四、电焊条的生产及质量管理
1.焊条的制造工艺
焊条的制造工艺过程主要包括三部分，即焊心加工、涂料制备及焊条压涂。其制造工艺过程见图2－3。
2.焊条的质量检验
根据国家标准的有关规定，应按照焊条的使用要求，对焊条进行以下项目检测。
（1）焊条尺寸及药皮外观检验。
（2）焊条偏心度检验。
（3）药皮强度检验。
（4）药皮耐吸潮性试验。
（5）焊接工艺性能检验。
图2－3 电焊条制造工艺示意图
（6）焊缝射线探伤试验。
（7）T形接头角焊缝试验。
（8）焊接烟尘发生量的测定。
（9）焊缝金属化学成分分析。
（10）力学性能试验。
（11）硬度试验。
（12）扩散氢含量测定。
（13）铁素体含量测定。
（14）耐腐蚀性能试验。
（15）焊条药皮含水量测定。
（16）焊条效率测定。
（17）焊条耗电量测定。
各种检验方法如下。
（1）焊条药皮强度检验方法。将水平放置的焊条自由落到厚度不小于14mm、水平放置的光滑平整钢板上，试验时焊条的落下高度为0.5～1.0m。受检焊条的药皮破裂只允许在焊条两端，落下高度和破裂总长度的允许值见表2－8。
表2－8 焊条药皮强度试验允许值
续表
注：D为焊条药皮外径；d为焊心直径。
（2）焊条药皮耐潮性检验方法。将焊条浸在15～25℃水中4h（铸铁焊条0.5h）后观察，药皮不应有胀开和剥落现象。
（3）焊条偏心度检验方法。偏心度计算公式见式2－1。
式中：T1为焊条断面药皮层最大厚度与焊心直径之和；
T2为同一断面药皮层最小厚度与焊心直径之和；
D，d为焊条外径及焊心直径。
焊条偏心度在焊条制造厂内通常用偏心仪进行测量。偏心仪上的读数值即为焊条偏心值T1－T2，也可将焊条中部的相邻两个部位的药皮刮去，用测量精度为0.01mm的测量工具分别测量T1、T2，再按上式计算。见图2－4。
对于碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条和堆焊焊条等冷拔加工焊心的焊条，偏心度应符合表2－9的规定。对于非冷拔焊心（如铸心、锻造心），偏心度应符合表2－10的规定。
图2－4 焊条偏心度的测量
表2－9 冷拔焊心偏心度
表2－10 非冷拔焊心偏心度
（4）焊条弯曲度检验。焊条弯曲的最大挠度不大于1mm，对于非冷拔焊心的铸铁焊条、堆焊焊条，可允许到1.5mm。
（5）焊条的工艺性能试验。包括电弧稳定性试验、再引弧试验以及焊缝脱渣率试验等。
①电弧稳定性。可采用8线或16线示波器或数字式电弧电压分析仪等来测定。较为简便的方法是采用断弧长度和灭弧次数来确定。
断弧长度的测定将焊条垂直装夹在特制的支架上，焊条下方放置一块钢板，焊条与钢板分别为电源的两极。接通电源后，用碳棒引燃电弧，随着焊条的熔化，电弧长度逐渐增加，当达到一定长度时，电弧自行熄灭。待断电后测量从焊缝顶端至焊心端头间的距离，这个距离即为断弧长度。一般以3次测试的平均值为焊条的断弧长度。断弧长度大者表明电弧稳定性为优。
平均断弧次数的测定是在相同试验条件下，将焊条与钢板倾斜约70°夹角，以直线运条，施焊一整根焊条，观察记录灭弧、喘息的次数，以平均断弧次数的多少来评定电弧的稳定性，次数越少，稳定性越好。
平均断弧次数=断弧次数+“喘息”次数/2
②再引弧性能。再引弧性能是指在同等试验条件下，将同类数种焊条分别在试板上施焊，当焊至1/2处时，立即断弧，待停弧一定时间（如1s，3s，5s，7s，…）后，再将焊条分别在另一块冷钢板上轻轻接触，观察电弧可否引燃。不断地延长停弧时间，继续试验，直至不能再引弧为止（一般不超过30s），在保证电弧能引燃的前提下，断弧时间间隔越长，表明引弧性能越好。
