焊接知識(shí)的教案第1頁(yè)/共110頁(yè)焊接方法的分類金屬焊接按工藝特點(diǎn)分類可分成三大類：

熔焊

金屬焊接釬焊壓焊第2頁(yè)/共110頁(yè)焊接方法分類

氣焊

手工電弧焊

埋弧焊

熔焊電弧焊藥芯焊絲自保護(hù)焊等離子弧焊

電渣焊、電子束焊、激光焊、太陽(yáng)能焊、鋁熱焊。

氣體保護(hù)焊惰性氣體CO2氣體混合氣體第3頁(yè)/共110頁(yè)焊接方法分類

烙鐵釬焊火焰釬焊電阻釬焊感應(yīng)釬焊鹽浴釬焊金屬熔釬焊爐中釬焊真空釬焊超聲波釬焊擴(kuò)散釬焊釬焊第4頁(yè)/共110頁(yè)焊接方法代號(hào)三大類焊接方法的基本特征熔焊——被連接的構(gòu)件接頭處局部加熱熔化成液體，然后再冷卻成一體的方法稱為熔焊。壓焊——利用摩察、擴(kuò)散和加壓等物理作用，克服兩個(gè)連接表面的不平度，除去（擠走）氧化膜及其他污染物，使兩個(gè)連接表面上的原子相互接近到晶格距離（原子引力作用范圍），從而在固態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)的連接統(tǒng)稱固相焊接。因焊接時(shí)通常都必須加壓，因此稱壓焊。壓焊形式：﹡將被焊金屬的接觸部位加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，然后加一定的壓力，使金屬原子間相互結(jié)合形成焊接接頭，如電阻焊、摩擦焊等。第5頁(yè)/共110頁(yè)焊接方法的基本特征及代號(hào)三大類焊接方法的基本特征﹡不加熱焊，僅在被焊金屬接觸面上施加足夠大的壓力，借助壓力引起的塑性變形，傀原子互相接近，從而獲得牢固的壓擠接頭。如冷壓焊、超聲波焊、爆炸焊等。釬焊——采用熔點(diǎn)比母材低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱至高于釬料熔點(diǎn)，但低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用毛細(xì)作用使液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材互相擴(kuò)散連接焊件的方法稱為釬焊。釬焊分為以下兩種：﹡軟釬焊用熔點(diǎn)低于450℃的釬料（鉛、錫合金為主）進(jìn)行焊接，接頭強(qiáng)度較低。﹡硬釬焊用熔點(diǎn)高于450℃的釬料（銅、銀、鎳合金為主）進(jìn)行焊接，接頭強(qiáng)度較高。第6頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理

電弧焊接是利用電弧的熱量來(lái)熔化焊條和工件邊緣，使兩連接板材金屬的原子之間產(chǎn)生結(jié)合作用，達(dá)到聯(lián)接的目的。電弧焊是應(yīng)用最廣的一種方法，它所使用的熱源是電能，而電能是以電弧的形式轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軄?lái)熔化金屬的。焊接電弧及特性

在兩個(gè)電極（焊條和工件）之間的氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象叫做電弧。這種放電現(xiàn)象能產(chǎn)生出強(qiáng)烈的弧光和集中的熱量。電弧焊就是利用此熱量進(jìn)行焊接的。第7頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理1.焊接電弧產(chǎn)生的條件

產(chǎn)生電弧的能量是由電焊機(jī)供給的。當(dāng)手工焊接時(shí)，電焊機(jī)1的兩極分別用電纜2接到焊條3和工件4上（見(jiàn)右圖）后，首先使它們相互接觸，其次迅速分離，并保持一定距離，焊條和工件間便產(chǎn)生電弧。對(duì)直流焊機(jī)來(lái)說(shuō)，有正負(fù)極之分，正極稱為陽(yáng)極，負(fù)極稱為陰極。

如果焊條不與工件接觸，而只靠保持一定距離，電弧是不會(huì)產(chǎn)生的，因?yàn)椴贿@種情況下，兩極之間為第8頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理氣體。氣體是不導(dǎo)電的，不能通過(guò)電流，也就不會(huì)產(chǎn)生電弧。要使電弧引燃起來(lái)和維持下去，就必須使兩極間的氣體導(dǎo)電，使氣體變成導(dǎo)電的方法，把氣體電離。引起氣體電離的方法有熱電離和碰撞電離等。氣體電離后，原來(lái)氣體中的一些不帶電的中性物質(zhì)微粒，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮印㈥?yáng)離子和陰離子等帶電微粒，這時(shí)氣體就能導(dǎo)電，也就產(chǎn)生了電弧。

氣體的電離是產(chǎn)生電弧的重要條件，但是，若陰極不能放射電子。也就是沒(méi)有電流通流，電弧也是不能形成和維持的。因此，陰極電子放射也和氣體電離一樣，是電弧產(chǎn)生和維持的重要條件。第9頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理2.焊接電弧的引燃過(guò)程

在焊條和工件接觸時(shí)，由于焊條端頭的凹凸不平（見(jiàn)圖），接觸面積很小，而此時(shí)的短路電流又很大，故電流密非溫度劇烈的常大，產(chǎn)生升高而熔化，大量的電阻以致部分發(fā)熱，使接觸生蒸發(fā)，見(jiàn)部分的金屬圖b。

當(dāng)微微提起焊條的瞬間，大量的電流只能從熔金屬細(xì)頸處流過(guò)（見(jiàn)圖c），這樣使電流密度進(jìn)的步增大，電阻熱使細(xì)頸部分的液體金屬溫度猛烈升高，而使兩第10頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理極間液體金屬迅速分開(kāi)（見(jiàn)圖d）便形成一空隙，由焊條端面的溫度已升得很高，因而產(chǎn)生了電子放射，液體金屬周圍氣體和焊條金屬受熱蒸發(fā)出來(lái)的微粒也局部發(fā)生熱電離，另外，在電焊機(jī)的電壓作用下，電場(chǎng)力使陰極放射出來(lái)的電子在空隙中向陽(yáng)極加速運(yùn)動(dòng)，碰撞中性的原子和中子，這樣形成了碰撞電離。在陰極不斷放射電子和兩極間氣體不斷電離的性情況下，電弧便引燃起來(lái)了。3.焊接電弧的構(gòu)造和溫度

焊接電弧根據(jù)物理特征可分為陰極區(qū)、弧柱和陽(yáng)極區(qū)三個(gè)區(qū)域。第11頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理在靠近陰極表面的很狹窄的區(qū)域?yàn)殛帢O區(qū)，在陰極表面上有一個(gè)光亮部分稱為陰極輝點(diǎn)，從陰極輝點(diǎn)放射出來(lái)的電子，被陽(yáng)極吸引向陽(yáng)極移動(dòng)，而弧柱中被電離的陽(yáng)離子受陰極吸引向陰極移動(dòng)。

在陽(yáng)極表面有陽(yáng)極區(qū)和陽(yáng)極輝點(diǎn)，陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)的空間氣柱稱為弧柱。

由于陰極放射電子要消耗一定的能量，而陽(yáng)極不需放射電子，而且電子運(yùn)動(dòng)速度很大，所以撞擊時(shí)傳給陽(yáng)極的能量也較大，因此陽(yáng)極的溫度略高于陰極。在焊接鋼材時(shí)，陰極區(qū)的溫度約為2200℃；陽(yáng)極區(qū)的溫度約為2450℃。在弧柱中的大量微粒，由于進(jìn)行著第12頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理劇烈的電離和中和的過(guò)程，因此，弧柱溫度高于兩極溫度，可達(dá)6000℃左右。

由于陽(yáng)極區(qū)的溫度高于陰極區(qū)，當(dāng)工件和電源的接法不同時(shí)，電弧的形狀也不同，當(dāng)工件接正極，焊條接負(fù)極（正極性接法）時(shí)，電弧呈圓錐形。當(dāng)工件接負(fù)極（反極性接法）時(shí)，電弧呈球形狀。由于正極性時(shí)，工件熔化的范圍大，反極性時(shí)，工件熔化的范圍小，所以一般采用正極，但特殊場(chǎng)采用反極性，如薄板和用特殊焊條焊接時(shí)。氣體介質(zhì)陰極區(qū)溫度（℃）陽(yáng)極區(qū)溫度（℃）弧柱溫度（℃）空氣220024586000第13頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理4.焊接電弧的偏吹

