鉗工與焊接技術 課件 課題十三 電弧焊

課題八復合作業(yè)(一)課題九金屬刮削課題十研磨課題十一鉚接內容CONTENTS課題十二復合作業(yè)(二)課題十三電弧焊課題十四氣割課題十三

電弧焊一焊條電弧焊二ＣＯ２氣體保護電弧焊三電弧焊操作實習三維目標知識目標(１)熟悉電弧焊的基本知識(２)熟悉電弧焊相關規(guī)范的選擇技能目標(１)能夠進行手工電弧焊(２)能夠進行二氧化碳氣體保護焊素養(yǎng)目標(１)學理論悟初心:促進世界和平與發(fā)展，推動構建人類命運共同體(２)偉大精神:吃苦耐勞、勇往直前、永不服輸、敢于勝利、愛黨愛軍、開拓奮進、艱苦創(chuàng)業(yè)、無私奉獻的沂蒙精神(３)職業(yè)素養(yǎng)培育:養(yǎng)成規(guī)范作業(yè)的良好習慣，強化安全與責任意識(４)勵志人物:“大國工匠”盧仁峰——堅守匠心的“獨臂焊俠”STEP焊接概述

焊接是金屬連接的一種方法，它是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充金屬，使焊件間達到原子結合的一種機械加工方法。電焊機結構及工作原理，如圖所示。圖：電焊機結構及工作原理

ａ)電焊機結構

ｂ)工作原理圖一、焊條電弧焊

焊條電弧焊概述

是用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。焊接時，焊條末端和工件之間燃燒的電弧所產生的高溫，使焊條藥皮與焊芯及工件熔化，熔化的焊芯端部迅速地形成細小的金屬熔滴，通過弧柱過渡到局部熔化的工件表面，融合在一起形成熔池。藥皮熔化過程中產生的氣體和熔渣，不僅使熔池與電弧周圍的空氣隔絕，而且與熔化了的焊芯、母材發(fā)生一系列冶金反應，保證所形成焊縫的力學性能。隨著電弧以適當的弧長和速度在工件上不斷地前移，熔池液態(tài)金屬逐步冷卻結晶，形成焊縫。圖：焊條電弧焊的焊接示意圖一、焊條電弧焊

１.焊條電弧焊的優(yōu)缺點１)焊條電弧焊的優(yōu)點(１)使用設備比較簡單，價格相對便宜。(２)不需要輔助氣體防護。(３)操作靈活，適應性強。(４)應用范圍廣，適用于大多數工業(yè)用的金屬和合金的焊接。一、焊條電弧焊

１.焊條電弧焊的優(yōu)缺點２)焊條電弧焊的缺點(１)對焊工操作技術要求高，焊工培訓費用大。(２)勞動條件差。(３)生產效率低。(４)不適于特殊金屬以及薄板的焊接。一、焊條電弧焊

２.焊條電弧焊設備焊條電弧焊的基本電路是由弧焊電源、焊鉗、焊接電纜、焊條、電弧、工件及地線等組成。用直流電源焊接時，工件和焊條與電源輸出端正、負極的接法，稱為極性，如圖所示。圖：焊條電弧焊的基本電路工件接直流電源正極，焊條接負極時，稱為正接或正極性，工件接負極，焊條接正極時，稱為反接或反極性。無論采用正接還是反接，主要從電弧穩(wěn)定燃燒的條件來考慮。不同類型的焊條要求不同的接法，一般在焊條說明書上都有規(guī)定。一、焊條電弧焊

