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1、机械设备管理培训 之手工电弧焊,主讲：曹学锋,培训目的,了解手工电弧焊的基本工艺参数，正确选用焊条及焊接电流、焊接设备。熟练掌握焊机基本操作要点。通过不断练习，提升焊接技能。,目录,一、手工电弧焊的定义 二、手工电弧焊设备及工具 三、手工电弧焊的工艺参数 四、手工电弧焊的基本操作 五、 六、 七、 八、,手工电弧焊的定义,1、电弧焊是熔化焊中最基本的焊接方法，它也是在各种焊接方法中应用最普遍的焊接方法，其中最简单最常见的是用手工操作电焊条进行焊接的电弧焊，称为手工电弧焊，简称手弧焊。手弧焊的设备简单，操作方便灵活，适应性强。它适用于厚度2mm以上的各种金属材料和各种形状结构的焊接，尤其适于结构
2、形状复杂、焊缝短或弯曲的焊件和各种不同空间位置的焊缝焊接。手弧焊的主要缺点是焊接质量不够稳定，生产效率较低，对操作者的技术水平要求较高。,手工电弧焊定义,2、首先将电焊机的输出端两极分别与焊件和焊钳连接，如下图所示。再用焊钳夹持电焊条。焊接时在焊条与焊件之间引出电弧，高温电弧将焊条端头与焊件局部熔化而形成熔池。然后，熔池迅速冷却、凝固形成焊缝，使分离的两块焊件牢固地连接成一整体。焊条的药皮熔化后形成熔渣覆盖在熔池上，熔渣冷却后形成渣壳对焊缝起保护作用上。最后将渣壳清除掉，接头的焊接工作就此完成。,焊接设备及工具,1、电弧焊机直流焊机交流焊机,焊接设备及焊机,2、常用的手弧焊工具有焊钳、面罩、清
3、渣锤、钢丝刷等，如下图所示，以及焊接电缆和劳动保护用品。 1)焊钳 是用来夹持焊条和传导电流的工具。常用的有300A和500A两种。 2)面罩 是用来保护眼睛和面部，免受弧光伤害及金属飞溅的一种遮蔽工具。有手持式和头盔式两种。面罩观察窗上装有有色化学玻璃，可过滤紫外线和红外线，在电弧燃烧时能通过观察窗观察电弧燃烧情况和熔池情况，以便于操作。 3)清渣锤(尖头锤) 用来清除焊缝表面的渣壳。 4)钢丝刷 在焊接之前，用来清除焊件接头处的污垢和锈迹；焊后清刷焊缝表面及飞溅物。 5)焊接电缆 常采用多股细铜线电缆，一般可选用YHH型电焊橡皮套电缆或THHR型电焊橡皮套特软电缆。在焊钳与焊机之间用一根电
4、缆连接，称此电缆为把线(火线)。在焊机与工件之间用另一根电缆(地线)连接。焊钳外部用绝缘材料制成，具有绝缘和绝热的作用。,手工电弧焊的工艺参数,工艺参数有：焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊弧长度和焊接层数等。工艺参数选择是否合理，对焊接质量和生产率都有很大影响，其中焊接电流的选择最重要。1)焊条直径与焊接电流的选择手弧焊工艺参数的选择一般是先根据工件厚度选择焊条直径，然后根据焊条直径选择焊接电流。焊条直径应根据钢板厚度、接头型式、焊接位置等来加以选择。在立焊、横焊和仰焊时，焊条直径不得超过4mm，以免熔池过大，使熔化金属和熔渣下流。平板对接时焊条直径的选择可参考下表1。各种焊条直径常用的焊接电