在正常情況下焊接時(shí)，電弧的軸線總是和焊條軸線一致，當(dāng)改變焊條軸線方向時(shí)，電弧軸線也隨著改變，但有時(shí)電弧軸線不能保持和焊條軸線一致，而偏向一邊，這種性況稱為電弧的偏吹。電弧偏吹影響焊接工作正常進(jìn)行和影響焊接質(zhì)量。偏吹嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使電弧熄滅，而使焊接中斷。

偏吹原因很多，歸納為以下幾點(diǎn)：焊條偏心

焊條藥皮厚薄不勻。藥皮較厚的一邊比薄的一邊熔化時(shí)要吸收更多的熱量，因而造成藥皮較薄一邊的第14頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理熔化速度較快，而迫使電弧偏向一邊（見(jiàn)圖示），

當(dāng)焊接過(guò)程中，出現(xiàn)焊條

藥皮一邊剝落時(shí)，也會(huì)發(fā)

生這種偏吹。遇到這種情

況時(shí)，可調(diào)整焊條傾角的

方法角決（使偏吹方向轉(zhuǎn)

向熔池）。氣流影響

由于電弧周圍的氣流流動(dòng)使電弧吹向一側(cè)而造偏吹。室外焊接遇刮風(fēng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種情況。有時(shí)是由于第15頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理熱對(duì)流的影響，如在管子中焊接時(shí)氣流有對(duì)流作用而流動(dòng)速度較大。造成偏吹；在焊接開(kāi)坡口的并留有間隙的焊縫時(shí)，也會(huì)由于氣流的熱對(duì)流而造成偏吹。

對(duì)于氣流造成的偏吹，只要根據(jù)具體情況，采用一定的遮擋即可解決偏吹現(xiàn)象。3.碰偏吹

用直流電焊接時(shí)，由于電弧周圍的碰場(chǎng)分布不均勻，而引起電弧偏吹的現(xiàn)象，和為電弧的碰偏吹。直流電焊接時(shí)，當(dāng)焊接電流，從焊件通過(guò)電弧到焊條再回到電源，而成一閉合回路時(shí)，由于電流造成第16頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理的磁力線，分布在電流通路的四周，但電流經(jīng)焊件轉(zhuǎn)回到電弧時(shí)，在電弧兩側(cè)的磁力線分布勻就極不均勻，電弧左側(cè)的向磁場(chǎng)強(qiáng)度較磁力線比右小的右側(cè)而造側(cè)密，左側(cè)磁偏吹。上磁場(chǎng)強(qiáng)度若導(dǎo)線接大于右側(cè)的在焊件右側(cè)，磁場(chǎng)強(qiáng)度，電流從右側(cè)流而使電弧偏過(guò)，電弧偏向左側(cè)。第17頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理

在靠近電弧的地方有大的鐵磁物質(zhì)（如鋼板、鐵）時(shí)，也會(huì)引起電弧周圍磁場(chǎng)分布不均勻而使電弧偏吹（見(jiàn)下圖a），鋼板靠近電弧附近時(shí)，因?yàn)殇摪宓膶?dǎo)磁能力大，大部分磁力線經(jīng)由鋼板通過(guò)，使電弧靠近鋼板一側(cè)空間的磁力線密度降低，造成電弧兩側(cè)的磁力線分布不均勻，使電弧偏向左側(cè)。若鋼板位第18頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理于電弧的右側(cè)，側(cè)電弧也偏向右側(cè)，就像鐵物質(zhì)能吸引電弧似的。在焊接角焊縫時(shí)，常發(fā)生這種偏吹現(xiàn)象（見(jiàn)圖b），當(dāng)焊條擺向接頭的下側(cè)時(shí)，電弧就向這一側(cè)偏吹，焊條擺向上側(cè)時(shí)，電弧偏向上側(cè)，這樣電弧很難對(duì)準(zhǔn)接頭中心，因而有可能使接頭根部焊不透。

掌握了電弧磁偏吹的規(guī)律后，就可采取預(yù)防措施，克服磁偏吹現(xiàn)象。在生產(chǎn)實(shí)踐中，除了盡量使用交流電焊機(jī)以避免磁偏吹外，還可采取縮短電弧長(zhǎng)度，即短弧焊接，調(diào)整焊條傾角，使焊條朝偏吹方向傾斜。此外，合適選擇導(dǎo)線接入工作的位置，使電弧兩側(cè)的磁力線分布均勻，以減少磁偏吹。第19頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理電弧焊的冶金特點(diǎn)

電弧焊接中，電弧的高溫把工件（又稱共本金屬）局部熔化，形成一凹坑，其中盛滿了液體金屬，稱之為熔池，見(jiàn)右圖。

熔池中的液體金屬1是由基本金2屬和焊條金屬3的熔化而組成，熔池金屬冷卻凝固后，形成了焊縫金屬4焊條藥皮熔化后成為熔渣5，覆蓋在焊縫金屬表面。第20頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理焊接時(shí)，在電弧的高溫作用下，焊條的藥皮和焊條金屬同時(shí)熔化，熔化的藥皮成為熔渣，局部覆蓋在熔滴表面和內(nèi)部，高溫下熔渣和熔滴金屬發(fā)生強(qiáng)烈的冶金反應(yīng)。熔滴由焊條端頭過(guò)渡到焊池的過(guò)程中，熔滴金屬與熔渣和弧柱氣體又進(jìn)一步發(fā)生強(qiáng)烈的冶金反應(yīng)。經(jīng)過(guò)一系列冶金反應(yīng)，使落入熔池的熔滴金屬的化學(xué)成分，與原來(lái)的焊條金屬的化學(xué)成分有了顯著差別。熔滴落入熔池后，又與熔池內(nèi)熔化金屬一起進(jìn)行強(qiáng)烈的冶金反應(yīng)，并不斷地運(yùn)動(dòng)和混合，在熔池前部，在電弧的直接作用下，熔渣和熔化金屬?gòu)?qiáng)烈地混合，第21頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理熔渣因較輕而浮出，在電弧吹力作用下流到熔池的后部，而熔池底部的熔化金屬在冷卻結(jié)晶，阻止了熔化金屬的流動(dòng)，所以熔池中熔化金屬的流動(dòng)要比熔渣小得多，這樣就起到了熔渣對(duì)熔化金屬的清洗作用。

電弧焊的冶金過(guò)程和一般煉鋼時(shí)的冶金過(guò)程相比具有不同的特點(diǎn)，冶金反應(yīng)的溫度很高，因此，這種反應(yīng)比較激烈和迅速；因焊接熔池的體積很小，只有2～10cm2，而熔池周圍是冷金屬，熔池處于液態(tài)的時(shí)間很短（以秒計(jì)），所以各種冶金反應(yīng)往往不能充分進(jìn)行，因此，焊接冶金反應(yīng)要比一般的冶金反應(yīng)復(fù)雜而強(qiáng)烈。第22頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理焊接接頭的顯微組織

焊接過(guò)程中，焊縫及焊縫附近的金屬都是由室溫加熱到高溫，然后再逐漸冷卻到室溫。隨著基本金屬各點(diǎn)離焊縫的距離不同，各點(diǎn)溫度也不同。焊接接頭根據(jù)焊接時(shí)加熱情況和冷卻后的組織不同，可分為焊縫金屬和熱影響區(qū)二部分。

焊接時(shí)，部分金屬被加熱熔化，然后冷卻結(jié)晶形成焊縫，在焊兩側(cè)的金屬，由亍受到焊接熱的作用，相當(dāng)于受到不同規(guī)范的熱處理，因此，發(fā)生不同的組織變化，這一區(qū)域稱為熱影區(qū)。第23頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理

