手工电弧焊

1．焊道的起头 起头时焊件温度较低，所以起点处熔深较浅，可在引弧后将电 弧稍微拉长，对起头处预热，然后再适当缩短电弧进行正式焊接 2．运条
常有以下运条方法
2．焊条型号编制方法 1)碳素钢焊条型号的编制方法 碳素钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、涂层类型、焊 接位置和焊接电流划分。 按照熔敷金属抗拉强度不同，碳素钢焊条形成两个系列，即 FA3系列(熔敷金属抗拉强度)420MPa)和E50系列(熔敷金属抗 拉强度~>490MPa)。
2）低合金钢焊条型号编制方法
(3)造气剂。造气剂的主要作用是造成保护气氛，同时也有 利于熔滴过渡。 (4)脱氧剂。脱氧剂的主要作用是对熔渣和焊缝金属脱氧。
(5)合金剂。合金剂的主要作用是向焊缝金属中掺人必要的 合金成分。
(6)稀释剂。稀释剂的主要作用是降低焊接熔渣的粘度，增 加熔渣的流动性。
(7)粘结剂。粘结剂的主要作用是将涂层牢固地粘结在焊芯 上。 (8)增塑剂。增塑剂的主要作用是改善涂料的塑性和润滑性， 使之易于用机器压涂在焊芯上。
直流反接
3.弧焊电源的使用与维护 ① 注意电网电压、相数与焊机铭牌标示相符。 ② 接地。 ③ 电源线和焊接电缆线的导线截面积和长度要合适。 ④ 焊机摆放位置。 ⑤ 焊前要仔细检查各部接线是否正确。 ⑥ 在焊接过程中，不得随意打开机壳顶盖。 ⑦ 改变焊接接法时应在切断电源的情况下进行。 ⑧ 防止焊机受潮。 ⑨ 及时切断焊机电源。
对接焊缝各部分的名称如图
角接焊缝各部分的名称如图
（六）手工电弧焊的常用工具
1．焊钳 焊钳是用来夹持焊条并传导焊接电流以进行焊接的工具， 常用焊钳的型号有300A、500A两种。
2．焊接电缆 焊接电缆是连接焊接电源与焊钳、工件的导线， 其作用是传导焊接电流。 3．焊条保温筒
4．敲渣锤和钢丝刷 敲渣锤和钢丝刷的作用主要是清理焊缝表面、焊缝层间的焊 渣及焊件上的铁锈、油污 。
2．焊接电流的选择
（1）焊条直径与焊接电流的关系
焊条直径 /mm 焊接电流/A
1.6
25～40
2.0
40～65
2.5
50～ 80
3.2
4.0
5.0
100～130 160～210 220～270
I=（35～45）d
（2）焊接位置与焊接电流的关系 在其他焊接条件相同的情况下，平焊可选择偏大的焊接电流， 横焊、立焊、仰焊的焊接电流应小些，约小10%～20%。 （3）焊道与焊接电流的关系
焊芯金属约占整个焊缝金属的50％-70％，因此焊芯的 化学成分直接影响焊缝质量。焊芯用钢丝为焊接专用钢丝， 经特殊冶炼制成，单独规定了其牌号和化学成分。 如用于埋弧焊、电渣焊、气体保护焊、气焊等熔焊方法 中作为填充金属时，称为焊丝。
①焊芯的化学成分 焊芯中通常含有碳（C）、锰(Mn)、硅(S0、铬(Cr)、镍 (Ni)、硫(S)、磷(P)等合金元素， 其中硫（S)、磷(P)元素为有害杂质，降低焊缝的力学性 能，因此其含量越少越好，通常不超过0．04％，焊接重 要结构时，不得超过0．03％。其他几种成分如含量适当， 一般来说是对钢有益的合金元素，可提高焊缝的力学性能。 但含量过高时则会带来不利影响，降低焊接质量。
低合金钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、化学成分、 涂层类型、焊接位置和焊接电流划分。
3．焊条的使用 1）焊条涂层的类型与适用范围 •钛型焊条的应用 •酸性焊条与碱性焊条的性能比较
2）焊条的选用原则
① 工件的力学性能和化学成分。 ② 工件的使用性能与工作条件。 ③ 工件的结构特点和受力状态。 ④ 施工条件及设备。 ⑤ 改善工艺性能 ⑥ 降低成本，提高生产率
6．能量的选择
熔化焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量，称为线能量
线能量与焊接电流和电弧电压成正比，与焊接速度成反比。
（三）引弧
手工电弧焊时引燃电弧的过程称为引弧。 常用的引弧方法有划擦引弧法和直击引弧法
（四）焊接操作
焊接操作时，焊工左手持面罩，右手握焊钳
