焊條（CoveredElectrode）是一種涂有藥皮的焊接材料，供手工電弧焊用的熔化電極，由藥皮和焊芯兩部分組成。焊條前端藥皮有45°左右的倒角，便于引弧；尾部有一段裸焊芯，約占焊條總長1/16，便于焊鉗夾持并有利于導(dǎo)電。焊條是焊接回路中的一個組成部分，在焊接過程中不僅傳導(dǎo)電流，而且作為與焊件產(chǎn)生電弧的一個電極，同時還起著填充金屬的作用。焊條的直徑和長度是指焊芯的直徑和長度，焊條的直徑實際上是指焊芯直徑，通常為2、2.5、3.2或3、4、5或6mm等幾種規(guī)格，最常用的是φ3.2、φ4、φ5三種，其長度"L"一般在200～550 mm之間。
在焊接熱源作用下，焊條受熱熔化，以熔滴的形式進(jìn)入熔池，并與熔化了的母材共同組成焊縫，焊條藥皮是進(jìn)行必要的冶金反應(yīng)和保證焊接質(zhì)量所必需的重要材料。
發(fā)展歷史
焊條電弧焊俗稱手工電弧焊（ShieldedMetalArcWelding，SMAW），簡稱手弧焊。焊條電弧焊發(fā)展于19世紀(jì)初葉，1881年的巴黎首屆世界電工展覽會上俄國人NikolaiBenardos展示了一種碳弧焊接方法，并可向電弧或熔池添加填充金屬棒或金屬絲；1890年另一位俄國人NicolaiSlavianoff進(jìn)一步發(fā)展了弧焊方法，使用金屬棒作為電極代替碳棒。這樣電極既是熱源，又作為填充金屬；1907年，瑞典人OscarKjellberg發(fā)明了藥皮焊條，使焊條電弧焊在工業(yè)生產(chǎn)中得到實際的應(yīng)用，開創(chuàng)了焊條電弧焊發(fā)展的新紀(jì)元；1930～1980年漫長的工業(yè)發(fā)展時期，焊條電弧焊始終是應(yīng)用最廣的焊接方法；從20世紀(jì)80年代開始，各種高效的焊接方法相繼進(jìn)入實用階段，焊條電弧焊應(yīng)用比率有所下降。
組成
焊條是涂有藥皮供手工電弧焊用的熔化電極，由藥皮和焊芯兩部分組成。焊條藥皮是壓涂在焊芯表面上的涂料層，焊芯是焊條中被藥皮包覆的金屬芯。根據(jù)藥皮與焊芯的質(zhì)量比可分為厚皮焊條和薄皮焊條兩大類，目前工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的是厚皮焊條。
藥皮
藥皮作用
焊條藥皮是礦石粉末、鐵合金粉、有機(jī)化合物和化工制品等原料按一定比例配制后壓涂在焊芯表面上的一層涂料。藥皮具有良好的保護(hù)性和穩(wěn)弧性，以使焊縫具有良好的工藝性能并使焊縫金屬脫氧形成過渡合金元素。焊接過程中藥皮在電弧熱作用下熔化形成熔渣，產(chǎn)生氣體，熔渣和氣體起著保護(hù)熔滴、熔池和焊接區(qū)、隔離空氣的作用，防止氮氣等有害氣體侵入焊縫。藥皮的組成物質(zhì)也會參與冶金反應(yīng)，其作用是消除有害雜質(zhì)（如O、H、N、S、P等），并保護(hù)或添加有益元素。對于部分合金鋼焊接，藥皮還能向焊縫滲入合金，使焊縫金屬成分與母材接近，機(jī)械性能趕上甚至超過母材。此外藥皮可以使電弧容易引燃，并能穩(wěn)定地連續(xù)燃燒，易于脫渣，同時通過增加熔滴減少飛濺，提高焊接生產(chǎn)率，使焊縫金屬滿足性能要求。
藥皮類型
焊條藥皮根據(jù)組成成分可以分八種類型，即二氧化鈦型、氧化鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、纖維素型、低氫型、石墨型、鹽基型。
氧化鈦型（簡稱鈦型），藥皮中加入35%以上的二氧化鈦和相當(dāng)數(shù)量的硅酸鹽、錳鐵及少量有機(jī)化合物，適用于直流或交流焊接電源。
氧化鈦鈣型（簡稱鈦鈣型），藥皮中加入30%以上二氧化鈦和20%以下碳酸根，以及硅酸鹽和錳鐵，一般不加或少加有機(jī)物。鈦鈣型可用于交直流，但交流焊時熔深較淺，同時容易發(fā)紅，故盡可能采用直流電源。直徑4.0及以下可用于全位置焊件，5.0及以上用于平焊及平角焊。
鈦鐵礦型，藥皮中加入30%以上的鈦鐵礦和一定數(shù)量的硅酸鹽、錳鐵以及少量有機(jī)物，不加或少加碳酸鹽。
氧化鐵型，藥皮中加入大量鐵礦石和一定數(shù)量的硅酸鹽、錳鐵及少量有機(jī)物。
纖維素型，藥皮中加入15%以上的有機(jī)物、一定數(shù)量的造渣物質(zhì)及錳鐵等。
