芯焊条可以提供广泛的冶金和物理特性，这是传统焊条焊接难以或不可能实现的。维护焊接的各种要求使有芯焊条成为多种应用场合的理想选择。以下是一些行业可用的潜在选择。

虽然传统的棒焊或屏蔽金属电弧焊(SMAW)将永远占据它的位置，但芯电极的不断进步使其成为一个有吸引力的解决方案，以满足日益扩大的焊接要求。即使是直径相对较小的电极，与其他工艺相比，芯状电极往往能够提供更高的沉积速率，而不会产生过度的电阻加热。

有芯电极是一种连续输送的管状金属护套，其芯为粉状助焊剂和/或合金成分。这些可能包括熔剂元素、脱氧和脱氮剂、合金材料，以及增加韧性和强度、提高耐腐蚀性和稳定电弧的元素。典型的核心材料可能包括铝、钙、碳、铬、铁、锰和其他元素和材料。熔剂芯焊条的应用更为广泛，而金属芯焊条在焊接合金钢时可用于调整填充金属成分。金属芯电极中的粉末通常是金属和合金粉末，而不是化合物，只在焊缝表面产生小的熔渣岛。相比之下，以焊剂为芯的电极在焊接过程中会产生广泛的熔渣覆盖层，从而支撑和塑造焊珠。

熔滴弧焊
含有在管状电极中的助焊剂产生屏蔽并形成用于药芯电弧焊(FCAW)的熔渣。外部供应的气体或气体混合物可以提供额外的屏蔽，在这种情况下，该过程称为气体屏蔽(FCAW-GS)。否则，称为自屏蔽(FCAW-SS)。电极和焊剂组成是为特定应用量身定制的。使用外部气体保护的电极通常不同于自保护的电极。在每个类别中有几个类别，它们共同涵盖了广泛的焊接应用。

Self-Shielded熔滴电极
使用自屏蔽FCAW时，电弧的热量会导致焊条的助焊剂芯分解和部分汽化，从而部分保护熔融金属(图1)。由于助焊剂成分会引入脱氧和脱氮剂，自屏蔽FCAW是许多类型的现场焊接的理想选择，特别是在有风的条件下。相比之下，气体保护过程可能需要使用帐篷或其他物理盾牌来保护气体保护免受时速超过5英里的风的影响。自屏蔽工艺也更便携，因为它只需要一个线馈线和恒压电源。燃气罐、调节器和软管都是不必要的。这种简单性延伸到炬头，它允许操作人员更大的可视性的工作。

对于高沉积焊接应用，长电极延伸(高达3-3/4英寸)经常使用。这将使电极预热并降低焊接电流，从而产生浅穿透焊道，适合于在笨重、复杂或管状部件上因装配不良而造成的桥接间隙。

各种焊条类型可用于高速、单道焊接、通用焊接、结构制造和高强度管道焊接。电极直径范围小至0.030英寸。5/32。，视分类及用途而定。一些是最适合使用在平面和水平的位置，而其他可以容纳大多数或所有的位置。典型的应用从钣金上的自动焊接到桥梁建设中的重型钢结构，几乎所有的东西都在两者之间。

制造商已经开发了广泛的电极，以满足特殊条件。有些可以焊接20磅厚度的钢，而另一些可以每小时沉积40磅的焊接金属。在每个类别中，可能有几个电极满足类别的总体要求，但每个电极提供了一组不同的特征。大多数耗材制造商有充足的测试数据和应用信息，在选择电极时应参考，以满足特定的条件。一些制造商实际上会为特殊应用设计定制填充的FCAW电极。

特定的元素可以通过将它们包括在管状电极内来清洁和脱硫焊接沉积物，尽管它们不能在固体钢电极加工过程中作为合金元素合并。这种具有芯电极成分和设计的通用性使得焊接耗材在难焊钢(如高硫和高碳牌号)上具有优良的抗焊接裂纹性能。

气体保护电极熔滴
气体屏蔽FCAW(图2)类似于自屏蔽，但除了磁通芯外，还使用了保护性气体屏蔽。保护气体通常包括CO2或氩气和CO2的混合物，如75%氩气/25% CO2, 90%氩气/10% CO2，或其他。保护气体的准确选择和混合取决于电极的组成和所需的电弧特性。

有气体保护，通常短电极延伸(1/2“到1-1/4”)用于大多数线径。使用更大的电极直径(大于3/32”)和使用100%的CO2保护气体可以导致焊缝熔深。这对于一些焊接应用是可取的，以减少所需的焊缝尺寸或焊接接头体积。气体保护FCAW焊条是最受欢迎的自动，半自动和机器人焊接低碳钢和低合金钢。代表性应用包括桥梁，采矿机械，海上钻井平台，船舶，结构和一般制造。

用于气体保护的FCAW电极通常有低碳钢和低合金等级，直径范围从0.035英寸。1/8。，取决于电极类型。一些最适合下焊，而另一些可以用于位置外焊，每一种都产生不同的物理、冶金和焊接特性。最近的一项发展是出现了低烟或低烟熔剂芯电极，特别是用于气体保护，以减少焊接烟雾。

