焊接方法與設(shè)備焊條電弧焊課件

一、焊條電弧焊的原理焊接時(shí)，將焊條與焊件接觸短路后立即提起焊條，引燃電弧。電弧的高溫將焊條與焊件局部熔化，融化了的焊芯以熔滴的形式過渡到局部熔化的焊件表面，并與其融合在一起形成熔池。焊條藥皮在熔化過程中產(chǎn)生一定量的氣體和液態(tài)熔渣，產(chǎn)生的氣體充滿在電弧和熔池周圍，起隔絕大氣保護(hù)液體金屬的作用。液態(tài)熔渣密度小，在熔池中不斷上浮，覆蓋在液體金屬上面，也起著保護(hù)液體金屬的作用。同時(shí)，藥皮熔化產(chǎn)生的氣體、熔渣與融化了的焊芯、焊件發(fā)生一系列冶金反應(yīng)，保證了所形成焊縫的性能。隨著電弧沿焊接方向不斷移動(dòng)，熔池中的液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶，形成焊縫。1一、焊條電弧焊的原理1圖2-2焊條電弧焊操作及原理1-焊縫2-熔渣3-熔池4-保護(hù)氣體5-焊芯6-藥皮7-熔滴8-焊件焊條電弧焊的操作及原理如圖2-2所示。2圖2-2焊條電弧焊操作及原理焊條電弧焊的操作及原理如圖2-二、焊條電弧焊特點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)(1)工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)于不同的焊接位置、接頭形式，焊件厚度及焊縫，只要焊條所能達(dá)到的位置，均能進(jìn)行方便的焊接。

(2)應(yīng)用范圍廣。焊條電弧焊的焊條能夠與大多數(shù)焊件金屬性能相匹配，因而，接頭的性能可以達(dá)到被焊金屬的性能。

(3)易于分散焊接應(yīng)力和控制焊接變形由于焊接是局部的不均勻加熱，所以焊件在焊接過程中都存在著焊接應(yīng)力和變形。

(4)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低。焊條電弧焊使用的交流焊機(jī)和直流焊機(jī)，其結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)也較方便，設(shè)備輕便而且易于移動(dòng)，焊接中不需要輔助氣體保護(hù)，并具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力，故投資少，成本相對(duì)較低。3二、焊條電弧焊特點(diǎn)32、缺點(diǎn)(1)焊接生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于焊條的長(zhǎng)度是一定的，因此每焊完一根焊條后必須停止焊接，更換新的焊條，而且每焊完一道后要求清渣，焊接過程不能連續(xù)地進(jìn)行，所以生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

(2)焊縫質(zhì)量依賴性強(qiáng)。由于采用手工操作，焊縫質(zhì)量主要靠焊工的操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)保證，所以，焊縫質(zhì)量在很大程度上依賴于焊工的操作技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮，甚至焊工的精神狀態(tài)也會(huì)影響焊縫質(zhì)量，且不適合活潑金屬、難熔金屬及薄板的焊接。42、缺點(diǎn)4

第二節(jié)焊條電弧焊設(shè)備及工具

焊條電弧焊的設(shè)備和工具有：弧焊電源、焊鉗、面罩、焊條保溫筒，此外還有敲渣錘、鋼絲刷等手工及焊縫檢驗(yàn)尺等輔助器具。

最重要的設(shè)備是弧焊電源，即通常所說(shuō)的電焊機(jī)，為了區(qū)別其他電源，故稱弧焊電源。

焊條電弧焊的弧焊電源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。

55圖2-3弧焊電源外特性與電弧靜特性的關(guān)系1-下降外特性2-平外特性3-上升外特性4-電弧靜特性1.對(duì)弧焊電源外特性的要求在其它參數(shù)不變的情況下，弧焊電源輸出電壓與之間的關(guān)系，稱為弧焊電源的外特性。弧焊電源的外特性可用曲線來(lái)表示，稱為弧焊電源的外特性曲線，如圖2-3所示。弧焊電源的外特性基本上有下降外特性、平外特、上升外特性三種類型。由于焊條電弧焊電弧靜特性曲線的工作段在平特性區(qū)，所以只有下降外特性曲線才與其有交點(diǎn)，如圖2-3中的A點(diǎn)。因此，下降外特性曲線電源能滿足焊條電弧焊的要求。一、對(duì)弧焊電源的要求6圖2-3弧焊電源外特性與1.對(duì)弧焊電源外特性的要求一、圖2-4不同下降度外特性曲線對(duì)焊接電流的影響1-陡降外特性曲線2-緩將外特性曲線圖2-4為兩種下降度不同的下降外特性曲線對(duì)焊接電流的影響情況，從圖2-4中可以看出，當(dāng)弧長(zhǎng)變化相同時(shí)，陡降外特性曲線1引起的電流偏差ΔⅠ1明顯小于緩降外特性曲線2引起的電流偏差ΔΙ2，有利于焊接參數(shù)穩(wěn)定。因此，焊條電弧焊應(yīng)采用陡降外特性電源。7圖2-4不同下降度外特性曲線圖2-4為兩種下降度不同的下降

2.對(duì)弧焊電源空載電壓的要求弧焊電源接通電網(wǎng)而焊接回路為開路時(shí)，弧焊電源輸出端電壓稱為空載電壓。為便于引弧，需要較高的空載電壓，但空載電壓過高，對(duì)焊工人身安全不利，制造成本也較高。一般交流弧焊電源空載電壓為55～70V，直流弧焊電源空載電壓為45～85V。3.對(duì)弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電流的要求

弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電流是弧焊電源所能穩(wěn)定提供的最大電流，即輸出端短路時(shí)的電流。穩(wěn)態(tài)短路電流太大，焊條過熱，易引起藥皮脫落，并增加熔滴過渡時(shí)的飛濺；穩(wěn)態(tài)短路電流太小，則會(huì)使引弧和焊條熔滴過渡困難。因此，對(duì)于下降外特性的弧焊電源，一般要求穩(wěn)態(tài)短路電流為焊接電流的1.25～2.0倍。8

2.對(duì)弧焊電源空載電壓的要求弧焊電源接通電網(wǎng)而焊接

4.對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求

在焊接中，根據(jù)焊接材料的性質(zhì)、厚度、焊接接頭的形式、位置及焊條直徑等不同，需要選擇不同的焊接電流，這就要求弧焊電源能在一定范圍內(nèi)，對(duì)焊接電流作均勻、靈活的調(diào)節(jié)，以便于保證焊接接頭的質(zhì)量。焊條電弧焊焊接電流的調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)電源外特性。5.對(duì)弧焊電源動(dòng)特性的要求

弧焊電源的動(dòng)特性，是指弧焊電源對(duì)焊接電弧的動(dòng)態(tài)負(fù)載所輸出的電流、電壓對(duì)時(shí)間的關(guān)系，它表示弧焊電源對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載瞬間變化的反應(yīng)能力。動(dòng)特性合適時(shí)，引弧容易、電弧穩(wěn)定、飛濺小，焊縫成形良好?；『鸽娫磩?dòng)特性是衡量弧焊電源質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。9

4.對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求

在焊接中，二、弧焊電源的分類及型號(hào)1.弧焊電源的分類及特點(diǎn)(1)交流弧焊電源交流弧焊電源一般也稱為弧焊變壓器，是一種最簡(jiǎn)單和常用的弧焊電源，作用是把網(wǎng)路電壓的交流電變成適宜于焊條電弧焊的低壓交流電。

(2)直流弧焊電源直流弧焊電源有直流弧焊發(fā)電機(jī)和弧焊整流器兩種。

(3)弧焊逆變器弧焊逆變器是把單相或三相交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f(wàn)赫茲的中頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電。10二、弧焊電源的分類及型號(hào)102.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)(1)弧焊電源的型號(hào)根據(jù)GB10249—1988《電焊機(jī)型號(hào)編制辦法》，弧焊電源型號(hào)采用漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序如圖2-5所示，型號(hào)中的1、2、3、6各項(xiàng)用漢語(yǔ)拼音字母表示；4、5、7各項(xiàng)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；3、4、6、7項(xiàng)如不用時(shí)，其他各項(xiàng)緊排。

圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序112.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排1)第一項(xiàng)，大類名稱：B表示弧焊變壓器；Z表示弧焊整流器；A表示弧焊發(fā)電機(jī)。

2)第二項(xiàng)，小類名稱：X表示下降特性；P表示平特性；D表示多特性。

3)第三項(xiàng)，附注特征：如G表示硅整流器。

4)第四項(xiàng)，系列序號(hào)：區(qū)別同小類的各系列和品種。

5)第五項(xiàng)，基本規(guī)格：表示額定焊接電流。例如：

BX3—300：動(dòng)圈系列的弧焊變壓器，具有下降外特性，額定焊接電流為300A。

ZX5—400：晶閘管系列弧焊整流器，具有下降外特性，額定焊接電流為400A。121)第一項(xiàng)，大類名稱：B表示弧焊變壓器；Z表示弧焊整流器；A

(2)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)焊機(jī)除了有規(guī)定的型號(hào)外，在其外殼均標(biāo)有銘牌，銘牌標(biāo)明了主要技術(shù)參數(shù)，如負(fù)載持續(xù)率等，可供安裝、使用、維護(hù)等工作參考。以BX1—315—2型動(dòng)鐵式弧焊變壓器(圖2-6所示)為例，來(lái)認(rèn)識(shí)這臺(tái)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)。