２.焊條電弧焊設備１)弧焊電源

(１)電源種類焊條電弧焊采用的焊接電流既可以是交流電也可以是直流電，所以，焊條電弧焊電源既有交流電源也有直流電源。

(２)電源的選擇焊條電弧焊要求電源具有陡降的外特性、良好的動特性和合適的電流調節(jié)范圍。選擇焊條電弧焊電源應主要考慮以下因素:①所要求的焊接電流的種類；

②所要求的電流范圍；③弧焊電源的功率；

④工作條件和節(jié)能要求等一、焊條電弧焊

２.焊條電弧焊設備２)常用工具和輔具焊條電弧焊常用工具和輔具有焊鉗、焊接電纜、面罩及防目玻璃、防護服、敲渣錘、鋼絲刷和焊條保溫筒等。(１)焊鉗

焊鉗是用以夾持焊條進行焊接的工具。(２)接地夾鉗接地夾鉗是將焊接導線或接地電纜接到工件上的一種器具。(３)焊接電纜利用焊接電纜將焊鉗和接地夾鉗接到電源上。(４)面罩及護目玻璃面罩及護目玻璃是為防止焊接時的飛濺物、強烈弧光及其他輻射對焊工面部及頸部灼傷的一種遮蔽工具，有手持式和頭盔式兩種。

(５)其他輔具

焊工應備有角向磨光機、鋼絲刷、敲渣錘、扁鏟和銼刀等輔具。一、焊條電弧焊

３.焊條電弧焊設備操作規(guī)程１)焊前準備要求

(１)必須穿戴好符合焊接作業(yè)要求的防護用品。

(２)在距工作場所10ｍ范圍以內清除一切易燃、易爆物品，人員密集場所應設置遮光板。

(３)應檢查焊機接線的正確性和接地的可靠性，接地電阻應小于4Ω，固定螺栓不小于M8。(４)禁止焊接密封容器、帶壓容器和帶電(指非焊接用電)設備。

(５)焊機應有容量符合要求的專用獨立電源開關，超載時能自動切斷電源。

(６)電源控制裝置應置于焊機附近便于人手操作處，周圍應有安全通道。

(７)焊機的電源線長度為2～3ｍ，需接長電源線時，應符合與周邊物體絕緣要求，且必須離地2.5ｍ以上。(８)焊機二次線必須使用專用焊接電纜，嚴禁以其他金屬物代替，禁止以建筑物上的金屬構架和設備作為焊接電源回路。(９)露天作業(yè)時，焊機應有遮陽和防雨、雪安全措施。一、焊條電弧焊

３.焊條電弧焊設備操作規(guī)程２)焊接過程中要求

(１)切斷和閉合焊機電源時，要戴電焊手套并側身、側臉操作，室內作業(yè)時，應有通風、除塵裝置，狹小場所作業(yè)應有安全措施保證。

(２)焊鉗不得亂放，禁止將熱焊鉗浸水冷卻。

(３)焊接電纜外皮必須絕緣良好，絕緣電阻不小于1ＭΩ。

(４)焊接電纜需接長時，應使用專用連接器，保證絕緣良好，且接頭數不宜超過兩個。

(５)應按額定電流和額定負載持續(xù)率使用焊機，嚴禁超載。

(６)焊機發(fā)生故障時應立即切斷電源，由專職電工檢修，焊工不得擅自處理。改換焊機接頭、焊機移動及檢修時，均須在切斷電源后進行。一、焊條電弧焊

３.焊條電弧焊設備操作規(guī)程２)焊接過程中要求（接上）

(７)在容器或管道內焊接時，應設專人在外監(jiān)護。

(８)距高壓線3ｍ或低壓線1.5ｍ范圍內作業(yè)時，輸電線必須暫停供電，并在配電箱箱蓋上懸掛“有人作業(yè)，嚴禁合閘”標志，方可開始工作。

(９)焊接作業(yè)過程中，焊工因出汗衣服潮濕時，不宜倚扶或坐在帶電焊件上休息。３)焊接作業(yè)結束后要求

(１)立即切斷電源，整理好電纜線，做好設備及場地的文明生產工作。

(２)清除火種及消除其他事故隱患，確保安全后方可離場。一、焊條電弧焊

４.電焊條１)焊條的組成

(１)焊芯

焊接時焊芯有兩個功用:一是傳導焊接電流，產生電弧；二是焊芯本身熔化作為填充金屬，與熔化的基本金屬熔合形成焊縫。焊芯作為填充金屬約占整個焊縫的2/3，焊芯的成分直接決定了焊縫的成分與性能。

