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　　焊接材料和防腐材料

　　二、焊接材料

　　(一)手工電弧焊焊接材料

　　1.焊條的組成。

　　焊條是涂有藥皮的供電弧焊使用的熔化電極，由藥皮和焊芯兩部分組成。

　�、俸感�。焊芯有兩個作用：一是傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電弧把電能轉(zhuǎn)化成熱能;二是焊芯本身熔化為填充金屬，與母材金屬熔合形成焊縫。

　　如果用于埋弧自動焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊和氣焊等熔焊方法作填充金屬時，則稱為焊絲。

　�、谒幤�。藥皮是由各種礦物類、鐵合金、有機(jī)物和化工產(chǎn)品(水玻璃類)原料組成。

　　采用無藥皮光焊條焊接：

　　a.空氣中氧和氮會大量侵入熔化金屬，氧化和氮化鐵、碳、硅、錳等，形成氧化物和氮化物殘留在焊縫中，造成焊縫夾渣或裂紋。

　　b.熔入熔池中的氣體可能使焊縫產(chǎn)生大量氣孔，使焊縫力學(xué)性能(強(qiáng)度、沖擊值等)大大降低，使焊縫變脆。

　　c.電弧很不穩(wěn)定，飛濺嚴(yán)重，焊縫成形很差。

　　有藥皮的焊條焊接：

　　a.藥皮中物質(zhì)受電弧高溫作用分解放出氧，燒毀液態(tài)金屬中合金元素，降低焊縫質(zhì)量。因此藥皮中要加入一些還原劑，使氧化物還原，以保證焊縫質(zhì)量。

　　b.在焊條藥皮中加入鐵合金或其他合金元素，隨著藥皮的熔化而過渡到焊縫金屬中去，以彌補(bǔ)合金元素?zé)龘p和提高焊縫金屬的力學(xué)性能。

　　c.藥皮還可改善焊接工藝性能使電弧穩(wěn)定燃燒、飛濺少、焊縫成形好、易脫渣和熔敷效率高。

　　總之，藥皮的作用是保證被焊接金屬獲得具有合乎要求的化學(xué)成分和力學(xué)性能，并使焊條具有良好的焊接工藝性能。

　　2.焊條的分類

　　(1)按焊條的用途分

　　(2)按焊條藥皮熔化后的熔渣特性分類(11.12.13.14.15.16.19)

　　1)酸性焊條。熔渣成分主要是酸性氧化物(SiO2、TiO2、Fe2O3)及焊接時易放出氧的物質(zhì)。

　　酸性焊條藥皮中含有多種氧化物，具有較強(qiáng)的氧化性，促使合金元素氧化;同時電弧氣中的氧電離后形成負(fù)離子與氫離子有很強(qiáng)的親和力，生成氫氧根離子，從而防止氫離子溶入液態(tài)金屬里，所以這類焊條對鐵銹、水分不敏感，焊縫很少產(chǎn)生由氫引起的氣孔。

　　但酸性熔渣脫氧不完全，也不能有效地清除焊縫的硫、磷等雜質(zhì)，故焊縫的金屬力學(xué)性能較低，一般用于焊接低碳鋼和不太重要的碳鋼結(jié)構(gòu)。

　　焊接過程中產(chǎn)生煙塵較少，有利于焊工健康，且價格比堿性焊條低，焊接時可選用交流焊機(jī)。

　　2)堿性焊條。其熔渣的主要成分是堿性氧化物(如大理石、螢石等)，含有較多鐵合金作為脫氧劑和合金劑，焊接時大理石分解產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)氣體。

　　焊條的脫氧性能好，合金元素?zé)龘p少，焊縫金屬合金化效果較好。堿性焊條的熔渣脫氧較完全，又能有效地消除焊縫金屬中的硫，合金元素?zé)龘p少，所以焊縫金屬的力學(xué)性能和抗裂性均較好，可用于合金鋼和重要碳鋼結(jié)構(gòu)的焊接。(14)

　　由于電弧中含氧量低，如遇焊件或焊條存在鐵銹和水分時，容易出現(xiàn)氫氣孔。

　　在藥皮中加入一定量的螢石，在焊接過程中與氫化合生成氟化氫，具有去氫作用。但是螢石不利于電弧的穩(wěn)定，必須采用直流反極性進(jìn)行焊接。若在藥皮中加入穩(wěn)定電弧的組成物碳酸鉀(K2CO3)等，便可使用交流電源。