弧焊電源接入單相電網(wǎng)，銘牌上的一次電壓是工廠動(dòng)力電(一般為220V或380V)電壓，頻率50Hz，弧焊電源將其降壓至既保證電弧容易引燃，又便于焊工安全操作的低電壓，即二次輸出電壓(也稱空載電壓)，我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：弧焊整流器空載電壓一般在90V以下；弧焊變壓器空載電壓一般在80V以下。

13(2)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)焊機(jī)除了有規(guī)定的型號(hào)外，圖2-6BX1—315—2型弧焊變壓器

a)動(dòng)鐵式弧焊變壓器外形b)弧焊變壓器銘牌14圖2-6BX1—315—2型弧焊變壓器

負(fù)載持續(xù)率就是指弧焊電源負(fù)載時(shí)間在這個(gè)工作周期的時(shí)間內(nèi)所占的百分率。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于焊接電流在500A以下的弧焊電源，選定5min為一個(gè)工作周期時(shí)間計(jì)算負(fù)載持續(xù)率。用公式表示：銘牌上的表格內(nèi)規(guī)定了在一定的負(fù)載持續(xù)率下允許使用的焊接電流，以保證不會(huì)因焊接電流過大，使弧焊電源升溫過高將弧焊電源燒毀。其含義是當(dāng)負(fù)載持續(xù)率是60％時(shí)，許用的最大焊接電流為315A；若負(fù)載持續(xù)率為100％時(shí)，許用焊接電流僅220A；而負(fù)載持續(xù)率為35％時(shí)，許用焊接電流可達(dá)360A。也就是說(shuō)，雖然BX1—315型弧焊電源的額定焊接電流只有315A，但最大焊接電流可超過315A。15負(fù)載持續(xù)率就是指弧焊電源負(fù)載時(shí)間在這個(gè)工作周期的時(shí)間內(nèi)所三、常用焊條電弧焊電源1.弧焊變壓器(1)BX3—300型弧焊變壓器BX3—300型弧焊變壓器屬于動(dòng)圈式，是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種交流焊機(jī)，其外形如圖2-7所示。它是依靠一、二次側(cè)繞組間漏磁獲得陡降外特性的。

圖2-7BX3—300型弧焊變壓器外形16三、常用焊條電弧焊電源圖2-7BX3—300型弧焊變壓器弧焊逆變器

將直流電變換成交流電稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變換的裝置叫逆變器?；『鸽娫吹男吞?hào)及技術(shù)參數(shù)其結(jié)構(gòu)如圖2-8所示，它有一個(gè)高而窄的口字形鐵心。焊條規(guī)格是以焊芯直徑來(lái)表示的，常用的有?2mm、?2.一般鋼材的含碳量越多、合金元素越多、母材越厚、結(jié)構(gòu)剛性越大、環(huán)境溫度越低，則預(yù)熱溫度越高。其含義是當(dāng)負(fù)載持續(xù)率是60％時(shí)，許用的最大焊接電流為315A；特性、平外特、上升外特性三種類型。第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。8)堆焊時(shí)，盡量選用低電壓、小電流焊接，以降低熔深、減小母材稀釋率和電弧對(duì)合金元素的燒損。第二節(jié)焊條電弧焊設(shè)備及工具1-陡降外特性曲線2-緩將外特性曲線雖然焊條牌號(hào)不是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但考慮到多年使用已成習(xí)慣，現(xiàn)在生產(chǎn)中仍得到廣泛應(yīng)用。焊條累計(jì)烘干次數(shù)一般不宜超過三次。圖2-7BX3—300型弧焊變壓器外形消氫處理的目的，主要是使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫加速逸出，大大降低焊縫和熱影響區(qū)的氫含量，防止產(chǎn)生冷裂紋。弧焊電源接通電網(wǎng)而焊接回路為開路時(shí)，弧焊電源輸出端電壓稱為空載電壓。(1)結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)漢字“結(jié)(J)”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條；(1)預(yù)熱的作用焊條電弧焊的工藝參數(shù)主要包括：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)等?；『改孀兤魇且环N新型的弧焊電源。圖2-8BX3—300型弧焊變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1—手柄2—調(diào)節(jié)絲桿3—鐵心4—二次側(cè)繞組5—一次側(cè)繞組其結(jié)構(gòu)如圖2-8所示，它有一個(gè)高而窄的口字形鐵心。變壓器的一次側(cè)繞組分成兩部分，固定在口形鐵芯兩芯柱的底部。二次側(cè)繞組也分成兩部分，裝在兩鐵心柱的上部并固定于可動(dòng)的支架上，通過絲桿連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可使二次側(cè)繞組上下移動(dòng)，以改變一、二次側(cè)繞組間的距離，從而調(diào)節(jié)焊接電流的大小。17弧焊逆變器

將直流電變換成交流電稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變換的焊接電流的調(diào)節(jié)有兩種方法，即粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)。粗調(diào)節(jié)是通過改變一、二次側(cè)繞組的接線方法(接法Ⅰ或接法Ⅱ)，即通過改變一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)接成接法Ⅰ時(shí)，空載電壓為75V，焊接電流調(diào)節(jié)范圍為40～125A；當(dāng)接成接法Ⅱ時(shí)，空載電壓為60V，焊接電流調(diào)節(jié)范圍為115～400A。細(xì)調(diào)節(jié)是通過手柄來(lái)改變一、二次側(cè)繞組的距離進(jìn)行，一、二次側(cè)繞組距離越大，漏磁增加，焊接電流就減??；反之，焊接電流增大。18焊接電流的調(diào)節(jié)有兩種方法，即粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)。粗

(2)BX1—300型弧焊變壓器BX1—300是動(dòng)鐵式弧焊變壓器，它由一個(gè)口字形固定鐵心和一個(gè)梯形活動(dòng)鐵心組成，活動(dòng)鐵心構(gòu)成了一個(gè)磁分路，以增強(qiáng)漏磁使焊機(jī)獲得陡降外特性。她的一次側(cè)和二次側(cè)繞組各自分成兩半，分別繞在變壓器固定鐵心上，一次側(cè)繞組兩部分串聯(lián)接電源，二次側(cè)繞組兩部分并聯(lián)接焊接回路。BX1-300焊機(jī)的焊接電流調(diào)節(jié)方便，僅需移動(dòng)鐵心就可滿足電流調(diào)節(jié)要求，其調(diào)節(jié)范圍為75-400A，調(diào)節(jié)范圍廣。當(dāng)活動(dòng)鐵心由里向外移動(dòng)而離開固定鐵心時(shí)，漏磁減少，則焊接電流增大，反之，焊接電流減少。其梯形動(dòng)鐵心相對(duì)固定鐵心移動(dòng)調(diào)節(jié)電流大小，如圖2-9所示。19

(2)BX1—300型弧焊變壓器19圖2-9動(dòng)鐵心相對(duì)固定鐵心移動(dòng)調(diào)節(jié)電流Ⅰ—靜鐵心Ⅱ—?jiǎng)予F心δ—?dú)庀堕L(zhǎng)度20圖2-9動(dòng)鐵心相對(duì)固定鐵心移動(dòng)調(diào)節(jié)電流202.弧焊整流器(1)硅弧焊整流器硅弧焊整流器是以硅二極管作為整流元件，利用降壓變壓器將50Hz的單相或三相交流電網(wǎng)電壓降為焊接時(shí)所需的低電壓，經(jīng)硅整流器整流和電抗器濾波后獲得直流電的直流弧焊電源。硅弧焊整流器曾一度是直流弧焊發(fā)電機(jī)的替代產(chǎn)品之一，現(xiàn)有被晶閘管式弧焊整流器、弧焊逆變器替代的趨勢(shì)，其型號(hào)有ZXG—160、ZXG—400等。硅弧焊整流器的組成如圖2-10所示。

圖2-10硅弧焊整流器的組成212.弧焊整流器圖2-10硅弧焊整流器的組成21圖2-11ZX5—400晶閘管弧焊整流器外形(2)晶閘管弧焊整流器晶閘管弧焊整流器是一種電子控制的弧焊電源，它是用晶閘管作為整流元件，以獲得所需的外特性及焊接參數(shù)(電流、電壓)的調(diào)節(jié)。它的性能優(yōu)于硅弧焊整流器，目前已成為一種主要的直流弧焊電源。常用的國(guó)產(chǎn)型號(hào)有ZX5—250、ZX5—400、ZX5—630等。22圖2-11ZX5—400晶閘管(2)晶閘管弧焊整流器223.弧焊逆變器

