手工電弧焊講義

1、基本焊接方法電阻對焊冷壓焊超聲波焊鍛焊擴散焊手工電弧焊埋弧焊氬弧焊（熔化極）CO2焊螺柱焊固相焊固相焊熔化焊熔化焊釬焊釬焊電弧焊氣焊電子束焊鋁熱焊激光焊電阻焊電渣焊熔化極非熔化極鎢極氬弧焊原子氫焊等離子弧焊氫氧氣焊氧乙炔氣焊氧液化石油氣焊烙鐵釬焊感應釬焊爐中釬焊鹽浴釬焊電子束釬焊手工電弧焊焊接過程手工電弧焊焊接過程 在焊接中，焊條的焊芯熔化后以熔滴的形式向熔池過渡，同時焊條涂層在焊接中，焊條的焊芯熔化后以熔滴的形式向熔池過渡，同時焊條涂層產生一定量氣體和液態(tài)熔渣。產生的氣體充滿在電弧和熔池周圍，隔絕空產生一定量氣體和液態(tài)熔渣。產生的氣體充滿在電弧和熔池周圍，隔絕空氣。液態(tài)熔渣比液態(tài)金屬密度小，

2、浮在熔池上面，從而起到保護熔池作用。氣。液態(tài)熔渣比液態(tài)金屬密度小，浮在熔池上面，從而起到保護熔池作用。熔池內金屬冷卻凝固時熔渣也隨之凝固形成焊渣覆蓋在焊縫表面，防止高熔池內金屬冷卻凝固時熔渣也隨之凝固形成焊渣覆蓋在焊縫表面，防止高溫的焊縫金屬被氧化，并且降低焊縫的冷卻速度。在焊接過程中，液態(tài)金溫的焊縫金屬被氧化，并且降低焊縫的冷卻速度。在焊接過程中，液態(tài)金屬與液態(tài)熔渣和氣體間進行脫氧、去硫、去磷、去氫等復雜的冶金反應，屬與液態(tài)熔渣和氣體間進行脫氧、去硫、去磷、去氫等復雜的冶金反應，從而使焊縫金屬獲得合適的化學成分和組織從而使焊縫金屬獲得合適的化學成分和組織。鎢極惰性氣體保護焊中；鎢極惰性氣體保

3、護焊中；二是接觸短路引弧法，用于手工電弧焊中，二是接觸短路引弧法，用于手工電弧焊中，接觸短路引弧法的過程見下圖。接觸短路引弧法的過程見下圖。焊芯作用：焊芯作用：a.電極：導電產生電弧，把電能轉換成熱能；電極：導電產生電弧，把電能轉換成熱能；b.填充金屬：與液體母材金屬熔合形成焊縫，同時填充金屬：與液體母材金屬熔合形成焊縫，同時調整焊縫中合金元素成分調整焊縫中合金元素成分.n藥皮：壓涂在焊芯表面上的涂料層稱為涂層。組藥皮：壓涂在焊芯表面上的涂料層稱為涂層。組成部份：穩(wěn)弧劑、造氣劑、造渣劑、脫氧劑、合成部份：穩(wěn)弧劑、造氣劑、造渣劑、脫氧劑、合金劑、粘結劑、成形劑。金劑、粘結劑、成形劑。n藥皮作用：

4、藥皮作用：a.保證電弧穩(wěn)定然燒，使焊接過程正常進行；保證電弧穩(wěn)定然燒，使焊接過程正常進行；b.保護電弧和熔池；保護電弧和熔池；c.參與復雜的冶金反應；參與復雜的冶金反應；d.改善焊接工藝性能，提高焊接生產率。改善焊接工藝性能，提高焊接生產率。鋼、鐵的概念鋼鐵材料通常包括鋼和鑄鐵，即指含碳鋼鐵材料通常包括鋼和鑄鐵，即指含碳量小于量小于6.69%的的Fe-C基合金。其中含碳量基合金。其中含碳量小于小于2.11%的合金稱為鋼，含碳量大于的合金稱為鋼，含碳量大于 2.11%的鐵碳合金稱為鑄鐵。常用的鋼材的鐵碳合金稱為鑄鐵。常用的鋼材除除Fe、C 元素外，還含有極少量的由原料、元素外，還含有極少量的由原