　　(二)電弧刨割條

　　(三)埋弧焊焊接材料

　　埋弧焊時電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，電弧不外露，由焊絲和焊劑兩部分組成。

　　1.焊絲

　　焊絲直徑的選擇根據(jù)用途而定。半自動埋弧焊用的焊絲較細(xì)，一般直徑為1.6mm、2mm、2.4mm。自動埋弧焊一般使用直徑3～6mm的焊絲，以充分發(fā)揮埋弧焊的大電流和高熔敷率的優(yōu)點(diǎn)。

　　對于一定的電流值可使用不同直徑的焊絲。同一電流使用較小直徑的焊絲時，可獲得加大焊縫熔深、減小熔寬的效果。當(dāng)工件裝配不良時，宜選用較粗的焊絲。(18)

　　2.焊劑

　　埋弧焊焊劑按制造方法分為熔煉焊劑、燒結(jié)焊劑和陶質(zhì)焊劑;按化學(xué)成分分為堿性焊劑、酸性焊劑和中性焊劑。

　　三、防腐材料

　　安裝工程中常用的防腐材料主要有各種涂料、玻璃鋼、橡膠制品、無機(jī)板材等。

　　1.涂料

　　(1)涂料的基本組成。涂料大體上可分為三部分，即主要成膜物質(zhì)、次要成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)(03、09、16)。

　　1)主要成膜物質(zhì)。

　�、儆土�。

　�、谔烊粯渲秃铣蓸渲�

　　2)次要成膜物質(zhì)——顏料(04.08.09)

　　顏料是涂料的主要成分之一，不僅使涂料具有裝飾性，更重要的是能改善涂料的物理和化學(xué)性能，提高涂層的機(jī)械強(qiáng)度、附著力、抗?jié)B性和防腐蝕性能等，還有濾去有害光波的作用，從而增進(jìn)涂層的耐候性和保護(hù)性。

　�、俜冷P顏料。主要用在底漆中起防銹作用。按照防銹機(jī)理的不同，可分為：

　　化學(xué)防銹顏料，如紅丹、鋅鉻黃、鋅粉、磷酸鋅和有機(jī)鉻酸鹽等，這類顏料在涂層中是借助化學(xué)或電化學(xué)的作用起防銹作用的;

　　物理防銹顏料，如鋁粉、云母氧化鐵、氧化鋅和石墨粉等。其主要功能是提高漆膜的致密度，降低漆膜的可滲性，阻止陽光和水分的透入，以增強(qiáng)涂層的防銹效果。

　�、隗w質(zhì)顏料和著色顏料。這些顏料都可以在不同程度上提高涂層的耐候性、抗?jié)B性、耐磨性和物理機(jī)械強(qiáng)度等。常用的有滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、云母粉和硅藻土等。

　　著色顏料在涂料中主要起著色和遮蓋膜面的作用。

　　3)輔助成膜物質(zhì)

　　①溶劑。在涂料中主要起著溶解成膜物質(zhì)、調(diào)整涂料黏度、控制涂料干燥速度等方面作用。

　�、谄渌o助材料。

　　2.常用涂料。(09、12、13、14、15、16、18、19)

　　涂料按其所起的作用，可分成底漆和面漆兩種。目前常用的底漆有：

　　1)生漆(也稱大漆)。缺點(diǎn)是不耐強(qiáng)堿及強(qiáng)氧化劑。漆膜干燥時間較長，毒性較大，施工時易引起人體中毒。

　　2)漆酚樹脂漆。改變了生漆毒性大、干燥慢、施工不便等缺點(diǎn)，但仍保持生漆的其他優(yōu)點(diǎn)。可作為地下防潮和防腐蝕材料，但它不耐陽光紫外線照射，應(yīng)用時應(yīng)考慮到用于受陽光照射較少的部位。

　　3)酚醛樹脂漆。具有良好的電絕緣性和耐油性，能耐60%的硫酸、鹽酸、一定濃度的醋酸、磷酸、大多數(shù)鹽類和有機(jī)溶劑等介質(zhì)的腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化劑和堿。

　　其漆膜較脆，溫差變化大時易開裂，與金屬附著力較差，在生產(chǎn)中應(yīng)用受到一定限制。(13)

　　4)環(huán)氧-酚醛漆。其漆膜兼有環(huán)氧和酚醛兩者的長處，既有環(huán)氧樹脂良好的機(jī)械性能和耐堿性，又有酚醛樹脂的耐酸、耐溶和電絕緣性。(11)