③焊条飞溅率的测定。将与焊条相匹配的试板（250mm×30mm×20mm）垂直放置于厚5mm的纯铜板上，周围用1mm的纯铜皮围成高300mm的椭圆形屏壁，以利于收集飞溅物。在同等试验条件下沿试板侧面进行整根焊条平焊，当焊至焊条剩余约50mm时停焊，收集飞溅物，并秤焊条的焊前、焊后剩余部分质量（g）和飞溅物质量（g），即可计算出飞溅率，见式2－2。试验时通常以3根焊条的平均值计算。
（2－2）
④焊缝脱渣率。试验采用与焊条匹配的试板（400mm×100mm×12mm）开70°坡口，对接施焊。试板的两端空出不焊。焊缝长为250mm左右，焊完后立即做锤击试验。采用1kg的钢球，置于高2m的支架上，使钢球自由落跌到已焊试板的背面，可连击预定的次数（一般为5～10次），观察并测量脱渣情况。然后按式2－3计算脱渣率。
（2－3）
（6）焊条效率测定。试板尺寸为280mm×50mm×20mm，每组试验取3根焊条，分别在3块试板上试焊，焊条剩余长度约50mm，焊前测量焊条长度和称量试板质量，焊后再称量试板质量，将剩余焊条头去掉药皮，用细砂纸擦亮，测量焊后焊心长度和称量试板质量，称量精度为0.01g，按式2－4计算焊条效率。
（2－4）
熔敷金属质量（g）=焊后试验质量（g）－焊前试板质量（g）
（7）焊条发尘量的测定。通常采用抽气捕尘法，即在容积约0.12m3（φ500mm×600mm）的测尘装置中（图2－5）进行焊接，以15L/min的抽气速度将所有烟尘收集到集尘滤膜上，分别测定滤膜上的烟尘质量及焊条熔化量。发尘量按式2－5计算。
（2－5）
3.焊条的保管及烘干
图2－5 测尘装置示意
1—冷却水；2—试板；3—U形水压计；4—观察孔；5—筒体；6—大锥体；7—滤纸和钢网；8—小锥体；9—胶管；10—LZB－25转子流量计；11—二通活塞；12—真空泵
（1）焊条的保管。
①进厂的焊条必须按国家标准进行复检，检验合格后才能办理入库手续。焊条应在干燥与通风良好的室内仓库中存放。焊条储存库内，不允许放置有害气体和腐蚀性介质，并应保持整洁。库内的焊条应存放在架子上，架子离地面高度不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm，架子上应放置干燥剂，严防焊条受潮。
②焊条入库，应按种类、牌号、批次、规格、入库时间等分类堆放。标注明确，避免混放。
③特种焊条储存与保管应严于一般性焊条。特种焊条应堆放在专用仓库或指定区域，受潮或包装损坏的焊条未经处理不许入库。
④对于受潮、药皮变色、焊心有锈迹的焊条，必须烘干后进行质量评定。在各项性能指标满足要求后，方可入库，否则不准入库。一般焊条一次出库量不得超过2天的用量，已经出库的焊条，焊工必须保管好。
⑤焊条储存库内应设置温度计和湿度计。对低氢型焊条，室内温度不得低于5℃，相对湿度低于60％。原则上储存时间1年以上的焊条，应提请质检部门进行复验，合格后方可发放。
⑥通常焊条由塑料袋和纸盒包装，为了防止吸潮，在焊条使用前，不能随意拆开，尽量做到现用现拆，必要时需对剩余的焊条进行烘干处理后再密封起来。
（2）焊条的烘干。为了保证焊接质量，焊条在使用前应进行烘干（特殊说明的除外），一般烘干不能超过3次，否则药皮容易开裂，影响焊接质量。不同类型的焊条，烘干的温度也有所不同。对于低氢型焊条，在允许范围内，可适当提高温度，降低熔敷金属中扩散氢的含量，消除焊缝金属气孔。酸性焊条的烘干温度一般不超过250℃，否则会影响药皮中有机物质的作用。
各类焊条焊前烘干的工艺参数见表2－11，高强度钢结构件用焊条焊前烘干的工艺参数见表2－12。
表2－11 各类焊条再烘干规范
续表
表2－12 高强度钢构件用焊条管理标准
注：1kgf/mm2=9.81MPa。
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