘材料对构成电弧阴极物理化学因素的直接影响，凡是由于能够有效降低电弧阴极熔滴斑点的分析热，改善熔滴斑点过渡热的形态，因而能够降低熔滴斑点过渡热、减少熔滴蒸发的电弧材料都通常可以使用降尘。焊接中的烟尘对焊工人体的焊接危害主要有两类，第一类为焊工人体不能充分吸收的焊接烟尘，焊工一旦吸入大量这种焊接烟尘，会将焊工肺泡血管堵住，产生焊接尘肺。第二十一类为其在人体内部可以直接吸收的固体烟尘，常指人体可溶解于水中的固体烟尘，这种类的烟尘被常指焊工人员吸入被吸的水充分溶解后或者人体可以吸收后而引起的的全身食物中毒。因此，设计者所配制的烟气焊条产品应尽量降低总的烟气发尘量，并尽量减少进入烟尘空气中的各种有毒有害物质REF_Ref25353\w\h[17]。在实验过程中，我们用肉眼观察到的烟尘量很少，用专业空气质量检测设备对焊接时四周的空气进行了检测，其各种有害物质的含量均低于国家现行的标准。4.6药皮的发红药皮由于硬度温生发红或者焊片开裂全部脱落这种问题一般情况指的也可以就是在将钢片直接焊到后端上或下半段时，由于前端连接件和焊条上的大量药皮使其硬度温生过高而容易出现焊片发红、开裂或者使焊片全部脱落的一种不良现象。焊条如果焊接会同时出现这种易燃烧损伤的现象则由于焊接后半段钢条焊接时的工艺性能差，药皮金属材料焊接中的大量弹性金属过早地接受到外力烧损，严重的情况会直接影响到对钢条进行焊接时的施工质量，有时不得不把相当长的焊接时间内将剩余下的焊接部分暂时进行丟弃则有的会因此造成很大的人力资源消耗浪费。在实验过程中我们可以看到，焊接时，焊条能够从开始一直保持稳定