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1、一、焊条电弧焊的焊接过程,焊条电弧焊过程如图1所示。,图6-1 焊条电弧焊过程 1焊条 2焊钳 3焊机 4电缆 5焊件 6熔滴 7熔渣 8焊缝 9熔池 10保护气体,二、焊条电弧焊的工艺特点,（1）工艺灵活、适应性强,（2）设备简单、生产成本低,（3）容易控制焊接应力与变形,（4）劳动条件差、生产效率低,三、焊接电弧的构造和温度,1.焊接电弧的构造,焊接电弧主要由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。焊接电弧的构造如图6-2所示。,图2 焊接电弧构造 1焊条 2阳极区 3弧柱区 4阴极区 5焊件,（1）阴极区,阴极区在电源的负极处（直流正接），该区域很窄，大约只有10-4mm左右。,（2）阳极区,
2、阳极区在电源的阳极处（直流正接），此区域比阴极区域稍宽些，大约有10-210-3mm。,（3）弧柱区,弧柱区是阴极区与阳极区之间的区域，由于阴极区和阳极区都很窄，所以，电弧的主要组成部分是弧柱区，弧柱的长度基本上等于电弧长度。,2.焊接电弧的温度分布,阳极斑点温度高于阴极斑点温度，电弧弧柱的中心温度最高，大约为50008000K，离开弧柱中心，温度逐渐降低。,3.电弧电压,焊接过程中，电弧两端之间的电压降称为电弧电压。电弧电压由阴极压降、阳极压降以及弧柱压降三部分组成。当弧长一定时，电弧电压的分布如图6-3所示。,图3 焊接电弧电压分布,当电极材料、气体介质一定时，焊接电弧的阴极压降和阳极压降
3、为一常数，所以，电弧电压只与电弧长度有关，即：焊接电弧长度增加，电弧电压增加；焊接电弧长度减小，电弧电压也减小。,四、焊接电弧的静特性,1.焊接电弧的静特性曲线,定义：,在电极材料、气体介质和弧长一定的条件下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压的关系，称为焊接电弧的静特性，一般也叫伏安特性。表示这样关系的曲线，就称为焊接电弧的静特性曲线。焊接电弧静特性曲线如图6-4所示。,图4 焊接电弧静特性曲线,电弧静特性曲线呈U形，分为三部分：,在A区部分：当焊接电流增大时，电弧电压迅速下降。,在B区部分：随着焊接电流的增加，电弧电压基本保持不变，称为水平特性。,在C区部分：当焊接电流进一步增大时，电弧电
4、压升高，称为上升特性。,2.不同焊接方法的电弧静特性,焊条电弧焊：由于焊接时，焊接电流值受到限制，其静特性曲线无C区部分，焊接电弧工作在水平区。,钨极惰性气体保护焊：采用小电流焊接时，电弧电压在电弧静特性曲线的下降区；当用大电流焊接时，电弧电压在电弧静特性曲线的水平区。,细丝熔化极气体保护焊：由于熔化极内电流密度加大，电弧电压在电弧静特性曲线的上升区。,埋弧焊：用正常的焊接电流密度焊接时，电弧电压在焊接静特性曲线的水平区；当增大焊接电流密度时，电弧电压在电弧静特性曲线的上升区。,3.影响焊接电弧静特性的因素,（1）电弧长度,（2）气体介质种类,（3）气体介质压力,五、焊接电弧的稳定性,1、定义
5、,焊接过程中，电弧在不产生断弧、飘移和磁偏吹的情况下，保持稳定燃烧的程度称为电弧稳定性。,2、影响因素,（1）弧焊电源,（2）焊条药皮,（3）气流,（4）焊件接头处清洁程度,（5）磁偏吹,造成焊接电弧磁偏吹的因素：,1）焊接电缆线位置不正确引起的电弧磁偏吹。,2）铁磁物质引起的电弧磁偏吹。,3）焊条与焊件的位置不对称引起的电弧磁偏吹。,解决焊接电弧偏吹的方法：,1）改变焊件上的接地线部位，尽可能做到使弧柱周围的磁力 线分布均匀。 2）在焊缝的起始端和终止端各加一块小附加钢板，即引弧板 和引出板，可减小或消除电弧在焊缝端部起弧与收尾处电 弧偏吹现象。 3）在焊接过程中，适当调节焊条角度，使焊条向
