手工電弧焊工藝

1、一一 學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標 熟練掌握手工電弧焊的基本概念，了解手工電弧焊的焊接工藝、特點及缺陷。理解并掌握焊接接頭形式；掌握手工電弧焊工藝的特點及工藝參數(shù)的選擇，能夠正確分析手工電弧焊焊接缺陷并能選擇相應(yīng)的減小或防止措施。 交流電焊機: 直流電焊機： 直流焊機焊接時分為： 正接法工件（），焊條（） 反接法工件（），焊條（）1.1.什么叫焊接什么叫焊接? ? 兩種或兩種以上材質(zhì)(同種或異種),通過加熱或加壓或二者并用,來達到原子之間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程叫焊接. 2.2.什么叫電弧？什么叫電?。?由焊接電源供給的，在兩極間產(chǎn)生強烈而持久的氣體放電現(xiàn)象叫電弧 3.3.什么叫母材？什么叫母材？

2、 被焊接的金屬-叫做母材。 4 4. .什么叫熔池？什么叫熔池？ 熔焊時焊件上所形成的具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬部分-叫做熔池。 5 5. .什么叫焊縫金屬？什么叫焊縫金屬？ 由熔化的母材和填充金屬（焊絲、焊條等）凝固后形成的那部分金屬。1 1手工電弧焊具有以下優(yōu)點：手工電弧焊具有以下優(yōu)點：（1）操作靈活，適應(yīng)性強。 設(shè)備簡單，不受焊縫空間位置、接頭形式及操作場合的限制。（2）對焊接接頭的裝配要求低。（3）可焊材料廣，常用于低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接。 2 2手工電弧焊具有以下缺點：手工電弧焊具有以下缺點：（1）生產(chǎn)率低，勞動強度大。（2）焊縫質(zhì)量依賴性強一、手工一、手工電弧焊的焊接過程手工電

3、弧焊是用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。 手工電弧焊的過程如圖所示： 焊縫質(zhì)量有很多因素決定，如母材 金屬和焊條質(zhì)量、焊前的清理程度、 焊時電弧的穩(wěn)定情況、焊接參數(shù)、 焊接操作技術(shù)、焊后冷卻速度、以及 焊后熱處理等。1焊條的選擇 （1）焊條型號的選擇 根據(jù)焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能進行選擇。（2）焊條直徑的選擇 焊件厚度焊件厚度 焊件厚度/mm1.523412816162020焊條直徑/mm1.52.53.23.244546 焊縫位置焊縫位置在焊件厚度相同的條件下，焊接平焊縫的焊條直徑應(yīng)大些。 焊接層數(shù)焊接層數(shù) 在進行多層焊道焊接時，第一層焊道應(yīng)選用直徑較小的焊條焊接，一般直徑為2.5mm

4、或3.2mm的焊條 2 2焊接電流的選擇焊接電流的選擇（1）焊條直徑與焊接電流的關(guān)系焊條直徑/mm1.52.53.24.05.0焊接電流/A25405080100130160210220270一、一、焊接接頭形式、坡口和焊縫1、接頭形式 焊接接頭：在焊件需連接部位，用焊接方法制造而成的接頭稱為焊接接頭，一般簡稱接頭。 組成：以熔化焊為例，焊接接頭由焊縫金屬、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成，熔化焊焊接接頭的組成，如圖所示。a）對接接頭斷面圖 b）搭接接頭斷面圖1-焊縫金屬 2-熔合區(qū) 3-熱影響區(qū) 4-母材對接接頭：兩焊件端面相對平行的接頭。T型接頭：一焊件表面與另一焊件面構(gòu)成直角或近似直角的接頭。角接接

5、頭：兩鋼板端面構(gòu)成大于30度小于135度夾角的接頭。搭接接頭：兩鋼板部分重疊構(gòu)成的接頭。a）不開坡口 b）開坡口c）削薄 d）帶墊板將一個焊件的端面與另一焊件的表面構(gòu)成直角或近似直角，用角焊縫連接起來的接頭，稱為T形（十字）接頭。這類接頭能承受各種方向的外力和力矩的作用。常見的T形接頭的形式如圖所示。a）單面不開坡口 b）開K形坡口 c）開單邊V形坡口 d）雙面不開坡口 角接接頭多用于箱形構(gòu)件，常見的角接接頭的形式如圖所示。a）簡單角接接頭 b）雙面角接接頭 c）開V形坡口d）開K形坡口 e）、f）易裝配角接接頭g）保證準確直角的角接接頭 h）不合理的角接接頭兩板件部分重疊起來進行焊接所形成的