低碳鋼焊接接頭的組織變化如圖示。圖上部表示焊件上相應(yīng)各點(diǎn)在焊接過(guò)程中被加熱到最高溫度的曲線，根據(jù)這一曲線，并對(duì)照右邊部分的鐵碳的鐵碳合金狀態(tài)圖，就可估計(jì)焊接接頭各區(qū)域的組織。第24頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理1.焊縫金屬焊縫金屬是直接由液態(tài)金屬結(jié)晶而得到的鑄造組織。結(jié)晶從熔池邊緣開(kāi)始，形成柱狀晶粒，其晶粒較粗。焊縫金屬的化學(xué)成分不同于基本金屬，其機(jī)械性能可不低于基本金屬。2.熱影響區(qū)

因?yàn)槭軣岬臏囟炔煌?，熱影區(qū)可分以下幾個(gè)區(qū)段：⑴不完全熔化區(qū)

是焊縫金屬與共本金屬的交界區(qū)。在焊接過(guò)程中，這部分金屬被加熱到半熔化狀態(tài)，其晶粒粗大，所以這一區(qū)域的塑性和沖擊韌性較差，這一區(qū)段很狹窄，但對(duì)的質(zhì)量影響很大。第25頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理⑵過(guò)熱區(qū)

這一區(qū)段金屬處于接近熔點(diǎn)溫度，形成粗大晶粒的過(guò)熱組織，使塑性和沖擊韌性大大降低，尤其是沖擊韌性可降低25～30%，當(dāng)鋼中的含碳量和合金元素較高時(shí)，這一區(qū)段的機(jī)械性能更壞，是焊接頭的薄弱部位。⑶正火區(qū)這一區(qū)段金屬被加熱到稍高于臨界點(diǎn)A3線以上至1100℃范圍內(nèi)。由于加熱和冷卻時(shí)發(fā)生重結(jié)晶過(guò)程，金屬雖被加熱到高溫，但因加熱速度快，高溫停留時(shí)短，所以形成細(xì)晶粒組織，這區(qū)段機(jī)械性能常比基本金屬高。第26頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理⑷不完全重結(jié)晶區(qū)這一區(qū)段金屬被加熱到A1～A3線之間溫度，部分金屬受到重結(jié)晶，由于晶粒大小有很大差別，這一區(qū)段的機(jī)械性能較差。⑸再結(jié)晶區(qū)這一區(qū)段金屬被加熱到450℃至A1以下的溫度范圍，這對(duì)基本金屬在焊接前經(jīng)過(guò)加工硬化，因晶格歪扭及晶粒破碎的現(xiàn)象，見(jiàn)金屬會(huì)因加熱而發(fā)生再結(jié)晶，使金屬恢復(fù)到加工硬化以資的性能。如果基本金屬在焊前，并未受到冷加工塑性變形，那就不會(huì)發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象。第27頁(yè)/共110頁(yè)電弧焊接的基本原理⑹藍(lán)脆區(qū)

這一區(qū)段的金屬被加熱到200℃～500℃，在這個(gè)溫區(qū)間，金屬的塑性降低了，特別是200℃～300℃時(shí)，鋼發(fā)生藍(lán)脆現(xiàn)象，強(qiáng)度略有提高，而塑性和沖擊韌性急劇下降。

焊接頭的熱影響具有粗晶粒和脆性，使金屬的機(jī)械性能變差。此外，焊接接頭的熱影響區(qū)大時(shí)，焊縫金屬的冷卻速度減慢而使晶粒變粗，并使焊件的變形增大。因此，焊接時(shí)熱影響區(qū)愈小愈好。焊接接頭處熱影區(qū)的大小，是與采用的焊接方法和焊接規(guī)范有關(guān)。

焊接時(shí)，熱影響區(qū)雖是不可避免，但可用焊后熱處理方法消除。第28頁(yè)/共110頁(yè)焊接方法的基本特征及代號(hào)焊接方法及代號(hào)焊接方法代號(hào)焊條電弧焊SMAW氣焊OFW鎢極氣體保護(hù)焊GTAW熔化極氣體保護(hù)焊GMAW（含藥芯焊絲電弧焊FCAW）埋弧焊SAW電渣焊ESW摩擦焊FRW螺柱焊SW第29頁(yè)/共110頁(yè)焊條類別、代號(hào)及適用范圍焊條類別焊條類別代號(hào)相應(yīng)型號(hào)適用焊件焊條范圍相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)鈦鈣型F1EXX03F1GB/15117、GB/15118、GB/T983（奧氏體、雙相鋼焊條除外）釬維素型F2EXX10，EXX11，EXX10-X，EXX11-XF1，F(xiàn)2鈦型、鈦鈣型F3EXXX（X）-16，EXXX（X）-17F1，F(xiàn)3低氫型、堿性F3JEXX15，EXX16，EXX18，EXX48EXX15-X，EXX16-X，EXX18-X，EXX48-X

，EXXX（X）-15EXXX（X）-16，EXXX（X）-17F1，F(xiàn)3F3J鈦型、鈦鈣型F4EXXX（X）-16，EXXX（X）-17F4GB/T983（奧氏體、雙相鋼焊條除外）堿

性F4JEXXX（X）-15EXXX（X）-16，EXXX（X）-17F4，F(xiàn)4J第30頁(yè)/共110頁(yè)式件鋼號(hào)分類及代號(hào)表類

別代號(hào)典

型

鋼

號(hào)

示

例碳素鋼ⅠQ19510HP24L175S205Q21515HP265L210Q235202520R20g20G22g第31頁(yè)/共110頁(yè)式件鋼號(hào)分類及代號(hào)表類

別代號(hào)典

型

鋼

號(hào)

示

例低合金鋼ⅡHP295HP325HP345HP365

L245L290L320L360L415L450L485L555S240S290S315S360S385S415S450S48012Mng16Mn16Mng16MnR15MnNbR15MnV15MnV15MnVR20MnMo10MnWVNb13MnNiMoNbR20MnMoNb07MnCrMoVR12Cr2MoWVTiB12Cr3MoVSiTiB12CrMo12CrMoG15CrMo15CrMoR15CrMoG14Cr1Mo14Cr1MoR12Cr1MoV12Cr1MoVG12Cr2Mo12Cr2Mo112Cr2Mo1R12Cr2MoG09MnD09MnNiD09MnNiDR16MnD16MnDR15MnNiDR20MnMoD07MnNiCrMoVDR08MnNiCrMoVD10Ni3MoVD第32頁(yè)/共110頁(yè)式件鋼號(hào)分類及代號(hào)表類

別代號(hào)典

型

鋼

號(hào)

示

例馬氏體鋼、鐵素體不銹鋼Ⅲ15CrMo0Cr131Cr131Cr171Cr9Mo1粵氏體不銹鋼、雙相不銹鋼Ⅳ0Cr19Ni90Cr18Ni9Ti0Cr18Ni11Ti00Cr18Ni000Cr19Ni110Cr18Ni12Mo2Ti00Cr17N14Mo20Cr18Ni12Mo3Ti00Cr19Ni13Mo30Cr19Ni13Mo30Cr23Ni130Cr25N2000Cr18Ni5Mo3Si21Cr19Ni91Cr19Ni11Ti1Cr23Ni18第33頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊1.手工電弧焊特點(diǎn)手工電弧焊是利用焊條與焊件之間的電弧熱,將焊條及部分焊件熔化而形成焊縫的焊接方法。焊接過(guò)程中焊條藥皮熔化分解生成氣體和溶渣,在氣體和溶渣的共同保護(hù)下,有效地排除了周圍空后對(duì)熔化金屬的有害影響。通過(guò)高溫下熔化金屬與溶渣間的冶金反應(yīng)，還原并凈化焊縫金屬，從而得到優(yōu)質(zhì)焊縫。第34頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊

手工電弧焊設(shè)備簡(jiǎn)單，便于操作，適用于室內(nèi)外各種場(chǎng)合和位置的焊接，可以焊接碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼等各種鋼材，在壓刀容器制造，鍋爐、鍋爐鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)等制造中被廣泛使用。手工電弧焊的缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊工的技術(shù)水平和操作要求較高。2.手工電弧焊設(shè)備

