題目：E5015焊條藥皮成份設(shè)計與工藝性能測試學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：材料成型及操縱工程 班級：0901學(xué) 號： 0132 學(xué)生姓名： 李世春 導(dǎo)師姓名： 吳安如 完成日期： 2021年5月30日 誠信聲明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究功效；2、據(jù)查證，除文中專門加以標(biāo)注和致謝的地址外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包括其他人已經(jīng)公布發(fā)表過的研究功效，也不包括為取得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而利用過的材料；3、我許諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名：日期：年月日作者簽名：海泊N科茅隊畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目： E5015焊條藥皮成份設(shè)計與工藝性能測試 姓名李世春學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)一材料成型班級0901學(xué)號0132指導(dǎo)教師 吳安如職稱教授 教研室主任 李東鋒一、大體任務(wù)及要求：.杳閱E5015焊條資料，了解E4303焊條熔敷金屬的化學(xué)成份及藥皮成份組成:.選擇E5015焊條經(jīng)常使用藥皮配方的原材料；.對E5015焊條進(jìn)行不同配比的藥皮成份設(shè)計: .用手工方式制備E5015焊條;.對實(shí)驗焊條進(jìn)行焊接工藝性能實(shí)驗實(shí)驗; .對實(shí)驗焊條進(jìn)行熔敷金屬力學(xué)性能實(shí)驗實(shí)驗; .總結(jié)焊條設(shè)計、制備的理論依據(jù)并撰寫論文。 二、進(jìn)度安排及完成時刻：3月2日~3月21日，杳閱資料、撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報告: 3月22日~4月4日，課題調(diào)研、資料搜集、方案設(shè)計:4月5日~5月2日，繪制零部件圖;5月3日~5月23日，撰寫說明書;5月24日~5月30日，將畢業(yè)論文送指導(dǎo)教師審閱、評閱教師評閱;3月31日~6月5日，畢業(yè)論文答辯和資料整理。 目錄摘要 TOC\o"1-5"\h\zAbstract I\o"CurrentDocument"第1章緒論 0\o"CurrentDocument"焊條 0\o"CurrentDocument"焊條的組成 0\o"CurrentDocument"焊條工藝性能及其阻礙因素 2\o"CurrentDocument"堿性焊條在手工電弧焊中的進(jìn)展現(xiàn)狀 5\o"CurrentDocument"提高交流穩(wěn)弧性的途徑 6\o"CurrentDocument"改良脫渣性的途徑 7\o"CurrentDocument"提高引弧的途徑 7\o"CurrentDocument"進(jìn)展高效焊條的途徑 7\o"CurrentDocument"焊條降塵、降毒的途徑 7\o"CurrentDocument"焊條設(shè)計及制造的工藝探討 8\o"CurrentDocument"第2章試驗過程 9\o"CurrentDocument"實(shí)驗焊條的制作 9\o"CurrentDocument"焊條制作前的預(yù)備 9\o"CurrentDocument"實(shí)驗進(jìn)程 10熔敷金屬與焊縫金屬 12焊條藥皮成份設(shè)計 13\o"CurrentDocument"實(shí)驗內(nèi)容及技術(shù)方案 14(1)實(shí)驗內(nèi)容 14\o"CurrentDocument"E5015堿性焊條實(shí)驗 15\o"CurrentDocument"實(shí)驗設(shè)備： 15金相實(shí)驗試樣的制備 16\o"CurrentDocument"第3章實(shí)驗結(jié)果及分析 18\o"CurrentDocument"E5015堿性焊條的查驗 18\o"CurrentDocument"分析造成不同焊接工藝性緣故 19\o"CurrentDocument"E5015堿性焊條熔敷金屬組織分析 20\o"CurrentDocument"第4章結(jié)論 22\o"CurrentDocument"結(jié)論 22致謝 23\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 24E5015焊條藥皮成份設(shè)計與工藝性能測試摘要：本課題是在對E5015焊條藥皮配方充分調(diào)研的情形下而開展的，因為在E5015焊條中其力學(xué)性能較好，工藝性能較差一直是公認(rèn)的觀點(diǎn)。而工藝性能主若是受焊條藥皮成份的阻礙，故對基礎(chǔ)配方藥皮成份中的大理石和螢石在粒徑和相對含量上做了稍許的變更，來研究工藝性能較原配方焊條是不是有所改善。領(lǐng)導(dǎo)論分析和實(shí)際驗證發(fā)覺：錳硅合金在酸性碳鋼焊條中應(yīng)用完全可行，硅能增進(jìn)錳的過渡，且能減小焊條的飛濺；鈦鐵礦與石英砂適當(dāng)配合，焊條脫渣性能良好，夾雜物中Fe峰并無明顯增高。通過以上的研究，為E5015質(zhì)量提升從技術(shù)到理論上提供了理論支持。據(jù)此能夠研發(fā)出工藝性能綜合指標(biāo)優(yōu)良的新一代￡5015產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：堿性焊條；藥皮；金相組織；熔敷效率E5015coatingcompositiondesignandprocess

