第一章 概述
第一节 焊接基础知识
一、金属晶体结构基础知识
1.晶体结构
（1）晶体和非晶体 一般的固态金属及合金都是晶体。在晶体中，原子按一定规律排列得很整齐。而玻璃、松香等属于非晶体。在非晶体中，原子则是散乱分布的，至多有些局部的短程规则排列。
（2）典型的金属晶体结构 金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几何形状的结晶格子，称为晶格。常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格，见图1-1。
图1-1 典型的金属晶体结构
①体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体的中心，如图1-1（a）所示。属于这种晶格类型的金属有铬（Cr）、钒（V）、钨（W）、钼（Mo）及α-铁（α-Fe）等。
②面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体的六个面的中心，如图1-1（b）所示。属于这种晶格类型的金属有铝（Al）、铜（Cu）、铅（Pb）、镍（Ni）及γ-铁（γ-Fe）等。
③密排六方晶格的晶胞是一个正六方柱体，原子排列在柱体的每个顶角上和上、下底边的中心，另外三个原子排列在柱体内，如图1-1（c）所示。属于这种晶格类型的金属有镁（Mg）、铍（Be）、镉（Cd）及锌（Zn）等。
（3）金属的结晶及晶粒度对力学性能的影响 部分金属由液态转变为固态的凝固过程称为结晶。这一过程是原子由不规则排列的液体逐步过渡到按规则排列的晶体结构的过程。金属的结晶过程由晶核产生和长大这两个基本过程组成。在金属的结晶过程中，每个晶核起初都自由地生长，并保持比较规则的外形。但当其长大到互相接触时，在接触处的生长就被迫停止，只能向尚未凝固的液体部分伸展，直到液体全部凝固。这样，每一颗晶核就形成一颗外形不规则的晶体。这类外形不规则的晶体通常称为晶粒。晶粒的大小对金属的力学性能影响很大，晶粒越细，金属的力学性能越好。相反，若晶粒粗大，力学性能就差。晶粒大小通常分为八级，一级最粗，八级最细。晶粒的大小与过冷度有关，过冷度越大，结晶后获得的晶粒就越细。过冷度是指理论结晶温度和实际结晶温度之差。
（4）同素异构转变 金属在固态下随温度的变化，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为金属的同素异构转变。具有同素异构转变的金属有铁（Fe）、钴（Co）、钛（Ti）、锡（Sn）、锰（Mn）等。以不同的晶格形式存在的同一金属元素的晶格称为该金属的同素异构晶体。以铁为例，来分析同素异构的转变。图1-2为纯铁的冷却曲线。由图1-2可见，液态纯铁在1538℃进行结晶，得到具有体心立方晶格的δ-Fe，继而冷却到1394℃发生同素异构转变，δ-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe，再冷却到912℃又发生同素异构转变，γ-Fe转变为体心立方晶格的α-Fe。直到室温，晶格的类型不再发生变化。
图1-2 纯铁的冷却曲线
金属的同素异构转变是一个重要结晶过程，应遵循结晶的一般规律，即有一定的转变温度，转变时需要冷却，有潜热产生，同素异构转变过程也是由晶核形成和晶核长大来完成的。但同素异构转变属于固态转变，又有本身的特点，例如转变需要较大的过冷度，晶粒的变化伴随着体积的变化，转变时会产生较大的内应力。
纯铁同素异构转变的这种特性非常重要，是钢材通过各种热处理方法来改变其组织，从而改善性能的内在因素之一，也是焊接热影响区中具有不同组织和性能的原因之一。
2.金属的组织、结构及铁碳合金的基本组织
（1）合金的组织结构形式 合金是指两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素熔合在一起所得到的具有金属特性的物质。例如，工业上广泛应用的碳素钢和铸铁就是铁和碳组成的合金。
根据合金各元素之间相互作用的不同，合金中的相结构大致可分为固溶体和金属化合物两大类。合金的组织主要有固溶体、金属化合物及机械混合物三类。
①固溶体。固溶体是溶质原子溶入溶剂晶格中所形成的均匀的固体合金。基本组元称为溶剂，溶入基体的组元称为溶质。
根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为以下两类。
a.间隙固溶体。间隙固溶体的特点是溶质原子分布在溶剂晶格的间隙处，如图1-3（a）所示。只有溶质原子尺寸很小，溶剂的晶格间隙较大的条件下，才能形成间隙固溶体，如碳、氮、硼等非金属元素溶入铁中形成的固溶体即属于这种类型。间隙固溶体所溶解的溶质数量是有限的。
图1-3 固溶体结构示意图
