手工焊條電弧焊

1、第三節(jié)第三節(jié) 手工焊條電弧焊手工焊條電弧焊 焊條電弧焊的焊接回路由弧焊電源、電纜、焊鉗、焊條、電弧和焊件組成。 焊條電弧焊主要設(shè)備是弧焊電源主要設(shè)備是弧焊電源，它的作用是為焊接電弧穩(wěn)定燃燒提供所需要的、合適的電流和電壓。焊接電弧是負(fù)載，焊接電纜連接電源與焊鉗和焊件。 一、焊條電弧焊的基本原理一、焊條電弧焊的基本原理 焊條電弧焊是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。它利用焊條與焊件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧，使焊條和焊件熔化，從而獲得牢固的焊接接頭。焊條電弧焊原理焊條電弧焊原理1藥皮；藥皮；2焊芯；焊芯；3保護(hù)氣；保護(hù)氣；4電??；電?。?熔池；熔池；6母材；母材；7焊縫；焊縫；8焊渣；焊渣；9

2、熔渣；熔渣；10熔滴熔滴 焊接過程中：焊接過程中：v 藥皮：藥皮：不斷地分解、熔化而生成氣體及熔渣，保護(hù)焊條端部、電弧、熔池及其附近區(qū)域，防止大氣對熔化金屬的有害污染。v 焊芯：焊芯：在電弧熱作用下不斷熔化，進(jìn)入熔池，成為焊縫的填充金屬。 二、焊條電弧焊的特點(diǎn)二、焊條電弧焊的特點(diǎn)1操作靈活2待焊接頭裝配要求低3可焊金屬材料廣4焊接生產(chǎn)率低5焊縫質(zhì)量依賴性強(qiáng)三、電焊條三、電焊條 是指在一定長度的金屬絲外表層均勻地涂敷一定厚度的具有特殊作用涂料的手工電弧焊焊接材料，簡稱為“焊條焊條”。1、對電焊條的基本要求、對電焊條的基本要求（1）電弧容易引燃，在焊接過程中能夠穩(wěn)定燃燒；（2）藥皮應(yīng)均勻熔化，無成

3、塊脫落現(xiàn)象。其熔化速度稍慢于焊芯的熔化速度，從而有利于金屬熔滴過渡；（3）焊接過程中不應(yīng)有較大煙霧和過多飛濺；（4）保證熔敷金屬具有一定的抗裂性以及所需的力學(xué)性能和化學(xué)成分；（5）焊后焊縫成形正常，焊渣容易清除。2、焊條的功能、焊條的功能 電焊條由焊芯、涂料藥皮焊芯、涂料藥皮兩部分組成。 目前在焊接生產(chǎn)中廣泛使用的基本上都是厚厚藥皮焊條藥皮焊條。 1）焊芯）焊芯 焊芯：焊芯：是指電焊條用的被藥皮包覆的金屬芯。 作用：作用： （1）傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生焊接電?。?（2）焊芯本身熔化形成焊縫中的填充金屬。 由于焊芯在電弧高溫作用下端部熔化，形成熔滴過渡到熔池中，因此焊芯的成分對焊縫金局的質(zhì)量和性能有極大

4、影響。 通常所說的焊條規(guī)格，實(shí)際上是指焊芯直徑，如：2、3.2、4、5等，單位是mm。2）藥皮）藥皮 焊條藥皮：焊條藥皮：是指由具有不同物理和化學(xué)性質(zhì)的細(xì)粒狀物質(zhì)經(jīng)粘結(jié)均勻包覆在焊芯表面的涂料層。 焊條藥皮的作用：焊條藥皮的作用：是在焊接過程中形成具有合適的熔點(diǎn)、粘度、密度、堿度等物理化學(xué)性能的熔渣，保證電弧穩(wěn)定燃燒、使熔滴金屬容易過渡、在電弧區(qū)和熔池周圍造成一種氣氛保護(hù)焊接區(qū)域，獲得良好的焊縫成形與性能等。 還可通過向藥皮中加入脫氧劑、滲合金元素或一定含量的鐵粉，滿足焊縫金屬使用性能或提高熔敷效率的要求。 各種原材料根據(jù)其在焊條藥皮中的作用可分為：各種原材料根據(jù)其在焊條藥皮中的作用可分為：

