第三章焊条电弧焊

第二节焊条及焊接参数的选择方法
焊条
焊条——涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极， 它由药皮和焊芯两部分组成。
焊条
焊芯——焊条中被药皮包覆的金属芯。 药皮——压涂在焊芯表面上的涂料层。
• 一、焊条的组成 • 焊条就是涂有薄皮的供焊电弧焊使用的熔化电 极，它由焊芯和薄皮两部分组成； • 在焊条前端药皮有45度左右的倒角，便于引弧 在尾部有一段裸焊芯，长度为15-20mm， 以便可 焊钳夹持并有利于导电；焊条直径（焊芯）有2、 2.5、3.2、4、5、6 mm。 • 1、焊芯 • 一般为钢丝，作用有二：一是传导焊接电流， 产生电弧把电能转换成热能；二是熔化作为填充 金属与工件熔合形成焊缝； • 用于焊接的专用钢丝分为碳素结构钢、合金结 构钢、不锈钢三类
则电弧电压高，电弧短，则电弧电压低，。 • 电弧过长，会使电弧燃烧不稳定，飞溅增 加，熔深减小，而且外部空气易侵入，造 成气孔等缺陷。 • 电弧长度小于或等于焊条直径-----短弧焊。 电弧长度大于焊条直径-----长弧焊。
4 焊接层数 在中厚板焊条电弧焊时,往往采用多层焊.层 数多些,对提高焊缝的塑性、韧性有利，尤 其是冷弯角。但要防止接头过热和扩大热 影响区的有害影响。另外，层数增加，往 往使罕见变形增加，因此，要综合考虑加 以确定。
二、焊接工艺参数
• 焊条电弧焊的焊接参数主要有焊条直径、焊接电
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流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。 1、焊条直径 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。在不影响焊接质量的前提 下，为了提高焊接生产率，一般选择较大直径的 焊条。 厚度较大的焊件，应选用较大直径的焊条，平焊 可用焊条直径可大些。立焊时焊条直径不超过 5mm，横焊和仰焊不超过4mm。多层焊时，为防 止未焊透，第一层用直径较小的焊条。
第五节电弧切割的操作和安全要求
一、电弧切割操作 1、准备工作 开始气割前，要检查电缆及胶管是否完好， 店员极性是否正确，并根据碳棒直径调节 好电流，调节碳棒深处长度为70-100mm。 调节好出风口，使出风口对准刨槽。
2、起弧 起弧之前必须打开气阀，先送压缩空气， 随后引燃电弧，以免产生夹碳缺陷。在垂 直位置切割时，应由上向下切割。 3、切割 切割时碳棒与刨槽夹角一般为45左右，夹 角大，刨槽深，夹角小，刨槽浅。起弧后 应将刨枪手柄慢慢按下，等切削到一定深 度时，再平稳前进。
第三章 焊条电弧焊
第一节焊条电弧焊与电弧切割的工 作原理、适用范围及安全特点
• 一、基本原理
（一）焊条电弧焊的原理是利用电弧放电所 产生的热量将焊条与工件互相熔合并在冷 凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接 过程。 电弧燃烧的必要条件是气体电离及阴极电子 发射。 1、气体电离 （1）热电离
焊条电弧焊的焊接过程
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(2)冶金作用 • 通过药皮与熔化金属冶金作用，除去了有害物 质和添加了有益金属元素，（高温作用有些合金 元素被烧损；通过药皮添加这些金属元素，以弥 补损失的元素，使焊缝获得合乎要求的机械性能） • （3）改善焊接工艺性能，使电弧稳定燃烧， 飞溅小，焊缝成形好，易脱渣和熔敷效率高。 • 焊条药皮中加入了低电离电位的物质，使电弧 空间的空气易电离，提高了电弧燃烧的稳定性 • 药皮的熔点低于焊芯的熔点（100-250度），但 因焊芯处于电弧中心，温度高，还是焊芯先熔化， 药皮晚一点，这样在焊条的端头形成一小段药皮 套管，套管使电孤能量更集中，能有效的稳定电 孤燃烧，有利于熔滴向熔池的过渡。
2、焊机的接地
A、接地线应超过6平方毫米； B、接地体应埋入地下1米以下； C、接地电阻不得大于4 欧姆； D、严禁用氧气，乙炔等易燃易爆气体管 道作为接地线；
3、焊接电缆 A、应用多股细铜线电缆；
• B、绝缘良好，绝缘电阻不得小于1M欧姆 • C、焊接电缆线不宜超过20—30米，确需加
长，应用接头牢固连接， 但接头 数不要超过2个，应保证压降不超过4V； • D、电缆线严禁拴在气瓶或易燃易爆物品及 容器上； • E、严禁利用厂房的金属结构，管道物搭接 作为焊接电缆线； • F、焊接电缆线要横过马路或通道时，必须 采取屏护的措施加以保 护
碳棒
压缩空气
刨削方向
工件Leabharlann •碳弧气割过程中，压缩空气的主要作用是 把碳极电弧高温加热而熔化的金属吹掉， 还可以对碳棒电极其冷却作用，这样可以 相应地减少碳棒的烧损。但是，压缩空气 的流量过大时，将会使熔化金属的温度降 低，而不利于对所要切割的金属进行加工。 • 碳弧气刨不宜对淬硬倾向大的金属进行加 工。
1、交流电焊机 ＢＸ１——３３０
２、直流电焊机 ＡＸ——３３０
３、负载持续率
负载持续率＝选定的工作时间内负载的时间 ／选定的工作时间周期×１００％
４、焊机的外特性 焊机稳态输出电流和输出电压的关系成 为焊机的外特性。 焊机的外特性有三种形式：下降特性、 平特性和上升特性。
焊接用具
1．焊接电缆 2．焊钳 3．面罩 4．辅助器具
