手工電弧焊仰對接焊操作技能匯總

1、手工電弧焊仰對接焊操作技能試題:焊接方法焊接位置接頭形式試件材質、規(guī)格焊條焊條電弧焊仰焊板對接接頭Q345 (W01 )J507(111)(PE)P BW300 XI25 X12(E5015).技朮要求：1. 單面焊雙面成形。2. 鈍邊高度與間隙自定。3. 坡口兩端不得安引弧板。4. 點固焊時充許做反變形。5. 評定：按中國勞動社會保障出板社、職業(yè)技能鑒定指導“焊工”（2004年8月版）第155面“評分項目及標準”評定成績。.工藝分析：1 熔滴過渡作用力的特點與焊條直徑選擇：（1）重力：1）任何物體都會因為本身的重力而具有下垂的傾向。2）平焊時，金屬熔滴的重力起促進熔滴過渡的作用。3）仰焊時，

2、熔滴的重力阻礙了熔滴向熔池過渡，成為阻礙力；熔滴過大不利于過渡。4）選用小直徑焊條過渡的熔滴較小，有利于熔滴過渡。（2）表面張力：1）表面張力是焊條或焊絲端頭上保持熔滴形狀的作用力。2）液體金屬像其它液體一樣具有表面張力，即液體在沒有外力作用時，其表面會盡量減小，縮成圓形。對液體金屬來說，表面張力使熔化金屬成為球形。（水珠在荷葉上）3）焊條金屬熔化后，其液體金屬并不會馬上掉下來，而是在表面張力的作用下形成球滴 狀懸掛在焊條末端。4）隨著焊條不斷熔化，熔滴體積不斷增大，直到作用在熔滴上的作用力超過熔滴與焊芯界面間的張力時，熔滴才脫離焊芯過渡到熔池中去。5）表面張力對平焊時的熔滴過渡起阻礙作用。6

3、）表面張力在仰焊位置的焊接時，卻有利于焊縫成形。原因是： 熔池金屬在表面張力作用下，倒懸在焊縫上而不易滴落； 當焊條末端熔滴與熔池金屬接觸時，會由于熔池表面張力的作用，而將熔滴拉入熔池。7）仰焊位置焊接時，熔池液體金屬的重力超過熔池與熔池界面間的張力時，熔池液體金屬下垂，如圖三中（a）。小直徑焊條有利于減小熔池，利用表面張力將熔池拉平，如圖三中（c）。3）電磁壓縮力 ：1）電磁壓縮力： 從電工學里我們知道，兩根平行的載流導體若它們通過的電流方向相同，則這兩 根導體彼此相吸。 電磁力這兩根導體相吸的力，方向是從外向內。 電磁力的大小與兩根導體上的電流的乘積成正比，即通過導體的電流越大，電磁 力越

4、大。 焊接時，把焊條或焊絲末端的液體熔滴看成是由許多載流導體組成， ，這樣熔滴 就會受到由四周向中心的徑向收縮力，稱之為電磁壓縮力。2）電磁壓縮力對熔滴過渡的作用： 電磁壓縮力使焊條的橫截面具有縮小的傾向； 電磁壓縮力作用在焊條的固態(tài)部分是不起作用的， 但是對焊條端部的液體金屬來說 卻具有很大的影響， 促使熔滴 很快形成 。 在球形的金屬熔滴上，電磁力垂直地作用其表面上，電流密度最大的地方 將在熔滴的細徑部分 ，這部分也將是 電磁壓縮力 作用 最大的地方 。 隨著 徑部逐漸變細 ，電流密度 增大，電磁壓縮力 也隨之 增強，則促使熔滴 很快地脫 離焊條端部向熔池 過渡 。 這樣就保證了熔滴在任何