5、(1) 穩(wěn)弧劑 主要作用是使焊條容易引弧及在焊接過程中保持電弧穩(wěn)定燃燒。作為穩(wěn)弧劑的原材料主要是一些含有一定數(shù)量低電離電位易電離元素的物質(zhì)，如長石、水玻璃、金紅石、鈦白粉、大理石、云母、鈦鐵礦、還原鈦鐵礦等。 (2) 造渣劑 焊接時(shí)能形成具有一定物理化學(xué)性能的熔渣，保護(hù)焊接熔滴和熔池金屬，改善焊縫成形、作為造渣劑的原材料有大理石、螢石、白云石、菱苦土、長石、白泥、云母、石英、金紅石、鈦白粉、鈦鐵礦等。 (3) 脫氧劑(又稱還原劑) 通過焊接過程中的化學(xué)冶金反應(yīng)，降低焊縫金屬中的氧含量，提高焊縫金屬的性能。脫氧劑主要是含有對氧親和力大的元素鐵合金及其金屬粉，常用脫氧劑有錳鐵、硅鐵、鈦鐵、鋁鐵、硅

6、鈣合金等。 (4) 造氣劑 在電弧高溫作用下分解出氣體，形成保護(hù)氣氛，保護(hù)電弧及熔池金屬，防止周圍空氣中氧和氮的侵入。常用的造氣劑有碳酸鹽(如大理石、白云石、菱苦土、碳酸鋇等)及有機(jī)物(如木粉、淀粉、纖維素、樹脂等)。 (5) 合金劑 用于補(bǔ)償焊接過程中合金元素的燒損及向焊縫中過渡合金元素，以保證焊縫金屬的化學(xué)成分及性能。根據(jù)需要可選用各種鐵合金(如錳鐵、硅鐵、鉻鐵、鋼鐵、釩鐵、鈮鐵、硼鐵、稀土硅鐵等)或純金屬(如金屬錳、金屬鉻、鎳粉、鎢粉等)。 (6) 增塑劑 主要作用是改善藥皮涂料在焊條壓涂過程中的塑性、彈性及流動性，提高焊條的壓涂質(zhì)量，使焊條藥皮表面光滑面不開裂。通常選用有一定彈性、滑性

7、或吸水后有一定膨脹特性的物料，如云母、白泥、鈦白粉、滑石粉、固體水玻璃、纖維素等。 (7) 粘結(jié)劑 使藥皮物料牢固地粘結(jié)在焊芯上，并使焊條藥皮烘干后具有一定的強(qiáng)度。在焊接冶金過程中不對熔池和焊縫金屬產(chǎn)生有害作用。常用粘結(jié)劑是水玻璃（鉀、鈉及其混合水玻璃）及酚醛樹脂、樹膠等。3、焊條的分類、焊條的分類 電焊條的分類方法很多，可分別按用途、熔渣的酸堿度、焊條藥皮的主要成分、焊條性能特征等不同角度對電焊條進(jìn)行分類。1 1）按焊芯成分分類）按焊芯成分分類2）按熔渣的酸堿性分類）按熔渣的酸堿性分類 主要是根據(jù)焊接熔渣的堿度，即按熔渣中堿性氧化物與酸性氧化物的比例來劃分。 (1) 酸性焊條酸性焊條 藥皮中

8、含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定數(shù)量的碳酸鹽等，熔渣氧化性強(qiáng)，熔渣堿度系數(shù)小于1。 酸性焊條焊接工藝性好，電弧穩(wěn)定，可交、直流兩用，飛濺小、熔渣流動性和脫渣性好，熔渣多呈玻璃狀，較疏松、脫渣性能好，焊縫外表美觀。 酸性焊條的藥皮中含有較多的二氧化硅、氧化鐵及氧化鈦，氧化性較強(qiáng)，焊縫金屬中的氧含量較高，合金元素?zé)龘p較多，合金過渡系數(shù)較小，熔敷金屬中含氫量也較高，因而焊縫金屬塑性和韌性較低。(2) 堿性堿性(低氫型低氫型)焊條焊條 藥皮中含有大量的堿性造渣物(大理石、螢石等)，并含有一定數(shù)量的脫氧劑和滲合金劑。堿性焊條主要靠碳酸鹽(如CaCO3等)分解出CO2作保護(hù)氣體，弧柱氣氛中的