b.置换固溶体。两种原子直径大小相近，则在形成固溶体时，溶剂晶格上的部分原子被溶质原子所置换［图1-3（b）］，这类固溶体称为置换固溶体。
无论是间隙固溶体还是置换固溶体，都因溶质原子的加入而使溶剂晶格发生歪扭，从而使合金对塑性变形的抗力增加。这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料强度、硬度增高的现象，称为固溶强化。固溶强化是提高金属材料力学性能的一种重要途径。
固溶强化在提高金属强度的同时可能使其塑性、韧性下降。实践证明，只要溶质的浓度适当，则在强化的同时仍能保持其良好的塑性和韧性，实际使用的金属材料绝大多数是固溶体或以固溶体作为基体的合金。
②金属化合物。合金的组元按一定原子数量相互化合成的完全不同于原组元晶格的新相，且具有金属特性的固体合金称为金属化合物。
金属化合物最突出的特点是它具有完全不同于原组元的晶体结构。例如Fe是面心立方晶格或体心立方晶格，C一般情况下是六方晶格，而Fe与C组成的化合物——FeC，具有复杂晶体结构。
金属化合物一般具有很高的硬度、很大的脆性，当合金中出现金属化合物时，通常能提高合金的强度、硬度和耐磨性。
③机械混合物。当合金的组元不能完全溶解或完全化合时，则形成由两相或多相组织，这种组织称为机械混合物。
机械混合物中各个相仍保持各自的晶格和性能，因而机械混合物的性能取决于各组成相（相即合金中成分、结构及性能相同的均匀组成部分）的相对数量、形状、大小和分布情况。
工业上绝大多数合金属于机械混合物组织，如钢、生铁、铝合金、青铜、轴承合金等。由机械混合物构成的合金往往比单一固溶体具有更高的强度和硬度。
（2）铁碳合金的基本组织 钢铁材料是工业中应用最广泛的合金，其主要是由铁和碳组成的合金（合金钢还含有少量其他元素），由于铁和碳的组织结构不同，铁碳合金的基本组织有以下几种。
a.铁素体。铁素体是少量的碳和其他合金元素溶于α-Fe中的固溶体，以F表示。α-Fe为体心立方晶格，碳原子以间隙状态存在，合金元素以置换状态存在。铁素体的强度和硬度低，但塑性和韧性很好。
b.渗碳体。渗碳体是铁和碳的化合物，分子式是Fe3C。其性能与铁素体相反，硬而脆，随着钢中含碳量的增加而韧性、塑性下降。
c.珠光体。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替叠压的层状复相物，也称片状珠光体，用符号P表示，含碳量为0.77%（质量分数）。在珠光体中铁素体占88%，渗碳体占12%，由于铁素体的数量远多于渗碳体，所以铁素体层片要比渗碳体厚得多。在球化退火条件下，珠光体中的渗碳体也可呈粒状，这样的珠光体称为粒状珠光体。
经2%～4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在不同放大倍数的显微镜下可以观察到不同特征的珠光体组织。当放大倍数较高时可以清晰地看到珠光体中平行排列分布的宽条铁素体和窄条渗碳体；当放大倍数较低时，只能看到珠光体中的渗碳体为一条黑线；而当放大倍数继续降低或珠光体变细时，珠光体的层片状结构就不能分辨了，此时珠光体呈黑色的一团。
d.奥氏体。奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶，以A表示。在加热转变刚刚结束时奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形。经过一段时间加热或保温，晶粒将长大，晶粒边界可趋向平直化。铁碳相图中奥氏体是高温相，存在于临界点A1温度以上，是珠光体逆共析转变而成。当钢中加入奥氏体相区的化学元素Ni、Mn等时，则可使奥氏体稳定在室温，如奥氏体钢。
奥氏体为面心立方结构，碳、氮等间隙原子均位于奥氏体晶胞八面体间隙中心，以及面心立方晶胞的中心和棱边的中点。假如每一个八面体的中心各容纳一个碳原子，则碳的最大溶解度应为50%（摩尔分数），相当于质量分数约20%。实际上碳在奥氏体中的最大溶解度为2.11%（质量分数）。这是由于γ-Fe八面体间隙的半径仅为0.052nm，比碳原子的半径（0.086nm）小。碳原子溶入将使八面体发生较大的膨胀，产生畸变，溶入越多，畸变越大，晶格将越不稳定，因此不是所有的八面体间隙中心都能溶入一个碳原子，溶解度是有限的。碳原子溶入奥氏体中，使奥氏体晶格点阵发生均匀对等的膨胀，点阵常数随着碳含量的增加而增大。大多数合金元素，如Mn、Cr、Ni、Co、Si等，在γ-Fe中取代Fe原子的位置而形成置换固溶体。替换原子在奥氏体中的溶解度各不相同，有的可无限溶解，有的溶解度甚微。少数元素，如硼仅存在于浸提缺陷处，如晶界、位错等。
e.马氏体。常见马氏体（M）组织有两种类型。中低碳钢淬火获得板条状马氏体，板条状马氏体是由许多束尺寸大致相同，近似平行排列的细板条组成的组织，各束板条之间角度比较大。高碳钢淬火获得针状马氏体，针状马氏体呈竹叶或凸透镜状，针叶一般限制在原奥氏体晶粒之内，针叶之间互成60°或120°角。