performancetestingAbstract：ThistopicisinthefullinvestigationonE5015coatingformulationconditionsandcarryout,becauseintheE5015electrodeinitsgoodmechanicalperformance,poortechnologyperformancehasbeengenerallyacknowledgedview.Processperformanceismainlyinfluencedbythecoatingcomposition,thebasicformulaofcoatingmaterialsofmarbleandfluoriteintheparticlediameterandtherelativecontentofmadesomechanges,tostudytheprocessperformanceisbetterthantheoriginalprescriptionoftheelectrodeisimproved.ThroughthedetectionofthehighspeedwirerodLH08A,foundthattherearebulkaluminosilicatecomplexesislarger,andthenitrogencontentis8timesthantraditionalH08A.Thetheoreticalanalysisandpracticalverificationfound:manganesesiliconalloyinacidiccarbonsteelelectrodeintheapplicationoffeasible,siliconcanpromotemanganese'stransition,andcandecreasetheweldingspatter;ilmeniteandquartzsandmixproperly,slagdetachabilityisgood,thereisnoinclusionssignificantlyincreasedFepeak.Throughtheaboveresearch,E5015qualityimprovementfromtechnologytotheoryprovidestheoreticalsupport.ItcanbedevelopedacomprehensiveindexexcellenttechnologicalperformanceofanewgenerationofE5015products.Keywords:alkalineelectrode;coating;;depositedefficiency;第1章緒論焊條焊接材料包括焊條和焊絲，基于如下的緣故，本論文以焊條作為研究對象。①在中國，焊接材料仍以焊條為主，其應(yīng)用比例仍高達(dá)70%以上［1］；②該焊接材料目的是提高焊縫的硬度、耐磨性和抗裂性，專門是應(yīng)用于焊縫應(yīng)力集中區(qū)域的焊縫，這些焊縫往往是不規(guī)那么的；③焊條制作方式簡單靈活，數(shù)量可多可少，在熔敷金屬化學(xué)成份調(diào)試時期，焊條是最正確的選擇。由于所研究的焊條其熔敷金屬在冷卻到較低的溫度后(在350℃以下)才發(fā)生相變，因此焊條取名為低相變點(diǎn)焊條。焊條的組成焊條由焊芯和附著在其上的藥皮兩部份組成，焊條藥皮與焊芯重量之比稱為藥皮的重量系數(shù)。一樣酸性藥皮焊條的重量系數(shù)約為35%，堿性藥皮略低于此值，而堆焊焊條那么較高，可在160%左右。利用厚的藥皮可過渡大量合金元素，也有效重量系數(shù)為1%---20%的薄皮焊條，藥皮僅起引弧、穩(wěn)弧作用。焊芯焊芯的化學(xué)成份和性能直接阻礙焊縫金屬的性能與質(zhì)量，焊芯有碳素鋼的，不銹鋼的，和特殊選用的，一樣焊芯是專門煉制的，不同于一般建筑用鋼絲，主若是對碳和硫、磷等雜質(zhì)方面有較嚴(yán)格限制。多量合金元素使鋼材難于拉拔成絲，因此關(guān)于一些極特殊的焊條，找到一種適合的焊芯往往比較困難，有時成為研究某種特殊焊條的關(guān)鍵。最一般的低碳鋼焊芯是H08A,一樣的酸性焊條、堿性焊條都用此芯，“H”表示焊條用鋼絲的的“焊”字漢語拼音的第一個字母，“08”表示焊芯的平均含碳量為％,“A”表示優(yōu)質(zhì)鋼，含硫、磷量少。若是最后一名字母由“A”變成“E”，表示特級鋼絲，含硫、磷量更少。碳的含量越高，那么焊縫顯現(xiàn)氣孔和裂紋的偏向越大，當(dāng)碳含量大于%1%時，就可能引發(fā)碳的嚴(yán)峻偏析，并易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，使焊縫的沖擊韌性和塑性急劇下降，同時因碳氧化會產(chǎn)生大量一氧化碳而很易引發(fā)飛濺，或留在焊縫中形成氣孔。因此，在一樣焊接材料中，希望含碳量越低越好，如“H08A”焊芯即要求碳含量小于%，關(guān)于耐磨堆焊焊條和鑄鐵焊條來講，含碳量就可能很高［2］。錳是專門好的脫氧劑和摻合金劑，有脫硫作用。實(shí)驗證明，在焊接低碳鋼的條件下，錳含量為％左右時脫氧成效最正確。因此“H08A”焊絲中錳含量操縱在％~%之間。硅是一種強(qiáng)烈的還原劑，在焊接進(jìn)程中能生成SiO2,增加熔渣的酸度與黏度，使焊縫中易產(chǎn)動氣孔和夾渣，而且焊芯中硅含量增高可增加電阻率，使焊條在焊接易于發(fā)紅，阻礙焊接質(zhì)量，因此在焊絲中要求含硅量越低越好，“H08A”焊絲操縱在％以下。硫、磷都是有害雜質(zhì)，它不但能降低鋼的性能，而且還會使焊縫產(chǎn)動氣孔和裂紋，因此須嚴(yán)加限制?！癏08”和“H08A”焊絲硫磷含量別離操縱在％和%以下。由于冶煉和脫氧方式的不同，往往在焊芯中混入某些非金屬夾雜物，如Si02等，假設(shè)這些夾雜物的數(shù)量足夠大時，對焊條的導(dǎo)電性、穩(wěn)弧性也會有必然的阻礙。另外，焊芯在拉拔進(jìn)程中冷作硬化程度對焊芯的導(dǎo)電性也有阻礙，冷硬程度愈高，那么導(dǎo)電性愈差，焊條愈易發(fā)紅。依照焊條大小和類型不同，焊芯在制造焊條時均切成必然的標(biāo)準(zhǔn)長度，可查閱有關(guān)規(guī)定，焊芯長度許諾誤差為±2mm,焊芯直徑許諾誤差為±[3]。焊條藥皮黏結(jié)在焊芯上各類粉料和黏結(jié)劑的混合物稱為藥皮，未涂掛之前的混合物稱為涂料，按其在焊接進(jìn)程中所起的作用，能夠分為以下幾種：a.穩(wěn)弧劑：用以穩(wěn)固電弧，主若是一些易電離的堿及堿土金屬化合物和金屬礦物，前者如碳酸鉀、碳酸鎂、白堊土、大理石、長石、云母、純堿、金紅石等，后者如鈦鐵礦、赤鐵礦等。^造渣劑：用以造成必然數(shù)量具有必然物理化學(xué)性能的熔渣，覆蓋著熔化金屬，愛惜溶池，隔離大氣的不良阻礙，并使焊縫冷卻速度緩慢，改善焊縫的成型，最經(jīng)常使用的是某些金屬礦物、巖石、氟化物，如金紅石、白泥、赤鐵礦、鈦鐵礦、大理石、石英砂、長石、螢石、云母等。二造氣劑：用以造成必然量氣體排除大氣對溶池的有害作用，愛惜熔化金屬，且有助于熔滴的過渡，常見的是有機(jī)物和碳酸鹽，如木粉、竹粉、淀粉、大理石、菱苦土等。有機(jī)物所造成的氣體主若是20和H2,碳酸鹽析出的氣體為C02,在高溫時進(jìn)一步分解為CO。d.脫氧劑：用以降低藥皮和熔渣的氧化性并脫除金屬中的氧。低碳及低合金鋼焊接時經(jīng)常使用錳鐵、硅鐵、鈦鐵、鋁粉等，但酸性焊條不用硅鐵脫氧。