低氫型，藥皮中加入大量碳酸鹽、螢石、鐵合金以及二氧化鈦等。
石墨型，藥皮中加入多量石墨，以保證焊縫金屬的石墨化作用。
鹽基型，藥皮由氟鹽、和氯鹽組成，如氟化鈉、氟化鉀、氯化鈉、氯化鋰、冰晶石等，主要用于鋁及鋁合金焊條。
焊芯
焊芯在焊接回路中起著導(dǎo)電作用，在焊條端部與焊件之間形成電弧；當(dāng)焊芯受焊接熱作用熔化形成熔滴進(jìn)入熔池，作為填充金屬與熔化了的母材液體金屬共同組成焊縫。焊芯的化學(xué)成分和性能對焊縫金屬的質(zhì)量有直接影響，焊芯中各金屬元素的含量有嚴(yán)格規(guī)定，特別是對有害雜質(zhì)（如硫、磷等）的含量，應(yīng)有嚴(yán)格限制，優(yōu)于母材。根據(jù)被焊材料，按照國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)牌號的焊絲作為焊芯。如焊接碳鋼和Q355時，通常選用低碳鋼焊絲作為焊芯。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。焊芯的電阻率和夾雜物（如SiO2、Al2O3等）對焊條性能都有一定的影響，電阻率大的焊芯在焊接時因電阻過大易使焊條藥皮發(fā)紅，失去冶金及保護(hù)作用，且易產(chǎn)生氣孔缺陷。當(dāng)焊芯中含有較多夾雜物時能引起飛濺并影響焊接電弧穩(wěn)定性。
分類
按熔渣酸堿度
按焊接熔渣堿度可以分為酸性焊條和堿性焊條。
酸性焊條是藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條，這類焊條工藝性能好，焊縫外觀成形美觀、波紋細(xì)密。由于藥皮中含有較多FeO、TiO2、SiO2等成分所以熔渣氧化性強(qiáng)。酸性焊條一般可采用交、DC電源施焊。典型酸性焊條為E4303（J422）。
堿性焊條是藥皮中含有多量堿性氧化物的焊條，由于焊條藥皮中含有較多的大理石、螢石等成分，在焊接冶金反應(yīng)中生成CO2和HF，降低了焊縫中的氧和氫含量，且非金屬夾雜物較少。堿性焊條又稱低氫焊條。堿性焊條焊縫具有較高的塑性和沖擊韌性，一般承受動載的焊件或剛性較大的重要接插件均采用堿性焊條。典型的堿性焊條為E5015（J507）。
按藥皮類型
按焊條藥皮類型可分為氧化鈦型焊條、鈦鈣型焊條、鈦鐵礦型焊條、氧化鐵型焊條、纖維素型焊條和低氫型焊條等。
按用途
根據(jù)焊接不同材料的用途，焊條分類見表1。
型號和牌號
型號
焊條型號是國家標(biāo)準(zhǔn)或國際組織（如ISO）的有關(guān)法規(guī)根據(jù)焊條特性指標(biāo)明確劃分規(guī)定的。中國現(xiàn)行有關(guān)焊條的主要標(biāo)準(zhǔn)已在表1中列出。在中國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了各類型焊條型號分類、技術(shù)要求、試驗方法及檢驗規(guī)則等內(nèi)容。以國際型號E4303說明焊條型號編制方法，字母“E”表示焊條；第一、二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“0”或“1”表示焊條適用于全位置焊接（平、立、仰、橫），“2”表示焊條適用于平焊或橫角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第四位數(shù)字表示焊接電流種類及藥皮類型。以酸性焊條E4303（J422）舉例說明見右圖1。
牌號
焊條牌號是對焊條產(chǎn)品的具體命名，由焊條生產(chǎn)廠家制定，為便于選用不同廠家焊條，中國在1968年起開始采用統(tǒng)一牌號，屬于同一類型，符合相同焊條牌號、性能的產(chǎn)品統(tǒng)一命名。其方法是：牌號最前面的字母表示焊條大類；第一、二位數(shù)字表示各大類焊條的若干小類，如對于結(jié)構(gòu)鋼焊條則表示焊縫金屬的不同強(qiáng)度等級；第三位數(shù)字表示焊條藥皮類型和焊接電源種類。以酸性焊條E4303（J422）舉例說明見右圖2。
工藝性能