6、接頭稱為搭接接頭。搭接接頭的應(yīng)力分布極不均勻，疲勞強度較低，不是理想的接頭形式。但是，搭接接頭的焊前準備和裝配工作比較簡單，所以在受力較小的焊接結(jié)構(gòu)中仍能得到廣泛的應(yīng)用。常見的搭接接頭的形式如圖所示。 a）不開坡口 b）圓孔內(nèi)塞焊 c）長孔內(nèi)塞焊 焊縫位置應(yīng)便于焊接操作不不合合理理合合理理施焊環(huán)境：1.施焊區(qū)域的溫度不要過低，低碳鋼施焊時環(huán)境溫度不得低于0，普通低合金鋼施焊時環(huán)境溫度不得低于5，否則須預(yù)熱至50以上。焊前準備：2.用鋼絲刷、角向砂輪機以及火焰清除焊接區(qū)域坡口及邊緣大于20mm范圍內(nèi)的銹蝕、氧化皮、水和油污。尤其是采用氣割開坡口，必須對坡口的氧化皮清理干凈，露出金屬光澤。 4.對

7、于暴露在外面焊縫，在焊接之前需在焊縫周圍100200mm范圍內(nèi)噴防飛濺劑。 5.施焊位置盡量調(diào)整到平焊、平角焊、船形焊，應(yīng)盡量避免仰焊。 材質(zhì)材質(zhì)板厚（板厚（mmmm）預(yù)熱溫度（預(yù)熱溫度（）備注備注Q235、20不預(yù)熱環(huán)境溫度0，預(yù)熱5016Mn40不預(yù)熱環(huán)境溫度5，預(yù)熱80401001504510020040Cr40200四、焊縫質(zhì)量要求1、重要結(jié)構(gòu)對接焊縫按各項設(shè)計技術(shù)要求進行一定數(shù)量的X光或超聲波焊縫內(nèi)部檢查，并按設(shè)計規(guī)定級別評定。2、外表焊縫檢查：所有結(jié)構(gòu)焊縫全部進行檢查，其焊縫外表質(zhì)量要求：（1）焊縫直線度：任何部位在100mm內(nèi)直線度應(yīng)2mm。（2）焊縫咬邊：當板厚6mm，d0.3

8、mm，局部d0.5mm；當板厚6mm，d0.3mm，局部d0.5mm(d為咬邊深度)（3）焊縫不允許低于工件表面及裂縫，未熔合等缺陷存在。（4）全部焊接缺陷允許進行修補，修補后應(yīng)打磨光順。 手工電弧焊的基本操作技術(shù)手工電弧焊的基本操作技術(shù) 1.1. 引弧引弧(1)劃擦法-先將焊條對準焊件，再將焊條像劃火柴似的在焊件表面輕輕劃擦，引燃電弧，然后迅速將焊條提起2-4mm，并使之穩(wěn)定燃燒， (2) 直擊法-將焊條末端對準焊件，然后手腕下彎，使焊條輕微碰一下焊件，再迅速將焊條提起24mm，引燃電弧后手腕放平，使電弧保持穩(wěn)定燃燒。這種引弧方法不會使焊件表面劃傷，又不受焊件表面大小、形狀的限制, 所以是在

9、生產(chǎn)中主要采用的引弧方法。但操作不易掌握，需提高熟練程度。 2 2運條運條 運條是焊接過程中最重要的環(huán)節(jié)，它直接影響焊縫的外表成形和內(nèi)在質(zhì)量。電弧引燃后，一般情況下焊條有三個基本運動； 朝熔池方向逐漸送進 沿焊接方向逐漸移動橫向擺動。 常用的運條方法 ： (1) 直線形運條法 (2) 直線往復(fù)運條法 (3) 鋸齒形運條法 (4) 月牙形運條法 (5) 三角形運條法 (6) 圓圈形運條法3 3焊縫收尾焊縫收尾 焊縫收尾時，為了不出現(xiàn)尾坑，焊條應(yīng)停止向前移動，而采用劃圈收尾法或反復(fù)斷弧法等自下而上地慢慢拉斷電弧，以保證焊縫尾部成形良好。 (1) 劃圈收尾法-焊條移至焊道的終點時，利用手腕的動作做圓

10、圈運動，直到填滿弧坑再拉斷電弧。該方法適用于厚板焊接，用于薄板焊接會有燒穿危險。(2) 反復(fù)斷弧法-焊條移至焊道終點時，在弧坑處反復(fù)熄弧、引弧數(shù)次，直到填滿弧坑為止。該方法適用于薄板及大電流焊接，但不適用于堿性焊條，否則會產(chǎn)生氣孔。(3)轉(zhuǎn)移收尾法-焊條移到焊縫終點時，在弧坑處稍作停留，將電弧慢慢拉長，引到焊縫邊緣的母材坡口內(nèi)。適用于堿性焊條，在焊條的更換，臨時?；r常用。焊接缺陷的危害 焊接過程中在焊接接頭中產(chǎn)生的不符合設(shè)計或工藝文件要求的缺陷，叫焊接缺陷。 焊接結(jié)構(gòu)的失效，破壞以至于發(fā)生事故，絕大部分并不是由于結(jié)構(gòu)強度不足，而是在焊接接頭中產(chǎn)生的各種缺陷所致，這些缺陷中尤以焊接裂紋的危害性