e.合金劑：用以焊芯或母材中的合金或補(bǔ)充在焊接進(jìn)程中合金的燒損。低碳鋼焊條要緊的元素是錳，合金鋼焊接那么應(yīng)按其相應(yīng)成份予以添加，如硅，鉬等。f.黏結(jié)劑：用以調(diào)和藥粉并牢固地黏結(jié)在焊芯上，一樣說來酸性焊條經(jīng)常使用鉀鈉混合水玻璃，堿性焊條經(jīng)常使用鈉水玻璃，由于水玻璃中含有鉀、鈉等低電離電位元素，因此除起黏結(jié)作用外，不能夠起到穩(wěn)弧作用。g.增塑性：用以改善焊條的壓制性能，以便于用機(jī)械壓制焊條，如鈦白粉、白泥、云母、糊精等，能夠增加藥粉的塑性、彈性和滑性，使焊條表面滑膩而不開裂。h.稀釋劑：用以稀釋熔渣，改善渣的流動性，如螢石、金紅石、精選鈦礦、錳礦等。一樣的涂料焊條中都需考慮加入10種左右的組成物起到以上作用，但可看出某些組成物能起多種作用，如大理石能夠穩(wěn)弧、造氣和造渣。耐磨堆焊焊條的特點(diǎn)一樣是要求堆焊金屬中有較高的含碳量。因此在藥皮配方中加入5%?6%以上石墨（碳）后，無需加入其它礦石粉、有機(jī)物等，它能起到穩(wěn)弧、造氣、脫氧、增塑等作用。焊條工藝性能及其阻礙因素焊條的工藝性能要緊指引弧、穩(wěn)弧及再引弧性能、焊縫成型、脫渣性、飛濺、熔化效率、析出有害氣體成份及數(shù)量、各類位置焊接的適應(yīng)性、焊條藥皮發(fā)紅、焊接煙塵等。（1）焊條的穩(wěn)弧性焊條的穩(wěn)弧性可由電弧引燃難易和引燃后電弧的狀態(tài)來評定。用10根新焊條，每根與工件接觸一下引弧，引燃根數(shù)越多那么引弧性能越好。斷弧后再引弧時，假設(shè)藥皮套筒不敲碎即可起弧為最好，藥皮套筒敲碎后才可引弧者次之，敲碎后也不能引弧者最差。電弧的狀態(tài)以弧長變更時電弧是不是穩(wěn)固，斷弧前的最大電弧長度，焊接速度變更時電弧的搖擺情形和電弧吹力的強(qiáng)弱來判定。堿及堿土金屬電離電位比較低，因此經(jīng)常使用含鉀鈉的物質(zhì)做穩(wěn)弧劑。（2）焊縫成型焊縫成型的好壞以肉眼觀看來判定的，要求焊縫均勻，與母材熔合情形表面鱗紋細(xì)密無“麻點(diǎn)”等缺點(diǎn)，它除取決于焊工的操作水平之外，要緊取決于藥皮的熔化狀態(tài)與深渣的凝固溫度范圍、黏度、表面張力等。①藥皮的熔化狀態(tài)與熔渣的凝固溫度對成型阻礙。藥皮是多種物質(zhì)的機(jī)械混合物，它們在形成熔渣的進(jìn)程中，各組成物之間發(fā)生了彼此作用，形成復(fù)合化合物、共晶體等多元體進(jìn)行的。咱們所指的藥皮熔點(diǎn)是指藥皮開始熔化的溫度（即造渣溫度），而熔渣的溫度那么是指熔渣轉(zhuǎn)變成固態(tài)的溫度（是一個溫度區(qū)間）。藥皮熔點(diǎn)太高，焊條結(jié)尾形成的“套筒”太長，那么焊接時易斷弧，還會藥皮成塊脫落，推動愛惜作用或落入熔池形成夾渣。相反，藥皮熔點(diǎn)太低，那么熔化過早，成渣很稀容易流失，并使焊縫推動愛惜作用。同時熔點(diǎn)太低，形成“套筒”太短或不形成“套筒”，那么熔點(diǎn)低于焊絲熔點(diǎn)150-250℃。熔渣的凝固溫度太高那么凝固過早，阻礙冶金反映的充分進(jìn)行，乃至造成渣壓鐵水，使焊縫成型不良，產(chǎn)動氣孔，不易脫渣等缺點(diǎn)。焊縫表面產(chǎn)生“麻點(diǎn)”也是由類似緣故造成的。熔渣凝固溫度太低，那么熔渣對焊縫起不到限制成型的作用，促使焊縫成型不良，同時還延長了熔渣與已凝固的焊縫表面金屬作歷時刻，使脫渣性能變壞。藥皮熔點(diǎn)的高低決定于藥皮組成物的種類和它們的粒度。藥皮組成物的熔點(diǎn)越高，粒度越大，藥皮的熔點(diǎn)也越高。熔渣的凝固溫度取決于其成份［4］。②熔渣的黏度和表面張力對成型的阻礙。黏度是液體分子之間內(nèi)摩擦力的表現(xiàn)，在熔渣化學(xué)成份必然的情形下，黏度要緊取決于溫度，通常隨著溫度增加，渣液黏度下降。但熔渣的化學(xué)成份不同時，其黏度轉(zhuǎn)變是不同的，通常堿度小的熔渣，黏度隨溫度增加是慢慢變小的。而堿度大的熔渣隨溫度增加，黏度那么急劇下降。在焊接溫度下，熔渣黏度越小，流動性越大，熔渣也愈活潑，冶金進(jìn)行得愈充分。但黏度過小，那么會造成滿渣，使渣不能完全覆蓋于焊縫上，減弱冶金的進(jìn)行并推動對金屬的愛惜作用。相反假設(shè)渣過黏，亦會使冶金反映緩慢，焊縫成型變差。焊接熔渣黏度ll通常要求在1500℃時為左右，立仰焊時可略高一些。熔渣表面張力及其與溫度的關(guān)系，對焊縫表面成型也有專門大的阻礙值為為宜，并希望在溫度下降時能迅速增大，以保證熔渣在液態(tài)時能均勻覆蓋于熔池上；而在熔池冷卻結(jié)晶時，又能急劇增大表面張力，約束焊縫成型。（3）焊條的脫渣性焊縫表面的熔渣在焊后是不是容易除去，是評定焊條（或焊劑）質(zhì)量的要緊指標(biāo)之一。脫渣性的好壞，能夠用小錘敲擊方式來進(jìn)行比較，假設(shè)脫渣困難，會顯著降低生產(chǎn)率，尤其是多層焊和持續(xù)自動堆焊更為嚴(yán)峻。另外，脫渣不凈還容易造成雜物等缺點(diǎn)。阻礙脫渣性的要緊因素有：熔渣的膨脹系數(shù)、熔渣的氧化性與松脆性和焊接工藝條件等。熔渣的氧化性越強(qiáng)，那么形成的氧化物越多，脫渣越困難。實(shí)踐證明，增強(qiáng)脫氧對改善脫渣性是有益處的。另外還能夠以為氧化鐵型、鈦鐵礦型和鐵錳型焊條脫渣比鈦鈣型和鈦型要差一些的緣故。另外，凡含丫、A1或Cr的鋼，焊接時脫渣性就要變壞，也能夠由此取得說明。熔渣同焊縫金屬的膨脹系數(shù)相差越大，脫渣性越好。鈦型和鈦鈣型焊條熔渣與低碳鋼的膨脹系數(shù)相差最大，因此這種焊條在平板上堆焊或薄板對接時超級有利，幾乎整條熔渣能夠自動翹起脫落。但假設(shè)在深坡口中焊接或角接時，卻往往因氧化因素能使熔渣密實(shí)堅硬不脆，而且通常鈦型焊條熔渣疏松度只有15％左右，焊后熔渣被擠在裂縫中不易脫落。在氧化鐵型焊條熔渣中，由于有MnO和FeO,如配方調(diào)整不妥，渣殼也較實(shí)堅硬。（4）焊條焊接時的飛濺關(guān)于飛濺產(chǎn)生的緣故，通常以為是由氣體爆炸力、電弧力及熔渣表面張力引發(fā)的。藥皮水分多，藥渣太黏，碳燒損猛烈產(chǎn)動氣體，電流過大，電弧太長、不穩(wěn)，熔滴過大等，都會阻礙飛濺程度，另外由于制造時藥粉攪拌不均，也往往會引發(fā)飛濺。（5）焊條發(fā)塵量及煙氣的毒性我國對焊條發(fā)塵量和煙氣的毒性問題進(jìn)行了大量研究工作，并曾規(guī)定過酸性焊條發(fā)塵量小于/kg,堿性焊條發(fā)塵量小于159/kg,這是因為大量的煙氣和有毒氣體會嚴(yán)峻阻礙操作工人健康的緣故。國內(nèi)外關(guān)于低塵低毒焊條的研制工作極為重視。