常用的手工電弧焊電源有交流電焊機(jī)、旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)和硅整流式直流電焊機(jī)三種。交流電焊機(jī)又叫交流電焊變壓器，是手工電弧焊中應(yīng)用最廣泛的一種供電設(shè)備。交流電焊機(jī)是一第35頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊特制的降壓變壓器，可將初級(jí)電壓380V或220V降到焊接空載電壓60～80V，其內(nèi)部加有個(gè)比較大的感抗，以保證電弧穩(wěn)定燃燒，并在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電流的大小。

交流電焊機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，效率高，節(jié)省電能和使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。

旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)由一個(gè)發(fā)電機(jī)和一個(gè)拖動(dòng)它的電動(dòng)機(jī)組成，由交流網(wǎng)路供電使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)發(fā)出直流電供焊接之用。焊接電流可在較大范圍內(nèi)均勻調(diào)節(jié)，以滿足焊接工藝要求。電弧燃燒穩(wěn)定。第36頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊硅整流式電焊機(jī)也稱手弧焊整流器。是一種將工頻交流電整流變?yōu)橹绷麟姷氖止る姾冈O(shè)備。與旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)相比，它具有噪聲小，效率高、用料少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。這種設(shè)備多采用硅整流元件，因而通常稱之為硅整流電焊機(jī)。當(dāng)前基本替代旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)。直流電焊機(jī)的特點(diǎn)是直流電弧燃燒很穩(wěn)定，所以用小電流焊接時(shí)常常選用，在焊接合金鋼、不銹鋼時(shí)，也常選用直流電源。直流電源艱分正接和反接兩種接法。正接是指工件接正極，焊條接負(fù)極；否則，就是反接。第37頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊在焊接鍋爐壓力容器受壓部件等重要結(jié)構(gòu)時(shí)，常選用低氫型焊條以保證質(zhì)量，這種焊條一般都要求用直流反接電源。3.手工電弧焊焊條

涂有藥皮的金屬芯的供手弧焊用的熔化電極稱為焊條。它由焊芯和藥皮兩部分組成。⑴焊芯

焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。

焊芯的作用為：①焊芯在電弧的作用下熔化后，作為填充金屬與熔化了的母材混合形成焊縫。②作為電極產(chǎn)生電弧。第38頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊

焊芯分類及牌號(hào)：①焊芯分類：根據(jù)GB/T14959-94《熔化焊用鋼絲》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，專用于制造焊芯和焊絲的鋼材可分為：碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼兩類。②焊芯牌號(hào)編制焊芯牌號(hào)一律用漢語(yǔ)拼音字母H作字首，其后緊跟鋼號(hào)，表于方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼相同。

鋼號(hào)后帶有A，則為高級(jí)優(yōu)質(zhì)焊絲，其硫、磷量較低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.030%。若未尾為E或C為特級(jí)焊條鋼，其硫、磷含量更低，E級(jí)硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.020%,C級(jí)硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.015%。第39頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊⑵藥皮

涂敷在焊芯表面的有效成分稱為藥皮。

藥皮的作用：①穩(wěn)弧作用焊條藥皮中含有穩(wěn)弧物質(zhì)，可以保證電弧容易引燃和燃燒穩(wěn)定。②保護(hù)作用焊條藥皮熔化后產(chǎn)生大量的氣體籠罩著電弧區(qū)和熔池，基本上能把熔化金屬與空氣隔絕開(kāi)，保護(hù)熔融金屬，熔渣冷卻后，在高溫焊縫表面形成渣殼，可以防止焊縫表面金屬不被氧化并減焊縫的冷卻速度，改善焊縫成形。③冶金作用藥皮中加有脫氧劑和合金劑，通過(guò)第40頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊熔渣與熔化金屬的化學(xué)反應(yīng)，可以減少氧、硫等有害物質(zhì)對(duì)焊縫金屬的危害，使焊縫金屬獲得符合要求的力學(xué)性能。④摻合金由于電弧的高溫作用，焊縫金屬中所含的某些合金元素被燒損（氧化或氮化），這樣會(huì)使焊縫的力學(xué)性能降低。通過(guò)在焊條藥皮中加入鐵合金或純合金元素，使之隨藥皮的熔化而過(guò)渡到焊縫金屬中去，以彌補(bǔ)合金元素?zé)龘p，提高焊縫力學(xué)性能。⑤改善焊接的工藝性能通過(guò)調(diào)整藥皮成份，可改變藥皮的熔點(diǎn)和凝固溫度，使焊條末端形成第41頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊套筒，產(chǎn)生定向氣流，有利于熔滴過(guò)渡，可適應(yīng)各種焊接位置的需要。

焊條藥皮組成物按其作用不同可分為：穩(wěn)弧劑、造渣劑、造氣劑、脫氧劑、合金劑、稀渣劑、粘結(jié)劑和增塑劑人類。⑶焊條種類

焊條根據(jù)用途可分為：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、鉻和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、堆焊條、鋁及鋁合金焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鑄鐵焊條和特殊用途焊條等。

按焊條藥皮熔化后形成熔渣的酸堿性不同可分：第42頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊堿性焊條（熔渣堿度＞1.5）和酸性焊條(熔渣堿度＜1.5)兩大類。

酸性焊條藥皮中主要含有TiO2、MnO2、FeO、Si02、等酸性氧化物及少量有機(jī)物，氧化性較強(qiáng)，施焊時(shí)藥皮中合金元素?zé)龘p較大，焊縫金屬的氧氮量較高，固焊縫金屬的力學(xué)性能（特別是沖擊韌性）較低；酸性渣難于脫硫脫磷，因而焊條的抗裂性較差；酸性渣較粘，在冷卻過(guò)程中湘的粘度增加緩慢，稱為“長(zhǎng)渣”。但焊條工藝性能良好，成形美觀，特別是對(duì)銹、油、水分等的敏感度不大，抗氣孔能力強(qiáng)，廣泛用于一般結(jié)構(gòu)焊接。第43頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊堿性焊條藥皮中主要含有CaCO3、CaF2、CaSiO3、MgCO3等堿性氧化物。并含有較多的鐵合金，如錳鐵、鈦鐵、鉬鐵、釩鐵、硅鐵等作為脫氧劑和滲合金劑，使焊條有足夠的脫氧能力。堿性渣流動(dòng)性好，在冷卻過(guò)程中渣的粘度增加很快稱為“短渣”，堿性焊條的最大特點(diǎn)是焊縫金屬中的含氫量低，所以也叫“低氫焊條”。堿性焊條藥皮中的某些成份能有效地脫硫和脫磷，故抗裂性能好，焊縫金屬的力學(xué)性能，特別是沖擊韌性較高。堿性焊條多用于重要結(jié)構(gòu)。

堿性焊條的缺點(diǎn)是對(duì)銹、油、水份比較敏感，第44頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔缺陷；電弧穩(wěn)定性差，一般只用于直流電源施焊，但藥皮中加入穩(wěn)弧組成物時(shí)可用于交流；在深坡口中施焊時(shí)，脫渣性不好，發(fā)塵量較大，焊接中需要加強(qiáng)通風(fēng)，注意保健。⑷焊條的編號(hào)

低碳鋼和合金鋼焊條的型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮種類、焊接位置及焊電流種類劃分。

焊條型號(hào)編制方法如下：

字母“E”表示為焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于前位置焊接。第45頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊“2”表示焊條適用于平焊和平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊（低合金鋼焊條無(wú)此項(xiàng)）；第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型。

碳鋼焊條在第四位數(shù)字后附加“R”表示吸潮焊條；附加“M”表示耐吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條；附加“-1”表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條。低金鋼焊條的后綴字母為熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號(hào)，并以短劃“-”與前面數(shù)字分開(kāi)，若還有附加化學(xué)成分時(shí)，直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開(kāi)。第46頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊對(duì)于E50XX—X、E55XX—X、E60XX—X型低氫焊條的熔敷金屬化學(xué)成分分類后綴字母或附加化學(xué)成分后面加字母“R”時(shí)，表示耐吸潮焊條。

不銹鋼焊條根據(jù)熔敷金屬化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類劃分型號(hào)。編制方法：字母“E”表示為焊條，“E”后面的數(shù)字表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)，如有特殊要求的化學(xué)成分，該化學(xué)成分元素符號(hào)表示放在數(shù)字的后面。短劃后面上兩位數(shù)字表示焊條藥皮類型焊接位置及焊接電流種類。第47頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊低碳鋼焊條