9、氫分壓較低，而且螢石中的氟化鈣在高溫時(shí)與氫結(jié)合成氟化氫(HF)，降低了焊縫中的含氫量，故堿性焊條又稱為低氫型焊條。 堿性渣中CaO數(shù)量多，熔渣脫硫的能力強(qiáng)，熔敷金屬的抗熱裂紋的能力較強(qiáng)。而且，堿性焊條由于焊縫金屬中氧和氫含量低，非金屬夾雜物較少，具有較高的塑性和沖擊韌性。 堿性焊條由于藥皮中含有較多的螢石，電弧穩(wěn)定性差，一般多采用直流反接，只有當(dāng)藥皮中含有較多量的穩(wěn)孤劑時(shí)，才可以交、直流兩用。 堿性焊條一般用于較重要的焊接結(jié)構(gòu)，如承受動載荷或剛件較大的結(jié)構(gòu)。3）按焊條藥皮類型分類）按焊條藥皮類型分類4）按焊條性能分類）按焊條性能分類 按性能分類的焊條，都是根據(jù)其特殊使用性能而制造的專用焊條專用

10、焊條。 如：超低氫焊條、低塵低毒焊條、立向下焊條、躺焊焊條、打底層焊條、高效鐵粉焊條、防潮焊條、水下焊條、重力焊條等。 4、焊條的選用及管理、焊條的選用及管理(一一)焊條的選用原則焊條的選用原則1、按焊件的力學(xué)性能、化學(xué)成分選用、按焊件的力學(xué)性能、化學(xué)成分選用 低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼一般按焊件的抗拉強(qiáng)度來選用相應(yīng)強(qiáng)度的焊條，只有在焊接結(jié)構(gòu)剛性大，受力情況復(fù)雜時(shí)，才選用比鋼材強(qiáng)度低一級的焊條。 對于不銹鋼、耐熱鋼、堆焊等焊件選用焊條時(shí)，應(yīng)從保證焊接接頭的特殊性能出發(fā)，要求焊縫金屬化學(xué)成分與母材相同或相近。2、酸性焊條、酸性焊條 V.S. 堿性焊條堿性焊條當(dāng)接頭坡口表面難以清理干凈時(shí)，應(yīng)采用氧化

11、性強(qiáng)，對鐵銹、油污等不敏感的酸性焊條。在容器內(nèi)部或通風(fēng)條件較差的條件下，應(yīng)選用焊接時(shí)析出有害氣體少的酸性焊條。在母材中碳、硫、磷等元素含量較高時(shí)，且焊件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)剛性大和厚度大時(shí)，應(yīng)選用抗裂性好的堿性焊條。當(dāng)焊件承受振動載荷或沖擊載荷時(shí)，除保證抗拉強(qiáng)度外，應(yīng)選用塑性和韌性較好的堿性焊條。在酸性焊條和堿性焊條均能滿足性能要求的前提下，應(yīng)盡量選用工藝性能較好的酸性焊條。3、按簡化工藝、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性來選用、按簡化工藝、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性來選用 薄板焊接或定位焊宜采用E4313焊條，焊件不易燒穿且易引弧。 在滿足焊件使用性能和焊條操作性能的前提下，應(yīng)選用規(guī)格大、效率高的焊條。 在使用性能基本相同時(shí)，

12、應(yīng)盡量選用價(jià)格較低的焊條，降低焊接生產(chǎn)的成本。 (二二)焊條的管理及使用焊條的管理及使用1、焊條的烘干、焊條的烘干 焊條在存放時(shí)會從空氣中吸收水分而受潮，會影響工藝性能和焊縫質(zhì)量，因此焊條(特別是堿性焊條)在使用前必須烘干。一般酸性焊條烘干溫度為75150，保溫12h；堿性焊條為350 400，保溫12h。焊條累計(jì)烘干次數(shù)一般不宜超過3次。2、焊條的儲存保管、焊條的儲存保管焊條必須分類、分型號、分規(guī)格存放，避免混淆。焊條必須存放在通風(fēng)良好、干燥的庫房內(nèi)。重要焊接結(jié)構(gòu)使用的焊條，特別是低氫型焊條，最好儲存在專用的庫房內(nèi)。庫房內(nèi)應(yīng)設(shè)置溫度計(jì)、濕度計(jì)，室內(nèi)溫度在5以上，相對濕度不超過60。焊條必須放