5、空間位置都能順利過渡到熔池。3）焊接 電流較大小，電磁壓縮力對熔滴過渡的 影響 ： 焊接電流較小時：a. 電磁力很小，焊絲末端的液體金屬主要受到兩個力的影響：（a）表面張力，（b）重力。b. 隨著焊絲不斷熔化：（a）懸掛在焊絲末端液體熔滴的體積不斷增大，（b）體積增大到，其 重力 足以克服表面張力 的時候，（c）熔滴便脫離焊絲，在重力作用下落向熔池。（d）這種情況下熔滴的尺寸往往是較大的。（e）這種大熔滴通過電弧間隙時，常使電弧短路，產生較大的飛濺；（f）電弧燃燒非常不穩(wěn)。焊接電流：單位面積上通過的電流較大時：a. 電磁壓縮力就比較大；b. 相比之下，重力所起的作用就很?。籧. 液體熔滴主要是

6、在電磁壓縮力的作用下，以較小的熔滴向熔池過渡；d. 其方向性較強，不論是平焊位置或仰焊位置，熔滴金屬在電磁壓縮力作用下， 總是沿著電弧軸線自焊絲向熔池過渡。4）焊接時，一般焊條或焊絲上的 電流密度 都比較大 ， 電磁壓縮力 是焊接過程中促使熔滴過渡的一個 主要作用力 。 在氣體保護焊時， 通過調節(jié)焊接電流的密度來控制熔滴尺寸， 是工藝上的一個主要手段。5）焊接時電弧周圍的電磁力，除了上述的作用以外，還能產生另外一種作用力，這就是由 于磁場強度分布不均勻而產生的力。 因為焊條金屬的電流密度大于焊件的電流密度，因此在焊條上所產生的磁場強度要大 于焊件上所產生的磁場強度， 因此產生了一個沿焊條縱向的

7、電磁力。 它的作用方向是由磁場強度大的地方 （焊條） 指 向磁場強度小的地方（焊件） ，所以無論焊縫的空間位置如何，始終是有利于熔滴向熔 池過渡的。6）仰焊時為了減小熔池，不能用加大電流的方法來增大電流密度，以增加電磁收縮力；相 同的電流，但用小直徑焊條能獲得相對較大的電流密度。4）斑點壓力1）在焊接電弧中的帶電微粒主要是 電子和正離子， 由于電場的作用： 電子向陽極運動 正離子向陰極運動 這些帶電粒子撞擊在兩極的斑點上，便產生了機械壓力，這個力稱為斑點壓力，如圖5-5所示。 如果斑點壓力的方向與熔滴過渡的方向相反，所以在任何位置施焊，都是阻礙熔滴過渡的力。a. 在直流正接時，阻礙熔滴過渡的是

8、正離子的壓力。b. 反接時，阻礙熔滴過渡的是電子的壓力。c. 由于正離子比電子的質量大，所以正離子流的壓力要比電子流的壓力大。因此：反接時容易產生細顆粒過渡， 正接時則不容易，這就是極點壓力不同的緣故。5）氣體的吹 （推） 力：1）焊條電弧焊時，焊條藥皮的熔化稍微落后于焊芯的熔化，在藥皮的末端形成一小段尚未熔化的“喇叭”形套管。2）套管內有大量的藥皮 造氣劑 分解產生的 氣體 以及焊芯中碳元素氧化生成的 CO 氣體，這些氣體因 加熱到高溫 ， 體積急劇膨脹 ；3）并順著未熔化套筒的方向，以挺直（直線的）而穩(wěn)定的氣流沖出，把熔滴吹到熔池中去。不論焊縫的空間位置怎樣，這種氣流都有利于熔滴金屬的過渡

9、。板對接仰焊熔滴過渡不同于其他焊位，因熔池在電弧上方，熔滴必須依靠電磁壓縮力、氣體推力等克服其自身重力，才能過渡到熔池中熔滴過大不利于過渡；（如圖一所示：）因此選用小直徑焊條過渡的熔滴較小，有利于熔滴過渡。表1仰對接焊時熔滴過渡作用力分析力的名稱說明仰焊時力的 方向對熔滴過渡 的作用重力（P）熔滴的重力阻礙了熔滴向熔池過渡，成為阻礙力不利表面張力（F，）熔滴與熔池接觸時有利電磁壓縮力（F）自焊絲向熔池過渡有利斑點壓力反接時，阻礙熔滴過渡的是電子的壓力直流正接時阻礙熔滴過渡的 是正離子直流正接時，阻礙熔滴過渡的是正離子的壓力氣體的吹（推）力（F）順著未熔化套筒的方向，以挺直（直線的）而穩(wěn)定的氣流