5、流范围可参考表2。,手工电弧焊的工艺参数,表1,表2,手工电弧焊基本操作,所谓焊接位置指焊接时焊件接缝所处的空间位置。根据焊缝倾角和焊缝转角的不同，有平焊、立焊、横焊和仰焊等焊。,添加标题,一、平焊,平焊分为对接平焊、角接平焊、搭接平焊等。,1、对接平焊 对接平焊一般分为不开坡口的和开坡口的对接平焊两种。当板厚小于6ram时，不开坡口；当焊件厚度等于或大于6mm时，应开坡口。,(1) 不开坡口的对接平焊，详见图61。焊接正面焊缝时宜用34mm焊条短弧焊接，使熔深达到焊件厚度的23左右，焊缝宽度为58mm，加强高应小于1.5mm。反面焊缝用直径为3mm的焊条，可用稍大的电流焊接。对于重要的焊缝，
6、在焊反面焊缝前，必须铲除焊根。在焊接时焊条的角度见图62。,图61 不开坡口的对接,图62 对接平焊的焊条角度,多层焊时，第一层打底焊道应采用小直径焊条，运条方法应视间隙的大小而定。间隙小时可用直线形运条法，间隙大时可用直线往复式运条法，以防烧穿。第二层焊道，可用直径较大的焊条，用直线形或小锯齿形运条法，进行短弧焊。以后备层均可用锯齿形运条法，并且摆动范围应逐渐加宽，摆动到坡口两边时，应稍作停留，防止出现熔合不良、夹渣等缺陷。应注意每层焊缝不能过厚，否则使焊渣流向熔池前面，造成焊接困难。各层之间的焊接方向应相反，其接头也应相互错开，每焊完一层焊缝，要把表面焊渣和飞溅等清除干净后才能焊下一层，以
7、保证焊缝质量和减小变形。多层多道焊的焊接方法与多层焊相似，焊接时，采用直线运条法。,(2) 开坡口的对接平焊，坡口有V型和X型。可采用多层焊法如图63和多层多道焊法如图64。,图63 多层焊,图64 多层多道焊,2、角接平焊,角接平焊形成的焊缝为角焊缝，详见图65。角焊缝接焊脚尺寸(在角焊缝中画出的最大等腰三角形中直角边的长度)的大小采用单层焊、多层焊和多层多道焊。当焊脚尺寸小于6mm时的焊缝用单层焊，采用4mm的焊条；焊脚尺寸为68mm时，用多层焊，采用45mm的焊条；焊脚尺寸大于8mm时用多层多道焊。焊条直径的选择，一般焊脚尺寸小于14mm，用直径4mm的焊条；焊脚尺寸大于14mm，用直径
8、5mm的焊条，便于操作并提高生产率。,对多层多道焊，在焊接第一道焊缝时，应用较大电流，以得到较大的溶深；焊第二道焊缝时，由于焊件温度升高，应用较小的电流和较快的焊速，以防止垂直板产生咬边现象。焊条的角度随每一道焊缝的位置不同而有所不同，详见图66。 角接平焊的运条手法，第一层(打底焊)一般不做横向摆动外可以采用圆圈形、三角形、锯齿形和直线形。 在实际生产中，如焊件能翻动时，应尽可能把焊件放成船形位置进行焊接，见图67。船形位置焊接可避免产生咬边等缺陷，焊缝美观平整，又有利于使用大直径焊条和用大的焊接电流，提高生产率。运条手法可用月牙行或锯齿形。,图65 角焊缝,图66 焊条的角度随每道焊缝位置
9、的改变,图 67船行位置焊接,3、搭接平焊,搭接平焊形成的焊缝为一种填角焊缝。焊接时焊条与下板表面间的角度应随下板的厚度增大而增大详见图68。焊条与焊接方向的角度以7585为宜。当焊脚尺寸为6mm时，用45mm焊条，用斜圆圈形运条法进单道焊。当焊脚尺寸为68mm时，采用多层焊，焊第一层用45mm焊条，以直线形运条为宜；第二层用5mm焊条，运条方法为斜圆圈形。当焊脚大于8mm时，采用多层多道焊，较多层焊容易掌握。搭接平焊除以上说明外其它方面与一般角焊缝焊接相同，开始焊接时电流可大些，当焊件温度升高后，电流可小些，以防板边缘熔化过多而咬边，确保焊缝成型良好。,图68 搭接平焊的焊条角度,二、立焊