將直流電變換成交流電稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變換的裝置叫逆變器。為焊接電弧提供電能，并具有弧焊方法所要求性能的逆變器，即為弧焊逆變器或稱為逆變式弧焊電源。目前各類逆變式弧焊電源已逐步應(yīng)用于多種焊接方法，逐步成為更新?lián)Q代的重要產(chǎn)品。

弧焊逆變器是一種新型的弧焊電源。弧焊逆變器的基本原理如圖2-12所示，單相或三相50Hz交流網(wǎng)路電壓經(jīng)輸入整流器(UZ1)和輸入濾波器(LC1)后變成直流電，借助大功率電子開關(guān)元件VT(晶閘管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管或絕緣柵雙極晶體管IGBT)的交替開關(guān)作用，逆變成幾千至幾萬(wàn)赫茲的中頻交流電，再經(jīng)中頻變壓器(T)降至適合焊接的幾十伏交流電，如再經(jīng)輸出整流器(UZ2)整流和輸出濾波器(LC)濾波，則可輸出適合焊接的直流電。233.弧焊逆變器

將直流電變換成交流電稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變圖2-12弧焊逆變器基本原理框圖24圖2-12弧焊逆變器基本原理框圖24弧焊逆變器的逆變系統(tǒng)主要有兩種：1)交流→直流→交流2)交流→直流→交流→直流

通常弧焊逆變器多采用后一種系統(tǒng)，故還可把弧焊逆變器稱為逆變弧焊整流器。常用的國(guó)產(chǎn)型號(hào)有ZX7—250、ZX7—400、ZX7—630等。

弧焊逆變器的優(yōu)點(diǎn)是高效節(jié)能，效率可達(dá)80%～90%；重量輕、體積小，整機(jī)重量?jī)H為傳統(tǒng)的弧焊電源的1/5～1/10；具有良好的動(dòng)特性和弧焊工藝性能；所有焊接參數(shù)均可無(wú)級(jí)調(diào)整；具有多種外特性，能適應(yīng)各種弧焊方法，如焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、等離子弧焊及埋弧焊，并適合于做機(jī)器人的弧焊電源。弧焊逆變器的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，維修需要較高技術(shù)等。25弧焊逆變器的逆變系統(tǒng)主要有兩種：25圖2-13ZX7—400B弧焊逆變器外形ZX7—400B弧焊逆變器外形圖如圖2-13所示。26圖2-13ZX7—400B弧焊逆變器外形ZX7—400B弧市場(chǎng)銷售的焊鉗,如圖2-14所示，有300A和500A兩種規(guī)格。黑玻璃起減弱弧光和過濾紅外線、紫外線作用，黑玻璃按亮度的深淺不同分為6個(gè)型號(hào)﹙7～12號(hào)﹚，號(hào)數(shù)越大，色澤越深，應(yīng)根據(jù)年齡和視力情況選用，一般常用9～10號(hào)。四、焊條電弧焊其他設(shè)備和工具

1.焊條電弧焊焊接電流的調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)電源外特性。近年來(lái)，焊條的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)作了較大修改，造成了《焊接材料產(chǎn)品樣本》中的焊條牌號(hào)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的焊條型號(hào)不能完全一一對(duì)應(yīng)。焊條電弧焊的焊條能夠與大多數(shù)焊件金屬性能相匹配，因而，接頭的性能可以達(dá)到被焊金屬的性能。硅弧焊整流器曾一度是直流弧焊發(fā)電機(jī)的替代產(chǎn)品之一，現(xiàn)有被晶閘管式弧焊整流器、弧焊逆變器替代的趨勢(shì)，其型號(hào)有ZXG—160、ZXG—400等。Ⅰ—靜鐵心Ⅱ—?jiǎng)予F心δ—?dú)庀堕L(zhǎng)度(1)結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)漢字“結(jié)(J)”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條；以BX1—315—2型動(dòng)鐵式弧焊變壓器(圖2-6所示)為例，來(lái)認(rèn)識(shí)這臺(tái)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)。焊條電弧焊的弧焊電源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。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，每層厚度約等于焊條直徑的0.焊條電弧堆焊的特點(diǎn)是方便靈活、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低，勞動(dòng)條件差，只適于小批量的中小型零件的堆焊。圖2-23各堆焊層的排列方向若還有附加化學(xué)成分時(shí)，附加化學(xué)成分直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開。產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種交流焊機(jī)，其外4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊第二條焊道時(shí)，必須熔化第一條焊道寬度的1/3～1/2，如圖2-22所示。堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長(zhǎng)短些。第二位數(shù)字表示同一用途、組織或熔敷金屬的主要成分中的不同牌號(hào)順序，按0，1…9順序排列；例如：鉻202(G202)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13％，編號(hào)為0，藥皮類型為鈦鈣型，交直流兩用的鉻不銹鋼焊條。圖2-14焊鉗

四、焊條電弧焊其他設(shè)備和工具

1.焊鉗和面罩

(1)焊鉗焊鉗是夾持焊條并傳導(dǎo)電流以進(jìn)行焊接的工具，它既能控制焊條的夾持角度，又可把焊接電流傳輸給焊條。市場(chǎng)銷售的焊鉗,如圖2-14所示，有300A和500A兩種規(guī)格。

27市場(chǎng)銷售的焊鉗,如圖2-14所示，有300A和500A兩種規(guī)(2)面罩面罩是防止焊接時(shí)的飛濺、弧光及其他輻射對(duì)焊工面部和頸部損傷的一種遮蓋工具。有手持式和頭盔式兩種，頭盔式多用于需要雙手作業(yè)的場(chǎng)合。如圖2-15所示。面罩正面開有長(zhǎng)方形孔，內(nèi)嵌白玻璃和黑玻璃。黑玻璃起減弱弧光和過濾紅外線、紫外線作用，黑玻璃按亮度的深淺不同分為6個(gè)型號(hào)﹙7～12號(hào)﹚，號(hào)數(shù)越大，色澤越深，應(yīng)根據(jù)年齡和視力情況選用，一般常用9～10號(hào)。白玻璃僅起保護(hù)黑玻璃作用。

28(2)面罩282929圖2-16光控面罩目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的光控面罩(圖2-16)，在弧光產(chǎn)生的瞬間自動(dòng)變暗,在弧光熄滅的瞬間自動(dòng)變亮，非常便于焊工的操作。

30圖2-16光控面罩目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的圖2-17焊條保溫筒2.焊條保溫筒和焊縫檢驗(yàn)尺(1)焊條保溫筒焊條保溫筒如圖2-17所示。焊接鍋爐壓力容器時(shí)尤為重要。經(jīng)過烘干后的焊條在使用過程中易再次受潮，從而使焊條的工藝性能變差，焊縫質(zhì)量降低。焊條從烘烤箱取出后，應(yīng)儲(chǔ)存在保溫筒內(nèi)，在焊接時(shí)隨取隨用。31圖2-17焊條保溫筒2.焊條保溫筒和焊縫檢驗(yàn)尺31圖2-18焊縫檢驗(yàn)尺用法舉例a)測(cè)量錯(cuò)度b)測(cè)量焊縫寬度c)測(cè)量角焊縫厚度d)測(cè)量雙Y形坡口角度e)測(cè)量焊縫余高

f)測(cè)量角焊縫焊腳g)測(cè)量坡口間隙h)測(cè)量坡口角度i)測(cè)量管道坡口角度(2)焊縫檢驗(yàn)尺焊縫檢驗(yàn)尺是一種精密量規(guī)，用來(lái)測(cè)量焊件、焊縫的坡口角度、裝配間隙、錯(cuò)邊及焊縫的余高、焊縫寬度和角焊縫焊腳等。焊縫檢驗(yàn)尺外形及測(cè)量示意見圖2-18。

32圖2-18焊縫檢驗(yàn)尺用法舉例(2)焊縫檢驗(yàn)尺焊縫檢驗(yàn)尺是圖2-19焊接手工工具3.常用焊接手工工具

常用的手工工具有清渣用的敲渣錘、鏨子、鋼絲刷、錘子、鋼絲鉗、夾持鉗等，以及用于修整焊接接頭和坡口鈍邊用的銼刀,如圖2-19所示。33圖2-19焊接手工工具3.常用焊接手工工具

常用的手工工具

第三節(jié)焊條電弧焊焊接材料

焊條電弧焊的焊接材料就是焊條。焊條由焊芯和藥皮組成。焊條電弧焊時(shí)，焊條既作電極，又作填充金屬，熔化后與母材熔合形成焊縫。焊條規(guī)格是以焊芯直徑來(lái)表示的，常用的有?2mm、?2.5mm、?3.2mm、?4mm、?5mm、?6mm等幾種。焊條按藥皮熔化后的熔渣特性可分為酸性焊條和堿性焊條兩大類。酸性焊條工藝性能優(yōu)于堿性焊條，堿性焊條的力學(xué)性能，抗裂性能強(qiáng)于酸性焊條。34第三節(jié)焊條電弧焊焊接材料

焊

一、焊條的型號(hào)及牌號(hào)