6、偏吹一侧斜。 4）为了减小电弧磁偏吹，可以适当减小焊接电流，因为磁偏 吹的大小与焊接电流大小有直接关系。增加焊接电流，无 法克服磁偏吹。 5）采用短弧焊接，以增加电弧的挺度，减小电弧磁偏吹的度。 6）选用交流弧焊电源焊接，电弧磁偏吹现象比直流电源小多。,坡口的形式和尺寸,1.坡口的基本形式,I形坡口、Y形坡口、双V形坡口、U形坡口和双U形坡口等五种基本形式，如图6-11所示。,图11 坡口基本形式 a)I形坡口 b)Y形坡口 c)双V形坡口 d)U形坡口 e)双U形坡口,2.坡口的作用,坡口的主要作用是：确保焊接电弧能深入到坡口根部间隙处，使焊缝根部焊透；便于操作者清除焊渣，获得较好的焊缝成形
7、；调节熔敷金属比例，提高焊接接头综合性能。,3.坡口的尺寸,坡口角度：用以调节熔敷金属比例，提高焊接接头综合性能。,钝边：坡口钝边尺寸，在焊接过程中调节坡口根部热量，以保证焊缝焊透和防止烧穿。,间隙：坡口的根部间隙用以保证根部能焊透。,4.坡口的选择,选择的原则是：,1）坡口形状容易加工。 2）能够使焊条伸入根部间隙，便于焊接操作，保 证焊件焊透（焊条电弧焊熔深一般为24mm）。 3）坡口焊后变形小。 4）坡口焊接时，能节省焊条和提高焊接生产力。,焊条电弧焊的基本操作技能是引弧、运条、焊道的连接和焊道的收尾。,一、基本操作技术,1.引弧,焊条电弧焊的引弧方法,（1）直击法,焊条电弧焊开始前，先
8、将焊条末端与焊件表面垂直轻轻一碰，便迅速提起焊条，并保持一定的距离（24mm），电弧随之引燃。直击法引弧的优点是，不会使焊件表面造成电弧划伤缺陷，又不受焊件表面大小及焊件形状的限制，不足之处是，引弧成功率低，焊条与焊件往往要碰击几次才能使电弧引燃和稳定燃烧，操作不容易掌握。电弧引燃方法如图6-12所示。,图12 电弧引燃方法 a)直击法引弧 b)划擦法引弧,（2）划擦法,将焊条末端对准引弧处，然后将手腕扭动一下，像划火柴一样，使焊条在引弧处轻微划擦一下，划动长度一般为20mm左右，电弧引燃后，立即使弧长保持在24mm。这种引弧方法的优点是，电弧容易引燃，操作简单，引弧效率高。缺点是，容易损害焊
9、件表面，有电弧划伤痕迹，在焊接正式产品时应该少用。,焊条在引弧过程中粘在焊件表面时，将焊条左右摇动几次，即可使焊条脱落焊件表面。,酸性焊条引弧时，可以使用直击法引弧或划擦法引弧；碱性焊条引弧时，多采用划擦法引弧，因直击法引弧容易在焊缝中产生气孔。,2.运条,（1）焊条的摆动,焊条要作三个方向的运动；,1）焊条不断地向焊缝熔池送进,2）焊条沿焊接方向向前移动,3）焊条横向摆动,（2）焊条运条,运条方法：,1）直线形运条方法,2）直线往复形运条法,3）锯齿形运条法,4）月牙形运条法,5）斜三角形运条法,6）正三角形运条法,7）正圆环形运条法,8）斜圆环形运条法,9）八字形运条法,3.焊道的连接,常
10、用的焊道接头方法如下：,（1）直通焊法,焊接引弧点在前一焊缝的收弧前1015mm处，引燃电弧后，拉长电弧回到前一焊缝的收弧处预热弧坑片刻，然后，调整焊条位置和角度，将电弧缩短到适当长度继续焊。直通焊法如图14a所示。,（2）由中间向焊缝两端对称焊法,由中间向焊缝两端对称焊如图14b所示,两个焊工采用同样的焊接参数，由中间向两端同时焊接，则每条焊缝所引起的变形可以相互抵消，焊后变形大为减少。,可以由一个焊工、一台焊机来完成长焊缝的焊接工作。这种要求焊工将长焊缝由中间分为两段，左边为1、3、5顺序排列焊缝，右边以2、4、6顺序排列焊缝，见图14b。,（3）分段退焊法,分段退焊法如图14c所示。,（
11、4）由中间向两端退焊法,图14 焊道接头的连接方法 a)直通焊法 b)由中间向两端对称焊法 c)分段退焊法 d)由中间向两端退焊法,3.焊道的连接,（1）焊条角度变换的作用,1）防止立焊、横焊、仰焊时熔化金属下淌。 2）能很好地控制熔化金属与熔渣分离。,3）控制焊缝熔池深度。焊条角度与焊缝熔池深度如图 16所示。 4）防止熔渣向焊缝熔池前部流动。 5）防止咬边等焊接缺陷产生。,图16 焊条角度与焊缝熔池深度,（2）焊条沿焊接方向移动的作用,1）保证焊条直线施焊形成焊缝。 2）控制每道焊缝的横截面积。,（3）焊条横向摆动的作用,1）保证坡口两侧及焊道之间相互很好地熔合。 2）控制熔化金属液，使焊