E

50

15焊條藥皮為低氫型，焊接電流為直流反接。表示適用于全位置焊接。表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值（490MPa）。表示焊條。第48頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊低合金鋼焊條

E

50

1

8–A1表示焊條藥皮為鐵粉低氫型，可采用交、直流反接。表示適用于全位置焊接。表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值。表示焊條。表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)。第49頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊⒋手工電弧焊焊接規(guī)范

焊接規(guī)范是影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率的各個(gè)焊接工藝的總稱。手工電弧焊時(shí)，焊接規(guī)范主要包括焊接電流、電弧電壓、焊條種類和直徑、焊接種類和極性、焊速、焊接層數(shù)、預(yù)熱溫度、層間溫度等。焊接電流

焊接電流是影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率的主要因素之一。增大電流，可增大焊縫熔深，提高生產(chǎn)率，但電流過(guò)大，會(huì)使焊芯過(guò)熱，藥皮脫落，又會(huì)造成咬邊、燒穿、焊瘤等缺陷，同時(shí)金屬組織也會(huì)因過(guò)熱而發(fā)生變化；若電流過(guò)小，則容易造成未焊透、第50頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊夾渣等缺陷。

決定焊接電流上主要因素是焊條直徑和焊縫位置。焊條直徑越大，熔化焊條所需的電弧熱能就越多，因而焊接電流應(yīng)相應(yīng)加大。在平焊位置焊接低碳鋼或低合金鋼時(shí)，當(dāng)用下列公式計(jì)算焊接電流：

I=kd式中：I——焊接電流（A）；d——焊條直徑（mm）；k——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，通常取30～50。

焊接平焊縫時(shí)，可選用較大電流。在其他位置焊接時(shí)，為了避免熔化金屬?gòu)娜鄢刂辛鞒觯谷鄣?1頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊小些，焊接電流也相應(yīng)小些。電弧電壓電弧電壓主要影響焊縫熔化寬度，電壓越高，熔化寬度越大。而電弧電壓是由電弧長(zhǎng)度決定的，電弧長(zhǎng)則電弧電壓越高，電弧短則電弧電壓低。手工電弧焊時(shí)不宜過(guò)長(zhǎng)，因而電弧電壓不高，變化范圍也不大，一般為20～25V。焊條直徑焊條直徑主要根據(jù)被焊工件厚度選用，工件越薄，所用焊條越細(xì)；工件越厚，所用焊條越粗。直徑3～5mm的焊條用得最廣。第52頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊工件厚度大于12mm時(shí)，焊條直徑可取4～6mm。平焊時(shí)，可選用較粗的焊條，以提高生產(chǎn)率。但對(duì)多層焊的第一層焊道，應(yīng)使用不超過(guò)3.2mm的焊條，以保證根部焊透。以后各層則可根據(jù)工件厚度而選用較粗的焊條。焊接速度焊接速度是指焊條沿焊接方向移動(dòng)的速度。手工電弧焊速度一般不作特殊的規(guī)定，而由焊工根據(jù)焊縫尺寸和焊條特性自行撐握。通常，焊接速度不超過(guò)10m/h，工件愈薄，焊接速度應(yīng)愈大。第53頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊焊接層數(shù)

中厚鋼板手工電弧焊時(shí)，應(yīng)采用多層焊。對(duì)同一厚度的鋼材，其他條件不變時(shí)，焊接層數(shù)增加，有利于提高焊接接頭的塑性和韌性。焊接層數(shù)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)決定，大約是鋼材厚度與焊條直徑的比值，一般取整數(shù)。⒌手工電弧焊的焊接位置及特點(diǎn)手工電弧焊可以在不同的位置進(jìn)行操作。熔焊時(shí)，焊接接頭所處的空入位置稱為焊接位置。GB/T3375-94《焊接術(shù)語(yǔ)》中用傾角和轉(zhuǎn)角兩個(gè)參數(shù)來(lái)劃分不同的焊接位置。平焊位置、立焊位置、橫焊位置及仰焊位置是四種基本焊接位置。第54頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊

右圖為對(duì)接焊縫和角焊縫的四種基本焊接位置示意圖

共列出了平焊、立焊、橫焊、仰焊、平角焊、立角焊、仰角焊七種焊接位置。第55頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊管子環(huán)焊縫的焊接位置也有四種基本形式，即水平轉(zhuǎn)動(dòng)，垂直固定，水平固定，45°位置。第56頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊對(duì)不同的焊接位置，采用的焊接方法，選擇的焊接規(guī)范以及焊工的操作手法都有所不同，焊縫外觀成形與內(nèi)部缺陷的發(fā)生也有各自的規(guī)律。

簡(jiǎn)述四種基本焊接位置的焊接特點(diǎn)：平焊

由于焊縫處于水平位置，熔滴主要靠自重過(guò)渡，所以操作技術(shù)比較容易掌握，可以選用較大直徑焊條和較大焊接電流，生產(chǎn)效率較高。平焊容易產(chǎn)生的缺陷是：如果焊接參數(shù)選擇不當(dāng)或操作不當(dāng)，容易在根部形成未焊透或焊瘤；運(yùn)條及焊條角度不正確時(shí)，容易出現(xiàn)熔渣與熔化金屬混雜不清或熔渣超第57頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊前而引起夾渣。立焊V型坡口的立焊，根部焊接是個(gè)關(guān)鍵，要求熔深均勻，保證焊透并沒(méi)有其他缺陷。因此，應(yīng)選用小直徑焊條和較小的焊接電流焊接。焊接時(shí)，焊條在坡口兩側(cè)要稍作停頓，以保持熔合良好，運(yùn)條間距不宜過(guò)大，焊縫表面要求平整，避免呈凸形，否則在焊第二層焊縫時(shí)，易產(chǎn)生夾渣和熔合不良等缺陷。

在焊后面幾層時(shí)，應(yīng)依此將前一層焊縫的焊渣清除干凈，并檢查焊接質(zhì)量，如有焊瘤應(yīng)鏟平。施焊過(guò)程中，運(yùn)條要穩(wěn)，在焊道中間運(yùn)條速度要稍快，而在坡口邊緣處要稍作停留，注意觀察熔第58頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊池形狀，保持熔池呈橢圓形，如果焊道中間運(yùn)條速度過(guò)慢，易造成液態(tài)金屬下淌，形成凸形不良焊道，會(huì)導(dǎo)致焊接下一層焊道時(shí)產(chǎn)生未熔合和夾渣等缺陷，焊接蓋面焊層時(shí)，要注意運(yùn)條擺動(dòng)幅度要一致，電弧在坡口邊緣要稍有壓低和停頓，防止產(chǎn)生咬邊等缺陷。第59頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊橫焊橫焊時(shí)，由于熔化金屬受重力作用，容易下淌而產(chǎn)生咬邊、焊瘤及未焊透等缺陷，因此采用短弧焊接，并選用較小直徑焊條和較小的焊接電流以及適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條方法。V型坡口對(duì)接橫焊根部時(shí)要嚴(yán)格采用短第60頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊弧，運(yùn)條速度要均勻，并在坡口上側(cè)停留時(shí)間稍長(zhǎng)些，注意使坡口兩側(cè)熔合良好，防止焊縫產(chǎn)生未焊透、焊縫內(nèi)凹、焊縫下墜或焊瘤等缺陷。對(duì)板厚超過(guò)8mm的板對(duì)接橫焊時(shí)，應(yīng)采用多層多焊道，焊道順序見(jiàn)前圖所示。這樣能更好地防止由于熔化金屬下淌而成焊瘤，保證焊縫成形。焊接過(guò)程中應(yīng)采用短弧焊，運(yùn)條角度要正確，速度應(yīng)均勻，并使坡口邊緣熔合良好，防止產(chǎn)生咬邊，、未熔合和焊瘤等缺陷，上、下焊道重疊覆蓋2/3以上，以獲得較平整美觀的焊縫。第61頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊第62頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊仰焊仰焊時(shí)焊縫位于燃燒電弧上方，焊工在仰視位置進(jìn)行焊接，是最難焊接位置。由于仰焊時(shí)熔化金屬在重力作用下，較易下淌，熔池大小和形狀不易控制，易產(chǎn)生夾渣、未焊透、凹陷等缺陷。運(yùn)條困難，焊縫表面不易焊得平整，因此，焊接時(shí)必須正確地選擇焊條直徑和焊接電流，盡量使用厚藥皮焊條和維持最短的電弧，這樣有利于熔滴過(guò)渡，促使焊縫成形。