马氏体转变同样是在一定温度范围内（Ms～Mz）连续进行的，当温度达到Ms点以下，立即有部分奥氏体转变为马氏体。板条状马氏体有很高的强度和硬度，较好的韧性，能承受一定程度的冷加工；针状马氏体又硬又脆，无塑性变形能力。马氏体转变速度极快，转变时体积产生膨胀，在钢内部形成很大的内应力，所以淬火后的钢丝需要及时回火，防止应力开裂。
f.莱氏体。在高温下形成的共晶渗碳体呈鱼骨状或网状分布在晶界处，经热加工破碎后，变成块状，沿轧制方向链状分布。莱氏体常温下是珠光体、渗碳体和共晶渗碳体的混合物。 当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld表示，称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。
g.魏氏组织。魏氏组织是指在焊接的过热区内，由于奥氏体晶粒长得非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过热组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶粒内会形成许多平行的铁素体（渗碳体）针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为铁素体（渗碳体）魏氏组织。
（3）铁碳合金相图的构造及应用 钢和铸铁都是铁碳合金，w（C）=2.11%的铁碳合金称为钢，w（C）=2.11%～6.67%的铁碳合金称为铸铁。为了全面了解铁碳合金在不同温度下所处的状态及所具有的组织结构，可用铁碳（Fe-C）合金相图来表示这种关系，如图1-4所示。
图1-4 Fe-Fe3C合金相图
①铁碳合金相图的构造。铁碳合金相图是表示在极缓慢加热（或冷却）条件下，不同成分的铁碳合金，在不同温度下所具有的状态或组织的图形。图1-4中纵坐标表示温度，横坐标表示铁碳合金中碳的含量。例如，在横坐标左端，w（C）=0，即为纯铁；在右端w（C）=6.69%，全部为渗碳体（Fe3C）。
a. Fe-Fe3C图中的组织。铁碳合金在不同含碳量和不同温度下形成的组织如图1-4所示。
b. Fe-Fe3C图中的特性线：
ACD线为液相线，在ACD线上的合金为液相，用L表示。
AHJEF为固相线，在AHJEF线下合金呈固相。在液相线和固相线之间为合金的结晶区域（凝固区），这个区域两相（液相和固相）共存。
GS线为w（C）＜0.8%的钢在缓慢冷却时有奥氏体开始析出铁素体的开始线，简称为A3线。
ES线表示w（C）＞0.8%的钢在缓慢冷却时，有奥氏体开始析出渗碳体的温度，简称为Acm线。
PSK水平线，727℃，为共析转变线，表示铁碳合金在缓慢冷却时有奥氏体开始析出珠光体的温度，简称为A1线。
ECF水平线，1148℃，为共晶转变线，表示液体缓慢冷却至该温度时发生共晶反应，生成莱氏体组织。
c. Fe-Fe3C图中的特性点：
E点是钢和铸铁的分界点，w（C）=2.11%。E点左边为钢，右边为铸铁。
S点为共析点，w（C）=0.8%。S点的钢是共析钢，其组织全部为珠光体。S点左边的钢是共析钢，其组织为珠光体+铁素体。S点右边的钢是过共析钢，其组织为珠光体+渗碳体。
C点为共晶点，w（C）=4.3%。C点的合金为共晶白口铸铁。C点左边的铸铁为亚共晶白口铸铁，C点右边的铸铁为过共晶白口铸铁。共晶白口铸铁组织为莱氏体，莱氏体组织在常温下是珠光体+渗碳体的机械混合物，其性能硬而脆。
②铁碳合金相图的应用 现以w（C）=0.2%的低碳钢为例，说明室温加热过程中钢的组织变化。低碳钢室温下的组织为珠光体+铁素体，温度上升到PSK（A1）线上时，组织变为奥氏体+铁素体，温度上升到GS（A3）线上时组织全部转变为奥氏体，温度上升到固相线以上，奥氏体中一部分开始熔化，出现液体；温度继续上升到液相线以上，钢全部熔化，成为液体，如图1-5所示。低碳钢从高温冷却下来时，组织的变化正好相反。
图1-5 低碳钢由室温加热到高温时的组织变化示意图
铁碳合金相图非常重要，它是热处理的基础，也是分析焊缝及热影响区组织变化的基础。为了更好地认识铁碳合金相图及其与热处理的关系，将其简化为图1-6。可以看到，图1-6中只有w（C）＜2.11%的铁碳合金，即钢的固态部分的铁碳合金相图。
图1-6 钢的铁碳合金相图简图
参照图1-4可知，相图中ES线简称Acm线，GS线简称A3线，PSK线简称为A1线，这些线表达在平衡状态下不同含碳量时内部组织转变的临界温度，又称临界点。
由于铁碳合金相图中的曲线是在极为缓慢的条件下测得的，在实际过程中，如在冷却过程中总有过冷现象，实际相变温度比相图曲线的指示温度低。如与曲线A1、A3、Acm对应用