11、最大。由于電弧焊接工藝的特點，要在焊接接頭中消除一切缺陷，是不可能的。但盡可能將缺陷控制在允許的范圍內(nèi)，則是焊接工藝能夠達到的目標。焊接缺陷又分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷。 外部缺陷是指那些位于焊縫表面，用肉眼或低倍放大鏡就能看到的缺陷，如焊縫尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤，弧坑、表面氣孔、表面裂紋等。 1焊縫尺寸及形狀不符合要求，主要表現(xiàn)為焊縫表面形狀高低不平，寬窄不一的現(xiàn)象。 焊縫外觀尺寸不符合要求，不僅造成焊縫成形不美觀，而且降低了焊縫與基本金屬的結(jié)合強度，易造成應(yīng)力集中，不利于焊件結(jié)構(gòu)的安全使用。 產(chǎn)生這種缺陷的原因主要有：由于操作方法不當引起，焊接電流過大或過小，焊件裝配間隙不均勻，或坡口角度

12、不當，焊條質(zhì)量差或焊接過程中電弧產(chǎn)生偏吹。防止產(chǎn)生這種缺陷的措施是：要熟練地掌握電弧長度，保證電弧穩(wěn)定，防止偏吹，正確選擇坡口角度和裝配間隙。1 1咬邊咬邊 由于焊接參數(shù)選擇不當，或操作工藝不正確，沿焊趾的焊件母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷稱咬邊。 產(chǎn)生原因：焊接工藝參數(shù)選擇不當焊接電流太大，電弧過長，運條速度和焊條角度不適合等。 主要措施：正確選擇焊接工藝參數(shù)，使電流適宜或略小，適當掌握電弧長度，正確應(yīng)用運條方法和控制焊接速度，焊條角度要正確，在平焊、立焊、仰焊位置焊接時，焊條沿焊縫中心線保持均勻?qū)ΨQ的擺動，橫焊時，焊條角度應(yīng)保持熔滴平穩(wěn)地向熔池過渡而無下淌現(xiàn)象。2焊瘤焊瘤在焊接過程中，熔化金屬流

13、淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤，稱為焊瘤。焊瘤產(chǎn)生的主要原因是；由于接縫間隙太大，操作不當，運條方法不正確。有時焊接電流太大，電弧過長，焊條熔化太快，焊速太慢等也會造成焊瘤。防止產(chǎn)生焊瘤的措施是：提高操作的技術(shù)水平，正確選擇焊接工藝參數(shù)，靈活調(diào)整焊條角度，裝配間隙不宜過大。立焊，仰焊時應(yīng)嚴格控制熔池溫度，不使其過高。運條速度要均勻，并需選用正確的焊接電流。3凹坑凹坑 焊后在焊縫表面或焊縫背面形成的低于母材表面的局部低洼部分稱為凹坑，在焊縫收弧處產(chǎn)生的凹陷現(xiàn)象，也是凹坑的一種，稱為弧坑。產(chǎn)生凹坑的主要原因是：操作技能不熟練，不善于控制熔池形狀，焊接電流過大，焊條又未適當擺動，或者過早進

14、行表面焊縫的焊接，熄弧時突然停止，未填滿弧坑。 防止凹坑產(chǎn)生的措施是：熟練掌握操作技能，并注意在收弧處作短時間的停留或作劃圈形收弧。重要的焊件要設(shè)置引弧板和引出板，在構(gòu)件上不允許留有凹坑。4燒穿燒穿 焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷稱為燒穿。 產(chǎn)生燒穿的主要原因是：焊接電流過大，焊接速度過慢以及電弧在焊縫某處停留時間過長等引起焊件受熱過甚，焊件間隙太大也容易產(chǎn)生燒穿。 防止燒穿的措施是：正確選擇焊接電流和焊接速度，減少熔池在每一部位的停留時間，嚴格控制焊件的裝配間隙，并保持均勻一致。內(nèi)部缺陷位于焊縫的內(nèi)部，如未熔合，未焊透、內(nèi)部氣孔，裂紋及夾渣等。1、未熔合未熔合主要指焊道與