在焊第一層焊縫時(shí)，采用直徑3.2mm焊條，用直線形或直線往返形運(yùn)條法。始焊時(shí)，應(yīng)用長(zhǎng)弧預(yù)

第63頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊熱起焊處，然后迅速壓低電弧于坡口根部，稍停片刻，使根部焊透，再將電弧前移進(jìn)行正常焊接。施焊過(guò)程，焊接速度在保證焊透的前提下盡可能快些，以防止熔化金屬下淌。第一層焊縫要求平直，避免向下凹出，否則給下一層的焊接帶來(lái)困難。

在焊后面一層焊層時(shí)，應(yīng)將前焊層的焊渣及飛濺清除干凈，如有焊瘤須鏟平后才能進(jìn)行施。第二焊層以后的運(yùn)條方法如下圖所示。運(yùn)條時(shí)兩側(cè)應(yīng)稍停頓下，防止咬邊，中間快一些，形成較薄焊道，有利于焊縫成形。第64頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊第65頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊定位焊

定位焊又稱定固焊，它的作用是固定好各焊件的相互位置?？瘴缓傅暮附討?yīng)與正式焊接時(shí)一樣重視。否則因定位焊質(zhì)量差而造成焊縫質(zhì)量出現(xiàn)缺陷而返修。

定位焊縫一般都比較短小，焊接過(guò)程不穩(wěn)定，易產(chǎn)生各種缺陷，因此必須注意以下事項(xiàng)：1.定位焊的起頭和結(jié)尾處應(yīng)圓滑（不應(yīng)過(guò)陡），否則在焊縫接頭時(shí)易在該處造成未焊透。2.焊接焊件如果需預(yù)熱，則定位焊也應(yīng)預(yù)熱。預(yù)熱溫度應(yīng)與正式焊接時(shí)相同。3.定位焊為間斷焊，工件溫度較正常焊接時(shí)低，由第66頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊于熱量不集中而容易產(chǎn)生未焊透，因此所選擇的電流應(yīng)比正常焊接時(shí)大10～15%左右。4.定位焊的尺寸可按下表選擇：5.在焊縫交錯(cuò)處和焊縫方向急劇變化處，不能進(jìn)行定位焊，應(yīng)離開(kāi)50mm左右。6.經(jīng)強(qiáng)行組裝的結(jié)構(gòu)，其定位焊縫長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)具體情況加大。7.在低溫下定位焊時(shí)，焊縫容易開(kāi)裂。為了防止開(kāi)焊件厚度mm定位焊縫高度mm焊縫長(zhǎng)度mm間距mm≤4＜45～1050～1004～123～510～20100～200＞12～615～30100～300第67頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊裂，應(yīng)盡量避免強(qiáng)行組裝后進(jìn)行定位焊，定位焊焊縫長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)增大，并應(yīng)盡，快進(jìn)行正式焊接，避免中途停止和過(guò)夜。8.當(dāng)發(fā)現(xiàn)定位焊有缺陷，特別是開(kāi)裂時(shí)，應(yīng)鏟除干凈后重新焊接，絕不允許留在焊縫內(nèi)。重要結(jié)構(gòu)件的定位焊縫因開(kāi)裂而鏟除，鏟除區(qū)域應(yīng)經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格后方可施焊。第68頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊焊接接頭及坡口形式

手工電弧焊接中，因焊件的結(jié)構(gòu)形狀、厚度以及對(duì)質(zhì)量要求的不同，其接頭和坡口形式也不同。一般的接頭型式有對(duì)接、搭接、角接及丁字接頭等四種：第69頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊焊件厚度較大時(shí)，常在板邊開(kāi)有一定形狀的坡口，坡口的形狀與尺寸可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB985-XX選用。對(duì)接接頭的坡口形式有V形、X形、單U形和雙U形等幾種。

坡口的作用是使電弧能深入焊縫的根部，使根產(chǎn)焊透，鈍邊是為防止燒穿，但鈍邊的尺寸要保證第一層焊縫能焊透。間隙也是為了保證根部能焊透。第70頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊當(dāng)板厚在6mm以下，一般不開(kāi)坡口，但在重要結(jié)構(gòu)中，也有開(kāi)坡口的。

對(duì)接不同厚度的板材時(shí)，如果厚度差（t-t1）不超下表的規(guī)定時(shí)，接頭的基本形式與尺寸應(yīng)按厚板選取。如果對(duì)接板材超過(guò)上述范圍的厚度差（t-t1）或在雙面超過(guò)了2（t-t1），則應(yīng)在厚的板上作出單面或雙面的斜邊。較薄板厚度mm2～56～89～11≥12允許厚度差（t-t1）1234第71頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊焊接規(guī)范的選擇

手工電弧焊時(shí)，焊接規(guī)范主要是指焊條直徑和焊接電流。焊接規(guī)范對(duì)焊接生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量有著直接關(guān)系，因此，必須正確選擇。1.焊條直徑的選擇

焊條直徑主要決定于工件厚度，厚度愈厚，則焊縫所需的填充金屬愈多，因此應(yīng)選用較大直徑的焊條。

一般情況，為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)盡可能選用較大直徑的焊條，在厚板多層焊接時(shí)，第一層焊縫選用的焊條應(yīng)不超過(guò)4mm，以免產(chǎn)生未焊透等缺陷，以后幾層可選用較大直徑焊條。被焊工件厚度mm≤1.5234～78～12≥13焊條直徑mm1.61.6～22.5～3.23.2～44～55～5.8第72頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊

在立焊、橫焊、仰焊時(shí)，為了防止熔池過(guò)大而熔滴下流，選用的焊條直徑一般不超過(guò)4mm。2.焊接電流的選擇

焊接電流主要決定于焊條直徑和工件厚度。焊接電流大，焊條熔化快，生產(chǎn)率高，但電流過(guò)大時(shí)，飛濺嚴(yán)重，工件易于燒穿，甚至?xí)购蟀敫笚l藥皮燒紅而大塊脫落，焊縫產(chǎn)生氣孔、咬邊、未焊透等缺陷。焊接過(guò)小，工件熔化面積小，焊條熔化金屬在工件上流不動(dòng)，熔化金屬與熔渣分不清，使所焊的焊縫窄而高，成形差，并有氣孔等缺陷。

一定直徑的焊條，有一個(gè)合理的電流使用范圍。第73頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊

下表為酸性焊條平焊時(shí)焊接電流的選擇范圍。

使用堿性焊條時(shí)，選用的焊接電流比同直徑的酸性焊條小10%左右；在立焊、橫焊時(shí)，一般選用焊接電流比平焊時(shí)小10～15%；仰焊比平焊小5～15%。

角焊縫散熱較快，焊接電流應(yīng)比平焊選取大一些。焊接電流選擇經(jīng)驗(yàn)公式：I=d2×10

式中I—焊接電流（A安培）d—焊條直徑（mm）10—常數(shù)焊條直徑mm1.62.02.53.24.05.05.8焊接電流mm25～4040～7050～8090～120160～210200～270260～300第74頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊當(dāng)焊接電流適當(dāng)時(shí)，電弧穩(wěn)定，噪聲小，飛濺少，鐵水?dāng)偟瞄_(kāi)，焊縫成形美觀。在手工焊接時(shí)，焊接電流的選擇是否恰當(dāng)可憑操作者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判別。引弧方法

引弧有碰擊法和劃擦法兩種。碰擊法是將焊條垂直向工件碰擊，然后迅速提起并保持一定距離。劃擦法是將焊條端頭輕輕擦過(guò)工件，然后保持一定距離。

這兩種方法應(yīng)根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用。如在狹窄之處施焊或工件表面不允許灼傷時(shí)，選用碰擊法較好。第75頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊但操作不熟練時(shí)，焊條易粘在工件上；而劃擦法引弧較易掌握，但容易灼傷工件表面。