10、沖出，把熔滴吹到熔池中去f有利圖一熔滴過渡F-電弧推力P-熔滴重力2. 熔池液體金屬受力狀況：圖二熔池液體金屬受力狀況力的名稱代號力的方向力的作用熔滴重力P1使熔池下墜氣體的吹（推）力（F）F1 t J將熔池上推電磁壓縮力（F）Fr tl將熔池上推熔滴表面張力F'托住熔池並將其拉平很明顯，熔池越大，液體金屬自身重量就越大，下墜力（重力P）也越大，當重力達到一定值時,就會下淌。這就有一個三力平衡在什么位置的問題。3. 熔池大小與四力平衡位置:由于電流、間隙過大等原因，熔池也增大，熔池液體金屬受三力共同作用平衡于圖三中（a）圖處；打底焊時，反面焊縫出現塌腰，正面焊縫中間凸起，兩側形成溝槽。

11、（蓋面層時，會因焊縫過高而不合格）（b）熔池太?。河捎陔娏鬟^小、焊速太快、鈍邊過大而間隙過小等原因，使熔池過小，熔池液體金屬受三力 共同作用平衡于圖三中（b）圖處，打底焊時會出現未焊透現象。（c）熔池大小適當：當電流大小、鈍邊高度、根部間隙、操作手法等因素配合適當時，熔池液體金屬受三力共同 作用平衡于圖三中（C）圖處，反面焊縫可微微凸起，正面焊縫較平整；如果是填充層，還 能得中凹的滿意焊縫。因此仰對接焊縫控制熔池大小形狀非常重要。4.連弧焊與滅弧焊控制熔池大小和形狀的方法對比：（1）連弧焊與滅弧焊控制熔池大小和形狀的方法對比連弧焊與滅弧焊控制熔池大小和形狀的方法對比表焊接方法電流運條手法燃弧時

12、間滅弧時間根部間隙鈍邊高度連弧焊滅弧焊（2）Q345（ 16MnR）鋼焊接一般采用堿性焊條焊接：堿性焊條打底焊一般采用連弧焊，從上表可以看出，連弧焊少了燃弧時間與滅弧時間，這 兩個非常有效的控制熔池形狀與大小的方法（滅弧焊可在較大的施焊電流范圍，較大的根 部間隙控制熔池形狀和大小，如兩點法，三點法等），因此組裝時對根部間隙與鈍邊高度已及焊接電流的大小有更嚴的要求。（3）接焊時，鈍邊高度、根部間隙對熔池及焊縫形狀的影響： 鈍邊:a. 鈍邊過高-（要求焊透）熔化鈍邊的熱能也要大-熔池也會增大-熔池中的液體金屬增多-液體金屬重量增大-下墮力增大-產生焊縫下垂或液體金屬下墜。適當減小鈍邊，可適當減小熔

13、池，防止焊縫下垂或液體金屬下墜。b. 鈍邊過小-熔池寬度增加-熔池中的液體金屬增多-液體金屬重量增大-下墮力增大-產生焊縫下垂或液體金屬下墜。c. 如不增加熔池寬度-與母材接觸截面減小-導熱面積減少-熔池由于存在時間加長而增大-液體金屬重量增大-下墮力增大-產生焊縫下垂或液體金屬下墜。 間隙:a. 間隙過大-連接兩板之間的熔池也要增大-不可避免的也會產生產生焊縫下垂或液體金屬下墜；b. 適當減小間隙-可適當減小熔池-防止焊縫下垂或液體金屬下墜。 鈍邊與間隙的配合：a. 鈍邊高度過大、根部間隙過小-雖然易控制為較小的熔池-但易出現未焊透的現象。（參見圖四a）b .鈍邊高度過小、根部間隙過大-因間