10、立焊是焊接垂直平面上垂直方向的焊缝。由于在重力的作用下，焊条熔化所形成的焊滴和熔池中的熔化金属要往下淌，就会使焊缝成型困难，不如平焊美观，对初学者比起平焊操作有一定的难度。实施立焊应注意以下问题： 1、在选择焊条直径和电流强度时都应比平焊小，立焊时选的电流强度可比平焊小1015，以避免过多的熔化金属下淌；其次，应采用短弧焊接法，避免因电弧过长所造成的熔滴下淌及严重飞溅。 2、焊条的运动。立焊的操作要领如下：在立焊过程中眼睛 和手要协调配合，采用长短电弧交替起落焊接法。当电弧向上 抬高时，电弧自然拉长些，但不应超过6mm；电弧自然下降在 接近冷却的熔池边缘时，瞬间恢复短弧。电弧纵向移动的速度 应
11、依据电流大小及熔池冷却情况而定，其上下移动的间距一般 不超过12mm，详见图69。焊条与焊缝中心线夹角应保持在 6080，并保持焊条左右方向夹角相等。焊条的运条手法 要依据焊缝的熔宽来决定。,3、焊工的操作姿势。立焊的操作根据焊缝与焊工距离的不同，一般采用胳臂有依托和无依托两种姿势。有依托，即胳臂大臂轻轻地贴在上体的肋部或大腿、膝盖位置，随着焊条的熔化和缩短，胳臂自然地前伸，起到调节的作用。用有依托的姿势焊接时，比较牢靠、省力。无依托，即把胳臂半伸开或全伸开，悬空操作，这需要靠胳臂的伸缩来调节焊条的位置。胳臂活动范围大，操作难度也较大立焊时焊工的操作姿势见图610。,4、握焊钳的方式。握焊钳的
12、方式，常有正握式(如图611a、b)和反握式(如图611c)两种。图611a是一般立焊时常用的握焊钳方式。当遇到较低的焊接部位和不好施焊的位置时，常用图611b的握焊钳方式，也有采用图611c的握焊钳方式，立焊分为对接立焊和立角焊。 图611 握焊钳的姿势（1）对接立焊。对接立焊除了要控制熔化金属不下淌外，还要求焊缝保持平直。为操作方便，常使用小直径焊条和较小的焊接电流，并采用短弧焊接法。对于不开坡口的对接立焊，当焊接薄板时，容易产生烧穿、咬肉和变形等缺陷。此时对接立焊采用自下而上和自上而下两种焊接方法，后一种方法也称立向下焊。,在采用自下而上的方法时，如选用碱性焊条，焊条直径为2.5或3.2
13、mm，焊接电流均应较平焊小。采用短弧焊接，可使熔滴过渡的距离缩短，操作容易，并有利于避免烧穿，缩小受热面积，减小变形运条手法可用直线形、月牙形或锯齿形等。在操作中，当观察到有咬肉等缺陷时，焊条可在咬肉部位稍微停一会儿，然后再抬起电弧。如发现有熔化金属下淌，焊缝成型不良的部分应立即铲去，一般可用电弧吹掉后再向上焊接。当发现有烧穿时应停止焊接，将烧穿部位焊补后，再进行焊接。 立向下焊时应采用立向下焊焊条。当采用酸性焊条时，也必须用小直径焊条，并注意焊条的角度，一般采用长电弧焊接法。在操作中应注意观察焊缝的中心线、焊接熔池和焊条的起落位置。由于酸性焊条为长渣，所以要求焊条摆动的速度快而且准确。焊条的