、
和
表示，则A1＞，A3＞，Acm＞。又如在加热情况下，由于转变的滞后现象，如与曲线A1、A3、Acm对应用
、
、
表示，则＞A1，＞A3，＞Acm。加热和冷却时各临界点的实际位置即为图1-6中的虚线位置。
③钢的热处理基本知识。将金属加热到一定温度，并保持一定时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温，这个过程称为热处理。常用的热处理工艺方法有淬火、回火、退火、正火四种。
a.淬火。将钢加热到或以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是提高钢的硬度和耐磨性。在焊接高碳钢和某些低合金钢时，近缝区可能发生淬火现象而变硬，容易形成冷裂纹，这是在焊接过程中应注意防止的。
b.回火。回火就是把经过淬硬后的钢件重新加热至低于的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。因为淬火后钢材硬而脆，而且内应力很大，易引起裂纹，所以淬火一般不是最终热处理，钢淬火后还要进行回火才能使用。回火可以使钢在保持一定硬度的基础上提高钢的韧性。按回火温度的不同可分为：低温回火（150～250℃），中温回火（300～500℃），高温回火（550～650℃）。某些合金钢在淬火后再进行高温回火的连续处理工艺称为调质处理。焊接结构由于焊后热影响区会产生淬火组织，所以也常采用焊后高温回火处理，以改善组织，提高综合性能。
c.正火。将钢加热到奥氏体化后在空气中冷却的热处理方法称为正火。正火可以细化晶粒，提高钢的综合力学性能，所以许多碳素钢和低合金钢常用正火作为最终热处理。对于焊接结构，经正火后，能改善焊接接头性能，消除粗晶组织及组织不均匀等。
d.退火。将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理方法称为退火。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等。退火可以降低钢的硬度，提高塑性，使材料便于加工，并可细化晶粒，均匀钢的组织和成分，消除残余内应力等。
焊接结构焊接以后会产生焊接残余应力，容易产生裂纹，因此重要的焊接结构焊后应进行消除应力退火处理，以消除焊接残余应力，防止产生裂纹。消除应力退火属于低温退火，加热温度在以下，一般为600～650℃，保温一段时间，然后在空气中或炉中缓慢冷却。
二、焊接基础知识
1.焊接电弧
焊接电弧是一种强烈持久的气体放电现象。在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉。通常，气体是不导电的，但是在一定的电场和温度条件下，可以使气体离解而导电。焊接电弧就是在一定的电场作用下，将电弧空间的气体介质电离，使中性分子或原子离解为带正电荷的正离子和带负电荷的电子（或负离子），这两种带电质点分别向着电场的两极方向运动，使局部气体空间导电而形成电弧。
焊接电弧的引燃一般采用两种方法：接触引弧和非接触引弧。手工电弧焊是采用接触引弧的。引弧时，焊条与工件瞬时接触造成短路。由于接触面的凹凸不平，只是在某些点上接触，因而使接触点上电流密度相当大。此外，由于金属表面有氧化皮等污物，电阻也相当大，所以接触处产生相当大的电阻热，使这里的金属迅速加热熔化，并开始蒸发。当焊条轻轻提起时，焊条端头与工件之间的空间内充满了金属蒸气和空气，其中某些原子可能已被电离。与此同时，焊条刚拉开一瞬间，由于接触处的温度较高，距离较近，阴极将发射电子。电子以高速度向阳极方向运动，与电弧空间的气体介质发生撞击。撞击使气体介质进一步电离，同时使电弧温度进一步升高，则电弧开始引燃。只要这时能维持一定的电压，放电过程就能连续进行，使电弧连续燃烧。 非接触引弧一般借助高频或高压脉冲引弧装置，使阴极表面产生强场发射，其发射出来的电子流再与气体介质撞击，使其离解导电。
2.电弧焊工作原理
电弧焊是利用电弧的热能来达到连接金属的目的，电弧的热能是上述各个区域的电过程作用下产生的，由于各个区域的电弧过程特点不同，因此各区域所放出的能量及温度的发布也是不同的。
（1）阴极区 电弧紧靠负电极的区域称为阴极区。阴极区很窄，在阴极区的阴极表面有一个明显的光斑点，它是电弧放电时，负电极表面集中发射电子的微小区域，称为阴极斑点。阴极区的温度一般达2130～3230℃，放出的热量占36%左右。阴极温度的高低主要取决于阴极的电极材料，而且阴极的温度一般都低于阴极金属材料的沸点。此外，如果增加电极中的电流密度，那么阴极区的温度也可以相应提高。
（2）阳极区 电弧紧靠正电极的区域称为阳极区。阳极区较阴极区宽，在阳极区的阳极表面也有光亮的斑点，它是电弧放电时，正电极表面上集中接收电子的微小区域，称为阳极斑点。阳极不发射电子，消耗能量少，因此在和阴极材料相同时，阳极区的温度略高于阴极区。阳极区的温度一般达2330～3930℃，放出的热量占43%左右。一般手工焊时，阳极的温度比阴极高些。