發(fā)塵量與藥粉的化學(xué)性質(zhì)和物理狀態(tài)有關(guān),涂料的熔點(diǎn)愈低,揮發(fā)性愈強(qiáng)。顆粒度越小和焊條發(fā)氣量愈多,那么愈易產(chǎn)生粉塵。氣體的毒性可分為兩種,一種是細(xì)微的蒸發(fā)錳產(chǎn)生的毒性,稱錳中毒,特點(diǎn)是作用緩慢,但長時刻吸入錳塵,就會令人中毒致病而不易醫(yī)治；另一種是氟中毒，即當(dāng)藥皮中有大量螢石時，在焊接進(jìn)程中會有HF氣體析出，這種中毒作用較快，也有人以為NaF、KF更易令人中毒致?、?。因此,咱們一方面在配方設(shè)計中要盡可能減少這些毒物的來源,更重要的是,在利用這些焊條時要注意通風(fēng)排塵和工人的勞動愛惜。（6）焊條全位置焊接的適應(yīng)性所有焊條都能進(jìn)行平焊，但關(guān)于橫焊、立焊、仰焊，有些焊條就不適應(yīng)了，幫它們的全位置焊接性能不行。在橫焊、立焊、仰焊進(jìn)程中，熔滴不易向熔池過渡，深池金屬和熔渣易于向下流，調(diào)整熔渣的熔點(diǎn)、黏度、表面張力和電弧吹力等，是解決焊條全位置焊接的方法，以得熔滴過渡到熔池，阻止金屬和熔渣下流，高溫熔渣盡快凝固。（7）焊條藥皮發(fā)紅焊條藥皮發(fā)紅，是指在正常的焊接電流下施焊到焊條后半段時，由于藥皮溫升太高而發(fā)紅、開裂或藥皮脫落的現(xiàn)象。這就使藥皮失去了愛惜作用，從而阻礙焊接質(zhì)量，浪費(fèi)焊接材料。不銹鋼焊條由于焊芯為鎳鉻鋼芯，電阻大，產(chǎn)生電阻熱多，藥皮發(fā)紅尤其突出。解決焊條藥皮發(fā)紅的關(guān)鍵在于調(diào)整藥皮配方，改善熔滴過渡形態(tài)，提高焊條熔化系數(shù)，減少電阻熱，以降低焊條的表面溫升。堿性焊條在手工電弧焊中的進(jìn)展現(xiàn)狀堿性焊條是藥皮中含有大量堿性氧化物的焊條。由于熔渣的堿度高，對提高焊縫韌性極為有利，故各類高強(qiáng)鋼焊條、低溫鋼焊條均為堿性焊條。堿性焊條的另一大優(yōu)勢是焊縫的擴(kuò)散氫含量低，抗裂性能優(yōu)良，故適于大剛性結(jié)構(gòu)和厚板的焊接。堿性焊條的不足的地方是焊接工藝性能不如酸性焊條好，要緊表此刻焊波較粗、焊道呈凸形，有的不適于交流電源，堿性焊條的再引弧性能一樣都不行。由于焊縫含氫量低，因此也稱為堿性低氫型焊條。對經(jīng)受動載荷或低溫下利用的結(jié)構(gòu)，必需采納堿性低氫型焊條。另外，焊接中、高碳鋼和高硫鋼等難焊接的鋼種，也宜選用堿性焊條。隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛進(jìn)展，高強(qiáng)鋼的應(yīng)用日趨普遍，壓力容器、鍋爐、船舶、重型機(jī)械等重要結(jié)構(gòu)對焊縫的綜合機(jī)械性能的要求日趨提高，如此對堿性焊條的利用率也日趨增加。但由于堿性焊條的工藝性能差，使得其在應(yīng)用上受到專門大的限制。E5015焊條是我國目前利用最多的低氫型堿性焊條，具有較好的工藝性能和內(nèi)在質(zhì)量，要緊用于低碳鋼及普低鋼重要結(jié)構(gòu)的焊接。隨著焊接結(jié)構(gòu)日趨向高參數(shù)、高容量、高性能、太型化方向的進(jìn)展，25015焊條的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。國產(chǎn)E5015焊條一樣采納H08A焊芯，通過藥皮過渡臺金元素對熔敷金屬進(jìn)行臺金化.操縱烙敷金屬的化學(xué)成份對保證其機(jī)械性能。提高抗裂紋、抗氣孔能力具有重要意義［6］。E5015焊條熔敷金屬的合金元素主若是碳、硅、錳碳在焊縫中唯一有利的一面是提高強(qiáng)度，但碳增多焊縫中容易形成氣孔和裂皺，因此必需嚴(yán)格操縱錳在提高焊縫金屬強(qiáng)度的同時，還能脫硫，提高焊縫抗熱裂能力，焊縫中的含錳量應(yīng)大于，錳量太高，如超過％，那么在強(qiáng)度增高的同時，焊縫韌塑性開始下降，因此錳含量應(yīng)操縱在％?％以下.硅一方面能提高強(qiáng)度，同時又能降低焊縫金屬中的氧，提高抗氣孔能力，但過量的硅，如超過％，對焊縫的韌塑性不利。如何操縱熔敷金屬的化學(xué)成，分是一個十分重要的問題。業(yè)已證明，E5015焊條在正常配制和工藝條件下，碳要緊來自焊芯及藥皮中的中碳錳鐵，碳在冶金進(jìn)程中起脫氧作用而被燒損，焊縫滲碳量與焊芯含碳量相較是較少的⑺；硅要緊來自涂料中加入的低硅鐵J錳稼來自焊芯外，也出藥皮過渡?？梢娞肌⒐?、錳三元紊，只要原材料的含碳量嚴(yán)格操縱，焊縫中含碳量就轉(zhuǎn)變不大，而藥皮中臺金劑的加入量，對焊縫中Mn與Si扮含量卻有較大的阻礙.基于上述情形，采納正交設(shè)計的方式安排實(shí)驗，用回歸分析處置數(shù)據(jù)，研究藥皮中Mn—Fe,Si—Fe,Tj一尸?加入量與熔敷金屬M(fèi)n,St含量的關(guān)系.無疑這對操縱熔敷金屬的化學(xué)成份，指導(dǎo)配方設(shè)計具有重要意義。對E5015、E5016等低氫型藥皮的焊條來講，主若是改良提高焊條的工藝性能。目前，美國、日本和西歐等國家關(guān)于強(qiáng)度品級為490?590MPa低合金鋼焊條⑻，限用直流的已很少，大多是交、直流兩用，普遍用交流焊接⑺。我國的E5016焊條的交流穩(wěn)弧性尚有差距（專門是立焊、仰焊時）,脫渣性和再引弧性能等,也需改良提高。除改良提高低氫型焊條的工藝性能外,關(guān)于低氫低合金高強(qiáng)鋼焊條來講,總的方向是向高效,超低氫、高韌性和低毒方向進(jìn)展。當(dāng)前是通過以下途徑來改良焊條的工藝性能的。提高交流穩(wěn)弧性的途徑a.鉀水玻璃作粘結(jié)劑或在藥皮中加入長的電離電位較低，用鉀水玻璃作粘結(jié)劑或在藥皮中加入C03,可降低電弧空間的有效電離勢，有利于電弧的穩(wěn)固。但鉀水玻璃的粘結(jié)性不如鈉水玻璃,且易使涂料硬化,無益于焊條的壓涂,故一樣用鉀鈉混合水玻璃。加入量不宜超過％,不然藥皮易吸潮并增大飛濺［9］。b.改良配方，加入10%?20%的鐵粉和少量鋁鎂合金，這將會提高電弧空間的穩(wěn)固,降低有效電離電位,有利于電弧的穩(wěn)固燃燒。國外的一些交流低氫型焊條,確實(shí)是綜合上述兩項技術(shù)方法制造而成的。c.用MgF2代替CaF2,用這種方式不僅能夠明顯地提高電弧穩(wěn)固性，而且使脫渣性、焊縫成形和抗氣孔能力也取得了改善。&加入少量CsCO,或鋁粉，配方中加入少量CsC03%~1%）或鋁粉％一3%）。巳降低藥皮熔點(diǎn)，適當(dāng)降低藥皮熔點(diǎn)，縮短藥皮套筒的長度。f.