(２)藥皮

藥皮在焊接過程中可以起到穩(wěn)定電弧、減少飛濺、保護熔化金屬、去除有害雜質和添加有益合金元素等作用。藥皮以多種礦石、鐵合金、化工產品等為原料，粉碎成粉末并按一定配方混合成涂料，壓涂在焊芯上。２)焊條型號編制方法(選學)一、焊條電弧焊

４.電焊條３)焊條的選擇和使用焊條的選擇是否恰當對焊接質量、產品成本和勞動生產率都有很大影響。焊條的選擇應根據被焊結構的材料和使用性能、工作條件、結構特點和工廠的具體情況等綜合考慮。在選用焊條時應注意下列原則：

(１)考慮焊件的力學性能和化學成分。

(２)考慮焊件的工作條件及使用性能。

(３)考慮簡化工藝、提高生產率、降低成本。除根據上述原則選用焊條外，有時為了保證焊件的質量，還需通過試驗來最后確定。又為了保障焊工的身體健康，在允許的情況下應盡量多采用酸性焊條。一、焊條電弧焊

５.焊條電弧焊的工藝參數１)焊條種類和牌號的選擇

主要根據母材的性能、接頭的剛性和工作條件來選擇焊條。２)焊接電源種類和極性的選擇

通常根據焊條的類型選擇焊接電源的種類，除低氫型焊條必須采用直流反接外，所有酸性焊條通常采用交流或直流電源均可以進行焊接。３)焊條直徑的選擇

為提高生產效率，盡可能地選用直徑較大的焊條。４)焊接電流的選擇

焊接電流是焊條電弧焊最重要的焊接參數，焊接電流越大，熔深越大，焊條熔化快，焊接效率高。５)電弧電壓

電弧電壓主要影響焊縫的寬窄，電弧電壓越高，焊縫越寬。６)焊接速度

焊接速度就是單位時間內完成的焊縫長度。７)焊接層數的選擇

在厚板焊接時，必須采用多層焊或多道焊。一、焊條電弧焊

６.焊條電弧焊的操作技能１)引弧

(１)直擊法(２)劃擦法圖：直擊法引弧圖：劃擦法引弧一、焊條電弧焊

６.焊條電弧焊的操作技能２)運條

焊接過程中，焊條相對焊縫所做的各種動作的總稱為運條。正確運條是保證焊縫質量的基本要素之一。

(１)運條的基本動作

①焊條沿軸線向熔池方向送進②焊條沿焊接方向的縱向移動③焊條的橫向擺動圖：運條的基本動作(２)運條方法運條的方法很多，選用時應根據接頭的形式、裝配間隙、焊縫的空間位置、焊條直徑與性能、焊接電流及焊工技術水平等而定。一、焊條電弧焊

６.焊條電弧焊的操作技能３)焊縫的起頭

焊縫的起頭是指開始焊接處的焊縫。這部分焊縫很容易增高。４)焊縫的收尾

焊縫的收尾是指一條焊縫焊完后如何收弧。

(１)反復收尾法

焊條移到焊縫終點時，在弧坑處反復熄弧、引弧數次，直到填滿弧坑為止，此方法適用于薄板和大電流焊接時的收尾，不適用于堿性焊條。

(２)劃圈收尾法

焊條移到焊縫終點時，在弧坑處做圓圈運動，直到填滿弧坑再拉斷電弧，此方法適用于厚板。

(３)轉移收尾法

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，這時熔池會逐漸縮小，凝固后一般不出現缺陷，適用于換焊條或臨時停弧時的收尾。圖：運條的基本動作一、焊條電弧焊

６.焊條電弧焊的操作技能５)焊縫的連接

焊條電弧焊時，對于一條較長的焊縫，一般都需要多根焊條才能焊完，每根焊條焊完后換焊條時，焊縫就有一個銜接點。焊縫連接處如果操作不當，極易造成氣孔、夾渣以及外形不良等缺陷。后焊焊縫與先焊焊縫的連接處稱為焊縫的接頭，接頭處的焊縫應當力求均勻，防止產生過高、脫節(jié)、寬窄不一致等缺陷。焊縫的連接有四種形式，如圖：圖：焊縫連接形式