（3）弧柱 电弧阳极区和阴极区之间的部分称为弧柱。由于阴极区和阳极区都很窄，因此弧柱的长度基本等于电弧长度。弧柱中所进行的电过程较复杂，而且它的温度不受材料沸点的限制，因此弧柱中心温度可达5730～7730℃，发出热量占27%左右（手工电弧焊）。弧柱的温度与弧柱中气体介质和焊接电流的大小等因素有关；电流越大，弧柱中电离程度也越大，弧柱温度也越高。
3.电焊条
电焊条是由焊芯（就是里面的那根金属）和药皮两部分组成。
（1）焊芯作用 焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能；二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。
（2）药皮作用 焊条的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、锰等氧化和氮化形成各种氧化物和氮化物，并残留在焊缝中，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。
（3）常用电焊条的规格型号
a. SH.J422用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低的低合金钢（如Q235）等。
b. J422 （E4303）
说明：J422 是钛钙型药皮的碳钢焊条，具有优良的焊接工艺性能， 电弧稳定， 焊道美观， 飞溅少，交直流两用， 可进行全位置焊接。
用途：焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低的低合金钢（如Q235）等。
c. SH.E6013用于焊接低碳钢结构，能适应各种形式的焊接接头和焊接位置的施焊。对薄板的焊接性能极佳，尤其是用于补道焊和打底焊。焊接时仅需50V空载电压，是理想的定位焊条。
d. SH.J426用于焊接重要的低碳钢和低合金钢结构，具有良好的力学性能和抗裂性能，使用前需经350℃×1h烘焙。
e. J426（E4316）
说明：J426 是低氢钾型药皮的碳钢焊条，具有良好的力学性能和抗裂性能，交直流两用，可进行全位置焊接。
用途：焊接重要的低碳钢和低合金钢结构。
f. SH.J427用于焊接重要的低碳钢和低合金结构，具有良好的塑性、韧性、抗裂性能，使用前需经350℃×1h烘焙。
g. J427（E4315）
说明：J427 是低氢钠型药皮的碳钢焊条。采用直流反接，可进行全位置焊接，具有优良的塑性、韧性、抗裂性能。
用途：焊接重要的低碳钢和低合金钢结构。
h. J506（E5016）
说明：J506 是低氢钾型药皮的碳钢焊条，具有良好的力学性能和抗裂性能，交直流两用，可进行全位置焊接。
用途：中碳钢和低碳钢的焊接。
i. SH.J507可焊接中碳钢和某些低合金钢。采用直流弧焊电流反接，有良好的塑性、韧性和抗裂性能，使用前需经350℃×1h烘焙。
j. J507（E5015）
说明：J507是低氢钠型药皮的碳钢焊条。采用直流反接，可进行全位置焊接。焊缝金属具有良好的塑性、韧性和抗裂性能。
用途：可焊接中碳钢和某些低合金钢
k. SH.E7018用于碳钢、低合金钢、船舶用钢和压力容器焊接，有良好的力学性能和抗裂性能。熔敷效率为120%左右，使用前需经350℃×1h烘焙。
l. A402（E310-16）
说明：A402 是钛钙型药皮的纯奥氏体不锈钢焊条。熔敷金属在900～1000℃高温条件下，具有优良的抗氧化性。交直流两用，有良好的操作性能。
用途：在高温条件下工作的同类型耐热不锈钢的焊接，也可用于硬化性大的铬钢以及异种钢的焊接。
m. SH.A102用于焊接工作温度低于300℃的耐腐蚀的Cr19Ni9、Cr19Ni11Ti不锈钢结构，是低碳不锈钢焊条。熔敷金属具有良好的力学性能及耐腐蚀性能。
n. A102（E308-16）
说明：A102 是钛钙型药皮的低碳不锈钢焊条。熔敷金属具有良好的力学性能及耐腐蚀性能。可交直流两用，操作性能良好。
用途：焊接工作温度低于300℃的耐腐蚀的0Cr9Ni、19Ni11Ti不锈钢。
o. SH.A132用于焊接重要的耐腐蚀含钛稳定的Cr19Ni11Ti型不锈钢，是低碳含铌稳定剂的不锈钢焊条，有优良的抗晶间腐蚀性能。
p. A132（E347-16）
说明：A132是钛钙型药皮的低碳含铌稳定剂的不锈钢焊条，具有优良的抗晶间腐蚀性能，可交直流两用，操作工艺性能良好。
用途：焊接重要的耐腐蚀含钛稳定的0Cr19Ni11Ti型不锈钢。