　　5)環(huán)氧樹脂涂料。環(huán)氧樹脂涂料具有良好的耐腐蝕性能，特別是耐堿性，并有較好的耐磨性。與金屬和非金屬(除聚氯乙烯、聚乙烯等外)有極好的附著力，漆膜有良好的彈性與硬度，收縮率也較低。使用溫度一般為90～100℃左右。

　　若在環(huán)氧樹脂中加入適量的呋喃樹脂改性，可以提高其使用溫度。熱固型環(huán)氧涂料其耐溫性和耐腐蝕性均比冷固型環(huán)氧涂料好。(18)

　　6)過氯乙烯漆。具有良好的耐酸性氣體、耐海水、耐酸等性能，但不耐酚類、酮類、脂類和苯類等有機(jī)溶劑介質(zhì)的腐蝕。

　　它與金屬表面附著力不強(qiáng)，特別是光滑表面和有色金屬表面更為突出。在漆膜沒有充分干燥下往往會有漆膜揭皮現(xiàn)象。(13)

　　7)瀝青漆。在常溫下能耐濃度40%以下的堿、海水、土壤、鹽類溶液以及酸性氣體等介質(zhì)腐蝕，但不耐油類、醇類、脂類、烴類等有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑等介質(zhì)腐蝕。瀝青漆膜對陽光穩(wěn)定性較差，耐熱度在60℃。常用于設(shè)備和管道的表面，防止工業(yè)大氣、土壤和水的腐蝕。

　　8)呋喃樹脂漆。能耐大部分有機(jī)酸、無機(jī)酸、鹽類等介質(zhì)的腐蝕，具有良好耐堿性、耐有機(jī)溶劑性、耐水性、耐油性，但不耐強(qiáng)氧化性介質(zhì)(硝酸、鉻酸、濃硫酸等)等腐蝕。

　　呋喃樹脂漆不宜直接涂覆在金屬或混凝土表面上，必須用其他漆料作為底漆。由于呋喃樹脂存在性脆、與金屬附著力差、干后會收縮等特點(diǎn)，因此大部分采用改性呋喃樹脂。(13)

　　9)聚氨基甲酸脂漆。

　　10)無機(jī)富鋅漆。施工簡單，價格便宜。具有良好的耐水性、耐油性、耐溶劑性及耐干濕交替的鹽霧。適用于海水、清水、海洋大氣、工業(yè)大氣和油類等介質(zhì)。

　　在酸堿腐蝕性介質(zhì)中使用時，一般須涂上相應(yīng)的面漆，如環(huán)氧-酚醛漆，環(huán)氧樹脂漆，地氯乙烯漆等，面漆層數(shù)不少于兩層。

　　11)聚氨酯漆。具有耐鹽、耐酸、耐各種稀釋劑等優(yōu)點(diǎn)，同時又具有施工方便、無毒、造價低等特點(diǎn)。

　　廣泛用于石油、化工、礦山、冶金等行業(yè)的管道、容器、設(shè)備以及混凝土構(gòu)筑物表面等防腐領(lǐng)域。(12、14、16)

　　12)環(huán)氧煤瀝青。它綜合了環(huán)氧樹脂機(jī)械強(qiáng)度高、粘結(jié)力大、耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕和煤瀝青耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。在酸、堿、鹽、水、汽油、煤油、柴油等一般稀釋劑中長期浸泡無變化，防腐壽命可達(dá)到50年以上。環(huán)氧煤瀝青廣泛用于城市給水管道、煤氣管道以及煉油廠、化工廠、污水處理廠等設(shè)備、管道的防腐處理。(10.19)

　　13)三聚乙烯防腐涂料。具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、電性能、抗紫外線、抗老化和抗陽極剝離等性能，防腐壽命可達(dá)到20年以上。

　　廣泛用于天然氣和石油輸配管線、市政管網(wǎng)、油罐、橋梁等防腐工程。(15)

　　14)氟-46涂料。優(yōu)良耐腐蝕性能，對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及強(qiáng)氧化劑，即使在高溫下也不發(fā)生任何作用。耐熱性僅次于聚四氟乙烯涂料，耐寒性很好，具有杰出的防污和耐候性，因此可維持15～20年不用重涂。

　　特別適用于對耐候性要求很高的橋梁或化工廠設(shè)施，在賦予被涂物美觀的外表的同時避免基材的銹蝕。

　　2.玻璃鋼。

　　3.橡膠。

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