电极的发展

Self-Shielded熔滴电极
设计为提供自己的屏蔽以及各种其他功能，这些电极已在几个方面受益于冶金改进。大约在20世纪60年代中期，人们首次在这些电极中使用一定量的铝作为与氮结合的元素。结果表明，添加碳、镍等其他合金元素可以改善合金的塑性，增加缺口韧性。

这些进展已经导致了整个系列自屏蔽剂芯电极的开发。例如，林肯电气在其产品线中提供了超过25个这样的电极。其中一些已经用于要求极高的应用中，如海上石油平台，其中的Charpy v型缺口和CTOD(裂纹尖端开口位移)测试要求非常严格。其他的发展包括使用新的合金类型的电极，这将促进高强度钢的焊接，电极改善了镀锌钢的可用性，以及用于跨国管道焊接的特殊电极。

气体保护电极熔滴
虽然不太适合户外使用，因为风会导致失去屏蔽，但这些电极在其他应用中有很多优点。该类电极中的T-1或金红石(含有二氧化钛，理想的渣成分)使用方便，具有优良的喷雾转移，可能有较低的烟雾产生。脱位的可用性很高，沉积速率可轻松达到每小时6-1/2至7磅。

与其他芯电极一样，广泛的选择提供了很大的通用性。例如，金红石轴承电极都向下和错位焊接可在低碳钢以及各种合金类型。另一个例子是一系列具有专利的超低氢电极，它们结合了氢清除器技术。研制这些电极是为了减少高强度钢焊接过程中的氢开裂倾向。

运营商的吸引力是一个不变的目标。取得进展的一个领域是T-5电极。虽然这些氟化物型电极提供更大的抗裂性，并满足一定的夏比v型缺口的要求，他们一直是更难以使用，特别是对位置错位的焊缝。最近的发展目标是创造T-5电极，具有操作友好的特点和T-1金红石型电极的位置多功能性。

Metal-Cored电极
金属芯电极是一种复合电极，通常包括一个低碳钢护套和一个特殊选择的铁和其他金属粉末和合金芯。可方便地添加稳定剂和电弧增强剂，为焊机提供更宽的操作窗口。金属芯电极是气体保护类型，是固体合金电极的替代品。这些电极的多功能性是可能的，因为电极制造商可以很容易地制造无限的合金成分。

可以实现特殊的合金组合，这将很难或不切实际的固体电极，包括焊接高强度钢的特殊类型。满足军用和其他需要低扩散氢的规格的版本是可用的。用于催化转化器和其他汽车尾气组件生产焊接的金属芯电极采用12%的铬，其材质为409不锈钢。另一种类型包含化学成分，可以降低焊缝水坑的表面张力，改善润湿作用，从而产生更宽的焊缝，这在诸如将部件缝合在一起的应用中很有用。

当工作需要特殊电极时，金属芯电极是比固体电极更经济的选择。由于制造过程涉及混合金属粉末，而不是制造一种特殊的钢熔体，小批量生产更容易，最低订购数量也要低得多。因此，与特殊订购的固体电极相比，金属芯电极可以以更短的周转时间和更低的成本生产。

电弧增强和波形控制
当金属芯电极与脉冲波形控制技术相结合时，有几个好处。在脉冲模式下使用金属芯电极，而不是直接的喷溅式传输，减少了烟雾的体积和喷溅量，特别是在低设置下。芯电极在脉冲环境中运行非常好，特别是与林肯的功率波®455M的机器。这些是基于逆变器的焊接系统，旨在结合易用性和焊接性能。它们结合了金属芯电极脉冲焊接的特定程序以及许多其他程序选择。事实上，Power Wave®455M可以通过软件重新编程，在任何时间为任何应用创造终极电弧。

典型应用是用409型不锈钢制造汽车和卡车消声器。这些材料可以与由低碳钢护套和芯材组成的电极焊接，芯材混合以提供适当数量的铬和其他元素，用于不锈钢成分。与这种类型的应用中通常使用的球形转移相比，使用脉冲波形控制将减少热量和飞溅。这导致了更长的焊枪寿命和减少维护，因为更少的损坏夹具，特别是在大批量应用。通过波形控制，脉冲操作可以在较薄的材料(通常为16规格)、较高的速度和在这种类型的应用中经常遇到的不完美的配合下提供更好的焊接质量。

继续发展
未来芯焊条的发展将继续为焊接问题提供解决方案，并提高质量和生产率。另一个重点是对操作人员的吸引力，通过使电极更容易使用和通过新的低烟电极减少焊接烟雾。

更高的强度是所有工艺的目标，以及改善的延展性和韧性。针对高强度钢的应用，如海上工业，特种电极的开发仍在继续，但更大的通用性和提高操作员的吸引力仍然是大多数开发工作的主要重点。