q. SH.A022用于焊接尿素、合成纤维等设备及相同类型的不锈钢结构，也可用于焊接后不能进行热处理的铬不锈钢以及复合钢和异种钢等，是超低碳不锈钢焊条（含C≤0.04%），有良好的耐热、耐腐蚀及抗裂性能。
r. SH.A202用于焊接在有机和无机酸（非氧化性酸）介质中工作的Cr18Ni12Mo2不锈钢或作为异种钢焊接。属于低碳不锈钢焊条，有良好的耐腐蚀、耐热及抗裂性能。
s. SH.A302用于焊接相同类型的不锈钢、不锈钢衬里、异种钢（Cr19Ni9同低碳钢）以及高铬钢、高锰钢等，有良好的抗裂性能及抗氧化性能。
t. A302（E309-19）
说明：A302 是钛钙型药皮的不锈钢焊条。熔敷金属有良好的抗裂性能及抗氧化性能。可交直流两用，有良好的工艺操作性能。
用途：焊接相同类型的不锈钢、不锈钢衬里、异种钢 （Cr19Ni9同低碳钢）以及高铬钢、高锰钢等。
u. SH.A402用于焊接在高温条件下工作的同类型耐热不锈钢，也可用于硬化性大的铬钢（Cr5Mo，Cr9Mo，Cr13，Cr28等）以及异种钢的焊接，是纯奥氏体不锈钢焊条。熔敷金属在900～1100℃高温条件下具有良好的抗氧化性。
v. A402 （E310-16）
说明：A402 是钛钙型药皮的纯奥氏体不锈钢焊条。熔敷金属在900～1000℃高温条件下具有优良的抗氧化性。交直流两用，有良好的操作性能。
用途：在高温条件下工作的同类型耐热不锈钢的焊接，也可用于硬化性大的铬钢以及异种钢的焊接。
w. D256（EDMn-A-16）
说明：D256 是低氢钾型药皮的堆焊焊条，可交直流两用（交流焊时，空载电压不低于70V）。堆焊时宜采用小电流，窄道焊，趁红热时立即锤击或水淬，以减少裂纹倾向。堆焊金属为奥氏体高锰钢，具有加工硬化、坚韧和耐磨的特点。
用途：焊接各种破碎机、高锰钢轨、推土机等受冲击而易磨损的部分。
x. SH.D322用于堆焊各种冷冲模及切割刃具，兼用于修复磨损表面以及要求耐磨性能较高的机械零件。≥55HRC的铬钼钨钒冷冲模堆焊条。
4.电焊丝
一般来说，焊条是指电焊用的，外面有药皮；而焊丝是指气焊、二氧化碳气体保护焊等用的，只有焊芯没有药皮。焊接时作为填充金属，同时用来导电的金属丝叫焊丝，分实心焊丝和药芯焊丝两种。常用的实心焊丝型号：ER50-6（牌号：H08Mn2SiA）。常见焊丝如下：
（1）SKD11，＞0.5～3.2mm，56～58HRC。焊补冷作钢、五金冲压模、切模、刀具、成型模等，具有高硬度、耐磨性及高韧性的氩焊条。焊补前先加温预热，否则易产生龟裂现象。
（2）63°刀口刃口焊丝，＞0.5～3.2mm，63～55HRC。主要应用于焊接刀模、热作高硬度具模、热锻总模、热冲模、耐磨耗硬面、高速钢及刀口修复。
（3）SKD61，＞0.5～3.2mm，40～43HRC。焊补锌、铝压铸模，具有良好的耐热性与耐龟裂性，可焊接热气冲模、铝铜热锻模、铝铜压铸模。一般热压铸模常有龟甲裂纹状，大部分是由热应力所引起，亦有因表面氧化或压铸原料腐蚀所引起，热处理调至适当硬度改善其寿命，硬度太低或太高均不适用。
（4）70N，＞0.1～4.0mm。焊丝特性与用途：高硬度钢的接合，锌铝压铸模龟裂、焊合重建，生铁、铸铁焊补。可直接堆焊各种铸铁、生铁材料，也可用于模具龟裂焊合。使用铸铁焊接时，尽量将电流放低，用短距离的电弧焊接，钢材进行部分预热，焊接后加热以及慢慢冷却。
（5）60E，＞0.5～4.0mm。特性与用途：专用焊高拉力钢，硬面制作打底，龟裂焊合。高强度焊丝，含镍铬合金成分高，专业用于防破裂底层焊接、填充打底，拉力强，并可修补钢材焊后龟裂现象。延伸率： 26%。
（6）8407-H13，＞0.5～3.2mm，43～46HRC。制锌、铝、锡等有色合金及铜合金压铸模，可用于热锻或冲压模。具有高韧性、耐磨性，防热熔蚀性佳，抗高温软化，防高温疲劳性良好，可焊补热作冲头、 铰刀、轧刀、切槽刀、剪刀等。做热处理时，需防止脱碳，热工具钢焊后硬度太高，易发生破裂。
（7）防爆裂打底焊丝，＞0.5～2.4mm，约300HB。高硬度钢接合，硬面制作打底，龟裂焊合。高强度焊丝，含镍铬合金成分高，用于防破裂底层焊接、填充打底，拉力强，并可修补钢材龟裂焊合重建。
（8）718，＞0.5～3.2mm，28～30HRC。用于大型家电、玩具、通信、电子、运动器材等塑料产品模具钢。塑料射出模、耐热模、抗腐蚀模，切削性、蚀花性良好，研磨后表面光泽性优良，使用寿命长。预热温度250～300℃，后热温度400～500℃，做多层焊补时，采用后退法，较不易产生熔合不良等缺陷。
（9）738，＞0.5～3.2mm，32～35HRC。用于半透明及需有表面光泽塑料产品模具钢，大型模具，产品形状复杂及精度高的塑料模用钢。塑料射出模、耐热模、抗腐蚀模、蚀花性良好，具备优良加工性能，易切削抛光和电蚀，韧性及耐磨性佳。预热温度250～300℃，后热温度400～500℃。做多层焊补时，采用后退法焊补，较不易产生熔合不良等缺陷。