焊條型號(hào)和牌號(hào)都是焊條的代號(hào)，焊條型號(hào)是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各類焊條的代號(hào)。牌號(hào)則是焊條制造廠對(duì)作為產(chǎn)品出廠的焊條規(guī)定的代號(hào)，我國(guó)焊條制造廠在原機(jī)械電子工業(yè)部組織下，編寫了《焊接材料產(chǎn)品樣本》，實(shí)行了統(tǒng)一牌號(hào)制度。近年來(lái)，焊條的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)作了較大修改，造成了《焊接材料產(chǎn)品樣本》中的焊條牌號(hào)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的焊條型號(hào)不能完全一一對(duì)應(yīng)。雖然焊條牌號(hào)不是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但考慮到多年使用已成習(xí)慣，現(xiàn)在生產(chǎn)中仍得到廣泛應(yīng)用。35一、焊條的型號(hào)及牌號(hào)

焊條型號(hào)和牌1.碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)是焊條的代號(hào)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5117—1995《碳鋼焊條》和GB/T5118—1995《低合金鋼焊條》規(guī)定，碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置和電流種類來(lái)劃分的。

1)字母“E”表示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位為×10MPa；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置焊接，“2”表示焊條只適用于平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位數(shù)字和第四位數(shù)字組合時(shí)，表示焊接電流種類及藥皮類型，見表2-2。

361.碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)是焊條的代號(hào)，按國(guó)家如焊接0Cr18Ni9不銹鋼時(shí)，由于其含鉻、鎳量分別約為18％、9％，為了使焊縫與焊件具有相同的耐腐蝕性能，必須要求焊縫金屬化學(xué)成分與母材相同或相近，所以應(yīng)選用鉻、鎳量相近的E308—16(A102)或E308—15(A107)焊條焊接。焊條電弧堆焊的特點(diǎn)是方便靈活、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低，勞動(dòng)條件差，只適于小批量的中小型零件的堆焊。焊后熱處理的主要作用是消除焊接殘余應(yīng)力，軟化淬硬部位，改善焊縫和熱影響區(qū)的組織和性能，提高接頭的塑性和韌性，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的尺寸。第四節(jié)焊條電弧焊工藝短劃“-”后面的兩位數(shù)字表示焊條藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類，見表2-4。例如：鉻202(G202)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13％，編號(hào)為0，藥皮類型為鈦鈣型，交直流兩用的鉻不銹鋼焊條。圖2-20焊條管理程序控制簡(jiǎn)圖2)第二項(xiàng)，小類名稱：X表示下降特性；銘牌上的表格內(nèi)規(guī)定了在一定的負(fù)載持續(xù)率下允許使用的焊接電流，以保證不會(huì)因焊接電流過大，使弧焊電源升溫過高將弧焊電源燒毀。(1)BX3—300型弧焊變壓器第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。1)看飛濺電流過大時(shí)，電弧吹力大，可看到較大顆粒的鐵水向熔池外飛濺，焊接時(shí)爆裂聲大；堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長(zhǎng)短些。3)第三項(xiàng)，附注特征：如G表示硅整流器。表2-15各種焊條直徑使用的電流參考值需要注意的是，對(duì)于不同特殊性能的焊條，可在焊條牌號(hào)后綴主要用途的漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)，如壓力容器用焊條為J506R；(3)弧焊逆變器弧焊逆變器是把單相或三相交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f(wàn)赫茲的中頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電。焊條電弧焊的弧焊電源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。若還有附加化學(xué)成分時(shí)，附加化學(xué)成分直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開。例如：熱307(R307)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％、鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.表2-2碳鋼和低合金鋼焊條型號(hào)的第三、四位數(shù)字組合的含義37如焊接0Cr18Ni9不銹鋼時(shí)，由于其含鉻、鎳量分別約為1838382)低合金鋼焊條還附有后綴字母，為熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號(hào)，見表2-3，并以短劃“-”與前面數(shù)字分開；若還有附加化學(xué)成分時(shí)，附加化學(xué)成分直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開。表2-3低合金鋼焊條熔敷金屬化學(xué)成分分類392)低合金鋼焊條還附有后綴字母，為熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號(hào)焊條型號(hào)舉例如下：40焊條型號(hào)舉例如下：40表2-4焊接電流、藥皮類型及焊接位置2.不銹鋼焊條型號(hào)

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T983—1995《不銹鋼焊條》規(guī)定，不銹鋼焊條型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置和電流種類來(lái)劃分的。

字母“E”表示焊條；“E”后面的數(shù)字表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)，如有特殊要求的化學(xué)成分，該化學(xué)成分用元素符號(hào)表示，放在數(shù)字后面；數(shù)字后的字母“L”表示碳含量較低，“H”表示碳含量較高，“R”表示硫、磷、硅含量較低；短劃“-”后面的兩位數(shù)字表示焊條藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類，見表2-4。41表2-4焊接電流、藥皮類型及焊接位置2.不銹鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)舉例如下：42焊條型號(hào)舉例如下：423.焊條牌號(hào)

按照《焊接材料產(chǎn)品樣本》規(guī)定，焊條牌號(hào)由漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)和三位數(shù)字組成。漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)表示按用途分的焊條各大類，前二位數(shù)字表示各大類中的若干小類，第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。焊條牌號(hào)中表示各大類的漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)含義見表2-5。表2-5焊條牌號(hào)中各大類漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)433.焊條牌號(hào)

按照《焊接材料產(chǎn)品樣本》表2-6焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含義焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含義見表2-6。44表2-6焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含義焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含(1)結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)漢字“結(jié)(J)”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條；第一、二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度等級(jí)；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。

例如：結(jié)422(J422)：表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值為420MPa,藥皮類型為鈦鈣型，交直流兩用的結(jié)構(gòu)鋼焊條。(2)鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條牌號(hào)漢字“熱(R)”表示鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條；第一位數(shù)字表示熔敷金屬主要化學(xué)成份等級(jí)，見表2-7；第二數(shù)字表示同一熔敷金屬主要化學(xué)成份組成等級(jí)中的不同編號(hào)，按0，1，…，9順序排列；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。例如：熱307(R307)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％、鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％，編號(hào)為0，藥皮類型為低氫鈉型，直流反接的鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條。45(1)結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)漢字“結(jié)(J)”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條表2-7鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義46表2-7鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義46道間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。第二位數(shù)字表示同一用途、組織或熔敷金屬的主要成分中的不同牌號(hào)順序，按0，1…9順序排列；底層焊條為J506D；碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)是焊條的代號(hào)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5117—1995《碳鋼焊條》和GB/T5118—1995《低合金鋼焊條》規(guī)定，碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置和電流種類來(lái)劃分的。如焊接壓力容器用鋼20R、鍋爐用鋼20g時(shí)，則須選用同強(qiáng)度的堿性焊條E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)?；『鸽娫唇油娋W(wǎng)而焊接回路為開路時(shí)，弧焊電源輸出端電壓稱為空載電壓。堿性焊條使用的焊接電流應(yīng)比酸性焊條小10%～15%，否則焊縫中易形成氣孔。焊接鉻鎳奧氏體不銹鋼時(shí)，不可進(jìn)行預(yù)熱。焊條電弧焊的焊條能夠與大多數(shù)焊件金屬性能相匹配，因而，接頭的性能可以達(dá)到被焊金屬的性能。常用的國(guó)產(chǎn)型號(hào)有ZX7—250、ZX7—400、ZX7—630等。圖2-8BX3—300型弧焊變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖電源種類和極性

(1)電源種類表2-13常用不銹鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長(zhǎng)短些。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，每層厚度約等于焊條直徑的0.(1)BX3—300型弧焊變壓器(2)BX1—300型弧焊變壓器消氫處理的目的，主要是使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫加速逸出，大大降低焊縫和熱影響區(qū)的氫含量，防止產(chǎn)生冷裂紋。2)第二項(xiàng)，小類名稱：X表示下降特性；焊條領(lǐng)用發(fā)放要建立嚴(yán)格的限額領(lǐng)料制度，“焊接材料領(lǐng)料單”應(yīng)由焊工填寫，二級(jí)庫(kù)保管人員憑焊接工藝要求和焊材領(lǐng)料單發(fā)放，并審核其型號(hào)牌號(hào)、規(guī)格是否相符，同時(shí)還要按發(fā)放焊條根數(shù)收回焊條頭。(3)不銹鋼焊條牌號(hào)不銹鋼焊條包括鉻不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條，漢字“鉻(G)”表示鉻不銹鋼焊條，“奧(A)”表示鉻鎳不銹鋼焊條；第一位數(shù)字表示熔敷金屬主要化學(xué)成分等級(jí)，見表2-8；第二數(shù)字表示同一熔敷金屬主要化學(xué)成分組成等級(jí)中的不同編號(hào)，按0，1，…，9，順序排列；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。表2-8不銹鋼焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義47道間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。(3)不銹鋼焊條牌號(hào)不銹鋼焊條包例如：鉻202(G202)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13％，編號(hào)為0，藥皮類型為鈦鈣型，交直流兩用的鉻不銹鋼焊條。