焊条工作角 焊条轴线在和焊条前进方向垂直的平面内的投影与工件表面间的夹角为90°
手工电弧焊
重点：①手工电弧焊的基本原理
②焊接设备的使用。 难点：①手工电弧焊的操作方法 学习方法建议： ①对焊接电弧的基础知识，包括手工电弧焊的物理基础、 导电特性的内容 不必追求过深、过细； ②准确把握各种焊接方式的特点,，理解它们的应用； ③结合实训操作，体会并熟悉常见焊接工艺参数、焊接 手法及因素对焊缝成形（质量）的影响规律。
②焊芯的分类及牌号
涂 层 压涂在焊芯表面上的涂料层称为涂层(又称药皮)
①涂层的作用 保护作用
焊接时，涂层熔化后产生大量的气体，使熔化金属与空气隔离开来，形 成一个很好的保护层。涂层熔化后形成熔渣，覆盖着熔滴和熔池。这样 不仅隔离开空气中的氧气、氮气，保护焊缝金属，而且降低了焊缝冷却 速度，促进熔池中气体逸出，减少气孔生成，并改善焊缝成形和结晶。
（2）焊条直径的选择
① 焊件厚度 焊件厚度 /mm ≤1.5 1.5 2 2 3 3.2 4 ～5 3.2～4 6～12 4～5 ≥12 4 ～6
焊条直径 /mm
② 焊缝位置
在焊件厚度相同的条件下，焊接平焊缝的焊条直径应大些。
③ 焊接层数
在进行多层焊道焊接时，第一层焊道应选用直径较小的焊条 焊接，一般直径为2.5mm或3.2mm的焊条
四、电焊条
焊条就是带有涂层的供手工电弧焊使用的熔化电极。 1.焊条的组成与作用
焊条规格以焊芯直径来表示。其长度依焊条规格材料、涂层类型等不同而不 同，通常在200～500mm之间。
焊芯
焊芯就是被涂层覆盖的金属芯，其作用是传导电流，产 生电弧，并且在熔化后作为填充金属与被熔化的母材熔合 形成焊缝。
通常焊接打底焊道时，使用的焊接电流应小些，便于焊接操作和保证焊接质量 焊接填充焊道时，使用较大的焊接电流，以提高效率，保证熔合良好 焊盖面焊道时使用的焊接电流应小些，以防止咬边，获得美观的焊缝成形。
3．电弧电压的选择
手工电弧焊的电弧电压与电弧长度成正比。在焊接过程中，电 弧不宜过长，平焊时一般取焊条直径的0.5～1倍。在立焊、仰焊 时电弧长度比平焊时更短些，以利于熔滴过渡，防止熔池下淌。
2.手工电弧焊的特点 （一）操作灵活、适应性强 （二）无论交流或直流电源，设备结构简单且质量小， 便于移动，便于现场维护和维修。 （三）可通过调整工艺参数来控制焊接应力与变形。 （四）生产效率低、劳动条件差
二、 焊接电弧
电弧引燃有两种方法： 一是高频高压引弧法，主要用于钨极惰性气体保护焊 二是接触短路引弧法，用于手工电弧焊等
主要内容
任务一
任务二
任务三
任务四
任务五
任务六
平敷焊 对接焊接 角焊 对接横焊 对接立焊 仰面焊
一、概述
任务一
平敷焊
1.手工电弧焊的焊接过程
手工电弧焊（焊条电弧焊）是利用焊条和焊件之间的电弧 热使金属和母材熔化形成焊缝的一种焊接方法
焊接电源、焊接电缆、焊钳、焊条、焊件、电弧构成回路。
冶金作用
涂层中加有脱氧剂，通过熔渣与熔化金属的化学反应，减少氧、硫等有 害杂质对焊缝金属的危害，使焊缝获得符合要求的力学性能。
渗合金作用 改善焊接工艺性能ຫໍສະໝຸດ Baidu
在涂层中加入低电离电位的物质，可以提高电弧燃烧的稳定性；焊接时， 在焊条端头形成一小段涂层套管，套管使电弧热量更集中，使电弧燃烧 更稳定，并可减少飞溅，有利于熔滴向熔池过渡，提高了熔敷效率。
②熔合区的组织和性能 熔合区紧邻焊缝金属，温度在固相线与液相线之间。熔合区 很窄，金属处于部分熔化状态，晶粒粗大，化学成分与组织很 不均匀，冷却后的组织为过热组织
③热影响区的组织和性能
（2）焊接接头形式 在手工电弧焊中，由于焊件厚度、结构形状以及使用条件和 质量要求不同，其接头形式也不相同。焊接接头的形式很多， 其基本形式可分为4种
5．角向磨光机 实际上是一种小型电动砂轮机，主要用 于打磨坡口和焊缝头处，如换上同直径钢 丝轮，还可以用来除锈。
6．扁铲 扁铲用于清除焊渣、飞溅物和焊瘤等
三、 任务实施
（一）劳动保护
1．面罩 面罩是用来保护面部、颈部的一种遮蔽工具，以防止焊接 时的飞溅、弧光及熔池和焊件高温的灼伤 。
