第二章 焊接方法——手工电弧焊

Ⅴ焊过慢
热影响区大，晶粒粗化，力学性能下降， 薄板易烧穿，变形大，生产率下降。
选择原则 应根据板厚、焊条直径、焊接电流、坡口形式、 焊缝位置及母材熔化情况等由焊工自行掌握。
一般在保证焊缝质量的基础上，采用较大的焊条直径 和焊接电流，还应适当加大焊接速度，以提高生产效率。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 5、焊接速度
3)焊接电缆线长度一般不宜超过20～30m，确
实需要加长时，可将焊接电缆线分为两节导线， 连接焊钳的一节用细电缆，另一节按长度及使 用的焊接电流选择粗一点的电缆，两节之间用 电缆快速接头连接。
3、面罩、滤光玻璃
手持式 面罩
面罩是为防止焊接时的飞溅、弧 光及其他辐射对焊工面部及颈部损伤 的一种遮盖工具，面罩有两种形式： 头盔式（戴在头顶上工作）和手持式
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流。它直接影响 焊接质量和焊接生产力率。
选择焊接电流的总原则是在保证焊接质量的前提下，尽 量选用较大的焊接电流，以提高生产率。但要避免以下情况：
１、易形成深窄焊缝
焊
接 ２、易造成咬边和烧穿的现象
电 流
３、热影响区晶粒粗大，接头韧性下降 咬边
紧，以防过热或烧损。 3）弧焊电源接入电网后或进行焊接时，不得随意移动或打开机壳的顶盖。 4）空载运转时，首先听其声音是否正常，在检查冷却风扇是否正常鼓风，
旋转方向是否正确。 5)机内要保持清洁，定期用压缩空气吹净灰尘，定期通电和检查维修。 6）要建立必要的严格管理、使用制度。
（2）弧焊电源的并联使用 当一台弧焊电源的焊接电流不够时，可把多台弧焊电源并联起来使用，但
焊条保温桶
焊接施工过程中，焊条从烘 箱中取出后应放在焊条保温 箱内送到施工现场，施工时， 焊条随用随逐根从焊条保温 筒内取出。
5、坡口加工机
钢板坡口加工机
铣削型坡口加工机
液压式管 子坡口机
坡口加工机内是涨一式种管高子 效节能 的焊接专用辅坡助口设机备，具有 加工坡口质量好、尺寸准确、 表面光洁等优点。适用于加 工Q235、16Mn、16MnQ、 不锈钢、铜、铝等金属板材 的焊接坡口。
不均匀。 （4）熔滴向熔池过渡困难。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 3、电弧电压
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
4、电源种类和极性
⑴电源种类：可选用直流电源或交流电源。 直流电源比交流电源电弧稳定性好，飞溅少，但磁偏吹大。
⑵极性：直流电弧焊或电弧切割时，焊件与电源输出端正、负极的接法
焊钳接电源的负极
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
6、焊接层数
中厚板焊接时，一般开坡口采用多层多道焊。对于低碳 钢和强度等级低的普低钢多层多道焊时，每道焊缝厚度不宜 过大。过大时对焊缝金属的 塑性不利 。
头盔式 面罩
滤光 玻璃
焊接过程中应根据焊接电流的大 小和操作者的视力选择颜色号。
GSZ光控焊 接防护面罩
GSZ光控焊接防护面罩：有效防止电 光性眼炎；瞬时自动调光、遮光，防 红外线，防紫外线；彻底解决盲焊， 省时省力，节能高效。
4、焊条烘干、保温设备
焊条烘干箱
焊条烘干箱主要用于焊条 在焊接前的烘干与保温
焊钳接电源的正极
正接法 -
反接法 +
+
-
焊件接电源的正极
焊件接电源的负极
极性选用取决于焊条的性质和焊件所需的热量。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
5、焊接速度
指单位时间内完成的焊缝长度。
焊接速度直接影响焊接质量及焊接生产率。
Ⅴ焊过快
焊件熔化不良、易出现未焊透、未熔合、 气孔，焊波不连续，熔深、熔宽都小。
随 d 增加，焊接电流增大。 碳钢酸性焊条平焊时，电流大小与焊条直径的关系，一
般可根据经验公式选择： Ιh= (35～55) d
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 2、焊接电流
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
例：选用直径为Φ4的酸性焊条平焊时，焊接电流可取：
Ιh = (35 ～ 55) d
烧穿