奧137(A137)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％、鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％，編號(hào)為3，藥皮類型為低氫鈉型，直流反接的鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條。48例如：鉻202(G202)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表2-9低溫鋼焊條牌號(hào)第一、二位數(shù)字含義(4)低溫鋼焊條牌號(hào)

漢字“溫(W)”表示低溫鋼焊條；第一、二位數(shù)字表示低溫鋼焊條工作溫度等級(jí)，見表2-9；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。

例如：溫707(W707)：表示工作溫度等級(jí)為-70℃，藥皮類型為低氫鈉型，直流反接的低溫鋼焊條。49表2-9低溫鋼焊條牌號(hào)第一、二位數(shù)字含義(4)低溫鋼焊(5)堆焊焊條牌號(hào)漢字“堆(D)”表示堆焊焊條；第一位數(shù)字表示焊條的用途、組織或熔敷金屬的主要成分，見表2-10；第二位數(shù)字表示同一用途、組織或熔敷金屬的主要成分中的不同牌號(hào)順序，按0，1…9順序排列；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。表2-10堆焊焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義50(5)堆焊焊條牌號(hào)漢字“堆(D)”表示堆焊焊條；第一位數(shù)字例如：堆127(D127)：表示普通常溫用，編號(hào)為2，藥皮類型為低氫鈉型，直流反接的堆焊焊條。

需要注意的是，對(duì)于不同特殊性能的焊條，可在焊條牌號(hào)后綴主要用途的漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)，如壓力容器用焊條為J506R；底層焊條為J506D；低塵、低毒焊條為J506DF；立向下焊條為J506X等。

51例如：堆127(D127)：表示普通常溫用，編號(hào)為表2-11常用碳鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表4.焊條型號(hào)與牌號(hào)的對(duì)照

1)常用碳鋼焊條的型號(hào)與牌號(hào)的對(duì)照見表2-11。52表2-11常用碳鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表4.焊條型號(hào)與牌號(hào)的表2-12常用低合金鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表2)常用低合金鋼焊條的型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照見表2-12。53表2-12常用低合金鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表2)常用低合金鋼表2-13常用不銹鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表3)常用不銹鋼焊條的型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表見表2-13。54表2-13常用不銹鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表3)常用不銹鋼焊條焊條的選用及管理

1.焊條的選用原則

1)低碳鋼、中碳鋼及低合金鋼按焊件的抗拉強(qiáng)度來(lái)選用相應(yīng)強(qiáng)度的焊條，使熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度與焊件的抗拉強(qiáng)度相等或相近，該原則稱為“等強(qiáng)原則”。如焊接Q235—A時(shí),由于其抗拉強(qiáng)度在420MPa左右，故選用熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值為430MPa的E4303(結(jié)422)、E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)。

2)對(duì)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。如焊接0Cr18Ni9不銹鋼時(shí)，由于其含鉻、鎳量分別約為18％、9％，為了使焊縫與焊件具有相同的耐腐蝕性能，必須要求焊縫金屬化學(xué)成分與母材相同或相近，所以應(yīng)選用鉻、鎳量相近的E308—16(A102)或E308—15(A107)焊條焊接。55焊條的選用及管理

1.焊條的選用原則

1)低碳鋼、中碳鋼及低3)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間及它們之間的異種鋼焊接，一般根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材，按焊縫與母材抗拉強(qiáng)度相等或相近的原則選用相應(yīng)的焊條。如焊接Q235—A與Q345異種鋼時(shí),應(yīng)選用抗拉強(qiáng)度為420MPa左右的E4303(結(jié)422)、E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)焊條焊接。

4)重要焊縫要選用堿性焊條。所謂重要焊縫就是受壓元件(如鍋爐、壓力容器)的焊縫，承受振動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊縫，對(duì)強(qiáng)度、塑性、韌性要求較高的焊縫，焊件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)剛度大的焊縫等，對(duì)于這些焊縫要選用力學(xué)性能好、抗裂性能強(qiáng)的堿性焊條。如焊接壓力容器用鋼20R、鍋爐用鋼20g時(shí)，則須選用同強(qiáng)度的堿性焊條E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)。

5)在滿足性能前提下盡量選用酸性焊條。酸性焊條的工藝性能要優(yōu)于堿性焊條?？傊谒嵝院笚l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。563)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間及電弧過長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)下列幾種不良現(xiàn)象：

1)電弧燃燒不穩(wěn)定，易擺動(dòng)，電弧熱能分散，飛濺增多，造成金屬和電能的浪費(fèi)。數(shù)字后的字母“L”表示碳含量較低，“H”表示碳含量較高，“R”表示硫、磷、硅含量較低；為焊接電弧提供電能，并具有弧焊方法所要求性能的逆變器，即為弧焊逆變器或稱為逆變式弧焊電源。具有多種外特性，能適應(yīng)各種弧焊方法，如焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、等離子弧焊及埋弧焊，并適合于做機(jī)器人的弧焊電源。焊接電流

焊接時(shí)，流經(jīng)焊接回路的電流稱為焊接電流，焊接電流的大小直接影響著焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率。消氫處理的目的，主要是使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫加速逸出，大大降低焊縫和熱影響區(qū)的氫含量，防止產(chǎn)生冷裂紋。圖2-25軸的堆焊順序堆焊工藝特點(diǎn)

堆焊最易出現(xiàn)的問題就是焊接裂紋，同時(shí)還易產(chǎn)生焊接變形，所以堆焊有以下工藝特點(diǎn)：

1)堆焊前，必須清除盡堆焊表面的雜物、油脂等。反之，薄焊件的焊接，則應(yīng)選用小直徑的焊條。d——焊條直徑，單位為mm。其梯形動(dòng)鐵心相對(duì)固定鐵心移動(dòng)調(diào)節(jié)電流大小，如圖2-9所示。1-焊縫2-熔渣3-熔池4-保護(hù)氣體5-焊芯6-藥皮7-熔滴8-焊件目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的光控面罩(圖2-16)，在弧光產(chǎn)生的瞬間自動(dòng)變暗,在弧光熄滅的瞬間自動(dòng)變亮，非常便于焊工的操作。目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的光控面罩(圖2-16)，在弧光產(chǎn)生的瞬間自動(dòng)變暗,在弧光熄滅的瞬間自動(dòng)變亮，非常便于焊工的操作。對(duì)弧焊電源外特性的要求面罩正面開有長(zhǎng)方形孔，內(nèi)嵌白玻璃和黑玻璃。不銹鋼焊條型號(hào)

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T983—1995《不銹鋼焊條》規(guī)定，不銹鋼焊條型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置和電流種類來(lái)劃分的。短劃“-”后面的兩位數(shù)字表示焊條藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類，見表2-4。側(cè)繞組間漏磁獲得陡降外特性的。3-上升外特性4-電弧靜特性圖2-20焊條管理程序控制簡(jiǎn)圖2.焊條的管理

焊條(包括其他焊接材料)的管理包括驗(yàn)收、烘干、保管、領(lǐng)用等方面，其控制程序圖如圖2-20所示。57電弧過長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)下列幾種不良現(xiàn)象：

1)電弧燃燒不穩(wěn)定，易擺動(dòng)(1)焊條的驗(yàn)收對(duì)于制造鍋爐、壓力容器等重要焊件的焊條，焊前必須進(jìn)行焊條的驗(yàn)收，也稱復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)前要對(duì)焊條的質(zhì)量證明書進(jìn)行審查，正確、齊全、符合要求者方可復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)每批焊條編個(gè)“復(fù)驗(yàn)編號(hào)”按照其標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件進(jìn)行外觀、理化試驗(yàn)等檢驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)合格后，焊條方可入一級(jí)庫(kù)，否則應(yīng)退貨或降級(jí)使用。

為防止焊條在使用過程中混用、錯(cuò)用，也便于為萬(wàn)一出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問題分析找出原因，焊條的“復(fù)驗(yàn)編號(hào)”不但要登記在一級(jí)庫(kù)、二級(jí)庫(kù)臺(tái)帳上，而且在烘烤記錄單、發(fā)放領(lǐng)料單上，甚至焊接施工卡上也要登記，從而保證焊條使用時(shí)的追蹤性。

58(1)焊條的驗(yàn)收58(2)焊條保管、領(lǐng)用、發(fā)放焊條實(shí)行三級(jí)管理：一級(jí)庫(kù)管理、二級(jí)庫(kù)管理、焊工焊接時(shí)管理。一、二級(jí)庫(kù)內(nèi)的焊條要按其型號(hào)牌號(hào)、規(guī)格分門別類堆放，放在離地面、離墻面300mm以上的木架上。一級(jí)庫(kù)內(nèi)應(yīng)配有空調(diào)設(shè)備和去濕機(jī)，保證室溫在5～25℃之間，相對(duì)濕度低于60%。