5、料、冶煉及加工過程中殘留下來的冶煉及加工過程中殘留下來的Mn、Si、P、S 等雜質，以及為改善和滿足材料使用及等雜質，以及為改善和滿足材料使用及工藝性能加入的合金元素。工藝性能加入的合金元素。1) 成分與組織的特點成分與組織的特點 鑄鐵與碳鋼相比較，除了有較高的碳、硅含量外，還鑄鐵與碳鋼相比較，除了有較高的碳、硅含量外，還有較高含量的雜質：硫、磷。有較高含量的雜質：硫、磷。2)鑄鐵的性能特點鑄鐵的性能特點 鑄鐵的機械性能主要取決于鑄鐵基體組織以及石墨的鑄鐵的機械性能主要取決于鑄鐵基體組織以及石墨的數(shù)量、形狀、大小及分布特點。石墨機械性能很低，硬度數(shù)量、形狀、大小及分布特點。石墨機械性能很低，硬

6、度僅為僅為3HB5HB，抗拉強度為，抗拉強度為20MPa，延伸率接近零。石，延伸率接近零。石墨與基體相比，其強度和塑性都要小得多。石墨減小鑄鐵墨與基體相比，其強度和塑性都要小得多。石墨減小鑄鐵的有效承載截面積，同時石墨尖端易使鑄件在承載時產生的有效承載截面積，同時石墨尖端易使鑄件在承載時產生應力集中，形成脆性斷裂。因此，鑄鐵的抗拉強度、塑性應力集中，形成脆性斷裂。因此，鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性都要比碳鋼低。一般說來，石墨的數(shù)量越少，分布和韌性都要比碳鋼低。一般說來，石墨的數(shù)量越少，分布越分散，形狀越接近球形，則鑄鐵的強度、塑性和韌性越越分散，形狀越接近球形，則鑄鐵的強度、塑性和韌性越高。高。

7、 雖然鑄鐵的機械性能不如鋼，但由于石墨的存在，雖然鑄鐵的機械性能不如鋼，但由于石墨的存在，卻賦予鑄鐵許多為鋼所不及的特殊性能：卻賦予鑄鐵許多為鋼所不及的特殊性能： 石墨造成脆性切削，鑄鐵的切削加工性能優(yōu)異。石墨造成脆性切削，鑄鐵的切削加工性能優(yōu)異。 鑄鐵的鑄造性能良好，鑄件凝固時形成石墨產生的膨鑄鐵的鑄造性能良好，鑄件凝固時形成石墨產生的膨脹，減少鑄件體積的收縮，降低鑄件中的內應力。脹，減少鑄件體積的收縮，降低鑄件中的內應力。 石墨有良好的潤滑作用，并能儲存潤滑油，使鑄件有石墨有良好的潤滑作用，并能儲存潤滑油，使鑄件有很好的耐磨性能。很好的耐磨性能。 石墨對振動的傳遞起削弱作用，使鑄鐵有很好的

8、抗振石墨對振動的傳遞起削弱作用，使鑄鐵有很好的抗振性能。性能。 大量石墨的割裂作用，使鑄鐵對缺口不敏感。大量石墨的割裂作用，使鑄鐵對缺口不敏感。鑄鐵的分類：灰鑄鐵（鑄鐵的分類：灰鑄鐵（HT*）、球墨鑄鐵（）、球墨鑄鐵（QT*）、）、蠕墨鑄鐵（蠕墨鑄鐵（RUT*）、可鍛鑄鐵（）、可鍛鑄鐵（KT*），字母后），字母后的數(shù)值表示抗拉強度不小于該數(shù)值。的數(shù)值表示抗拉強度不小于該數(shù)值。 nA 退火退火 把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下進把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下進行保溫，然后緩慢冷卻到室溫（完全在加熱行保溫，然后緩慢冷卻到室溫（完全在加熱爐內冷卻或不完全在加熱爐內冷卻）。爐內冷卻或不完全在加熱爐內冷卻