引弧時(shí)工件處于常溫，焊

條藥皮還不能起到應(yīng)有的保

護(hù)作用，焊縫起焊處易產(chǎn)生

氣孔，所以引弧的始點(diǎn)，應(yīng)

選擇在焊縫起點(diǎn)后面10mm左

右，待引燃電弧后再拉長(zhǎng)電

弧，憑借弧光迅速把電弧移

到焊縫起點(diǎn)，對(duì)起點(diǎn)進(jìn)行預(yù)

熱施焊，并逐漸壓短電弧到第76頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊正?；￠L(zhǎng)，待焊縫起點(diǎn)的弧坑填滿時(shí)，再移動(dòng)焊條進(jìn)行焊接。這種引弧法即使在引弧處產(chǎn)生氣孔，也能在再次熔化引弧起點(diǎn)時(shí)，將已產(chǎn)生的氣孔消除。

正?；￠L(zhǎng)：酸性焊條的弧長(zhǎng)約等于焊條直徑；堿性焊條的弧長(zhǎng)應(yīng)第焊條直徑的1/2。

引弧時(shí)焊條粘在工件上，可迅速左右擺動(dòng)焊鉗，使焊條脫離。如仍粘住，應(yīng)迅速松開(kāi)焊鉗，待焊條冷。卻后，用手將焊條扳下。第77頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊運(yùn)條方法

電弧引燃后，進(jìn)入正常的焊接過(guò)程，這時(shí)焊條有三種方向的運(yùn)動(dòng)：焊條被電弧熔化變短，為保持一定的弧長(zhǎng)，就必須使焊條沿其中心線向下送進(jìn)，否則會(huì)發(fā)生斷弧。為了形成一條焊縫，焊條要沿焊縫方向移動(dòng)，移動(dòng)速度（即焊接速度）的快慢要根據(jù)焊條直徑、焊接電流、工件厚度、接縫裝配情況及所在位置來(lái)決定。移動(dòng)速方太快，焊縫熔深太小，易造成未焊透。移動(dòng)速度太慢，會(huì)使焊縫過(guò)高，工件過(guò)熱，變形或燒穿。第78頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊為了獲得一定寬度的焊縫，焊條必須作橫向擺動(dòng)。在無(wú)橫向擺動(dòng)時(shí)，焊縫的寬度一般是焊條直徑的1.5倍左右。焊條橫向擺動(dòng)不但使焊縫加寬，還有利于熔池中熔渣和氣體逸出，改善焊縫質(zhì)量。

以上三個(gè)方向的動(dòng)作必須密切配合，根據(jù)不同的焊縫位置，接頭形式、焊條直徑和性能、焊接電流、工件厚度等情況，采用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條方式，才能在各種焊接位置得到優(yōu)質(zhì)焊縫。第79頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)條方法（見(jiàn)右圖）直線形運(yùn)條的特點(diǎn)是因焊條不擺動(dòng)，電弧穩(wěn)定，能獲得較大熔深，但焊縫寬度窄。當(dāng)用于不開(kāi)坡口的薄板對(duì)接平焊。、往復(fù)直線運(yùn)條的特點(diǎn)是焊接速度快、焊縫窄、散熱快，適用于薄板和間隙較大的多層焊的第一層焊縫的焊接。鋸齒形運(yùn)條的特點(diǎn)是焊條末端作鋸齒形連續(xù)擺動(dòng)，并在焊縫兩側(cè)稍停片刻。常用于較厚鋼板的平、仰和立焊的對(duì)接焊縫等。第80頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊月牙形運(yùn)條的特點(diǎn)是焊條擺動(dòng)時(shí)，在焊縫兩側(cè)稍停片刻，以保證在焊縫兩側(cè)有足用夠熔深，焊縫增量較高。適用于平焊。三角形運(yùn)條方法的特點(diǎn)是正三角運(yùn)條一次能焊成較厚的焊縫截面，適合于開(kāi)坡口的立焊等。斜三角形運(yùn)條方法的特點(diǎn)是能夠借焊條的運(yùn)條動(dòng)作來(lái)控制熔化金屬，使焊縫成形良好，適用于橫焊等。環(huán)形運(yùn)條方法的特點(diǎn)是正環(huán)形運(yùn)條法只適用于較厚工件的平焊。斜環(huán)形運(yùn)條法適用于橫焊和平、仰位置的角焊等。第81頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊焊縫的收尾與接頭

焊縫焊接即將結(jié)束時(shí)，如果收尾不當(dāng)，會(huì)在焊縫末尾處形弧成低于工件表的弧坑，還可能產(chǎn)生氣孔或裂紋，影向焊接質(zhì)量。怎樣解決收尾的所出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，有以下幾種方法：1.劃圈收弧法

收尾時(shí)，焊條在收尾處作圓弧運(yùn)動(dòng)，待填滿弧坑時(shí)再拉斷電弧，這種方法適用于厚板收弧，第82頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊薄板則容易燒穿。2.后移收尾法

在焊縫收尾時(shí)，焊條停止前進(jìn)，并壓低電弧向后移一段距離，同時(shí)改變焊條角度，見(jiàn)前頁(yè)圖示，焊條從1的位置轉(zhuǎn)到位置，待弧坑填滿后，再使焊條稍許往后移到位置3，然后再慢慢拉電弧，這種方法對(duì)堿性焊條較適用。3.反復(fù)斷弧收尾法

收尾時(shí)，在較短時(shí)間內(nèi)反復(fù)數(shù)次點(diǎn)燃和熄滅電弧，直至將弧坑填滿，此法對(duì)薄板焊接和多層焊的第一層用得較多，不適用堿性焊條。第83頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊手工焊接時(shí)，受焊條長(zhǎng)度的限止，當(dāng)需要用若干根焊條才能焊完一條焊縫，用完一根焊條，用第二根接著焊時(shí)，這一連接處稱為接頭。接頭處的熔深和外觀必須與焊縫其他部分一致，通常有列四種情況：

第一情況的接頭（見(jiàn)圖a），后面起焊的焊縫2的起頭與先焊焊縫1的結(jié)尾相接，為使接頭不過(guò)分凸起，熄弧時(shí)采用拉長(zhǎng)電弧然后斷弧，使結(jié)尾處留有不太深的弧坑，然后在此弧坑稍前一點(diǎn)引弧，第84頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊略拉長(zhǎng)一點(diǎn)電弧，再將電弧后移到原弧坑的2/3之處，填滿弧坑后，當(dāng)即向前進(jìn)行正常焊接。如果電弧后移太多。就會(huì)造成接頭過(guò)高，后移太小，接頭會(huì)脫接，則會(huì)產(chǎn)生弧坑未填滿的缺陷。第二種情況的接頭（圖—b）。要求先焊焊縫1的起頭處略低些，后焊縫2的引弧應(yīng)在焊接方向略前處開(kāi)始，并稍拉長(zhǎng)電弧，再移到起頭處，覆蓋前焊縫的起頭處，待起頭處焊平后，再進(jìn)行正常焊接。第三種情況的接頭（圖—C）后焊縫2焊到前焊縫1的結(jié)尾處時(shí)，焊速應(yīng)略慢些，以填滿前焊縫的弧坑，然后第85頁(yè)/共110頁(yè)手工電弧焊以較快的焊速再稍向前焊一些并拉斷電弧。第四種情況的接頭，方法與第三種情況基本一樣，只是由于后焊縫2的連接地方是前焊縫1的起頭處，焊接速度應(yīng)較前略快些。第86頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊⒈特點(diǎn)