二級(jí)庫(kù)應(yīng)有焊條烘烤設(shè)備，焊工施焊焊條要放入保溫筒內(nèi)，隨取隨用。

焊條領(lǐng)用發(fā)放要建立嚴(yán)格的限額領(lǐng)料制度，“焊接材料領(lǐng)料單”應(yīng)由焊工填寫，二級(jí)庫(kù)保管人員憑焊接工藝要求和焊材領(lǐng)料單發(fā)放，并審核其型號(hào)牌號(hào)、規(guī)格是否相符，同時(shí)還要按發(fā)放焊條根數(shù)收回焊條頭。

59(2)焊條保管、領(lǐng)用、發(fā)放59

(3)焊條烘干一般酸性焊條烘干溫度為75～150℃，時(shí)間1～2h；堿性焊條在空氣中極易吸潮且藥皮中沒有有機(jī)物，因此烘干溫度較酸性焊條高些，一般為350～400℃，保溫1～2h。焊條累計(jì)烘干次數(shù)一般不宜超過三次。注意溫度、時(shí)間配合問題，烘干溫度和時(shí)間相比，溫度較為重要，如果烘干溫度過低，即使延長(zhǎng)烘干時(shí)間其烘烤效果也不佳。60(3)焊條烘干60

第四節(jié)焊條電弧焊工藝

一、焊條電弧焊工藝參數(shù)

焊接工藝參數(shù)，是指焊接時(shí)為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量(例如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度等)的總稱。

焊條電弧焊的工藝參數(shù)主要包括：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)等。61第四節(jié)焊條電弧焊工藝

61表2-14焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系(單位：mm)1.焊條直徑(1)焊件的厚度厚度較大的焊件應(yīng)選用直徑較大的焊條；反之，薄焊件的焊接，則應(yīng)選用小直徑的焊條。焊條直徑與焊件厚度之間關(guān)系，見表2-14。

62表2-14焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系(單位：mm)1.焊條直(2)焊縫位置板厚相同的條件下焊接平焊縫用的焊條直徑應(yīng)比其他位置大一些，立焊最大不超過5mm，而仰焊、橫焊最大直徑不超過4mm。。

(3)焊接層次多層焊的第一層焊道，應(yīng)采用直徑較小的焊條進(jìn)行焊接，以后各層可以根據(jù)焊件厚度，選用較大直徑的焊條。(4)接頭形式搭接接頭、T形接頭因不存在全焊透問題，所以應(yīng)選用較大的焊條直徑以提高生產(chǎn)率。63(2)焊縫位置(4)接頭形式632.電源種類和極性

(1)電源種類交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差。直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定，飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重。低氫鈉型焊條必須采用直流電源。小電流焊接薄板時(shí)，也常用直流電源。

(2)極性極性是指在直流電弧焊或電弧切割時(shí)，焊件的極性。有正接和反接兩種。正接就是焊件接電源正極、電極接電源負(fù)極的接線法，正接也稱正極性；反接就是焊件接電源負(fù)極，電極接電源正極的接線法，反接也稱反極性，如圖2-21所示。642.電源種類和極性

(1)電源種類64圖2-21直流電弧焊正接與反接法a)直流電弧焊的正接b)直流電弧焊的反接

1—焊接電源2—焊縫金屬3—焊條4—焊鉗5—焊件6—地線夾頭65圖2-21直流電弧焊正接與反接法65

極性的選用，主要應(yīng)根據(jù)焊條的性質(zhì)和焊件所需的熱量來(lái)決定。焊條電弧焊，使用酸性焊條(如E4303等)焊接厚鋼板時(shí)，采用直流正接，可獲得較大的熔深；焊接薄鋼板時(shí)，則采用直流反接，可防止燒穿。

焊接重要結(jié)構(gòu)，使用堿性低氫鈉型焊條(如E5015等)時(shí)，無(wú)論焊接厚板或薄板，均應(yīng)采用直流反接，因?yàn)檫@樣可以減少飛濺和氣孔，并使電弧穩(wěn)定燃燒。66極性的選用，主要應(yīng)根據(jù)焊條的性質(zhì)和焊件所需的熱量

3.焊接電流

焊接時(shí)，流經(jīng)焊接回路的電流稱為焊接電流，焊接電流的大小直接影響著焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率。

焊接時(shí)決定電流的因素很多，如焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和層數(shù)等。但主要是焊條直徑、焊縫位置、焊條類型、焊接層次。

673.焊接電流

焊接時(shí)，流經(jīng)焊接回路的電流稱為焊接電流(

1)焊條直徑焊條直徑越大，熔化焊條所需要的電弧熱量越多，焊接電流也越大。一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)選擇。式中Ih——焊接電流，單位為A；

d——焊條直徑，單位為mm。(2)焊縫位置焊接平焊縫可以選擇較大的電流進(jìn)行焊接。通常立焊、橫焊的焊接電流比平焊的焊接電流小10%～15%，仰焊的焊接電流比平焊的焊接電流小15%～20%。

68(1)焊條直徑式中Ih——焊接電流，單位為(3)焊條類型堿性焊條使用的焊接電流應(yīng)比酸性焊條小10%～15%，否則焊縫中易形成氣孔。不銹鋼焊條使用的焊接電流比碳鋼焊條小15%～20%。

(4)焊接層次焊接打底層時(shí)，特別是單面焊雙面成形時(shí)，為保證背面焊縫質(zhì)量，常使用較小的焊接電流；焊接填充層時(shí)為提高效率，保證熔合良好，常使用較大的焊接電流；焊接蓋面層時(shí)，為防止咬邊和保證焊縫成形，使用的焊接電流應(yīng)比填充層稍小些。69(3)焊條類型69在實(shí)際生產(chǎn)中，焊工一般可根據(jù)焊接電流的經(jīng)驗(yàn)公式或表2-15先選出一個(gè)大概的焊接電流，然后在鋼板上進(jìn)行試焊調(diào)整，直至確定合適的焊接電流。在試焊過程中，可根據(jù)下述幾點(diǎn)來(lái)判斷選擇的電流是否合適：表2-15各種焊條直徑使用的電流參考值70在實(shí)際生產(chǎn)中，焊工一般可根據(jù)焊接電流的經(jīng)驗(yàn)公式或表21)看飛濺電流過大時(shí)，電弧吹力大，可看到較大顆粒的鐵水向熔池外飛濺，焊接時(shí)爆裂聲大；電流過小時(shí)，電弧吹力小，熔渣和鐵水不易分清。

2)看焊縫成形電流過大時(shí)，熔深大、焊縫余高低、兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊；電流過小時(shí)，焊縫窄而高、熔深淺、且母材兩側(cè)與母材金屬熔合不好；電流適中時(shí)，焊縫兩側(cè)與母材金屬熔合得很好，呈圓滑過渡。

3)看焊條熔化狀況電流過大時(shí)，當(dāng)焊條熔化了大半根時(shí)，其余部分均已發(fā)紅；電流過小時(shí)，電弧燃燒不穩(wěn)定，焊條容易粘在焊件上。711)看飛濺電流過大時(shí)，電弧吹力大，可看到較大顆粒的鐵4.電弧電壓

焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定。電弧長(zhǎng)，電弧電壓高。焊接時(shí)電弧電壓由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握。電弧過長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)下列幾種不良現(xiàn)象：

1)電弧燃燒不穩(wěn)定，易擺動(dòng)，電弧熱能分散，飛濺增多，造成金屬和電能的浪費(fèi)。

2)焊縫厚度小，容易產(chǎn)生咬邊、未焊透、焊縫表面高低不平、焊波不均勻等缺陷。

3)對(duì)熔化金屬的保護(hù)差，使焊縫產(chǎn)生氣孔的可能性增加，焊縫金屬的力學(xué)性能降低。

注意：焊接時(shí)應(yīng)力求使用短弧焊接，所謂短弧一般認(rèn)為是焊條直徑的0.5～1.0倍。立、仰焊時(shí)弧長(zhǎng)應(yīng)比平焊時(shí)短些。堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長(zhǎng)短些。724.電弧電壓

焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定。電弧5.焊接速度

單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長(zhǎng)度稱為焊接速度。焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不燒穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和高度符合圖樣設(shè)計(jì)要求。

6.焊接層數(shù)

在中厚板焊接時(shí)，一般要開坡口并采用多層多道焊。低碳鋼和強(qiáng)度等級(jí)低的普低鋼，每道焊縫厚度不宜過大，否則對(duì)焊縫金屬的塑性不利。同樣每層焊道厚度不宜過小，過小時(shí)焊接層數(shù)增多不利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，每層厚度約等于焊條直徑的0.8～1.2倍時(shí)，生產(chǎn)率較高，并且比較容易保證質(zhì)量和便于操作。735.焊接速度

單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長(zhǎng)度稱為焊接速度。焊接速度二、焊條電弧焊工藝措施

1.預(yù)熱

焊接開始前，對(duì)焊件的全部(或局部)進(jìn)行加熱的工藝措施稱預(yù)熱，按照焊接工藝的規(guī)定預(yù)熱需要達(dá)到的溫度叫預(yù)熱溫度。