2．工作服 工作服是防止弧光及火花灼伤人 体的防护用品，在穿着时应扣好纽 扣，扣好袖口、领口、袋口，上衣 不要束在裤腰内 3．焊工手套 焊工手套是保护焊工手臂和防止触 电的专用护具。工作中不 要戴手套直接拿灼热焊件和焊条头，破 损时应及时修补或更换。
①涂层的成分
焊条涂层的组成成分相当复杂，每种涂层配方中通常有7— 10余种之多。按其在焊接过程中所起的作用不同，可分为以 下几种： (1)稳弧剂。稳弧剂的主要作用是改善焊条引弧性能和提高 焊接电弧稳定性。一般多采用碱金属及碱土金属的化合物， 如钾、钠、钙的化合物。 (2)造渣剂。造渣剂的主要作用是能形成具有一定物理、化 学性能的熔渣，产生良好的保护作用和冶金处理作用
2.焊条的分类与型号 焊条按其用途分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊 条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金 焊条等 习惯上按焊条药皮的化学成分不同又可分为酸性氧化物 焊条和碱性氧化物焊条两大类。 (1)酸性氧化物焊条 一般称为酸性焊条，其药 皮中主要含有TiO2、FeO和SiO2等酸性氧化物，所以焊 条药皮的氧化性较强。酸性焊条的主要特点是工艺性能良 好，成形美观，对油、锈和水分的敏感性不大，抗气孔能 力强。
2)碱性氧化物焊条 一般称为碱性焊条，药皮中主要含有 CaCO3、CaF2、MnO2和MgCO3等碱性氧化物，并含有较 多的铁合金作为脱氧剂和渗合金剂，使焊条具有足够的脱氧 能力。碱性焊条主要特点是焊缝金属的抗裂性良好，力学性 能特别是冲击韧性较高。由于焊缝金属扩散氢含量低，亦称 之为低氢型焊条。但碱性焊条主要缺点是工艺性能差，易 吸潮，对油、锈、水分等脏物敏感性强，脱渣性极差等。 组成各种型号药皮的酸性氧化物和碱性氧化物在焊接时汇 同合金元素蒸发氧化，变成各种有毒物质，呈气溶胶状态 逸出，有碍人的身体健康，尤其是碱 性焊条比酸性焊条危害性大。
4．焊接速度的选择 焊接过程中焊条沿焊接方向移动的速度，即单位时间内完 成的焊缝长度，称为焊接速度 。 手弧焊1小时1米～1.2米 5．焊接层数的选择
中厚板焊接时，需开坡口，然后进行多层焊。 根据实际经验，每层厚度约等于焊条直径时生产率较高，也容易操作。 焊层厚度过大时，对焊缝金属塑性有不利影响，因此焊层厚度最好不超过4～5mm
4．护脚
5．工作鞋
焊工工作鞋是用来防止脚部烫伤、触电的，应使用绝缘、 抗热、不易燃、耐磨损、防滑的材料制作。
6．口罩 口罩是用来减少焊接烟尘吸入危害的防护用品。 7．平光防护眼镜 在清理焊渣时，应佩戴平光防护眼镜，以防止灼热焊渣进入眼内。
（二）焊接工艺参数的选用
1．焊条的选择 （1）焊条型号的选择 根据焊缝金属的化学成分和力学性能进行选择。
2．焊接坡口 根据设计或工艺需要，在焊件待焊部位加工并装配成的一定 几何形状的沟槽，称为坡口。
3．焊缝 根据焊缝所在空间位置的不同，焊缝可分为平焊缝、横焊缝、 立焊缝、仰焊缝4种形式
根据结合形式的不同，焊缝主要分为对接焊缝和角接焊缝， 另外还有塞焊缝和端接焊缝。 根据焊缝的连续情况，焊缝可分为连续焊缝和断续焊缝，且 大部分应用连续焊缝。
（五）焊接接头、坡口和焊缝
1．焊接接头 （1）焊接接头的组织和性能
用各种焊接方法连接的接头叫焊接接头 焊缝、热影响区、熔合区
①焊缝金属的组织和性能 一次结晶 二次结晶
液态金属
偏析
高温固态金属
低温固态金属
焊缝一次结晶过程中，由于冷却速度快，焊缝金属的 不同化学成分来不及扩散，因此，元素合金分布是不 均匀的，这种现象称为偏析 。
三、常用弧焊设备与使用
1.常用的弧焊设备 弧焊变压器
弧焊整流器
弧焊整流器是一种将工业交流电经变压器降压，并经整流元件 整流变为直流电，再以直流或交流的形式输出而对焊接回路供电的 一种弧焊电源 。
2.直流弧焊电源的极性与应用
使用直流弧焊电源焊接时，工件与电源输出端正、负极的接法，称为电源的极性
焊接薄板时采用反接，以防止烧穿，获得良好的工艺性 采用反接，以减少飞溅现象和减小气孔倾向，并能使电弧稳定性良好。