焊接過(guò)程中，主要的焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進(jìn)焊絲、移動(dòng)焊絲或工件等都由機(jī)械自動(dòng)完成者，叫自動(dòng)電弧焊。自動(dòng)電弧焊中，電弧被掩埋在焊劑層下面燃燒并實(shí)施焊接的，叫埋弧自動(dòng)焊，或者叫溶劑層下自動(dòng)焊。第87頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊用焊絲作為電極和焊接填充金屬。焊接時(shí)，顆粒狀焊劑覆蓋部分焊絲和焊接熔池，電弧基本上是在密封的空穴里燃燒，熔化的焊劑膜可靠地保護(hù)著電弧和熔池，使之免受大氣的作用，防止飛濺。與手工電弧焊相比，埋弧自動(dòng)焊有下例優(yōu)點(diǎn)：⑴埋弧自動(dòng)焊能采用大電流焊接，電弧熱量集中，熔深大，焊絲可連續(xù)進(jìn)給而不像焊條那樣頻頻更換，因此其生產(chǎn)效率比手工弧焊高出5～10倍。第88頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊⑵由于焊劑和熔渣嚴(yán)密包圍著焊接區(qū)，空氣難以進(jìn)入；高的焊速減小了熱影響區(qū)的尺寸；焊劑和熔渣的覆蓋減慢了焊縫冷卻速度，這些有利于焊接接頭獲得良好的組織與性能。同時(shí)，自動(dòng)操作使焊接規(guī)范參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成份均勻，外形光滑美觀，因而焊接質(zhì)量良好、穩(wěn)定。⑶埋弧自動(dòng)焊熱量集中，焊接金屬?zèng)]有飛濺損失，沒(méi)有廢棄的焊條頭，工件厚度薄時(shí)可不開(kāi)坡口焊接，從而可以節(jié)省金屬材料和電能。第89頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊⑷埋弧自動(dòng)焊施焊中看不到弧光，焊接煙霧也很少，又是機(jī)械自動(dòng)操作，因而勞動(dòng)強(qiáng)度，勞動(dòng)條件得到很大改善。埋弧自動(dòng)焊的局限性是，設(shè)備比較復(fù)雜昂貴；由于電弧看不見(jiàn)，因此對(duì)接頭加工裝配要求嚴(yán)格；焊接位置受到一定限止，一般總是在平焊位置。埋弧自動(dòng)焊常用于焊接長(zhǎng)的直線焊縫及大直徑圓筒形容器的環(huán)向焊縫。第90頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊⒉正?；￠L(zhǎng)，待焊縫起點(diǎn)的弧坑填滿時(shí)，再移動(dòng)焊條進(jìn)行焊接。這種引弧法即使在引弧處產(chǎn)生氣孔，也能在再次熔化引弧起點(diǎn)時(shí)，將已產(chǎn)生的氣孔消除。第91頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊選用焊絲的主要原則是：對(duì)于碳素鋼和普通低合金鋼，應(yīng)保證焊縫的力學(xué)性能；對(duì)于鉻鉬鋼和不銹耐酸鋼等合金鋼，應(yīng)盡可能保證焊縫的化學(xué)成份與焊件相似。異種鋼焊接時(shí)，一般可按強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材選用抗裂性能較好的焊絲。⑵焊劑焊劑是埋弧自動(dòng)焊過(guò)程中保證焊接質(zhì)量的重要材料，其作用如下：┗機(jī)械保護(hù)—焊劑在電弧熱作用下熔化后生成的熔渣，可以防止空氣中的氧、氮等氣體侵入熔池，從而避免焊縫出氣孔、夾渣等缺陷。第92頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊┗向熔池過(guò)渡必要的合金元素，使焊縫中被燒損的元素成份得到補(bǔ)充，力學(xué)性能得到改善與提高。┗促使焊縫表面光潔平直，成形良好。

對(duì)焊劑的基本要求是：保證焊縫金屬獲得所需的化學(xué)成份與力學(xué)性能；保證電弧燃燒穩(wěn)定；對(duì)銹、油及其他雜質(zhì)的敏感性要小，硫、磷含量要低，以保證焊縫中不產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷；焊劑在高溫狀態(tài)下要有合適的熔點(diǎn)和粘度，以及一定的熔化速度，以保證焊縫成形良好，焊后有良好的脫渣性；焊劑在焊接過(guò)程中不應(yīng)析出有害氣體；焊劑的吸潮性要小，并應(yīng)具有合適的粒度及足夠的機(jī)械強(qiáng)度。第93頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊⒊埋弧自動(dòng)焊焊接規(guī)范埋弧自動(dòng)焊的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是焊縫成形好。在電弧焊中，焊縫成形通?？捎煤缚p成形系數(shù)（形狀系數(shù)）及熔合比這兩個(gè)指標(biāo)表示。焊縫成形系是指焊縫熔化寬度與熔化深度之比（簡(jiǎn)稱熔寬與熔深之比）。成形系數(shù)小，表示焊縫深而窄，焊縫熱影響區(qū)較小，焊縫織晶中低熔點(diǎn)雜質(zhì)及氣體不易從熔池內(nèi)逸出，焊縫容易產(chǎn)生裂紋、氣孔和夾渣。一般將焊縫成形系數(shù)控制在1.3～2.0比較合適。第94頁(yè)/共110頁(yè)埋弧自動(dòng)焊母材在焊縫中所占的截面百分比，稱為熔合比，熔合比可以影響焊縫的化學(xué)成份、金相組織和力學(xué)性能。特別是在填充金屬與母材的化學(xué)成份不同時(shí)，在焊縫中緊靠母材的部位，化學(xué)成份的變化比較大，變化的幅度與兩種金屬化學(xué)成份之差及熔合比的大小有關(guān)，電弧焊時(shí)，熔合比可在10%～100%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，埋弧自動(dòng)焊的熔合比在60%～70%之間。埋弧自動(dòng)焊的主要焊接規(guī)范參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑和伸出長(zhǎng)度等。第95頁(yè)/共110頁(yè)氣體保護(hù)電弧焊氣體保護(hù)電弧焊簡(jiǎn)稱氣電焊，它是利用氣體作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。它直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍造成局部保護(hù)層，以防止有害氣體上侵入，從而保證了焊接過(guò)程的穩(wěn)定性，獲得高質(zhì)量的焊縫。氣體保護(hù)電弧焊主要采用三種不同方式：圖a采用兩根不熔化電極3的間接電弧1施焊（如氫原子焊）保護(hù)氣體2由噴嘴中噴出；采用不熔化極3（一根或多根金屬）的直接電弧1施第96頁(yè)/共110頁(yè)氣體保護(hù)焊焊（如熔化極的氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等），見(jiàn)圖C，焊絲滾輪5用于送進(jìn)熔化極3。用做保護(hù)氣體2的有：氬氣、二氧化碳?xì)狻錃狻⒌獨(dú)獾?。目前?yīng)用較廣的是氬氣和二氧化碳?xì)怏w。氣體保護(hù)電弧焊與埋弧焊相比有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴焊縫熔化區(qū)沒(méi)有熔渣，能清楚看到焊縫成形過(guò)程。⑵因保護(hù)氣體是噴射的，故有助于熔滴過(guò)渡。⑶氣體保護(hù)不受空間位置的限制，適于全位置焊接。⑷焊接過(guò)程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或半自動(dòng)化，提高生產(chǎn)率。⑸可焊接各種有色金屬（鋁、鈦），并獲優(yōu)質(zhì)焊縫。⑹焊炬輕便、構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作靈活，勞動(dòng)強(qiáng)度小。第97頁(yè)/共110頁(yè)氣體保護(hù)焊氬弧焊

氬弧焊是利用氬氣作為保護(hù)氣體的一種電弧焊方法。氬氣是一種惰性氣體，當(dāng)電弧周圍充滿氬氣時(shí)，它像氣罩一樣包圍住電弧，把熔池與空氣隔絕，因而可以代替藥皮或焊劑的保護(hù)作用。氬氣保護(hù)的作用取決于氬氣的純度，氬氣中如含有氧、氮、二氧化碳和水分等雜質(zhì)，會(huì)降低氬氣的保護(hù)作用，造成氣孔缺陷，降低焊接接頭的力學(xué)性能與抗腐蝕性能。因此，使用于焊接的氬氣，其純度要求達(dá)到99.9%以上。氬弧焊接有非熔化極和熔化極之分。第98頁(yè)/共110頁(yè)氣體保護(hù)焊非熔化極氬弧焊通常叫