13、在離地面和墻壁的距離均在0.3m以上的木架上，以防受潮變質(zhì)。四、焊條電弧焊的設(shè)備及工具四、焊條電弧焊的設(shè)備及工具1、常用焊條電弧焊機(jī)、常用焊條電弧焊機(jī) 目前，我國焊條電弧焊機(jī)有三大類：v 弧焊變壓器弧焊變壓器v 直流弧焊發(fā)電機(jī)直流弧焊發(fā)電機(jī)v 弧焊整流器弧焊整流器 2、焊條電弧焊所用工具、焊條電弧焊所用工具1)電焊鉗電焊鉗 電焊鉗又稱焊把，是用以夾持焊條、傳導(dǎo)電流的工具。有300A、500A二兩種規(guī)格，要求具有良好的絕緣性與隔熱能力。焊條位于水平、45。、90。等方向時(shí)焊鉗都能夾緊焊條，并保證更換焊條安全方便、操作靈活。 2)面罩和護(hù)目鏡面罩和護(hù)目鏡 它們是防止焊接飛濺、弧光及高溫對焊工面部及

14、頸部灼傷的一種工具。面罩一般分為手持式和頭盔式兩種。 要求選用耐燃或不燃的絕緣材料制成，罩體應(yīng)遮住焊工的整個(gè)面部，結(jié)構(gòu)牢固，不漏光。護(hù)目鏡按亮度的深淺不同分為6個(gè)型號(712號)，號數(shù)越大，顏色越深。3)焊條保溫筒焊條保溫筒 使用低氫型焊條焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，焊條必須先進(jìn)烘箱烘焙，烘干溫度和保溫時(shí)間因材料和季節(jié)而異。焊條從烘箱內(nèi)取出后，應(yīng)儲存在焊條保溫筒內(nèi)，在施工現(xiàn)場逐根取出使用。4)焊縫接頭尺寸檢測器焊縫接頭尺寸檢測器 用以測量坡口角度、間隙、錯(cuò)邊以及余高、焊縫寬度、角焊縫厚度等尺寸。由直尺、探尺和角度規(guī)組成。5)敲渣錘敲渣錘 用來清除焊渣的一種尖錘，可以提高清渣效率。6)鋼絲刷鋼絲刷 用來清除

15、焊件表面的鐵銹、油污等氧化物。7)氣動打渣工具及高速角向砂輪機(jī)氣動打渣工具及高速角向砂輪機(jī) 用于焊后清渣、焊縫修整及坡口準(zhǔn)備。 五、焊接工藝參數(shù)的選擇五、焊接工藝參數(shù)的選擇 焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)通常包括：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、電源種類和極性、焊接層數(shù)等。 焊接工藝參數(shù)選擇的正確與否，直接影響焊縫形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率，因此選擇合適的焊接工藝參數(shù)是焊接生產(chǎn)中不可忽視的一個(gè)重要問題。1、焊條直徑、焊條直徑 焊條直徑是指焊芯直徑。它是保證焊接質(zhì)量和效率的重要因素。 焊條直徑一般根據(jù)焊件厚度選擇；同時(shí)還要考慮接頭形式、施焊位置和焊接層數(shù)，對于重要結(jié)構(gòu)還要考慮焊接熱輸入的要求