12、缝获得预定的熔深与熔宽。,（4）焊条送进的作用,1）控制焊接电弧的弧长，使焊缝熔池获得良好的保护， 防止电弧周围有害气体侵入焊缝熔池内，避免产生气 孔缺陷。 2）促进焊缝形成。 3）使焊接过程连续不断地进行，最终形成完美的焊缝。 4）与焊条角度变换的作用相似。,5.焊道的收弧,焊道的收弧，是指一条焊缝结束时采用的收弧方法。,焊缝收弧方法：,1）划圈收弧法 焊条移到焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧、引弧数次，直到填满弧坑为止，此方法适用于薄板和多层焊的底层，不适用于碱性焊条。如图17a所示。,2）回焊收弧法 焊条移到焊缝终点时，在弧坑处做圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧，此方法适用于厚板。如图17b
13、所示。,3）反复熄弧、引弧法 电弧在焊段收尾处停住，同时改变焊条倾斜方向，由后倾改变为前倾，然后慢慢拉断电弧。此法适用于碱性焊条。如图17c所示。,图17 焊条收弧法 a)划圈收弧法 b)回焊收弧法 c)反复熄弧、引弧法,二、各种焊接位置上的操作要点,1.平焊位置的焊接,（1）平焊位置的焊接特点,（2）平焊位置的焊条角度,图18 平焊位置时的焊条角度,（3）平焊位置的焊接要点,1）根据板厚可以选用直径较粗的焊条，用较大的焊接电流 焊接。,2）最好采用短弧焊接。,3）焊条与焊件成4090的夹角，控制好电弧长度和运条速度，防止熔渣向前流动。,4)板厚在5mm以下，焊接时一般开I形坡口，可以3.2m
14、m 或4mm焊条，采用短弧法焊接。背面封底焊前，可以不 用铲除焊根。,5)焊接水平倾斜焊缝时，应采用上坡焊。,6)采用多层多道焊时，注意选好焊道数及焊道焊接顺序。,7)T形、角接、搭接接头平角焊时，若两板厚度不同，应调 整焊条角度，将焊接电弧偏向厚板，使两板受热均均。,8)正确选用运条方法。,2.立焊位置的焊接,(1)立焊位置的焊接特点,(2)立焊位置的焊条角度,焊条角度如图6-19所示。,图19 立焊位置时的焊条角度,(3)立焊位置的焊接要点,焊钳夹持焊条后，焊钳与焊条应成一直线，如图6-20所示。焊工的身体不要正对着焊缝，要略偏向左侧或右侧(左撇子)以便于握焊钳的右手或左手(左撇子)操作。
15、,图20 焊钳夹持焊条的形式,2)焊接过程中，保持焊条角度，减少熔化金属下淌。,3)选用较小的焊条直径(4mm)和较小的焊接电流(平焊 位置焊接电流的80%85%)，用短弧焊接。,4)采用正确的运条方式,3.横焊位置的焊接,(1)横焊位置的焊接特点,(2)横焊位置的焊条角度,如图22所示。,图22 横焊位置时的焊条角度,(3)横焊位置的焊接要点,1)选用小直径焊条，焊接电流比平焊小、短弧操作，能较好 地控制熔化金属下淌。 2)厚板横焊时，打底层以外的焊缝，宜采用多层多道焊法施焊。 3)多层多道焊时，要特别注意焊道与焊道间的重叠距离，每道叠 焊，应在前一道焊缝的1/3处开始焊接，以防止焊缝产生凹
16、凸不 平。 4)根据焊接过程中的实际情况，保持适当的焊条角度。 5)采用正确的运条方法,4.仰焊位置的焊接,(1)仰焊位置的焊接特点,(2)仰焊位置的焊条角度,图23 仰焊位置时的焊条角度 a)I形坡口对接仰焊 b)其他坡口对接仰焊 c)T形接头仰角焊,(3)仰焊位置的焊接要点,1) 应采用最短的弧长施焊。 2)打底层焊缝，应采用小直径焊条和小焊接电流施焊。 3)根据具体情况选用正确的运条方法。,训练1 低碳钢板平焊位置的单面焊双面成形,1.单面焊双面成形的焊接技术特点,单面焊双面成形技术，是锅炉、压力容器、压力管道焊工应熟练掌握的操作技能，也是在某些重要焊接结构制造过程中，既要求焊透而又无法在背面进行清根和重新焊接所必须采用的焊接技术。当在坡口正面用普通焊条焊接时，就会在坡口的正、背两面都能得到均匀整齐、成形良好、符合质量要求的焊缝，这种特殊的焊接操作被称为单面焊双面成形。,在单面焊双面成形过程中，应牢记“眼精、手稳、心静、气匀”八个字。,2.焊前准备,(1)焊机,(2)焊条,(3)焊件,(4)辅助工具和量具