14、摆动方法，是以焊缝中心线为准，从左右两侧往中间作半圆形摆动。 对于开坡口的对接立焊，坡口的形式有V形或U形等，一般采用多层焊，层数多少根据焊件厚度而定。一定要注意每一层焊缝的成型，详见图612a。如果焊缝不平，中间高两侧低，甚至形成尖角，如图612b，则不仅给清渣带来困难，而且因成型不良造成夹渣、未焊透等缺陷。,开坡口的对接立焊可分三个环节 1) 封底焊，就是正面的第一道焊缝。焊接时应选用直径较小的焊条和较小的焊接电流。 对厚板可采用小三角形运条法，对中板或较薄板，可采用小月牙形或跳弧运条法。在封底焊时，一定要保证焊缝质量，尤其注意避免产生气孔如果在第一层焊缝产生了气孔就会自下而上的柱状贯穿气
15、孔。焊接厚板时，采用逐步退焊法，每段长度不宜过长，应按每根焊条可能焊接的长度来计算。图612 开坡口对接立焊的成型 2) 中间层焊缝焊接，主要是填满焊缝。为提高生产效率可采用月牙形运条，焊接时应避免产生未熔合、夹渣等缺陷。接近表面的一层焊缝的焊接非常重要，一方面要将以前各层焊缝凸凹不平的加以平整，为表层焊缝打好基础；另一方面，这层焊缝一般比板面低lmm左右，而且焊缝中间应有些凹以保证表层焊缝成型美观。,3) 表层焊缝焊接，即多层焊的最外层焊缝应满足焊缝外观尺寸要求。运条手法可按要求的焊缝的余高加以选择。如要求稍高时，焊条可作月牙形摆动，如要求稍平整时焊条可作锯齿形或不等八字形摆动。在焊接时应注
16、意，运条的速度必须均匀一致。当焊条在焊缝两边时，要将电弧进一步缩短，并应稍微停留，这样有利于熔滴的过渡和减少电弧的辐射面积，可以防止产生咬肉等缺陷。 不等八字形运条法，详见图613。当焊缝要求较宽的情况下，如采用月牙形或锯条形手法时，一次摆动往往达不到焊缝边缘良好的熔合，采用八字形运条法能得到较宽的焊波，焊缝表面是鱼鳞状的花纹。焊接时自左向右把熔滴放置在焊缝宽度的13处，稍微停顿一下，接着把焊条抬高并引到焊缝的23处，再向焊缝右边瞬间划弧以后，将焊条降落到焊缝的23处，瞬间变成短弧，停顿一下，使熔化金属与前面焊坡熔合好，然后把焊条抬高向左引到焊缝宽度的13处。这种有规律的运条方法要求焊条有节奏
17、地均匀摆动，摆动时要快而稳，熔滴下落的位置要准确。,（2）立角焊缝的焊接。立角焊时应注意以下问题： 1) 焊条的位置。为了使两块钢板能均匀受热，保证熔深和提高工效，在立角焊时应注意焊条的位置和倾斜角度。当被焊的两块钢板厚度相等时，焊条与两块钢板的夹角左右相等，并根据不同的板厚来改变夹角大小，焊条与焊缝中心线的夹角保持6080 图613 不等八字运条法2) 熔化金属的控制。立角焊操作的关键是如何控制熔化金属，要求焊接时精神集中，注意观察金属的冷却情况，焊条要根据熔化金属的冷却情况有节奏地摆动。在立角焊的过程中，当引弧后焊出第一个焊坡时电弧应较快地提高；当看到熔池瞬间冷却成一个暗红点时，电弧又下降到弧坑处，并使熔滴凝固在前面已形成的焊波z3处，然后电弧再抬高。如果前一熔滴未冷却到一定的程度，就过急地下降焊条，会造成熔化金属下淌；而当焊条下降动作过慢时，又会造成熔滴之间熔合不良。如果焊条放置的位置不对，会使焊坡脱节影响焊缝的美观和焊接质量。,
