常用焊接材料及设备
1.焊接材料
(1)手工电弧焊焊接材料。
1)焊条的组成。焊条是涂有药皮的供电弧焊使用的熔化电极，由药皮和焊芯两部分组成。焊条的直径通常为3.2、4、5或6mm等几种规格，常用的是3.2、4和5mm三种，其长度一般在250～450mm之间。
①焊芯。焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时，焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。
②药皮。压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。药皮是由各种矿物类、铁合金有机物和化工产品(水玻璃类)原料组成。药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。若采用无药皮的光杆焊条焊接，则在焊接过程中，空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属，将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化，并形成各种氧化物和氮化物残留在焊缝中，造成焊缝夹渣或裂纹。而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔，这些因素都能使焊缝的机械性能(强度、冲击值等)大大降低，同时使焊缝变脆。此外采用光杆焊条焊接，电弧很不稳定，飞溅严重，焊缝成形很差。
药皮除具有机械保护作用，还要加入一些还原剂，使电弧燃烧中产生的氧化物还原，以保证焊缝质量。
通过在焊条药皮中加入铁合金或纯合金元素，使之随着药皮的熔化而过渡到焊缝金属中去，以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机械性能。
总之，药皮的作用改善了焊接工艺性能，使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高。同时也保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能。
2)焊条分类。
①按焊条的用途分类。
②按药皮的主要成分分类。
③按药皮熔化后的熔渣碱度分类。
④按特殊性能分类。
3)焊条的选用原则。电弧焊时，通常应根据组成焊接结构钢材的化学成分、力学性能、焊接性和工作环境等要求，以及焊接结构的形状、受力情况和焊接设备类型等方面综合考虑，以决定选用哪种焊条。
①焊接材料的机械性能、化学成分。
a.对于低碳钢、中碳钢和低合金钢，可选用与母材强度等级相应的焊条，其抗拉强度等于或稍高于母材。当受力情况复杂时，应选用比母材强度低一级的焊条，以保证焊缝既有一定的强度，又能有满意的塑性。
b.对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的合金成分与母材金属相同或相近。
c.在对焊接结构受力复杂、刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的情况下，可以考虑选用比母材强度低一级别的焊条。以保证焊缝既有一定的强度，又能有良好的塑性。
d.在母材中C、P、S等元素含量偏高时，焊缝易产生裂纹的情况下，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。
e.在焊条的强度确定之后，对于塑性、冲击性和抗裂性能要求较高(结构形状复杂、钢材厚、焊件受动荷载)，低温条件下工作的焊缝应选用碱性焊条。
f.当焊件焊口处有较多的铁锈、油污和氧化皮、水分等脏物，且又无法清理时，应选用对铁锈、油污和氧化皮、水分敏感性小和抗气孔性能较强的酸性焊条。
g.低碳钢与低合金钢、不同强度等级的低合金钢等异种钢间的焊接，一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。
②焊件的工作条件与使用性能。
4)焊接参数的选择方法。电弧焊的焊接参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。
①焊条直径的选择。焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因素。在不影响焊接质量的前提下，为了提高劳动生产率，一般倾向于选择大直径的焊条。
②焊接电流的选择。焊接电流的大小，对焊接质量及生产率有较大影响。主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊缝空间位置及焊接层次等因素来决定，其中，最主要的因素是焊条直径和焊缝空间位置。另外，焊缝的空间位置不同，焊接电流的大小也不同。含合金元素较多的合金钢焊条，一般电阻较大，热膨胀系数大，焊接过程中电流大，焊条易发红，造成药皮过早脱落，影响焊接质量，且合金元素烧损多，因此焊接电流相应减小。
③电弧电压的选择。电弧电压是由电弧长来决定。电弧长，则电弧电压高;电弧短，则电弧电压低。在焊接过程中，电弧过长，会使电弧燃烧不稳定，飞溅增加，熔深减小，且外部空气易侵入，造成气孔等缺陷。因此，要求电弧长度小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时，为了预热待焊部位或降低熔池温度，有时将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。