16、。在一般情況下，焊條直徑與焊件厚度之間關(guān)系的參考數(shù)據(jù)。 在板厚相同的條件下，平焊位置的焊接所選用的焊條直徑應(yīng)比其他位置大一些，立焊、橫焊和仰焊應(yīng)選用較細(xì)的焊條，一般不超過4.0mm。第一層焊道應(yīng)選用小直徑焊條焊接，以后各層可以根據(jù)焊件厚度選用較大直徑的焊條。T形接頭、搭接接頭都應(yīng)選用較大直徑的焊條。2、焊接電源種類和極性的選擇、焊接電源種類和極性的選擇 用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差。采用直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定、柔順、飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重。低氫型焊條穩(wěn)弧性差，通常必須采用直流弧焊電源。用小電流焊接薄板時(shí)，也常用直流弧焊電源，因?yàn)橐”容^容易，電弧比較穩(wěn)定。 低氫型焊條用直流電源焊接

17、時(shí)，一般要用反接，因?yàn)榉唇拥碾娀”日臃€(wěn)定。焊接薄板時(shí)，焊接電流小，電弧不穩(wěn)，因此焊接薄板時(shí)，不論用堿性焊條還是用酸性焊條，都選用直流反接。 3、焊接電流、焊接電流 選擇焊接電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式、焊接位置和層數(shù)等因素綜合考慮。如果焊接電流過小會使電弧不穩(wěn)，造成未焊透、夾渣以及焊縫成形不良等缺陷。反之，焊接電流過大易產(chǎn)生咬邊、焊穿、增加焊件變形和金屬飛濺量，也會使焊接接頭的組織由于過熱而發(fā)生變化。所以，焊接時(shí)要合理選擇焊接電流。 對于一定直徑的焊條有一個(gè)合適的焊接電流范圍。 在相同焊條直徑的條件下，平焊時(shí)焊接電流可大些，其他位置焊接電流應(yīng)小些。 在相同條件的情況下

18、，堿性焊條使用的焊接電流一般可比酸性焊條小10左右，否則焊縫中易產(chǎn)生氣孔。 總之，在保證不焊穿和成形良好的條件下，應(yīng)盡量采用較大的焊接電流，并適當(dāng)提高焊接速度，以提高焊接生產(chǎn)率。4、焊縫層數(shù)、焊縫層數(shù) 在焊件厚度較大時(shí)，往往需要進(jìn)行多層焊。對于低碳鋼和強(qiáng)度等級較低的低合金鋼的多層焊時(shí)，每層焊縫厚度過大時(shí)，對焊縫金屬的塑性(主要表現(xiàn)在冷彎上)有不利影響。因此，對質(zhì)量要求較高的焊縫，每層厚度最好不大于45mm。 焊接層數(shù)主要根據(jù)焊件厚度、焊條直徑、坡口形式和裝配間隙等來確定，可作如下近估算： n / d 式中： n為焊接層數(shù)； 為焊件厚度(mm)； d為焊條直徑(mm)。5、電弧電壓（電弧長度）、

19、電弧電壓（電弧長度）6、焊接速度、焊接速度7、焊條傾角、焊條傾角六、基本操作技能六、基本操作技能 1、引弧、引弧 電弧焊時(shí)，引燃焊接電弧的過程叫做引弧。 焊條電弧焊通常采用接觸引弧法，它是先將焊條與工件接觸形成短路，再拉開焊條引燃電弧的方法。 根據(jù)操作手法不同可分為：根據(jù)操作手法不同可分為： 垂直引?。ㄇ脫舴ǎ捍怪币。ㄇ脫舴ǎ菏鞘购笚l與焊件表面垂直地接觸，當(dāng)焊條的末端與焊件表面輕輕一碰后，便迅速提起焊條，并保持一定距離，而將電弧引燃的方法。 劃擦引?。簞澆烈。号c劃火柴有些類似，先將焊條末端對準(zhǔn)焊件，然后將焊條在焊件表面劃擦一下，當(dāng)電弧引燃后立即將焊條末端與被焊焊件表面距離保持在24mm，電弧就能穩(wěn)定地燃燒。 以上兩種接觸式引弧方法中，劃擦法比較容易掌握，但在狹小工作面上或不允許焊件面有劃痕時(shí)，應(yīng)采用直擊法。在使用堿性焊條時(shí)，為防止引弧處出現(xiàn)氣孔，宜采用劃擦法。 引弧的位置應(yīng)選在焊縫起點(diǎn)前約10mm處。 引燃后將電弧適當(dāng)拉長并迅速移到焊縫的起