14、隙過大-焊接時熔池也陏之增大-液體金屬 的重量增加（鈍邊高度過小，導熱截面也小）-重力增加；當上推力和液體金屬的 表面張力之和與重力平衡于“圖四b”位置時：焊縫反面出現塌腰（俗稱）-正面由于重力作用造成焊縫金屬下垂-並在兩側形成溝槽-下一層施焊時不易熔透 兩側的溝槽而產生夾渣、未溶合等缺陷（參見圖四b）。如熔池再增大-液體金屬重力再增大-焊縫金屬會下墜直至塌落。c. 鈍邊高度和根部間隙適當-使液體金屬表面張力加上上推力與熔池液體金屬重力平衡于“圖四c”時-熔池大小適當-液體金屬在（于圖四 c）形狀時凝固-焊縫成 形較好-反面不但不會塌腰-還可能微微凸起-正面焊縫表面也較平整-且過渡 角適當。圖

15、四鈍邊與間隙的配合對焊縫形狀的影響因此連弧焊就要在施焊前為減小熔池的因素一一在電流大?。ㄅc焊條直徑有關）、根部間隙與鈍邊高度上嚴格控制，在保證焊透的前提下，盡量減小鈍邊高度與根部間隙，為減小熔池創(chuàng)造條件。三焊前準備：1準備:項目內 容備注焊 條 準 備焊條牌號J507E5015焊條直徑mm2.53.2烘干溫度350°C隨烘隨用烘干時間1.5 h坡 口 準 備坡口形式V125坡口面角度300鈍邊高度0工 件 清 理油污等工件待焊面及兩側 25mm范圍內油污、油漆、銹跡清理干凈， 直至露出金屬光澤。銹跡、氧化皮等坡口面刀痕、裂紋打磨干凈坡口面如有因機加工時吃刀量過大 而產生的與加工方向垂

16、直的撕裂裂 紋，必須沏底清除注：一般機加工坡口時不留鈍邊，由焊工根據不同情況確定鈍邊高度后，用銼刀加工鈍邊。 烘干后的焊條應在 50C100C的低溫烘箱中存放，并隨用隨取。2焊接電源：ZX5-400弧焊整流器（直流電源）3.工件組裝尺寸，經實踐，建義組裝尺寸如下：序 號項目要求備注1坡口角度6002根部間隙焊條直徑3.2mm焊條打底2.5mm焊條打底始焊端2.7 3mm2.22.5收尾端3.3 3.8mm2.62.93鈍邊高度0.5 0.9mm一般在機加工時不留鈍邊，由焊工根據須要，用銼刀加工鈍 邊（根據自己的習慣定）4錯邊量< 1mm國外標準規(guī)疋端頭不得錯邊5反變形w 30在工件反面垂

17、直于焊縫放一根焊條，右待焊處與焊條之間能插入 3.2焊條頭，即反變形為 30左右。注：反變形：2.5°3°（參看圖五）圖五反變形示意圖 選用較小的焊條，能在相同熱輸入的條件下增大電流密度，電磁壓縮力增加-促使熔滴向熔池過渡。4. 定位焊：在試板兩端坡口內施焊（長 810mm、厚35mm）定位焊縫；要求定位焊縫的接頭端用小銼刀或鋸片加工成斜坡狀，以便接頭（如圖六所示）時容易熔透。圖六定位焊縫截面形狀四操作特點：1采用短弧焊接，弧長w焊條直徑。（0.5dId）2施焊過程中：（1） 在保證熔透與熔合良好的前提下，盡量減小、減薄熔池（仰焊的操作特點）；（2）保證熔池中三力平衡在較好

