1、手工電弧焊的基本原理手工電弧焊是利用電弧放電時所產生的熱量作為熱源，加熱、熔化焊條和焊件并使之相互熔合，形成牢固接圖2-1手工電弧焊示意1-焊件;2-焊條;3-電纜;4-焊鉗;5- 焊藥；6-焊芯；7-電弧；8-熔滴頭的焊接過程。因此，手工電弧焊是 一種熔化焊接方法。如圖 2-1所示1. 焊接電弧所謂電弧，是指兩電極之間的氣 體介質產生強烈而持久的放電現(xiàn)象。 焊條和焊件就是電極。其實質是一種 局部氣體導電現(xiàn)象。電弧放電的同時，會產生高熱和強光 這就是電弧的光、熱特性。使焊條和焊件之間開始產生電弧的操作叫做引弧。弓I 弧時，先將焊條與焊件接觸，見圖2-2 (a)。由于粗糙的接觸面，通電時便產生大

2、量的電阻熱，使焊條末端和焊件迅 速熔化，見圖2-2 (b)。緊接著迅速將焊條提起 13mm，這瞬間先是大量電流從熔化的金屬細頸通過，見圖 2-2 (c)，使細頸液態(tài)金屬溫度劇烈升高，當焊條與焊件完全分開，其間的空氣已強烈受熱而發(fā)生電離。初步電離的氣體在電場作用下產生“電子雪崩”現(xiàn)象，此時焊條與工件之間的空氣間隙已完全被 擊穿而產生電弧，見圖2-2 (d)。圖2-2 焊接電弧的產生過程由于開始引弧時，兩電極及其間的氣隙尚未充分加熱，為加強氣體的電離作用，電極間須有較高的電壓，以 便傳遞具有較大動能的電子，這個電壓稱為空載電壓，一般為55- 90V (直流焊機)或60-80V (交流焊機)；隨后，

3、 當氣隙正常地受熱和被電離時，引弧所需的電壓就要變得低些。為了使電弧能在焊條與焊件之間連續(xù)穩(wěn)定地燃燒，必須在兩電極間保持一定的電壓，一般為16-35V，這個電壓稱為工作電壓。2. 電弧的溫度和熱量分布電弧形成后，弧柱中充滿具有導電性質的電離氣體， 并發(fā)出大量的熱，其熱量與兩極之間的電壓和焊接電流的 乘積成正比。由于維持電弧放電的電壓變化不大，使用焊 接電流越大，產生的熱量就越多，弧柱的溫度也就越高， 如圖2-3所示。電弧各部分所產生的熱量是不同的。在焊條接負（一）極，焊件接正（+）極的直流電弧焊中，陰極部分的溫度達 3500C,放出熱量為電弧熱量的 38%。陽極部分的溫度略 高于陰極部分，達4

4、200C,放出熱量為電弧總熱量的 42%。 弧柱中心的最高溫度可達 50008000 C。電弧溫度沿弧柱 軸線向外下降很快，如圖 2-4所示。圖2-3弧柱溫度與電流強度的關系圖2-4 2°°A碳弧弧柱溫度徑向分布一般情況下，焊接電流愈大，弧柱溫度越高；但弧柱周圍的溫度要低得多，所以弧柱放出的熱量僅為電弧總熱量的20%。金屬極電弧焊的電弧溫度分布，則由不同電極材料的性質和所選用焊接電流的大小等因素決定。當使用交流電焊接時，由于極性是交替變化的，因此焊條與焊件 上的溫度和熱量分布基本相同。3. 安全特點觸電是手工電弧焊的主要危險。由于在焊接過程中操作者接觸電的機會比較多，更換焊

5、條或調節(jié)焊接電流時，焊工的手要直接接觸電極、極板等，焊機的空載電壓一般在6°90V左右，如果電器裝置有毛病、防護用品有缺陷或違反安全操作規(guī)程等，都可能發(fā)生觸電事故，尤其在容器管道里的操作，四周都是金屬導電體，觸電危險更大。焊接電弧比氣焊火焰有更高的溫度。手工電弧焊時，焊條、焊件的藥皮在電弧高溫4200 C以上）作用下，發(fā)生蒸發(fā)、凝結和氣化，產生大量煙塵；同時，電弧周圍的空 氣在弧光強烈輻射作用下，還會產生臭氧、氮氧化物等有 毒的氣體。在通風不良的條件下，長期接觸會引起危害焊 工健康的多種疾病。特別是在化工設備、管道、鍋爐里面 和船艙等處焊接時，由于作業(yè)環(huán)境狹小，通風不良，焊接 煙塵、有毒氣體四處彌漫，形成較高濃度，其危害性更大。 焊接時人體直接受到弧光輻射（主要是紫外線和紅外線的 過度照射）時，會引起眼睛和皮膚的疾病。電