过 ４、药皮发红脱落，保护效果差，造成气孔
大
５、飞溅增加
气孔
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 2、焊接电流
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
焊
1、电弧燃烧不稳定
接
电 流
2、易造成未熔合、未焊透、夹渣、气孔缺陷
过
小
未熔合
未焊透
夹渣
确定焊条电弧焊的焊接电流大小要根据以下几个方面： （一）焊条直径
（二）焊接工艺参数：指焊接时为保证焊接质量而选定的各物
理量的总称，也称焊接规范。 一 、焊条直径
二、焊接电流
焊接工艺参数 的主要内容
三、电弧电压 四、电源种类和极性
五、焊接速度
六、焊接层数
这些工艺参数选择正确与否，直接影响着焊缝形状和尺寸，焊 接质量及生产率。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
1、焊条直径
噪音
不大
来自百度文库
发电机大、整流器小、逆变器 更小
成本 供电 质量
低 一般单相
较轻
高 一般三相 较重、逆变器最轻
1、电源设备
※ 手工电弧焊电源设备的安装
1、弧焊整流器、弧焊逆变器电源 1）安装前的检查 a、新的长期未用的电源，在安装前必须检查绝缘情况，可用500V绝缘电阻表测 定。b、在安装前检查其内部是否有因运输而损坏或接头松动的情况。 2）安装时注意事项 a、电网电源功率是否符合弧焊电源额定容量的要求；开关、熔断器和电缆的选 择是否正确；电缆的绝缘是否良好。 b、动力线和焊接电缆线的导线截面积的长度要合适，以保证在额定负载时动力 线电压降不大于电网电压的5%,焊接回路电缆线总压降不大于4V。 3）外壳接地和接零。若电网电源为三相四线制，应把外壳接到中性线上。若前 者为不接地的三相制，则应把机壳接地。 4）注意采取防潮措施。 5）安装在通风良好的干燥场所。
二、工作原理：
4、电弧极性及应用
电弧区 热量
使用直流电焊机时，有正、反接法。
阳极区占43% 阴极区占36% 弧柱区占21%
正接法：焊件接阳极，焊厚件。保证熔深
反接法：焊件接阴极，焊薄件。
正接
反接
三、手工电弧焊设备：
焊钳
焊 条
电弧
渣壳 焊缝
焊机
焊接电缆 熔池
工 件
1、电源设备
交流电焊机
直流电焊机
要注意均衡电流、极性等问题。
2、焊钳与焊接电缆
焊钳的选择：
1)焊钳必须有良好的绝缘性，焊接过程中 不 易发热烫手。 2)焊钳钳口材料要有高的导电性和一定的力学 性能，故用纯铜制造。焊钳的质量要轻，便于 操作。 3)焊钳与焊接电缆的连接应简便可靠，接触电 阻小。
焊接电缆的选择：
1)焊接电缆的截面积应根据焊接电流和导线长 度来选。 2)焊接电缆外皮必须完好、绝缘性好．
以提高焊接生产率。 焊条直径大小与哪些因素有关？
• 焊件厚度
随着板厚增加， d 焊增加； 薄板焊接时，应选 小 d 焊
• 焊缝位置
板厚相同：d平焊 ＞ d其他位置焊 ； d横仰焊 ≯ Φ4 mm
d立焊 ≯
Φ5 mm
• 焊接层数 • 接头形式
第一层： 采用小直径焊条： d ≯ Φ3.2mm 填充层： 宜选稍大的焊条直径常用Φ5mm 盖面层： 宜选小一点焊条直径，最好为Φ4mm 搭接、Ｔ形接头、角接，选稍大 的焊条直径。
间强烈而持久的气体放电现 象。电极可以是金属丝、钨 丝、碳棒或焊条。 2、电弧构造
阴极区：2400K，其热量约占总热量的36-38% 发射电子的地方，耗能；
阳极区：2600K，其热量约占总热量的42-44%。接受电子，高速电子 撞击阳极表面因而产生较多的能量；
弧柱区：6000-8000K，其热量约占总热量的20%。
气动管子 坡口机
6、气动清渣工具及 高速角向砂轮
气动打渣机
气动清渣工具及高速角向砂 轮机主要用于焊后清渣、焊 缝修整及焊接接头的坡口准 备与修整等。
角向砂轮机
7、喷砂机、焊缝检验尺
自吸式循 环喷砂机
焊缝检验尺 用以测量焊接 接头的坡口角 度、间隙、错 边以及焊缝的 宽度、余高、 角焊缝厚度等 尺寸，由探尺、 直尺和角度规 等组成。
1、电源设备
※ 手工电弧焊电源设备的使用
正确地使用和维护弧焊电源，不仅能保持工作性能正常，而且还能延长弧 焊电源的使用寿命。
（1）使用和维护常识 1）使用前必须按产品说明书或有关国家标准对弧焊电源进行检查，并尽可
能详细地了解基本原理，为正确使用建立一定的知识基础。 2）焊前要仔细检查各部分的接线是否正确，特别是焊接电缆的接头是否拧