15、母材之間或焊道與焊道之間來完全熔化結(jié)合的現(xiàn)象。未熔合直接降低了焊接接頭的機械性能，嚴重的未熔合會使焊接結(jié)構(gòu)根本無法承載。 產(chǎn)生未熔合的主要原因是；焊接電流太小，焊條偏心或運條方法不當，焊速太快，熱量不夠及焊件表面或前一道表面有氧化皮或熔渣存在也會造成未熔合。 防止產(chǎn)生未熔合的措施是：加強坡口清理和層間清理、正確選擇焊接電流、焊接速度，注意運條角度和焊條擺動速度，焊接操作時應(yīng)注意分清熔渣和鐵水。焊條偏心應(yīng)調(diào)整角度使電弧處于正確方向。2未焊透未焊透 焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象叫未焊透。未焊透不僅降低接頭的機械性能，并且造成應(yīng)力集中，承載后往往會引起裂紋。在對接焊縫中，是不允許未焊透缺陷存在的。

16、 產(chǎn)生未焊透的主要原因是：焊接坡口鈍邊過大，坡口角度太小，封底間隙太小，操作時，無法將焊條伸入根部。運條角度不正確，熔池偏于一側(cè)，焊接電流過小，速度過快。弧長太長，焊接時有偏吹現(xiàn)象等。防止產(chǎn)生來焊透的措施是：正確選擇坡口形式及裝配間隙，熟練掌握操作技能，焊接時要防止電弧偏吹。3夾渣夾渣 焊后殘留在焊縫中的熔渣稱為夾渣。夾渣會降低焊縫的力學(xué)性能。因夾渣多數(shù)是不規(guī)則的多邊形，其尖角會引起很大的應(yīng)力集中，容易使焊接結(jié)構(gòu)在承載時遭受破壞。 產(chǎn)生夾渣的主要原因是：焊接電流太小，焊接速度太快，使熔渣來不及浮出，焊接坡口邊緣或焊層之間的熔渣未清理干凈，運條不當，熔渣與鐵水分離不清，阻礙熔渣上浮。防止產(chǎn)生夾渣

17、的措施：正確選擇焊接工藝參數(shù)，做好焊前及焊層間的清理工作，熟練掌握操作技能，盡量采用具有良好工藝性能的焊條。在焊縫的內(nèi)部缺陷中，除了上述這些缺陷外，焊接接頭還可能出現(xiàn)氣孔和裂紋。4氣孔氣孔 焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能超出而殘存下來所形成的空穴，叫氣孔。氣孔可分為密集氣孔、條蟲狀氣孔和針狀氣孔等。氣孔是焊接生產(chǎn)中常見的一種缺陷，它不僅削弱了焊縫的有效工作截面，同時也會帶來應(yīng)力集中，降低焊縫金屬的強度和塑性。對于受動載荷的焊件，氣孔還會顯著地降低焊縫的疲勞強度。在正常操作情況下，形成氣孔的氣體是氫和一氧化碳，氬弧焊時，由于氣體保護不嚴，空氣中的氮進入熔池，也會形成氣孔。1）鐵銹和水分2）焊接

18、方法 3）焊條種類 4）電流種類和極性 5）焊接工藝參數(shù) 1）仔細清除焊件表面上的鐵銹等污物，清除范圍手弧焊為焊縫兩側(cè)各10mm，埋弧自動焊為20mm。 2）焊條、焊劑在焊前應(yīng)按規(guī)定嚴格烘干，焊條應(yīng)存放于保溫桶中，做到隨用隨取。 3）采用合適的焊接工藝參數(shù)，使用堿性焊條時，一定要用短弧焊。5熱裂紋熱裂紋焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近高溫區(qū)產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋。（1）熱裂紋的特點1）產(chǎn)生的時間：熱裂紋一般產(chǎn)生在焊縫的結(jié)晶過程中，故又稱結(jié)晶裂紋或凝固裂紋。處于焊接過程中。2）產(chǎn)生的部位和方向：熱裂紋絕大多數(shù)產(chǎn)生在焊縫金屬中，有的是縱向，有的是橫向。3）外觀特征：熱裂紋或者處在焊縫中心或者處在焊縫兩側(cè)，其方向與焊縫的波紋線相垂直，露在焊縫表面的有明顯的鋸齒形狀；也常有不明顯的鋸齒形狀。裂紋斷面上都可以發(fā)現(xiàn)明顯的氧化色彩。4）金相特征：熱裂紋都發(fā)生在晶界上，金相斷面不平滑。（2）熱裂紋的產(chǎn)生原因a拉應(yīng)力作用。b低熔點共晶體的存在。（3）防止熱裂紋的措施1）冶金方面a控制焊縫中有害雜質(zhì)的含量：最有害的元素是硫、磷、碳。 b 改善熔池金屬的一次結(jié)晶。 6 6冷裂紋冷裂紋 焊接接頭冷卻到較低溫度時(對鋼來說在Ms溫度以下)產(chǎn)生的焊接裂紋稱為冷裂紋。 （1）冷裂紋的一般特征 1）產(chǎn)生的溫度和時間；冷裂紋是在焊后較低的溫度下產(chǎn)