焊条电弧焊——是用手工操纵焊条进行焊接的电弧 焊方法，又称手工电弧焊。
1－焊件 2－焊条 3－焊钳 4－电焊机 5－焊接电弧 6－熔池 7－焊缝
手工电弧焊概述
• （2）电场作用下的电离
（3） 光电离 2、阴极电子发射 （1）热发射 （2）电场发射 （3）撞击发射 （二）电弧切割是利用碳极电弧的高温，把 金属的局部加热到熔化状态，同时用压缩 空气的气流把熔化金属吹掉，从而达到对 金属进行切割的一种加工方法。
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6、焊条的烘干 对于E4303之类的酸性焊条，最高烘干温 度不应超过250度，一般规定为75-150度， 烘培1-2h。低氢焊条在允许的范围内为 350-400度。目前最佳烘干温度为400度保 温1-1.5h。 烘干后的焊条应随烘随用，最好放在焊条 保温桶内，以免再次受潮，露放于大气中 存放的时间，对于低氢焊条，一般不超过48h，对于抗拉强度在600MPa以上的低氢高 强钢焊条应限制在1.5h之内。
• 二、适用范围
1、焊条电弧焊的适用范围 焊条电弧焊是用手工操作焊条进行焊接工作的，可 以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多种位置焊接。 可以在任何有电源的地方进行焊接作业。适用于 各种金属材料、各种厚度、各种形状的焊接。 2、电弧切割的适用范围 ①可用电弧切割对焊缝进行清根 ②可用电弧切割来加工焊缝坡口 ③使用方便,操作灵活 ④可用电弧切割
2、考虑焊件的工作条件及使用性能 ⑴对于工作环境有特定要求的焊件，应选用 相应的焊条，如低温钢焊条、水下焊条。 ⑵珠光体耐热钢一般选用与钢材化学成分相 似的焊条，或根据焊件的工作温度来选用。 3、考虑简化工艺、提高生产率、降低成本。 ⑴薄板焊接或点焊宜采用E4313 ⑵在满足焊件使用性能的前提下，应选用规 格大小效率高的焊条。 ⑶尽量选用价格较低的焊条，以降低成本。
• 7、焊条的选用原则 • (1)考虑焊件的机械性能、化学成分 • 焊接结构刚性大，受力情况复杂时，应选
用比钢材强度低一级的焊条 对于塑性，冲击韧性和抗裂性能要求较高， 低温条件下工作的焊缝应选用碱性焊条 J507 J506 J707 （E5015 E5016 E7015） J427 J426 （E4315 E4316）
3、焊条的分类
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按用途分： 1、低碳钢和低合金高强度钢 2、铬钼耐热钢 3、不锈钢 4、堆焊焊条 5、低温钢焊条 6、铸铁焊条 7、镍及镍合金焊条 8、铜及铜合金焊条 9、铝及铝合金焊条
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4、酸性焊条 其熔渣的成分主要是酸性氧化物（氧化硅、 氧化铁）及其它在焊接过程中放出氧的物 质，药皮中的造气剂为有机物，焊接时产 生保护气体 • 此焊条药皮中含有各种氧化物，具有较 强的氧化性，促使合金无素氧化，对铁锈 不敏感，焊逢中很少产生由氢引起的气孔， 不能有效地清除焊逢中的S，P等杂质，故 焊缝金属的机械性能较低，一般用于焊接 低碳钢和不太重要的钢结构中，应用最多 的是J422（E4303）；
• 2、电弧中心可达 在工作场所可产生大量
烟尘，因此要有良好的通风设施 • 3、有强的弧光辐射，应戴防护面具和穿 工作服 • 4、焊接过程中，极易发生爆炸和火灾要 有良好的防护措施
碳弧气刨：
• 安全特点 • 1、有压缩空气存在，注意吹散的熔渣烧
坏工作服，场地周围注意防火 • 2、烟尘大。注意通风 • 3、使用专业碳棒 • 4、电流大，注意超负荷
• 生产效率降低，劳动强度较大，焊接质量取决于焊工的
操作技术水平
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三、安全特点防护措施 1、空载电压，当焊机接通电网，而输出 端没有负载时，焊接电流为零，此时输出 端的电压 • 交流焊机；50~70伏；直流焊机：40~90伏 • 工作电压，电弧引燃后，维持电弧稳定燃 烧需要的电压为工作电压。一般为16~35伏 • 由此我们知道焊条电弧焊焊接设备的空载 电压远高于安全电压（36V），因此在操作 中容易发生触电事故因此要求戴手套，穿 绝缘鞋
多层焊
单道多层焊
多道多层焊
5、电源种类和极性的选择 直流电源，电弧稳定，飞溅少焊接质量好， 一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构的 焊接上。 正接法：焊件接电源正极，焊条接电源负极的连 接方法叫做正接法。 反接法：焊件接电源负极，焊条接电源正极的连 接方法叫做反接法。
第三节焊条电弧焊设备的基本结 构和工作原理
• 5、碱性焊条 • 其熔渣主要成分是碱性氧化物（大理石、萤石）
并含有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂，焊接 时，大理石（CaCO3）分解产生CO2作为保护气体， 萤石具有良好的去氢作用，但不利于电弧的稳定， 若含有萤石较多，要采用直流反接焊接，如J507 （E5015）若药皮中加入稳定电孤的物质，主要 使用交流电源，如J506（E5016） 碱性焊条的脱氧较完全，又能有效地消除焊逢 中的S，合金元素损失小，所以焊缝的机械性能和 抗裂性均较好，主要用于合金钢和重要碳钢结构 的焊接
焊钳