焊條的工藝性能是指焊條在焊接操作中的性能，是衡量焊條質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。焊條工藝性能包括：焊接電弧的穩(wěn)定性、焊縫成形、在各種位置焊接的適應(yīng)性、飛濺、脫渣性、焊條的熔化速度、藥皮發(fā)紅的程度及焊條發(fā)塵量等。
電弧穩(wěn)定性
電弧穩(wěn)定性指電弧保持穩(wěn)定燃燒的程度，電弧穩(wěn)定性直接影響焊接過程的連續(xù)性及焊接質(zhì)量。除焊接電源特性、工藝參數(shù)影響外，焊條藥皮類型及組成物等都會影響電弧的穩(wěn)定性。焊條藥皮中加入電離電勢低的物質(zhì)可以降低電弧氣氛的電力電位，因此可以提高電弧穩(wěn)定性。一般在焊條藥皮中加入云母、長石、二氧化鈦或金紅石等成分，電弧穩(wěn)定性都比較好。
焊縫成形
焊縫表面光滑、波紋細(xì)密美觀是良好的焊縫成形。影響焊縫成形的因素除操作外，主要是熔渣凝固溫度、高溫熔渣黏度、表面張力及密度等。熔渣凝固溫度由焊條藥皮熔化所形成的液態(tài)熔渣轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時的溫度，熔渣凝固溫度過高會影響焊縫成形、產(chǎn)生氣孔等；凝固溫度過低會使熔渣不能覆蓋在焊縫表面、造成表面成形質(zhì)量差。
焊接位置適應(yīng)性
工藝性能良好的焊條能適應(yīng)空間全位置焊接，幾乎所有的焊條都能進(jìn)行平焊，但橫焊、立焊、仰焊就不是所有焊條都能適應(yīng)的。其難點在于重力作用下熔滴不易向熔池過渡，熔池金屬和熔渣向下流，以致不能形成正常焊縫。
飛濺
焊接過程中從熔滴或熔池中飛出的金屬顆粒稱為飛濺。飛濺不僅弄臟焊縫及附近部位，而且會破壞正常的焊接過程，降低焊條的熔敷效率。
脫渣性
脫渣性指焊后從焊縫表面清除渣殼的難易程度，脫渣性差的焊條不僅造成清渣困難，降低焊接效率，而且在多層焊時往往產(chǎn)生夾渣缺陷。影響脫渣性的因素有焊條熔渣與焊縫金屬的膨脹系數(shù)、熔渣的氧化性、熔渣的松脆性等。
選用要點
焊條的選用須在確保焊接結(jié)構(gòu)安全的前提下，根據(jù)被焊材料的化學(xué)成分、力學(xué)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(shù)經(jīng)濟(jì)效益等綜合因素，針對性地選用焊條。
1.按母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分，選用相應(yīng)的焊條。對結(jié)構(gòu)鋼（如低碳鋼、中碳鋼、普低鋼）的焊接，應(yīng)選用強(qiáng)度等級和母材相同或稍高的焊條，但不能選用強(qiáng)度過高的焊條。對特種鋼，如耐熱鋼、耐腐蝕鋼等，為了保證焊縫接頭的特殊性能，有時要求選用主要合金元素相同或相近的焊條。如果母材含碳量較高（如中碳鋼）或含硫、含磷較高造成產(chǎn)生焊接裂紋的傾向大，則應(yīng)選用抗裂性較好的焊條，如堿性低氫型焊條。
2.考慮焊件的工作條件和使用性能。如承受動載荷的焊件，要求沖擊韌度和伸長率較高，最好選用堿性低氫型焊條；耐蝕性高的焊件，應(yīng)選用相應(yīng)的耐腐蝕焊條。
3.考慮焊件形狀、剛度大小和焊接部位等。對結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、剛度大的厚大焊接件，由于焊接過程中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，易使焊縫產(chǎn)生裂紋，應(yīng)選用抗裂性較好的焊條。對焊接部位難以清理干凈的焊件，應(yīng)選用氧化性強(qiáng)的，對鐵銹、油污、氧化皮敏感性差的酸性焊條。
4.考慮工藝條件和焊接設(shè)備。應(yīng)選用工藝性能好的焊條，對重要結(jié)構(gòu)要作焊條的焊接性試驗；選用與設(shè)備性能相適應(yīng)的焊條。
參考資料 >
術(shù)語在線—權(quán)威的術(shù)語知識服務(wù)平臺.術(shù)語在線.2023-04-27
術(shù)語在線—權(quán)威的術(shù)語知識服務(wù)平臺.術(shù)語在線.2023-05-07
焊條選用要點及常用焊條選用一覽表.搜狐網(wǎng).2023-04-27