手工电弧焊焊接工艺

焊接工艺

国际焊接学会推荐碳当量的公式

焊接工艺参数的选择

手工电弧焊的焊接工艺参数主要有焊条直径、焊接电流、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、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表1-1按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2mm的焊条。

表1-1

mm

2．焊接电流

焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。在一般钢结构的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选：

I=10d2 (1-1)

式中

I ——焊接电流(A)；

d ——焊条直径(mm)。

另外，立焊时，电流应比平焊时小15％～20％；横焊和仰焊时，电流应比平焊电流小10％～15％。

3．电弧电压

根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外，电弧电压还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。一般要求电弧长小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接

时，为了预热部位或降低熔池温度，有时也将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。

4．焊接层数

焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。施工中每层焊缝的厚度不应大于4～5mm。

5．电源种类及极性

直流电源由于电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构上。其他情况下，应首先考虑交流电焊机。

根据焊条的形式和焊接特点的不同，利用电弧中的阳极温度比阴极高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的构件。用碱性焊条或焊接薄板时，采用直流反接(工件接负极)；而用酸性焊条时，通常采用正接(工件接正极)。

钢材的可焊性

各种钢材焊接性能的差异是用可焊性来表示的。钢材的可焊性是指在适当的设计和工作条件下，材料易于焊接和满足结构性能的程度。一般可焊性具体表现在下述几个方面：

（1）焊接作业要容易；

（2）焊接时不发生裂纹和其他有害缺陷；

（3）母材和焊接接头的机械、化学和物理性能好；

（4）母材的缺口韧性优良；

（5）焊接接头有足够的塑性和韧性。

可焊性常常受钢的化学成分、轧制方法和板厚因素影响。为了评价化学成份对可焊性的影响，一般用碳当量(Ceq)表示。Ceq是化学成分对焊接热影响区最高硬度的影响。

根据经验：

Ceq〈0.4％时，钢材的淬硬倾向很小，可焊性好，焊接前一般不需要预热。

Ceq＝0.4％~0.6％时，钢材的淬硬倾向逐渐增大。焊接前，需要适当预热，并采用低氢型焊接材料进行焊接。

Ceq〉0.6％时，淬硬倾向大，较难焊接，焊接前需慎重地预热，并采取严格控制焊接工艺等措施。

Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/5