18、的形狀下，液體金屬快速降溫（溫度低的液體金屬粘度大，流 動性差，不易下墜）快速凝固，以獲得較好的焊縫質量；當然包括焊縫成形。3. 分四層焊接。（每層的焊肉較薄，不超過 3.5mm，有利于焊縫成形）五各層焊接規(guī)范與操作方法：1打底層焊接：（1）焊接規(guī)范： 焊條牌號：J507 （型號：E5015） 焊條直徑： 3.2mm 焊接電流：90A 電源極性：直流正接-經多人多次實踐：仰對接采用直流正接打底的工藝方法，可有效克服焊縫背面凹陷的缺陷，俗稱塌腰（國家標準中無此名詞）。（絕大多數資料指出：減性焊條應采用直流反接施焊，其原因有兩個：一是可以減少氫氣孔；二是正極發(fā)射的正離子質量較大，會造成飛濺和電弧不

19、穩(wěn)，還增大了阻礙熔滴向熔池的過渡力。我想可能是正極溫度高（陽極區(qū)溫度為：2330° C3930° C,陰極區(qū)溫度為：2130° C3230° C,）,可用較小的電流獲得較大的熔深；因而可適當減 小焊接電流，減小了焊接電流而達到同樣的熔深，也就減少了總的熱輸入量-使焊縫冷凝速度加快，因而得到較理想的焊縫形狀。）（2）操作要點： 引?。篴.在始焊端引燃電弧，拉向定位焊縫邊緣坡口處-使電弧的2/33/4透出坡口根部間隙，如圖七所示。（應特別注意：電弧一定要一次到位，讓2/33/4透出間隙外，否剛接頭處反面會出現下凹現象。）b. 壓短電弧將焊條頂在坡口上緣，並使

20、焊條與焊縫成85°左右夾角（注意角尖朝向前進方向，如圖七所示），電弧1/3對著熔池，2/3透出坡口根部間隙；與焊件兩側垂直（如圖八所示）電弧2/3透出坡口根部間隙c. 稍作停留，聽到呼的擊穿聲-打出了每側深入基本金屬1mm左右的熔孔； 運條：a. 電弧位置：短弧，將電弧2/3對著熔池，1/3透出熔孔；b. 運條：米用小鋸齒形運條，擺幅可在11.5mm左右。c. 前進速度：前進速度以始終將電弧控制在2/3對著熔池，1/3透出熔孔為準；勻速前進，一般3根焊條焊完打底層。d. 要點：焊肉盡可能薄些-有利于控制熔池形狀，這樣焊縫正面平整，反面還能 微微凸起。 收弧：a.收弧時機：當焊條只剩2

21、530mm時；b.收弧動作：將電弧拉向斜后方一側坡口面，距熔池10- 15mm左右；同時加快速度，減小、減薄熔池（為了防止產生縮孔、火口裂紋），果斷滅弧。（如圖九所示）接頭:在距收弧焊縫端頭后方 1015mm處引燃電弧，一次果斷拉向熔孔處，使電弧 2/3 3/4透出熔孔，同時焊條向上頂；聽到擊穿的聲音后，按前面引弧段所述方法運條操作。 收弧端接頭：a.時機：當焊至收弧端距點焊焊縫端部1.2倍焊條直徑的距離時（此時根部間隙已接近園孔狀）;b操作：將焊接電弧一半透出熔孔，沿熔孔周圍轉一圈后（熔孔即將封閉或已封閉），立即將焊條對準孔中心向上頂入熔池，聽到擊穿聲后向前運條至焊縫未端，做收弧動作 回焊（

22、按前述的收弧動作）收弧。以上方法運用得當，可得到正面平整，反面微凸，均勻而有光擇的仰焊打底層焊縫，有利于下一層 的焊接。2第二層（中間層）的施焊：（1）焊接規(guī)范： 焊條牌號：J507 （型號：E5015） 焊條直徑：3.2mm 焊接電流：115A 電源極性：直流反接-可以減少產生氫氣孔的傾向；（2）操作要點：引弧：在始焊端引燃電弧，形成熔池后壓短電弧， 使焊條與焊縫成85。90°左右的夾 角（注意角尖朝向前進方向，如圖五所示），與焊件兩側垂直（如圖六所示）。運條：焊接速度（前進速度-）是控制熔池大小和形狀的關鍵，即焊縫成形的關鍵； 一般可采用之字形或月牙形運條，中間層各部位的熔合關鍵