采納雙層藥皮，最近幾年來瑞士、日本等國已開始生產(chǎn)和應(yīng)用雙層藥皮低氫型焊條。在用交流電源施焊時，具有優(yōu)良的工藝性能和較高的熔敷效率，我國有的焊條生產(chǎn)廠家也已引進(jìn)了可生產(chǎn)雙層藥皮焊條的設(shè)備。改良脫渣性的途徑a.提高熔渣的線膨脹系數(shù)，在通常的低氫型焊條配方中加入1%'--10%的油頁巖或各加％一5％，即可達(dá)到提高熔渣線膨脹系數(shù)，改善脫渣性的目的［10］。b.形成松脆的多孔熔渣，一樣低氫型焊條熔渣比較致密，在坡口內(nèi)脫渣較為困難，據(jù)有關(guān)實(shí)驗說明，藥皮配方中增大CaF2的加入量(>38%),并以鋁鎂合金為要緊脫氧劑或加入12%—30%的BaC03,都可形成松脆多孔的熔渣，改善脫渣性111。提高引弧的途徑一樣低氫型焊條普遍存在引弧性較差和引弧處易產(chǎn)動氣孔的問題。為解決此問題，可采納對焊芯端部進(jìn)行特殊加工，減少有效面積，提高電流密度；調(diào)整藥皮配方；采納管狀焊芯制造焊條等，應(yīng)指出：行之有效利用最為普遍的方式是，在焊條引弧端涂制引弧劑。進(jìn)展高效焊條的途徑高效不僅是低氫型焊條的進(jìn)展方向，也是其他各類型焊條進(jìn)展的方向。進(jìn)展高效焊條的要緊途徑是進(jìn)展高效鐵粉焊條，提高熔敷效率和進(jìn)展各類專用焊條，如底層焊條、立向下焊條、管接頭全位置向下焊條等。焊條降塵、降毒的途徑&降低氟石配比，降低低氫型焊條藥皮中氟石的配比或采納其他氟化物代替；是降塵降毒的要緊途徑。b.以鎂代鉀，在低氫型焊條藥皮中，用鎂代鉀作穩(wěn)弧劑，可有效地降低煙塵的毒性。。.降低鉀鈉水玻璃用量，采納各類方法盡可能降低鉀鈉水玻璃用量，如采納低濃度、低模數(shù)的水玻璃或用鋰水玻璃或其他類型粘結(jié)劑，全數(shù)或部份代替鉀鈉水玻璃，可去得良好成效。在低塵低毒焊條研制方面，日本處于領(lǐng)先地位，二十世紀(jì)六十年代日本就已研制成功低塵焊條，如BM系列(六十年代)，ZERODE系列（七十年代），我國開展低塵焊條研究較晚，七十年代后期，高等院校，科研機(jī)構(gòu)和焊條生產(chǎn)廠家合作開展了低塵焊條的研究，并開發(fā)了低塵低毒堿性焊條［11］，從早些時候制定的衛(wèi)生指標(biāo)能夠看出，我國低塵低毒焊條與日本的產(chǎn)品還有差距，還有待于進(jìn)一步增強(qiáng)這方面的工作。焊條設(shè)計及制造的工藝探討制造高質(zhì)量的焊接結(jié)構(gòu)，不僅要選擇焊接性優(yōu)良的母材，同時必需具有優(yōu)質(zhì)的焊接材料（包括焊條、焊劑、焊絲和愛惜氣體）。焊接材料的好壞，不僅直接阻礙焊接接頭的質(zhì)量，還會阻礙到焊接生產(chǎn)率、產(chǎn)品本錢及焊工的軀體健康等。因此，在對焊接材料的性能和特點(diǎn)有比較全面了解的基礎(chǔ)上，選擇適合的原材料配方，嚴(yán)格依照工藝流程制作，并進(jìn)行質(zhì)量查驗是取得優(yōu)質(zhì)焊接材料的重要保證［12］。以上簡單介紹了焊條的組成一焊芯和藥皮；介紹了焊條的工藝性能及其阻礙因素：焊條的穩(wěn)弧性、焊縫成型、焊條的脫渣性、焊條焊接時的飛濺、焊條發(fā)塵量及煙氣的毒性、焊條全位置焊接的適應(yīng)性和焊條藥皮發(fā)紅情形。為研制焊條提供理論知識。本文研究要緊內(nèi)容有依照焊條藥皮的配方，確信幾組不同的藥皮配方設(shè)計，并別離制出焊條，分析不同藥皮成份的堿性焊條與樣品的焊接工藝性的不同，用堿性焊條冷焊灰鑄鐵或低碳鋼并對試樣進(jìn)行熔敷金屬組織及金相組織等分析。第2章試驗過程實(shí)驗焊條的制作焊條制作前的預(yù)備（1）選定焊芯選用低碳鋼焊芯H08A,直徑為4mm,H08A化學(xué)成份如下表所示:表H08A焊芯化學(xué)成份CSiMnPSNiCr焊芯H08AWW?WWWW（2）藥皮成份配比藥皮成份配比率如表所示表藥皮成份配比成分（g）金紅石中錳大理石螢石云母鈦鐵硅鐵長石含3）水玻璃的預(yù)備焊條用水玻璃主若是利用液體水玻璃。純凈的液體水玻璃，應(yīng)是無色透明的液體。當(dāng)含有少量懸浮物時，阻礙其透明度而呈混濁，常見的水玻璃溶液多呈青灰色，黃綠色或微紅色。同時模數(shù)是水玻璃性能的重要參數(shù)，對焊接制造工藝和焊條性能有極大的阻礙，它不僅決定著水玻璃的粘結(jié)性能，而且對水玻璃的蒸發(fā)速度及固化有專門大的阻礙。而液體水玻璃的濃度，是由其中含水的多少來決定，當(dāng)加入水多時濃度低，粘性低。固然，液體水玻璃的濃度也與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高時濃度會降低，溫度低時濃度那么會增大。而一樣所講的濃度是指20℃時所測定的濃度。由于水玻璃的這些特性，通過度析，綜合考慮在本課題當(dāng)選用的是鈉水玻璃，水玻璃的模數(shù)為?。（4）實(shí)驗器材FN202-2型電熱干燥箱，最高溫度300℃,電壓220V；HCT12B5架盤藥物天枰，最大稱重500g,分度值；ZXE-315AG/DGArgwelder,焊接電流最大范圍0-400A；小勺，杯子，水玻璃，干凈的玻璃，手套，切割機(jī)，游標(biāo)卡尺。實(shí)驗進(jìn)程（1）配料：參考E5015鑄鐵焊條的配方，用天平和小勺稱量大理石40g，螢石30g，鈦鐵8g，金紅石15g，中碳錳鐵8g，45硅鐵6g，云母2g，長石2g。（2）干混：將稱出的各藥粉混在一路輕輕攪拌至均勻為止,要求藥粉顏色一致，不得顯現(xiàn)塊狀，粒狀，并放置30分鐘左右。（3）濕混：慢慢加入適量水玻璃，用手輕輕攪拌，直到能夠形成面團(tuán)狀放置1小時左右，使之混合均勻。在此期間，用砂布打磨直徑為中低碳鋼H08的焊芯表面的氧化皮。（4）搓制：將濕混好的濕粉沿焊芯長度方向均勻涂敷，再用雙手使焊芯在玻璃板上輕輕轉(zhuǎn)動，使藥皮慢慢牢固粘在焊芯上。將搓制好的焊條放置1-2天，使之涼干。（5）烘干：將涼干的焊條，放進(jìn)電熱干燥箱內(nèi)在300-350℃烘干1-2小時。圖制備的焊條焊接工藝性焊材的工藝性能是決定焊材好壞的重要評判標(biāo)準(zhǔn)，堿性焊條的工藝性能顯得更重要，問題也更復(fù)雜。通常對堿性焊條的焊接工藝性能的評定標(biāo)準(zhǔn)要緊包括以下幾個方面：焊接電弧穩(wěn)固性、氣孔靈敏性、熔滴過渡形式、焊接飛濺、熔渣的覆蓋性及脫渣性、焊條發(fā)紅開裂情形、全位置焊接性等。（1）熔滴過渡及其機(jī)理：在電弧力的作用下，焊條端頭的熔化金屬形成熔滴，受到各類力的作用向母材過渡，稱為熔滴過渡。熔滴過渡是弧焊進(jìn)程中重要的電弧物理現(xiàn)象，它不僅阻礙焊條的工藝性能，而且對焊接化學(xué)冶金、焊縫成型和焊縫的性能都產(chǎn)生重要的阻礙。