直流电焊机：引弧容易， 电弧稳定，焊接质量好
只适用于酸 性药皮焊条、 铁粉焊条
交流电焊机：结构简单， 使用可靠，维修方便。
1、电源设备
表1 交、直流弧焊电源的特点比较
项目 电弧的稳定性
极性可换性 磁偏吹影响 空载电压 触电危险 构造和维修
交流 低 无 很小 较高 较大 较简
直流 高 有 较大 较低 较小 较繁
3、电弧电压
焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定。 电弧长短的控制主要决定于焊工的经验、视力和操作技术。在 焊接过程中，电弧不宜过长，否则会造成以下不良现象：
（1）电弧不稳，易摆动，保护效果差，产生气孔， 力学性能下降。
（2）热量损失大，飞溅增加。 （3）熔深浅，熔宽大，易咬边，未焊透，焊波粗糙，
厚板可选电流的上限 薄板可选电流的下限
（五） 焊接层数
第一层： 根据坡口钝边及根部间隙情况，选择Ih 。
总的原则保证焊透而不烧穿。
填充层： Ih稍大些，以提高生产效率。
盖面层： Ih适当减少（比填充层稍小些）。
（六） 接头型式 搭接、角接、T形接头，可选用电流上限。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
二、工作原理：
3、引弧：
瞬间短路，产 生低压大电流
产生大量电子发射，两极间 气体介质电离形成电弧
瞬时接触， 迅速分离2-4mm。
具备两个条件： 电子发射、 气体电离。
正离子奔向阴极，电子奔向阳极，他们在运动过程中和到达两
极时不断碰撞和复合，使得动能变为热能，产生大量的光和热，
因此焊条端部与焊件之间形成电弧。 电弧特点： 低电压、大电流、能量密度大、温度高、移动性好。
= (35 ～ 55) ×4 = 140 ～ 220 （A） 在试焊过程中，如何判断焊接电流是否合适呢？
电流合适： 电弧柔和，飞溅不大。
（1）看飞溅 电流过大： 电弧吹力大、爆裂声大、飞溅大。
电流过小： 电弧吹力小，铁水和熔渣分不清，易粘条。 电流合适： 焊完后药皮不易发红。
（2）看焊条熔化状况 电流过大： 焊条过早发红，药皮易脱落。
2-1、手工电弧焊 2-2、埋弧焊 2-3、气体保护焊 2-4、栓焊 2-5、机器人自动化焊接
2-1、手工电弧焊
一、定义、特点及适用范围
手工电弧焊：是用手操作焊条，利用焊条与被焊金属工件间 产生的电弧热量加热并熔化金属，随后形成焊缝，获得牢固 接头的焊接方法。
应用范围：手工电弧焊是利用电弧放电所产生的热量，将焊 条和工件局部加热熔化、冷凝而完成焊接的，手工电弧焊 在国民经济各行业中得到了广泛应用，可用来焊接低碳钢、 低合金钢、不锈钢、耐热钢、铸铁及有色金属材料等。
焊条钢芯 起传导电流和填补焊缝 合金的作用
焊条组成
由焊条芯 和药皮
组成
焊条药皮 “作用”非常重要
药皮的作用
提高焊接电弧 的稳定性；造气、 造渣防止空气侵 入熔滴和熔池； 对熔池脱氧、脱 硫和脱磷；向焊 缝金属渗入合金 元素，提高其力 学性能。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
1、焊条直径
通常在确保焊接的质量前提下，尽量选用较大直径的焊条，
自吸式循环喷砂机以 压缩空气为动力喷射砂 料进行表面清理，用负 压回收砂料并将回收的 砂料过滤后再参加喷射 循环使用。
焊缝检验尺
8、焊接衬垫、引出板
使用引出板，就可以 把引弧和收弧时最易产 生的缺陷引到引弧板上， 从而保证了焊缝两端的 质量。
衬条
四、手工电弧焊工艺技术—焊接工艺
（一）焊前准备：焊条烘干、焊前清理、母材预热等。
在实际生产中，如小直径的容器、管道、以及背面难以施
焊的重要结构件，除了对焊缝的内部质量有严格的要求外， 还对焊缝的外观有严格的要求，这时，就必须使用这样的焊 接方法，才能满足工艺的要求。
缺点：焊缝短而不连续， 焊缝宽度不均， 焊缝质量不稳定。
主要接头形式：
二、工作原理：
1、焊接电弧 本质是在电极与工件之
电流过小： 电弧不稳，易粘条。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
电流合适：焊缝两侧熔合很好，圆滑过渡。
（3）看焊缝成形 电流过大：熔深大，余高低，易咬边。
电流过小： 熔深浅，焊缝窄而高，两侧与母材熔合不好。
三种情形的焊缝成形图如下图所示：
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
（四）焊件厚度 相同焊条直径时