ａ)中間接頭

ｂ)相背接頭

ｃ)相向接頭

ｄ)分段退焊接頭二、CO２氣體保護電弧焊

CO2氣體保護電弧焊是利用CO2作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。這種方法以CO2氣體作為保護介質，使電弧及熔池與周圍空氣隔離，防止空氣中氧、氮、氫對熔滴和熔池金屬的有害作用，從而獲得優(yōu)良的保護性能。生產中一般是利用專用的焊槍，形成足夠的CO2氣體保護層，依靠焊絲與焊件之間的電弧熱，進行自動或半自動熔化極氣體保護焊接。

按使用焊絲直徑的不同，CO2氣體保護電弧焊可分為細絲CO2焊(焊絲直徑≤1.6ｍｍ)和粗絲CO2焊(焊絲直徑>1.6ｍｍ)。按操作的方式分類，又可分為半自動CO2氣體保護電弧焊和自動CO2氣體保護電弧焊。二、CO２氣體保護電弧焊

１.CO2氣體保護電弧焊的特點１)CO2氣體保護電弧焊的優(yōu)點

(１)焊接生產率高

(２)焊接成本低

(３)焊接變形小

(４)焊接質量較高

(５)適用范圍廣

(６)操作簡便

(７)電弧可見性好二、CO２氣體保護電弧焊

１.CO2氣體保護電弧焊的特點２)CO2氣體保護電弧焊的缺點

(１)飛濺率較大，并且焊縫表面成形較差。

(２)很難用交流電源進行焊接，焊接設備比較復雜，易出現故障，要求具有較高的設備維護的技術能力。

(３)抗風能力差，給室外作業(yè)帶來一定困難。

(４)不能焊接容易氧化的非鐵金屬。

(５)弧光較強，必須注意勞動保護。CO2氣體保護電弧焊的缺點可以通過提高技術水平和改進焊接材料、焊接設備加以解決，而其優(yōu)點卻是其他焊接方法所不能比的。因此，可以認為CO2氣體保護電弧焊是一種高效率、低成本的節(jié)能焊接方法。二、CO２氣體保護電弧焊

２.CO2氣體保護電弧焊設備CO2氣體保護電弧焊所用的設備有半自動CO2氣體保護電弧焊設備和自動CO2氣體保護電弧焊設備兩類。在實際生產中，半自動CO2氣體保護電弧焊設備使用較多。

一臺完整的半自動CO2氣體保護電弧焊設備由焊接電源、送絲機構、焊槍、供氣系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)裝置及控制系統(tǒng)等幾部分組成，如圖所示。而自動CO2氣體保護電弧焊設備除上述幾部分外還有焊車行走機構。圖：半自動CO2氣體保護電弧焊設備二、CO２氣體保護電弧焊

２.CO2氣體保護電弧焊設備１)焊接電源CO2氣體保護電弧焊一般采用直流電源且反極性連接。電源是供給電弧能量的設備，應能保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒。２)送絲系統(tǒng)根據使用焊絲直徑的不同，送絲系統(tǒng)可分為等速送絲式和變速送絲式。通常焊絲直徑不小于3ｍｍ時采用變速送絲式，焊絲直徑不大于2.4ｍｍ時采用等速送絲式。

(１)送絲機構

送絲機構由送絲電動機、減速裝置、送絲滾輪和壓緊機構等組成。

(２)調速器調速器是調節(jié)送絲速度的。(３)送絲軟管送絲軟管是導送焊絲的通道。(４)送絲系統(tǒng)的類型根據送絲方式的不同，送絲系統(tǒng)分為推絲式、拉絲式和推拉絲式。二、CO２氣體保護電弧焊