（10）P20Ni，＞0.5～3.2mm，30～34HRC。用于塑料射出模、耐热模（铸铜模）。以焊接裂开敏感性低的合金成分设计，含镍约1%，适合PA、POM、 PS、PE、PP、ABS塑料，具良好抛光性，焊后无气孔、 裂纹，打磨后有良好光洁度，经真空脱气、锻造后，预硬至33HRC，断面硬度分布均匀，模具寿命长。预热温度250～300℃，后热温度400～500℃。做多层焊补时，采用后退法，较不易产生熔合不良等缺陷。
（11）NAK80，＞0.5～3.2mm，38～42HRC。用于塑料射出模、镜面钢。高硬度，镜面效果特佳，放电加工性良好，焊接性能极好，研磨后光滑如镜，为优秀塑模钢，加入易削元素，切削加工容易，具有高强韧性及耐磨不变形特性，适合各种透明塑料产品模具钢。预热温度300～400℃，后热温度450～550℃。做多层焊补时，采用后退法，较不易产生熔合不良等缺陷。
（12）S136，＞0.5～1.6mm，约400HB。用于塑料射出模，抗腐蚀性、渗透性良好。高纯度、高镜面度，抛光性良好，抗锈防酸能力极佳，热处理变形小，适合PVC、PP、EP、PC、PMMA塑料，耐腐蚀及容易加工的模件及夹具，超镜面耐蚀精密模具，如橡胶模具、照相机部件、透镜、表壳等。
（13）皇牌钢，＞0.5～2.4mm，200HB。用于铁模、鞋模、软钢焊接，易雕刻蚀花，S45C 、S55C 钢材等修补。质地细密、软、易加工、不会有气孔产生，预热温度200～250℃，后热温度350～450℃。
（14）BeCu（铍铜），＞0.5～2.4mm，300HB。用于高导热的铜合金模具材料，主加元素为铍，其适用于塑料注射成型模具的内镶件、模芯、压铸冲头、热流道冷却系统、导热嘴、吹塑模具的整体型腔、磨耗板等。钨铜材料则应用在电阻焊、电子封装以及精密机械设备等。
（15）CU（氩焊铜），＞0.5～2.4mm，200HB。用途广泛，可焊补电解片、铜合金、钢、青铜、生铁及用于一般铜件焊补。机械性能良好，可用于铜合金焊接修补，也可用于焊接钢和生铁、铁的接合。
（16）油钢焊丝，＞0.5～3.2mm，52～57HRC。用于冲裁模、量规、拉模、穿孔冲头，可广泛使用在五金冷冲压、首饰压花模等，通用特殊工具钢，耐磨、油冷。
（17）Cr钢焊丝，＞0.5～3.2mm，55～57HRC。用于冲裁模、冷作成型模、冷拉模、冲头，高硬度、高韧性、线切割性良好。焊补前先加温预热，焊补后请做后热动作。
（18）MA-1G，＞1.6～2.4mm。超镜面焊丝，主要用于军工产品或要求极高的产品。硬度48～50HRC。马氏体时效钢系、铝压铸模、低压铸造模、锻造模、冲裁模、注塑模的堆焊。特殊硬化高韧度合金，非常适用于铝重力压铸模、浇口，延长寿命2～3倍，可制作非常精密的模具、超镜面（浇口补焊，使用不易热疲劳裂痕）。
（19）高速钢焊丝（SKH9），＞1.2～1.6mm，61～63HRC。高速钢，耐用性为普通高速钢的1.5～3倍，适用于制造、加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具、焊补拉刀、热作高硬度工具、模具、热锻总模、热冲模、耐磨耗硬面、高速钢、冲具、刀具、电子零件、螺纹滚模、牙板、钻滚轮、滚字模、压缩机叶片及各种模具机械零件等。
（20）氮化零件焊补焊丝，＞0.8～2.4mm，约300HB。适用于氮化后模具，零件表面修补。
5.电焊机
电焊机是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。
电焊机实际上就是具有下降外特性的变压器，将220V和380V交流电变为低压的直流电，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源电焊机；另一种是直流电源电焊机。直流电源电焊机可以说是一个大功率的整流器，分正负极，交流电输入时，经变压器变压后，再由整流器整流，然后输出具有下降外特性的电源，输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化，两极在瞬间短路时引燃电弧，利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材，冷却后来达到使它们结合的目的。焊接变压器有自身的特点，外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性。焊接作业灵活、简单、方便、牢固、可靠，焊接后甚至与母材具有同等强度，广泛地用于各个工业领域，如航空航天、船舶、汽车、容器等。
6.电焊机操作安全要求