④焊接层数的选择。
⑤电源种类和极性的选择。
极性的选择，则是根据焊条的性质和焊接特点的不同，利用电弧中阳极温度比阴极温度高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的焊件。一般情况下，使用碱性焊条或薄板的焊接，采用直流反接;而酸性焊条，通常选用正接。
(2)埋弧焊焊接材料。
1)焊丝。埋弧焊所用焊丝有实心焊丝与药芯焊丝两种。普遍使用的是实心焊丝，有特殊要求时使用药芯焊丝。
2)焊剂。埋弧焊焊剂按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂，按制造方法分为熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂。
2.焊接设备
电弧焊的主要设备是弧焊机。弧焊机可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。交流弧焊机具有结构简单、价格低廉、保养和维护方便等优点。直流弧焊机具有焊接电流稳定、焊接质量高等优点。电弧焊的类型很多，包括手弧焊、埋弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、水下电弧焊等。
(1)手弧焊设备。
(2)埋弧焊设备。
(3)C0 2气体保护焊设备。
(4)惰性气体保护焊设备。
(5)等离子弧焊设备。
三、焊接接头、坡口及组对
(一)焊接接头的分类及基本类型
1.焊接接头的分类
焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区及其相邻的母材组成。焊接接头主要起两方面作用，一是连接作用，二是传力作用。焊缝与被焊工件并联的接头，焊缝传递很小的荷载，这种接头中的焊缝被称为联系焊缝;焊缝与被焊工件串联的接头，焊缝传递全部荷载，这种焊缝被称为承载焊缝。此外，还有双重性的焊头，既起连接作用又起传力作用。设计时，联系焊缝无需计算焊缝强度，承载焊缝的强度必须计算，双重性接头只计算焊缝的承载应力。焊接接头的种类和形式很多，如可按焊接方法、接头构造形式及坡口形状、焊缝类型来分类。
2.焊接接头的基本类型
按焊接方法不同，焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头三大类(三大类下还可细分);根据接头构造形式不同，焊接接头可以分为对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、盖板接头、套管接头、塞焊(槽焊)接头、角焊接头、卷边接头和端接接头等10种类型。如再考虑接头传力特点，T形与十字接头可归为一类;盖板接头、套管接头、塞焊(槽焊)接头实质上是搭接接头的变形，而不同的卷边接头可分属于对接接头、角接接头和端接接头。所以焊接接头的基本类型可归纳为5种，即对接接头、T形(十字)接头、搭接接头、角接接头和端接接头，如图2.1.2所示。
上述五类接头基本类型都适用于熔焊，一般压焊(高频电阻焊除外)都采用搭接接头，个别情况采用对接接头;高频电阻焊一般采用对接接头，个别情况采用搭接接头。钎焊连接的接头也有多种形式，一种分类方法将其分为四种，即搭接接头、T形接头、套接接头和舌形与槽形接头。
(二)熔焊接头与坡口
1.概述
对接接头是熔焊中受力比较理想的接头形式，为保证焊接质量，减少焊接变形和焊接材料消耗，需把被焊工件的边缘加工成各种形式的坡口，进行坡口对焊。T形及十字接头是把互相垂直的被焊工件用角焊缝连接起来的接头，是一种典型的电弧焊接头。有不焊透和焊透的，有不开坡口和开坡口的。不开坡口T形及十字接头通常是不焊透的，开坡口T形及十字接头是否焊透要看坡口的形状和尺寸。
(三)焊接接头的选择原则
为正确合理地选择焊接接头的类型、坡口形状和尺寸，主要应综合考虑以下几个方面：
(1)设计要求――保证接头满足使用要求;
(2)焊接的难易与焊接变形――焊接容易实现，变形能够控制;
(3)焊接成本――接头准备和实际焊接所需费用低;
(4)施工条件――制造施工单位具备完成施工要求所需的技术、人员和设备条件。
(四)管材的坡口与组对
1.管材的坡口
(1)管材的坡口有以下几种形式：I形坡口、V形坡口和U形坡口。
1)I形坡口。I形坡口适用于管壁厚度在3.5mm以下的管口焊接。这种坡口管壁不需要倒角，实际上是不需要加工的坡口，只要管材切口的垂直度能够保证对口的间隙要求，就可以对口焊接。
2)V形坡口。V形坡口适用于中、低压钢管焊接，坡口的角度为60°～70°，坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右。
3)U形坡口。U形坡口适用于高压钢管焊接，管壁厚度在20～60mm之间，坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右。
(2)坡口的加工方法一般有以下几种：
1)低压碳素钢管公称直径等于或小于50mm的，采用手提砂轮磨坡口;直径大于50mm的，用氧-乙炔切割坡口，然后用手提砂轮机打掉氧化层并打磨平整。
2)中压碳素钢管、中低压不锈耐酸钢管和低合金钢管以及各种高压钢管，用车床加工坡口。
3)有色金属管，用手工锉坡口。