23、是電弧要到位，運條中須注意以下問題:a. 必需有部分電弧用來加熱熔池前方的前道焊縫，以利于層間熔合。b. 電弧在兩側稍作停頓，以（也必需）充分加熱和熔化前道焊縫與坡口面交界的拐角處（圖十 箭頭指向處）和兩側坡口面，以免造成夾渣、末熔合等缺陷。（所有焊位都應充分注意這個間題）c運條時電弧在坡口兩側稍作停留的另一目的，使兩側焊肉較厚，中間較薄，與母材的過渡角較大；在保證熔合的前提下，控制熔池（熔池較小、較薄）下緣平直，不下垂為好-焊縫也會平整，兩側無溝槽；如圖十一所示，這樣的焊縫形狀有利于下一層施焊。a.收弧時機：當焊條只剩 2530mm時;b收弧動作：將電弧拉向左或右前方一側坡口面與前道焊縫交界

24、處，距熔池10 -15mm左右；同時加快速度，減小、減薄熔池（為了防止產生縮孔、火口裂紋），滅弧。 接頭：在距接頭前方1015mm處引燃電弧，將電弧中心拉向熔池3/4處，電弧外圍到達熔池后緣（注意：電弧外圍未到達熔池后緣，接頭處會出現凹坑；電弧外圍超過熔池后緣， 會出現接頭過高）時運條前進。 收尾滅?。旱竭_焊縫末端（收尾）時，為填滿弧坑，可回焊1015mm左右，回焊的同時加快焊速、減薄焊縫滅弧。3. 第三（中間）層的施焊：第三層的施焊基本同第二層外，但須注意兩點：（1 ）第三層的施焊時，焊縫表面一定要低于工件表面11.5mm ；2）不要破壞兩側坡口的邊緣；其目的主要有兩個： 一是蓋面焊時，焊縫

25、的寬窄及前進方向有參照物 不易焊偏及保證寬窄差。二是蓋面焊時易控制焊縫 不過高。4. 蓋面層焊接：（1）焊接規(guī)范： 焊條牌號：J507 （型號：E5015） 焊條直徑： 3.2mm 焊接電流： 110A 電源極性：直流反接-可以減少產生氫氣孔的機傾向；（ 2）操作要點： 焊條與工件夾角可在 85°95 °之間。 運條、引弧、收弧、接頭、收尾同中間層。 主要應控制熔池形狀（不得有下垂）、大小始終一至。 可利用工件坡口邊緣作參照來控制焊縫寬度與厚度。5. 注意事項及焊接過程中焊縫出現下垂的處理：（1）仰焊中間層較困難的是前面提到的拐角處的熔合，應給于足夠的重視；（ 2）最難的是在保證熔合的前提下，控制熔池的形狀和大小始終如一、下緣平直。焊接過程中發(fā)現熔池下緣稍有下垂 （下平面不平直而向下凸起） ，是熔池偏大現象， 說明焊接速度或運條速 度偏慢（在電流大小正常的情況下） ；在保證熔合的前提下，調整運條速度或焊接速度。 。（3）如出現焊縫下垂，兩側產生了溝槽；可加大電流，將中間凸出的部分用電弧吹掉，消除兩側 溝槽后再恢復正常施焊電流，進行焊接。如果是蓋面層，發(fā)現熔池下垂應立即?；?，按上述方 法處理好后再接著焊。 （蓋面層是不充許補焊的！ ）五.檢驗：1. 試件外觀檢驗：按 EN ISO 5817： 2003 標準評定成績。也可根據培訓要求按 GB/T 12469-90