（1）焊接前准备 电焊机应放在通风、干燥处，放置平稳。检查焊接面罩应无漏光、破损。焊接人员和辅助人员应穿戴好规定的劳动防护用品，并设置挡光屏隔离焊件发出的辐射热。电焊机、焊钳、电源线以及各接头部位要连接可靠，绝缘良好，不允许接线处发生过热现象，电源接线端头不得外露，应用绝缘胶布包扎好。电焊机与焊钳间导线长度不得超过30m，如有特殊需要时，也不得超过50m。导线有受潮、断股现象时应立即更换。交流电焊机的初、次级线路接线，应准确无误。输入电压应符合设备规定，严禁接触线路带电部分。次级抽头连接铜板必须压紧，接线柱应有垫圈。直流电焊机使用前，应擦净换向器上的污物，保持换向器与电刷接触良好。焊接中的注意事项：应根据工件技术条件，选用合理的焊接工艺（焊条、焊接电流和暂载率），不允许超负载使用，并应尽量采用无载停电装置。不准采用大电流施焊，不准用电焊机进行金属切割作业。
（2）载荷施焊 电焊机温升不应超过A级60℃、B级80℃，否则应停机降温后，再进行焊接。电焊机工作场地应保持干燥，通风良好。移动电焊机时，应切断电源，不得用拖拉电缆的方法移动，如焊接中突然断电，应切断电源。在焊接中，不准调节电流，必须在停焊时使用手柄调节电焊机电流，不得过快、过猛，以免损坏调节器。直流电焊机启动时，应检查转子的旋转方向要符合电焊机标志的箭头方向。直流电焊机的碳刷架边缘和换向器表面的间隙不得小于2～3mm，并注意经常调整和擦净污物。硅整流电焊机使用时，必须先开启风扇电机，电压表指示值应正常，仔细听应无异响。停机后，应清洁硅整流器及其他部件。严禁用摇表测试硅整流电焊机主变压器的次级线圈和控制变压器的次级线圈。必须在潮湿处施焊时，焊工应站在绝缘木板上，不准用手触摸导线，不准用手臂夹持带电焊钳，以免触电。
（3）焊接完后的注意事项 完成焊接作业后，应立即切断电源，关闭电焊机开关，分别清理归整好焊钳电源和地线，以免合闸时造成短路。施焊中，如发现自动停电装置失效时，应及时停机断电后检修处理。清除焊缝焊渣时，要戴上眼镜，注意头部应避开敲击焊渣飞溅方向，以免刺伤眼睛，不能对着在场人员敲打焊渣。露天作业完后，应将电焊机遮盖好，以免雨淋。不进行焊接时（移动、修理、调整、工间休），应切断电源，以免发生事故。
7.常用焊接方法
（1）钎焊 焊剂熔化而被焊的材料不熔，如锡焊、银焊、铜焊。根据钎焊加热和介质的不同，分为瓦斯钎焊、炉中钎焊、接触钎焊、浸焊、感应加热钎焊及真空钎焊等。
（2）电阻焊 靠电阻加热来焊接，如闪光焊、缝焊、对焊、点焊、凸焊、电渣焊等。
（3）电弧焊 靠电弧熔化来焊接，如手工焊、埋弧焊、氩弧焊、离子保护焊、二氧化碳保护焊等。
（4）气焊 如氧乙炔焊、液化气焊以及银焊。
（5）特殊加热的焊接，如真空电子束焊、激光焊。
（6）利用压力或摩擦的焊接，如爆炸焊、摩擦焊。
（7）此外，还有锻接焊、浇铸焊等。
8.焊接安全注意事项
（1）现场电焊（割）作业应履行三级动火申请审批手续，作业前，应根据申请审批要求，清理施焊现场10m内的易燃易爆物品，并采取规定的防护措施。作业人员必须按规定穿戴劳动防护用品。
（2）现场使用的电焊机，应设有防雨、防潮、防晒的机棚。
（3）电焊机电源线路及专用开关箱的设置，应符合电焊机安全使用的要求，并安装二次空载降压保护装置和防触电保护装置。电焊机开关箱及电源线路接线和故障排除必须由专业电工进行。
（4）雨天不得在露天电焊。在潮湿地带作业时，作业人员应站在铺有绝缘物品的地方，并应穿绝缘鞋。
（5）电焊机导线应有良好的绝缘，不得将电焊机导线放在高温物体附近。电焊机导线和焊接地线不得搭在易燃、易爆和带有热源的物品上，接地线不得接在管道、机床设备和建筑物金属构架或轨道上。
（6）电焊机导线长度不宜大于30m，当需要加导线时，应相应增加导线的截面积。当导线通过道路时，必须架高或穿入防护管内埋设在地下；当通过轨道时，必须从轨道下面穿过。当导线绝缘层受损或断股时，应立即更换。
（7）电焊钳应有良好的绝缘和隔热能力。电焊钳握柄必须绝缘良好，握柄与导线连接应牢靠，接触良好，连接处应采用绝缘布包好并不得外露。
（8）严禁在运行中的压力管道，装有易燃易爆物品的容器和承载受力构件上进行焊接。在容器内施焊时，必须采取以下措施：
①容器必须可靠接地，焊工与焊件间应绝缘。
②容器上必须有进、出风口并设置通风设备。严禁向容器内输入氧气。
③容器内的照明电压不得超过12V。
④焊接时必须有人在场监护。
⑤严禁在已喷涂过油漆和塑料的容器内焊接。
（9）高处焊接或切割时，应有可靠的作业平台，必须挂好安全带。焊割场所周围和下方应采取规定的防火措施并应有专人监护。
（10）多台电焊机集中施焊时，焊接平台或焊件必须接地，并应有隔光板。焊接铜、铝、锌等有色金属时，必须在通风良好的地方进行，焊接人员应戴防毒面罩或呼吸滤清器。
（11）更换场地移动焊把线时，应切断电源。作业人员不得用手臂夹持电焊钳。禁止手持把线爬梯、登高。
（12）清除焊渣，应戴防护眼镜或面罩，头部应避开敲击焊渣飞溅方向。
（13）工作结束，应切断焊机电源，锁好开关箱，并检查作业及周围场所，确认无引起火灾危险后，方可离开。