２.CO2氣體保護電弧焊設備３)焊槍焊槍的主要作用是導電、送絲和輸送保護氣體。

(１)焊槍的要求

①送絲均勻、導電可靠和氣體保護良好。

②結構簡單、經久耐用和維修簡便。

③使用性能良好。

(２)焊槍的類型

焊槍能否完成上述功能，取決于其結構設計是否合理。按用途不同，焊槍可分為半自動焊槍和自動焊槍兩類。二、CO２氣體保護電弧焊

２.CO2氣體保護電弧焊設備３)焊槍焊槍的主要作用是導電、送絲和輸送保護氣體。

(２)焊槍的類型

①半自動焊槍

按焊絲送給的方式不同，半自動焊槍一般可分為推絲式和拉絲式兩種。推絲式焊槍常用的形式有兩種:一種是鵝頸式焊槍，另一種是手槍式焊槍。圖：鵝頸式焊槍圖：水冷手槍式焊槍

ａ)水冷手槍式焊槍的構造圖

ｂ)水冷手槍式焊槍的實物圖1-焊槍頭2-焊嘴3-噴管4-水筒裝配件5-冷卻水通路6-焊槍架7-焊槍主體裝配件二、CO２氣體保護電弧焊

２.CO2氣體保護電弧焊設備３)焊槍焊槍的主要作用是導電、送絲和輸送保護氣體。

(２)焊槍的類型

②自動焊槍自動焊槍一般都安裝在自動

CO2氣體保護電弧焊機上(焊車或焊接操作機)，不需要手工操作。自動

CO2氣體保護電弧焊機多用于大電流情況，所以槍體尺寸都比較大，以便提高氣體保護和水冷效果，其槍頭部分與半自動焊槍類似。

(３)焊槍的噴嘴和導電嘴

①噴嘴

噴嘴是焊槍上的重要零件，其作用是向焊接區(qū)域輸送保護氣體，以防止焊絲端頭、電弧和熔池與空氣接觸。

②導電嘴

導電嘴的材料要求導電性良好、耐磨性好和熔點高；導電嘴的孔徑大小有嚴格要求。二、CO２氣體保護電弧焊

２.CO2氣體保護電弧焊設備４)供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)的作用是保證純度合格的CO2保護氣體能以一定的流量均勻地從噴嘴中噴出，它由CO2鋼瓶、預熱器、干燥器、減壓閥、流量計及氣閥等組成，如圖。圖：供氣系統(tǒng)示意圖二、CO２氣體保護電弧焊

３.CO2氣體保護焊機操作規(guī)程(１)操作者必須持焊工操作證上崗。

(２)打開配電箱開關，電源開關置于“開”的位置，供氣開關置于“檢查”位置。

(３)打開CO2鋼瓶瓶蓋，將流量調節(jié)旋鈕慢慢向“OPEN”方向旋轉，直到流量表上的指示數為需要值，供氣開關置于“焊接”位置。

(４)在安裝焊絲時，要確認送絲輪的安裝是否與絲徑吻合，調整加壓螺母，視絲徑大小加壓。

(５)將收弧轉換開關置于“有收弧”處，先后兩次將焊槍開關按下、放開，進行焊接。

(６)焊槍開關“ON”，焊接電弧的產生，焊槍開關“OFF”，切換為正常焊接條件的焊接電弧，焊槍開關再次“ON”，切換為收弧焊接條件的焊接電弧，焊槍開關再次“OFF”，焊接電弧停止。

(７)焊接完畢后，應及時關閉焊接電源，將CO2鋼瓶總閥關閉。

(８)收回焊把線，及時清理現場。

(９)定期清理焊機上的灰塵，用空壓機或氧氣吹凈機芯的積塵物，一般清理時間為一周一次。二、CO２氣體保護電弧焊

４.CO2氣體保護電弧焊焊絲CO2氣體保護電弧焊焊絲既是填充金屬又是電極，焊絲既要保證一定的化學成分和力學性能，又要保證具有良好的導電性和工藝性。在實際生產中，CO2氣體保護電弧焊使用的焊絲成分通常應和母材的成分相近，應具有良好的焊接工藝性能，并能提供良好的接頭性能。目前，我國CO2氣體保護電弧焊用的主要焊絲品種是H08Mn2Si。CO2氣體保護電弧焊常使用的焊絲直徑一般在0.6～1.6ｍｍ。在焊絲加工過程中，進入焊絲表面的拔絲劑、油或其他的雜質可能會導致出現氣孔、裂紋等缺