（2）焊接飛濺：在焊接進(jìn)程中，一部份的金屬飛離熔池從而形成飛濺。飛濺能夠阻礙焊縫的表面成型，惡化焊材工藝性能，是衡量焊材工藝性能的重要指標(biāo)之一。飛濺的大小和熔滴過渡行為、焊接工藝參數(shù)、電源特性等因素有關(guān)。許多學(xué)者對飛濺產(chǎn)生的緣故進(jìn)行了深切的研究。總的說來，飛濺的產(chǎn)生主若是由于氣體爆炸力、電弧力及熔渣表面張力引發(fā)的。如鈦鈣型偏堿性的不銹鋼焊條，其中大理石CaCO3在600℃開始分解并釋放出CO2氣體［⑶，假設(shè)分解進(jìn)程急劇便會產(chǎn)生爆炸飛濺。又如熔滴過渡時表面生成了氧化膜，而熔滴內(nèi)部金屬過熱產(chǎn)生的蒸汽壓力足夠大時，也會引發(fā)爆炸飛濺。通常情形下，焊接飛濺的研究與熔滴過渡形式的研究是分不開的。（3）焊接電弧穩(wěn)固性：焊條電弧燃燒是一個復(fù)雜的電弧物理和化學(xué)冶金進(jìn)程。所謂電弧穩(wěn)固狀態(tài)，是指在邊界條件不變時，電弧中所進(jìn)行的電、熱物理及化學(xué)冶金進(jìn)程均處于相對平穩(wěn)狀態(tài)。焊條的穩(wěn)弧性可由電弧引燃難易和易燃后電弧的狀態(tài)來評定。阻礙焊條焊接電弧穩(wěn)固性的因素很多，要緊有：渣系中的各類組分、焊接電流、電弧電壓。（4）焊縫脫渣性及熔渣覆蓋性：脫渣性即去除焊縫表面所覆蓋的凝固狀態(tài)的焊渣的難易程度。焊條的脫渣性是評定焊條質(zhì)量的的要緊指標(biāo)之一。脫渣性的好壞，直接阻礙著焊接的生產(chǎn)率和焊縫的質(zhì)量。藥皮的化學(xué)成份決定了熔渣的微觀結(jié)構(gòu)和類型，從而直接決定了熔渣脫渣性的好壞。因此在脫渣性的研究中，學(xué)者著重研究的是脫渣性和熔渣微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。熔渣覆蓋性即熔渣是不是均勻的覆蓋在焊縫上，熔渣覆蓋性的好壞關(guān)于焊接工藝性能有著重要的阻礙，覆蓋均勻的熔渣有利于提高焊縫表面的成型質(zhì)量，有效的阻止焊接氣孔產(chǎn)生。熔渣覆蓋性要緊受以下幾個因素的阻礙：熔渣的粘度、熔渣的熔點(diǎn)、表面張力等。（5）氣孔：在焊接中產(chǎn)生的氣孔是焊接的重要缺點(diǎn)，一樣是氫氣孔、氮?dú)饪缀鸵谎趸細(xì)饪住Ｓ捎诓讳P鋼焊條熔敷金屬的含碳量都很低，一樣產(chǎn)生CO氣孔的可能性極小，在含氮類不銹鋼中容易產(chǎn)生氮?dú)饪祝?4］。因此大部份不銹鋼的焊接氣孔為氫氣孔。氣孔生成機(jī)理的復(fù)雜性和未知性，同時也說明深切研究氣孔生成機(jī)理的必要性和重要性。（6）焊條藥皮發(fā)紅開裂：藥皮溫升開裂是不銹鋼焊條特有的一類問題，是指在正常的焊接電流下施焊到焊條后半段時，由于藥皮升溫太高而發(fā)紅開裂或藥皮脫落的現(xiàn)象。焊芯和藥皮溫度升高的要緊能量是由于焊接電流通過焊芯時所產(chǎn)生的電阻熱。藥皮的發(fā)紅開裂，使藥皮失去了愛惜作用和冶金作用，從而阻礙焊接質(zhì)量，浪費(fèi)焊接材料。（7）焊條的其它工藝性能：焊條的全位置焊接的適應(yīng)性也是評判焊條工藝性能的重要指標(biāo)。所有的焊條都能平焊，但由于部份焊材熔滴容易下流，不易于向熔池過渡，從而不適合全位置的焊接［15］。因此調(diào)整熔渣的熔點(diǎn)、粘度、表面張力等，以利于熔滴過渡到熔池，避免熔淌下流，使高溫熔渣盡快凝固，是目前解決焊條全位置焊接的要緊方法。其中粘度對焊條的焊接方式有著最為重要的阻礙。熔敷金屬與焊縫金屬焊材（焊條、焊絲等）生產(chǎn)單位提供的焊接材料產(chǎn)品性能介紹資料及質(zhì)量保證書中，其理化性能是指熔敷金屬的化學(xué)成份和力學(xué)性能。這主若是考慮一種焊材（即填充金屬）往往能夠焊接多種母材，就會取得多種不同性能。為了解和查驗焊材本身的性能，就有必要取得焊接材料本身熔化后未經(jīng)母材稀釋的那部份金屬，即所謂的“純”焊縫金屬，稱為“熔敷金屬”。而焊接接頭的焊縫金屬一樣由熔化的母材和填充金屬凝固后形成的那部份金屬，即二者的混合物。為了取得熔敷金屬，能夠有以下幾種途徑：在平板上作多層多道堆焊，去距離母材表面8mm以上的金屬；關(guān)于開坡口的對接焊試板，將間隙加大到12mm,或在坡口邊緣用性能相同或相近的焊材先預(yù)堆焊隔離層，隔離層厚度加工不小于3mm，再進(jìn)行焊接。取中間部份的金屬，來代表“純”的焊縫金屬。而實(shí)際工程上，焊接接頭的設(shè)計不可能采納如此大的間隙，一樣間隙僅為0—3mm，故焊縫金屬是焊接材料熔化后的填充金屬與母材的混合物。這就造成熔敷金屬與接頭焊縫金屬兩種金屬性能上的不同［16］。焊縫、熱阻礙區(qū)、母材的金相組織是由不同組織組成的，組織組成物可能是一種或多種。在組織組成物中，某一組成物能夠是單一相，也能夠是兩相或多相混合組成或化合物。下面介紹下不同組織的形態(tài)和性能。鐵素體：碳與合金元素溶解在a-fe中的固溶體。亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊狀，晶界比較圓滑，當(dāng)碳含量接近共析成份時，鐵素體沿晶粒邊界析出。珠光體：鐵碳合金中共析反映所形成的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時的過冷度。過冷度越大，所形成的珠光體片間距離越小。在A1?650℃形成的珠光體片層較厚，在金相顯微鏡下放大400倍以上可分辨出平行的寬條鐵素體和細(xì)條滲碳體，稱為粗珠光體、片狀珠光體，簡稱珠光體。在650~600℃形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍，從珠光體的滲碳體上僅看到一條黑線，只有放大1000倍才能分辨的片層，稱為索氏體。在600~550℃形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍，不能分辨珠光體片層，僅看到黑色的球團(tuán)狀組織，只有效電子顯微鏡放大10000倍才能分辨的片層稱為屈氏體。馬氏體一碳在a-fe中的過飽和固溶體。板條馬氏體：在低、中碳鋼及不銹鋼中形成，由許多彼此平行的板條組成一個板條束，一個奧氏體晶?？赊D(zhuǎn)變成幾個板條束（通常3到5個）。片狀馬氏體（針狀馬氏體）：常見于高、中碳鋼及高鎳的鐵-鎳合金中，針葉中有一條縫線將馬氏體分為兩半，由于方位不同可呈針狀或塊狀，針與針呈120o角排列，高碳馬氏體的針葉晶界清楚，細(xì)針狀馬氏體呈布紋狀，稱為隱晶馬氏體。利用4XB-TV倒置金相顯微鏡，在400倍的放大倍數(shù)下觀看組織，并結(jié)合材料的化學(xué)成份確信出試樣各區(qū)域的金相組織。