9、）。nB正火正火 把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下進把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下進行保溫一段時間，然后在空氣中冷卻。正火行保溫一段時間，然后在空氣中冷卻。正火得到的組織較細，硬度、強度比退火高，切得到的組織較細，硬度、強度比退火高，切削性能好。削性能好。nC 淬火淬火 把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下進把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下進行保溫一段時間，然后快速冷卻（在水或油行保溫一段時間，然后快速冷卻（在水或油中）?？商岣卟牧系膹姸取⒂捕?、耐磨性。中）?？商岣卟牧系膹姸?、硬度、耐磨性。（1）對接接頭：兩焊件表面構成大于或等于）對接接頭：兩焊件表面構成大于或等于135度，度，小于或等于小于或等于18

10、0度夾角的接頭稱為對接接頭，它是各度夾角的接頭稱為對接接頭，它是各種焊接結構中采用最多的一種接頭形式。對接接頭的種焊接結構中采用最多的一種接頭形式。對接接頭的盈利集中相對較小，能承受較大載荷。盈利集中相對較小，能承受較大載荷。（2）角接接頭：兩焊件表面間構成大于）角接接頭：兩焊件表面間構成大于30度，度，小于小于135度的接頭稱為角接接頭，這種接頭度的接頭稱為角接接頭，這種接頭承載能力很差，一般用于不重要的焊接結構或承載能力很差，一般用于不重要的焊接結構或箱形物體上。箱形物體上。（3）搭接接頭：兩焊件部分重疊放置構成的接）搭接接頭：兩焊件部分重疊放置構成的接頭稱搭接接頭。搭接接頭應力分布不均勻

11、，頭稱搭接接頭。搭接接頭應力分布不均勻，承載能力較低，但是由于搭接接頭焊前準備和承載能力較低，但是由于搭接接頭焊前準備和裝配工作簡單，焊后橫向收縮量也較小，因裝配工作簡單，焊后橫向收縮量也較小，因此在焊接結構中仍然得到應用。此在焊接結構中仍然得到應用。(4）T型接頭：一焊件的端面與另一焊件的表面型接頭：一焊件的端面與另一焊件的表面構成直角或近似直角的接頭稱構成直角或近似直角的接頭稱T型接頭。其型接頭。其承載能力低，應力分布不均勻，但能承受各個承載能力低，應力分布不均勻，但能承受各個方向力和力矩，在生產中應用也很普遍方向力和力矩，在生產中應用也很普遍 根據(jù)結合形式的不同，焊縫主要分為對根據(jù)結合形

12、式的不同，焊縫主要分為對接焊縫和角焊縫，另外還有塞焊縫和端接焊接焊縫和角焊縫，另外還有塞焊縫和端接焊縫，下圖是對接焊縫各部分名稱和角接焊縫縫，下圖是對接焊縫各部分名稱和角接焊縫各部分名稱各部分名稱焊件厚度焊件厚度 1.5234-56-8焊條直徑焊條直徑1.5233.2-44-5焊條焊條直徑直徑1.52.02.53.24.05.05.8焊接焊接電流電流25-4040-65 50-80100-130 160-210220-270260-300nb、多層焊（和厚板平對焊相似）、多層焊（和厚板平對焊相似） nc、船形焊（見下圖）、船形焊（見下圖）n船形焊時，熔池處于水平位置，相當于平焊，船形焊時，熔池

13、處于水平位置，相當于平焊，焊縫質量好，易于操作，焊接時可采用較大直焊縫質量好，易于操作，焊接時可采用較大直徑的焊條和較大電流徑的焊條和較大電流橫焊接頭坡口形式對于開坡口的焊件，應采用多層焊或多層多道焊，其焊對于開坡口的焊件，應采用多層焊或多層多道焊，其焊道排列順序見圖。道排列順序見圖。焊打底層焊道時，應選用較小直徑（焊打底層焊道時，應選用較小直徑（3.2mm）的焊；）的焊；焊第二焊道時，可選用直徑焊第二焊道時，可選用直徑3.2mm或或4mm的焊條；的焊條；對于多層多道焊，可選用對于多層多道焊，可選用3.2mm焊條，直線形或小圓圈焊條，直線形或小圓圈形遠眺，并根據(jù)焊道位置適當調整焊條角度，始終保