在獲取焊接接頭試樣后，第一進(jìn)行接頭組織金相的觀看，獲取母材、焊縫區(qū)和HAZ等區(qū)域的金相圖，依照接頭不同區(qū)域的金相組織的不同，分析其各自組織成份及性能上的轉(zhuǎn)變。觀看不同區(qū)域的金相圖時，要緊看相圖所顯示的組織形態(tài)，晶粒大小，是不是存在明顯的裂紋等等。若是顯現(xiàn)焊接缺點(diǎn)，應(yīng)分析缺點(diǎn)的種類，產(chǎn)生緣故，改良方式等，并結(jié)合焊接不同區(qū)域的硬度值對其性能上的比較與分析。熔焊時，在高溫?zé)嵩吹淖饔孟拢覆膶l(fā)生局部熔化，并與熔化了的焊絲金屬攪拌混合形成了熔池，與此同時，進(jìn)行了短暫而復(fù)雜的冶金反映。當(dāng)焊接熱源離開以后，熔池金屬便開始凝固。熔池凝固進(jìn)程對焊縫金屬組織、性能、具有重要阻礙。由于熔池中的冶金條件和冷卻條件的不同，可能取得性能不同甚大的組織。熔池結(jié)晶一樣分為晶核的形成和晶核長大兩部份。而焊接條件下的凝固結(jié)晶的形態(tài)從融合線到焊縫中心一樣為平面晶、胞狀晶、樹枝柱狀晶和等軸晶。完成凝固以后，隨著持續(xù)冷卻進(jìn)程的進(jìn)行，焊縫金屬將發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變后的組織是依照焊縫的化學(xué)成份和冷卻條件而定［17］。焊條藥皮成份設(shè)計本課題實(shí)驗焊條的藥皮配方大致由大理石、螢石、石英、純堿、低碳錳鐵、45#硅鐵、鈦鐵、290鐵粉、鈉水玻璃等組成。各成份作用見表表焊條藥皮材料的作用材料穩(wěn)弧造氣造渣脫氧脫氫合金口而粘結(jié)稀渣增氧增效大理石BAABB螢石AAA石英ABA純堿AB錳鐵AAB硅鐵AAB鈦鐵AB鐵粉BBA水玻璃ABAA注：A-要緊作用；B一次要作用由于低氫型焊條的力學(xué)性能較好而工藝性能較差，同時焊條的工藝性能要緊決定于焊條藥皮的組成，此刻通過對藥皮成份的分析，總結(jié)出大理石在焊接進(jìn)程中對工藝性能將起著相當(dāng)重要的作用，而大理石在焊條中要緊起造渣，造氣和穩(wěn)弧的作用。故此，在原配方基礎(chǔ)上對藥皮中的添加比例進(jìn)行改變時，焊條的焊接工藝性能（電弧穩(wěn)固性、焊縫脫渣性、再引弧性能、焊接飛濺率、熔化系數(shù)、焊條熔敷效率等）必將發(fā)生轉(zhuǎn)變，屆時通過量組焊條進(jìn)行實(shí)驗分析，從中挑選出焊條力學(xué)性能和工藝性能均為較優(yōu)良的焊條。實(shí)驗內(nèi)容及技術(shù)方案（1）實(shí)驗內(nèi)容通過測定焊條的機(jī)械壓涂性能，焊條藥皮強(qiáng)度、焊條藥皮耐潮性，焊條工藝性能，焊條力學(xué)性能和熔敷金屬的化學(xué)成份等，對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，能夠從眾多組中挑選出焊接工藝性能和力學(xué)性能均較好的焊條，同時能夠確信此組焊條最正確配比劑量。具體步驟如下：①焊條的制備

整個焊條制作的要緊流程為配粉、拌粉、壓涂、磨頭磨尾、烘焙等。②相關(guān)性能的測試與評定a.在焊條壓制進(jìn)程中對機(jī)械壓涂性能進(jìn)行評定，能夠從焊條藥皮均勻度，偏心度及表面光潔度進(jìn)行焊條藥技壓涂的^評定心度及表面光潔度進(jìn)行焊條藥技壓涂b.依照標(biāo)準(zhǔn)，對焊條外rb.依照標(biāo)準(zhǔn)，對焊條外評定。見質(zhì)量，焊條藥皮強(qiáng)鼻焊條藥皮耐潮性進(jìn)行測試和評定。型一高溫物性測試儀藥皮進(jìn)行熔化溫度測試。型一高溫物性測試儀藥皮進(jìn)行熔化溫度測試。d.依照J(rèn)B/T8423—1996進(jìn)行焊條工藝性能的評定，評定項目包括電弧穩(wěn)固性、焊縫脫渣性、再引弧性能、焊接飛濺率、熔化系數(shù)、焊條熔敷效率等。e.漢諾威對所壓制的系列焊條依次進(jìn)行電參數(shù)測試，包括電壓概率密度散布、電流概率密度散布、短路時刻T1、燃弧時刻T2、加權(quán)燃弧時刻T3、電壓和電流均方差等，來客觀評定焊接工藝性能。f.依照國家標(biāo)相關(guān)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能評定，包括焊接接頭沖擊實(shí)驗，焊縫及熔敷金屬拉伸實(shí)驗。g.在尺寸為300mmXlOOmmX20mm的鋼板上進(jìn)行堆焊，對其進(jìn)行熔敷金屬化學(xué)成份的測定。E5015堿性焊條實(shí)驗實(shí)驗設(shè)備：（1）直流弧焊機(jī)：是以交流電通過整流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為直流電的電能進(jìn)行焊接。具有體積小重量輕的優(yōu)勢。它的構(gòu)造相對來講有點(diǎn)復(fù)雜，維修有必然難度。但它的利用性能能夠完全替代交流電焊機(jī)，應(yīng)用加倍普遍。包括特殊材料和特殊焊條等都能夠焊。如下圖為本實(shí)驗所用直流焊機(jī)，其型號為ZXE-315AG/DGArgwelder,額定焊接電流直流400A交流315A,額定空載電壓68V-76V,額定負(fù)載持續(xù)率35%絕緣品級F,外形尺寸655X495X800,重量150KG。（2）砂輪打磨機(jī)（型號:3SL-250）：修整原始金屬試樣；（3）金相試樣預(yù)磨機(jī)（型號：M-2）：要緊用于對試樣的原始試樣進(jìn)預(yù)磨，以便快速制備金相試樣,從而觀看其顯微組織；（4）金相試樣拋光機(jī)（型號：P-2）：用做制備金相試樣的最后一道工序，以便制出少劃痕、干凈的金相試樣；

圖P-2拋光機(jī)(5)4X型金相顯微鏡的外形結(jié)構(gòu).r..r.：hr■, 稅V?六定、i：:-111>UJ.-.<：?::內(nèi)至 ，.- I]-I短三二 二vr,肆；：y：!J?.xtl-LL.xt.圖4X型金相顯微鏡結(jié)構(gòu)圖(6)金相顯微鏡(x500)+掃描裝置：觀看金相顯微組織拍照保留特點(diǎn)相圖。(1)為測試E5015的焊接接頭性能，需要做金相測試。因此，要取得規(guī)格大小適合的焊接接頭實(shí)驗試樣。據(jù)實(shí)驗的具體要求，把第一部份實(shí)驗所得的兩種焊接樣板別離用切割機(jī)據(jù)稱兩塊試樣，兩塊試樣的大小大致相同，這是為了兩組組試樣制備后的硬度比較更簡明、精準(zhǔn)，而后用砂輪打磨機(jī)對原始試樣進(jìn)行去毛刺修整；將已經(jīng)加工好的原始試樣按組標(biāo)號，試樣分為兩組，其中，第一組：沒利用J507焊條焊接的對焊試樣，試樣兩個；第二組：利他507焊條焊接的對焊試樣，試樣兩個，一樣用砂輪打磨機(jī)對原始試樣記性毛刺休整；（2）按實(shí)驗方案中組別前后順序進(jìn)行分組加工：①手工粗磨。第一將試樣的表面在耐水砂紙上磨平，使被觀看表面平整光亮，無明顯磨痕無凹坑。②手工細(xì)磨。將試樣用清水沖洗并擦干后進(jìn)行手工細(xì)磨操作，即依次在由粗到細(xì)的各型號金相砂紙上依次進(jìn)行細(xì)磨，經(jīng)常使用的金相砂紙?zhí)枖?shù)有01、02、03、04、05五種，號數(shù)越大，磨粒越細(xì)、砂紙顏色相對也較淺。細(xì)磨時為了保證觀看面的平整，需在金相砂紙下放一塊厚玻璃板，在細(xì)磨時使勁力求均勻、平穩(wěn)，避免磨痕過深和造成金相磨面的變形；試樣退回時要抬起，不能與金相砂紙相接觸，進(jìn)行“單程、單向”的磨制方式，直到磨掉試樣磨面上的舊磨痕，形成的一層新的、均勻一致磨痕為止。在調(diào)換下一號砂紙時，應(yīng)將試樣上的磨屑和砂粒清理干凈，并轉(zhuǎn)動90°，即與上一號砂紙磨擦的磨痕垂直，直到將上一號砂紙留下來的磨痕全數(shù)排除為止。利用各類型號的金相砂紙的細(xì)磨時刻也是依據(jù)不同的試樣而定，一樣說來硬度大一些的細(xì)磨時刻要稍長些。經(jīng)細(xì)磨后的試樣觀看面平整滑膩，就像一個鏡面，在同一個面上進(jìn)行反光。③拋光。金相試樣經(jīng)磨制后，磨面上仍然存在著細(xì)微的磨痕及金屬擾亂層，阻礙正常的組織分析，因此必需進(jìn)行拋光處置，以取得平整、光亮、無痕的金相磨面。經(jīng)常使用的拋光方式有機(jī)械拋光、電解拋光、化學(xué)拋光等，咱們所采納的是最經(jīng)常使用的機(jī)械拋光。機(jī)械拋光靠拋光磨料對金相磨面的磨削和滾壓作用使其成為滑膩的鏡面。拋光時應(yīng)在拋光盤上鋪以細(xì)帆布、平絨、絲綢等拋光織物，并非斷滴注拋光液。操作時將試樣磨面均勻地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，而且沿著拋光盤的邊緣到中心不斷地作徑向往復(fù)運(yùn)動，同時使試樣本身略加轉(zhuǎn)動，使磨面各部份拋光程度一致，而且能夠幸免顯現(xiàn)“曳尾”現(xiàn)象，拋光液的滴入量以試樣離開拋光盤后，其表面的水膜在數(shù)秒鐘內(nèi)可自行揮發(fā)為宜，一樣拋光時刻為3?5min。拋光后的試樣磨面應(yīng)光亮無痕，石墨或夾雜物應(yīng)予以保留，且不能有“曳尾”現(xiàn)象。由于拋光液具有侵蝕性，操作時最好戴橡皮手套。④在拋光后，在進(jìn)行觀看前需要完成的任務(wù)有：清水沖洗-酒精擦拭-吹干-侵蝕-清水沖洗-酒精擦拭-吹干。其具體步驟是：將拋光過的試樣表面先用清水沖洗后用無水乙醇擦洗，用吹風(fēng)機(jī)吹干，再浸入4％的硝酸溶液中，時刻不要太長，一樣數(shù)秒即可（具體應(yīng)按式樣和立侵蝕液來確信），然后用清水沖洗干凈，再用無水乙醇將其表面擦干凈，用吹風(fēng)機(jī)吹干即可放在顯微鏡下觀看基體組織。第3章實(shí)驗結(jié)果及分析E5015堿性焊條的查驗（1）焊條外觀質(zhì)量查驗：如下圖，經(jīng)觀看知焊條表面有少量的裂紋和氣泡。（2）焊條同心度的計算取三根焊條，在焊條上每距5cm,用小刀刮去部份藥皮，并用游標(biāo)卡尺測量T,最大的記作T1，最小的記作T2。表焊條偏心率計算焊條編號IIIm焊芯直徑/cm①T1T2偏心率%%%（3）脫渣率查驗①制作樣品：用砂輪切割機(jī)切割兩個樣品，在將樣品邊緣的毛刺磨去，再用砂布打磨表面的氧化皮。②焊條烘干:將制作的焊條放進(jìn)電熱干燥箱內(nèi)在100-150℃烘干1小時左右，并保溫30分鐘。③將樣品的兩頭用鋼板壓住，戴好手套及眼罩，用直流焊機(jī)ZXE-315AG③將樣品的兩頭用鋼板壓住，戴好手套及眼罩，用直流焊機(jī)ZXE-315AG/DGArgwelder，焊接電流90-110A，在樣品表面施焊。s（a）焊前試板（b）焊后試板圖焊接試板④待焊后樣品冷卻后，將樣品置于2m高度后，使其自動落到鋼板表面，觀測樣品脫渣性的好壞。(4)熔敷效率的計算依照GB3731-83《涂料焊條效率、金屬回收率和熔敷系數(shù)的測定》，焊條熔敷效率是在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)下熔敷的焊縫金屬重量與所熔化的焊條總重量之比。R%=M1/(M2-M3)乂1：熔敷金屬焊縫金屬質(zhì)量；M2：焊前焊條總重；M3：焊后焊條頭總重。①用天枰稱量兩塊焊接前的樣品及兩根焊接前焊條的質(zhì)量，并記錄。②將樣品的兩頭用鋼板壓住，戴好手套及眼罩，用直流焊機(jī) ZXE-315AG/DGArgwelder,焊接電流90—110A,在樣品表面施焊。③待樣品及焊條冷卻后，去除樣品焊縫表面的熔渣，再用天枰稱量焊接后樣品及焊條質(zhì)量，并記錄。如表所示:表熔敷效率計算焊條編號I(自制)II(購買)焊接前重量(g)1519焊接后重量(g)79試板編號mW焊接前重量(g)10194焊接后重量(g)106102熔敷金屬焊縫金屬重量(g)58熔敷效率(%)63%80%經(jīng)觀看，焊條的脫渣率可能為80%。決定焊條脫渣性的要緊因素是組成藥皮的各組分。它們在參與焊接冶金反映后形成熔渣，這些渣的物理性能，決定著焊縫的脫渣性。焊條的脫渣性要緊與熔渣的熱膨脹系數(shù)和疏松度，熔渣的氧化性有關(guān)。堿性焊條的脫渣性差要緊緣故是堿性焊條熔渣與焊縫金屬之間的熱膨脹系數(shù)相差過小。分析造成不同焊接工藝性緣故表自制與外購焊條性能對照類別性能自制焊條外購焊條電弧穩(wěn)定性一般很高焊縫成型一般很好對各種焊接位置的適用性全位置脫渣性90%98%飛濺程度較大較小焊條熔敷效率63%80%藥皮發(fā)紅程度無無自制焊條與外購焊條對各類焊接位置的適用性、脫渣性、熔化效率等大體相同；而在電弧穩(wěn)固性、焊縫成型、飛濺程度、藥皮發(fā)紅程度方面，自制焊條相對差些，需要從配方設(shè)計、制造工藝兩方面改善。E5015堿性焊條熔敷金屬組織分析焊縫中結(jié)晶形態(tài)的轉(zhuǎn)變，由熔合區(qū)直到焊縫中心，依次為平面晶、胞狀晶、樹枝狀晶、等軸晶。在實(shí)驗進(jìn)程中，由于被焊金屬的成份、板厚、接頭形式和熔池的散熱條件不同，一樣不具有上述的全數(shù)結(jié)晶形態(tài)。當(dāng)焊縫金屬成份不甚復(fù)雜時，熔合區(qū)將顯現(xiàn)平面晶或胞狀晶。當(dāng)焊縫金屬中合金元素較多時。熔合區(qū)的結(jié)晶形態(tài)往往是胞狀樹枝晶或樹枝狀晶，焊縫金屬中心那么為等軸晶。焊縫的