14、持形遠眺，并根據(jù)焊道位置適當調整焊條角度，始終保持短弧和適當?shù)暮附铀俣?，以獲得良好的焊縫成形。短弧和適當?shù)暮附铀俣?，以獲得良好的焊縫成形。開坡口橫焊焊道排列順序立焊操作比平焊操作困難，主要原因時熔池及立焊操作比平焊操作困難，主要原因時熔池及熔滴在重力作用下易下淌，產生焊瘤及焊縫兩邊咬熔滴在重力作用下易下淌，產生焊瘤及焊縫兩邊咬邊，焊縫成形不如平焊時美觀，但立焊時易清渣。邊，焊縫成形不如平焊時美觀，但立焊時易清渣。n立焊操作時根據(jù)焊件與焊工距離的不同，焊工可采立焊操作時根據(jù)焊件與焊工距離的不同，焊工可采取立式或蹲式兩種操作姿勢，如圖。立式操作方法取立式或蹲式兩種操作姿勢，如圖。立式操作方法有兩種

15、：一種是由下向上施焊，稱為向上立焊；另有兩種：一種是由下向上施焊，稱為向上立焊；另一種是由上向下施焊，稱為向下立焊。生產中應用一種是由上向下施焊，稱為向下立焊。生產中應用最多的是由下向上施焊。最多的是由下向上施焊。a、向上施焊操作要領、向上施焊操作要領1、焊接時應選用較小直徑的焊條（、焊接時應選用較小直徑的焊條（2.5-4mm），），較小焊接電流（比平時小較小焊接電流（比平時小10%-15%），這樣熔池），這樣熔池體積小，冷卻凝固快，可以減少和防止熔化金屬體積小，冷卻凝固快，可以減少和防止熔化金屬下淌；下淌；2、采用短弧焊接，電弧長度不大于焊條直徑，利、采用短弧焊接，電弧長度不大于焊條直徑，利

16、于電弧吹里托住熔池，短弧操作有利熔滴過渡；于電弧吹里托住熔池，短弧操作有利熔滴過渡；3、焊條工作角度為、焊條工作角度為90，前傾角為，前傾角為-10-30，即焊條向焊接方向的反方向傾斜，這樣電弧吹力即焊條向焊接方向的反方向傾斜，這樣電弧吹力對熔池產生向上推力，防止熔化金屬下淌；對熔池產生向上推力，防止熔化金屬下淌；4、為便于右手操作和觀察熔池狀況，焊工身體不、為便于右手操作和觀察熔池狀況，焊工身體不要正對焊縫，要略向左偏。要正對焊縫，要略向左偏。b、I形坡口的對接立焊方法形坡口的對接立焊方法 c c、向下立焊法、向下立焊法 向下立焊法只適用于薄板和不甚重要結構的焊接，向下立焊法只適用于薄板和不

17、甚重要結構的焊接，其特點是焊接速度快、熔深淺、熔寬窄、不易燒穿、其特點是焊接速度快、熔深淺、熔寬窄、不易燒穿、焊縫成形美觀、操作簡單，但需要熟練掌握操作技巧。焊縫成形美觀、操作簡單，但需要熟練掌握操作技巧。 其操作要點：其操作要點： （1 1）焊接電流應適中，保證熔合良好；）焊接電流應適中，保證熔合良好； （2 2）焊接時，使焊條垂直于焊件表面用直擊法引）焊接時，使焊條垂直于焊件表面用直擊法引弧，運條時采用較大的焊條前傾角約為弧，運條時采用較大的焊條前傾角約為3030-40-40，利用電弧吹力托住熔池，防止熔池下淌；利用電弧吹力托住熔池，防止熔池下淌； （3 3）采用直線形運條法，盡量避免橫向

18、擺動，但）采用直線形運條法，盡量避免橫向擺動，但有時也可稍作橫向擺動，以利于焊縫兩側與母材熔合有時也可稍作橫向擺動，以利于焊縫兩側與母材熔合良好。良好。n光輻射是能量的傳播方式，輻射波長與能量成反比，波光輻射是能量的傳播方式，輻射波長與能量成反比，波長越短所攜帶的能量越大，對肌肉的作用亦越強。長越短所攜帶的能量越大，對肌肉的作用亦越強。n焊接過程中的光輻射由紫外線，可見光，紅外線等組成，焊接過程中的光輻射由紫外線，可見光，紅外線等組成，它們是由于物體加熱而產生的，屬于熱線譜。光輻射作它們是由于物體加熱而產生的，屬于熱線譜。光輻射作用到人體身上，被體內組織吸收，引起組織的熱作用，用到人體身上，被體內組織吸收，引起組織的熱作用，