(1)預(yù)熱的作用預(yù)熱主要作用是降低焊后冷卻速度，減小淬硬程度，防止產(chǎn)生焊接裂紋，減小焊接應(yīng)力與變形。

對(duì)于剛性不大的低碳鋼、強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金鋼的一般結(jié)構(gòu)一般不必預(yù)熱，但焊接有淬硬傾向的焊接性不好的鋼材或剛性大的結(jié)構(gòu)時(shí)，需焊前預(yù)熱。

焊接鉻鎳奧氏體不銹鋼時(shí)，不可進(jìn)行預(yù)熱。74二、焊條電弧焊工藝措施

1.預(yù)熱

焊接開始前，對(duì)焊件的全部((2)預(yù)熱溫度的選擇預(yù)熱溫度的選擇，應(yīng)根據(jù)鋼材的成分、厚度、結(jié)構(gòu)的剛性、接頭型式、焊接材料、焊接方法及環(huán)境因素等綜合考慮，并通過焊接性試驗(yàn)來(lái)確定。一般鋼材的含碳量越多、合金元素越多、母材越厚、結(jié)構(gòu)剛性越大、環(huán)境溫度越低，則預(yù)熱溫度越高。

多層多道焊時(shí)，還要注意道間溫度(也稱層間溫度)。所謂道間溫度就是在施焊后繼續(xù)焊之前，其相鄰焊道應(yīng)保持的溫度。道間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。

(3)預(yù)熱方法預(yù)熱時(shí)的加熱范圍，對(duì)于對(duì)接接頭每側(cè)加熱寬度不得小于板厚的5倍，一般在坡口兩側(cè)各75～100mm范圍內(nèi)應(yīng)保持一個(gè)均熱區(qū)域。預(yù)熱的方法有火焰加熱，工頻感應(yīng)加熱、紅外線加熱等方法。75(2)預(yù)熱溫度的選擇752.后熱

焊接后立即對(duì)焊件的全部(或局部)進(jìn)行加熱或保溫，使其緩冷的工藝措施叫后熱，它不等于焊后熱處理。

后熱的作用是避免形成淬硬組織，使氫逸出焊縫表面，防止裂紋產(chǎn)生。對(duì)于冷裂紋傾向大的低合金高強(qiáng)度鋼等材料，還有一種專門的后熱處理，稱為消氫處理，即在焊后立即將焊件加熱到250～350℃溫度范圍，保溫2～6h后空冷。消氫處理的目的，主要是使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫加速逸出，大大降低焊縫和熱影響區(qū)的氫含量，防止產(chǎn)生冷裂紋。

后熱的加熱方法、加熱區(qū)寬度、測(cè)溫部位等要求與預(yù)熱相同。762.后熱

焊接后立即對(duì)焊件的全部(或局部)進(jìn)行加熱或保溫，使弧焊逆變器的優(yōu)點(diǎn)是高效節(jié)能，效率可達(dá)80%～90%；2)焊前須對(duì)工件預(yù)熱和焊后緩冷。(2)直流弧焊電源直流弧焊電源有直流弧焊發(fā)電機(jī)和弧焊整流器兩種。(1)焊條保溫筒焊條保溫筒如圖2-17所示。直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定，飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重。焊條電弧焊的工藝參數(shù)主要包括：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)等。碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)是焊條的代號(hào)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5117—1995《碳鋼焊條》和GB/T5118—1995《低合金鋼焊條》規(guī)定，碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置和電流種類來(lái)劃分的。但堆焊特殊金屬表面時(shí)，應(yīng)選用專用焊條，以適應(yīng)焊件的工作需要。外特性曲線才與其有交點(diǎn)，如圖2-3中焊條的選用原則

1)低碳鋼、中碳鋼及低合金鋼按焊件的抗拉強(qiáng)度來(lái)選用相應(yīng)強(qiáng)度的焊條，使熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度與焊件的抗拉強(qiáng)度相等或相近，該原則稱為“等強(qiáng)原則”。硅弧焊整流器曾一度是直流弧焊發(fā)電機(jī)的替代產(chǎn)品之一，現(xiàn)有被晶閘管式弧焊整流器、弧焊逆變器替代的趨勢(shì)，其型號(hào)有ZXG—160、ZXG—400等。焊條電弧堆焊的特點(diǎn)是方便靈活、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低，勞動(dòng)條件差，只適于小批量的中小型零件的堆焊。3)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間及它們之間的異種鋼焊接，一般根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材，按焊縫與母材抗拉強(qiáng)度相等或相近的原則選用相應(yīng)的焊條。若還有附加化學(xué)成分時(shí)，附加化學(xué)成分直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開。圖2-2焊條電弧焊操作及原理酸性焊條的工藝性能要優(yōu)于堿性焊條。2)對(duì)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。一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)選擇。4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊第二條焊道時(shí)，必須熔化第一條焊道寬度的1/3～1/2，如圖2-22所示。2)看焊縫成形電流過大時(shí)，熔深大、焊縫余高低、兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊；3.焊后熱處理

焊后為改善焊接接頭的組織和性能或消除殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理，叫焊后熱處理。

焊后熱處理的主要作用是消除焊接殘余應(yīng)力，軟化淬硬部位，改善焊縫和熱影響區(qū)的組織和性能，提高接頭的塑性和韌性，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的尺寸。

焊后熱處理有整體熱處理和局部熱處理兩種，最常用的焊后熱處理是在600～650℃范圍內(nèi)的消除應(yīng)力退火和低于Ac1點(diǎn)溫度的高溫回火。另外還有為改善鉻鎳奧氏體不銹鋼抗腐蝕性能的均勻化處理等。77弧焊逆變器的優(yōu)點(diǎn)是高效節(jié)能，效率可達(dá)80%～90%；3.焊后三、焊條電弧堆焊工藝

1.堆焊及其特點(diǎn)

堆焊是用焊接的方法將具有一定性能的材料堆敷在焊件表面上的一種工藝過程，其目的不是為了連接焊件。目的有二：一是在焊件表面獲得耐磨、耐熱、耐蝕等特殊性能的熔敷金屬層，二是為了恢復(fù)磨損或增加焊件的尺寸。

焊條電弧堆焊的特點(diǎn)是方便靈活、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低，勞動(dòng)條件差，只適于小批量的中小型零件的堆焊。78三、焊條電弧堆焊工藝

1.堆焊及其特點(diǎn)

堆焊是用焊接的方法將2.堆焊工藝特點(diǎn)

堆焊最易出現(xiàn)的問題就是焊接裂紋，同時(shí)還易產(chǎn)生焊接變形，所以堆焊有以下工藝特點(diǎn)：

1)堆焊前，必須清除盡堆焊表面的雜物、油脂等。

2)焊前須對(duì)工件預(yù)熱和焊后緩冷。預(yù)熱溫度一般為100～300℃。鉻鎳奧氏體不銹鋼，不可預(yù)熱。

3)堆焊時(shí)必須根據(jù)不同要求選用不同的焊條。修補(bǔ)堆焊所用的焊條成分一般和焊件金屬相同。但堆焊特殊金屬表面時(shí)，應(yīng)選用專用焊條，以適應(yīng)焊件的工作需要。792.堆焊工藝特點(diǎn)

堆焊最易出現(xiàn)的問題就是焊接裂紋，同時(shí)還易產(chǎn)圖2-22堆焊時(shí)焊縫的連接4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊第二條焊道時(shí)，必須熔化第一條焊道寬度的1/3～1/2，如圖2-22所示。

80圖2-22堆焊時(shí)焊縫的連接4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊圖2-23各堆焊層的排列方向5)多層堆焊時(shí)，第二層焊道的堆焊方向應(yīng)與第一層互相成90°。堆焊層的排列方向如圖2-23所示，堆焊順序如圖2-24所示。81圖2-23各堆焊層的排列方向5)多層堆焊時(shí)，第二層焊道的堆圖2-24堆焊順序82圖2-24堆焊順序82圖2-25軸的堆焊順序a)縱向?qū)ΨQ堆焊b)橫向螺旋形堆焊6)軸堆焊時(shí)，可采用縱向?qū)ΨQ堆焊和橫向螺旋形堆焊兩種方法，如圖2-25所示。83圖2-25軸的堆焊順序6)軸堆焊時(shí)，可采用縱向?qū)ΨQ堆焊和橫7)堆焊時(shí)，為了增加堆焊層的厚度，減少清渣工作，提高生產(chǎn)效率，通常將焊件的堆焊面放成垂直位置，用橫焊方法進(jìn)行堆焊，或?qū)⒑讣懦蓛A斜位置用上坡焊堆焊。同時(shí)留3～5mm的加工余量，以滿足堆焊后焊件表面機(jī)械加工的要求。垂直位置堆焊如圖2-26所示。847)堆焊時(shí)，為了增加堆焊層的厚度，減少清渣工作，提高生產(chǎn)效率8)堆焊時(shí)，盡量選用低電壓、小電流焊接，以降低熔深、減小母材稀釋率和電弧對(duì)合金元素的燒損。堆焊焊條的直徑、堆焊層數(shù)和堆焊電流一般都由所需堆焊層厚度確定。858)堆焊時(shí)，盡量選用低電壓、小電流焊接，以降低熔深、減小母材2.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)(1)弧焊電源的型號(hào)根據(jù)GB10249—1988《電焊機(jī)型號(hào)編制辦法》，弧焊電源型號(hào)采用漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序如圖2-5所示，型號(hào)中的1、2、3、6各項(xiàng)用漢語(yǔ)拼音字母表示；4、5、7各項(xiàng)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；3、4、6、7項(xiàng)如不用時(shí)，其他各項(xiàng)緊排。

圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序862.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排焊接電流的調(diào)節(jié)有兩種方法，即粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)。粗調(diào)節(jié)是通過改變一、二次側(cè)繞組的接線方法(接法Ⅰ或接法Ⅱ)，即通過改變一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)接成接法Ⅰ時(shí)，空載電壓為75V，焊接電流調(diào)節(jié)范圍為40～125A；當(dāng)接成接法Ⅱ時(shí)，空載電壓為60V，焊接電流調(diào)節(jié)范圍為115～400A。細(xì)調(diào)節(jié)是通過手柄來(lái)改變一、二次側(cè)繞組的距離進(jìn)行，一、二次側(cè)繞組距離越大，漏磁增加，焊接電流就減??；反之，焊接電流增大。87焊接電流的調(diào)節(jié)有兩種方法，即粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)。粗圖2-16光控面罩目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的光控面罩(圖2-16)，在弧光產(chǎn)生的瞬間自動(dòng)變暗,在弧光熄滅的瞬間自動(dòng)變亮，非常便于焊工的操作。

88圖2-16光控面罩目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的表2-11常用碳鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表4.焊條型號(hào)與牌號(hào)的對(duì)照

1)常用碳鋼焊條的型號(hào)與牌號(hào)的對(duì)照見表2-11。89表2-11常用碳鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表4.焊條型號(hào)與牌號(hào)的3)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間及它們之間的異種鋼焊接，一般根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材，按焊縫與母材抗拉強(qiáng)度相等或相近的原則選用相應(yīng)的焊條。如焊接Q235—A與Q345異種鋼時(shí),應(yīng)選用抗拉強(qiáng)度為420MPa左右的E4303(結(jié)422)、E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)焊條焊接。

4)重要焊縫要選用堿性焊條。所謂重要焊縫就是受壓元件(如鍋爐、壓力容器)的焊縫，承受振動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊縫，對(duì)強(qiáng)度、塑性、韌性要求較高的焊縫，焊件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)剛度大的焊縫等，對(duì)于這些焊縫要選用力學(xué)性能好、抗裂性能強(qiáng)的堿性焊條。如焊接壓力容器用鋼20R、鍋爐用鋼20g時(shí)，則須選用同強(qiáng)度的堿性焊條E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)。

5)在滿足性能前提下盡量選用酸性焊條。酸性焊條的工藝性能要優(yōu)于堿性焊條?？傊谒嵝院笚l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。903)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間及(2)焊縫位置板厚相同的條件下焊接平焊縫用的焊條直徑應(yīng)比其他位置大一些，立焊最大不超過5mm，而仰焊、橫焊最大直徑不超過4mm。。

(3)焊接層次多層焊的第一層焊道，應(yīng)采用直徑較小的焊條進(jìn)行焊接，以后各層可以根據(jù)焊件厚度，選用較大直徑的焊條。(4)接頭形式搭接接頭、T形接頭因不存在全焊透問題，所以應(yīng)選用較大的焊條直徑以提高生產(chǎn)率。91(2)焊縫位置(4)接頭形式91圖2-22堆焊時(shí)焊縫的連接4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊第二條焊道時(shí)，必須熔化第一條焊道寬度的1/3～1/2，如圖2-22所示。

92圖2-22堆焊時(shí)焊縫的連接4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊8)堆焊時(shí)，盡量選用低電壓、小電流焊接，以降低熔深、減小母材稀釋率和電弧對(duì)合金元素的燒損。堆焊焊條的直徑、堆焊層數(shù)和堆焊電流一般都由所需堆焊層厚度確定。938)堆焊時(shí)，盡量選用低電壓、小電流焊接，以降低熔深、減小母材一、焊條電弧焊的原理焊接時(shí)，將焊條與焊件接觸短路后立即提起焊條，引燃電弧。電弧的高溫將焊條與焊件局部熔化，融化了的焊芯以熔滴的形式過渡到局部熔化的焊件表面，并與其融合在一起形成熔池。焊條藥皮在熔化過程中產(chǎn)生一定量的氣體和液態(tài)熔渣，產(chǎn)生的氣體充滿在電弧和熔池周圍，起隔絕大氣保護(hù)液體金屬的作用。液態(tài)熔渣密度小，在熔池中不斷上浮，覆蓋在液體金屬上面，也起著保護(hù)液體金屬的作用。同時(shí)，藥皮熔化產(chǎn)生的氣體、熔渣與融化了的焊芯、焊件發(fā)生一系列冶金反應(yīng)，保證了所形成焊縫的性能。隨著電弧沿焊接方向不斷移動(dòng)，熔池中的液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶，形成焊縫。94一、焊條電弧焊的原理1圖2-2焊條電弧焊操作及原理1-焊縫2-熔渣3-熔池4-保護(hù)氣體5-焊芯6-藥皮7-熔滴8-焊件焊條電弧焊的操作及原理如圖2-2所示。95圖2-2焊條電弧焊操作及原理焊條電弧焊的操作及原理如圖2-二、焊條電弧焊特點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)(1)工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)于不同的焊接位置、接頭形式，焊件厚度及焊縫，只要焊條所能達(dá)到的位置，均能進(jìn)行方便的焊接。

(2)應(yīng)用范圍廣。焊條電弧焊的焊條能夠與大多數(shù)焊件金屬性能相匹配，因而，接頭的性能可以達(dá)到被焊金屬的性能。

(3)易于分散焊接應(yīng)力和控制焊接變形由于焊接是局部的不均勻加熱，所以焊件在焊接過程中都存在著焊接應(yīng)力和變形。

(4)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低。焊條電弧焊使用的交流焊機(jī)和直流焊機(jī)，其結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)也較方便，設(shè)備輕便而且易于移動(dòng)，焊接中不需要輔助氣體保護(hù)，并具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力，故投資少，成本相對(duì)較低。96二、焊條電弧焊特點(diǎn)32、缺點(diǎn)(1)焊接生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于焊條的長(zhǎng)度是一定的，因此每焊完一根焊條后必須停止焊接，更換新的焊條，而且每焊完一道后要求清渣，焊接過程不能連續(xù)地進(jìn)行，所以生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

(2)焊縫質(zhì)量依賴性強(qiáng)。由于采用手工操作，焊縫質(zhì)量主要靠焊工的操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)保證，所以，焊縫質(zhì)量在很大程度上依賴于焊工的操作技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮，甚至焊工的精神狀態(tài)也會(huì)影響焊縫質(zhì)量，且不適合活潑金屬、難熔金屬及薄板的焊接。972、缺點(diǎn)4

第二節(jié)焊條電弧焊設(shè)備及工具

焊條電弧焊的設(shè)備和工具有：弧焊電源、焊鉗、面罩、焊條保溫筒，此外還有敲渣錘、鋼絲刷等手工及焊縫檢驗(yàn)尺等輔助器具。

最重要的設(shè)備是弧焊電源，即通常所說(shuō)的電焊機(jī)，為了區(qū)別其他電源，故稱弧焊電源。

焊條電弧焊的弧焊電源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。

985圖2-3弧焊電源外特性與電弧靜特性的關(guān)系1-下降外特性2-平外特性3-上升外特性4-電弧靜特性1.對(duì)弧焊電源外特性的要求在其它參數(shù)不變的情況下，弧焊電源輸出電壓與之間的關(guān)系，稱為弧焊電源的外特性?；『鸽娫吹耐馓匦钥捎们€來(lái)表示，稱為弧焊電源的外特性曲線，如圖2-3所示?；『鸽娫吹耐馓匦曰旧嫌邢陆低馓匦?、平外特、上升外特性三種類型。由于焊條電弧焊電弧靜特性曲線的工作段在平特性區(qū)，所以只有下降外特性曲線才與其有交點(diǎn)，如圖2-3中的A點(diǎn)。因此，下降外特性曲線電源能滿足焊條電弧焊的要求。一、對(duì)弧焊電源的要求99圖2-3弧焊電源外特性與1.對(duì)弧焊電源外特性的要求一、圖2-4不同下降度外特性曲線對(duì)焊接電流的影響1-陡降外特性曲線2-緩將外特性曲線圖2-4為兩種下降度不同的下降外特性曲線對(duì)焊接電流的影響情況，從圖2-4中可以看出，當(dāng)弧長(zhǎng)變化相同時(shí)，陡降外特性曲線1引起的電流偏差ΔⅠ1明顯小于緩降外特性曲線2引起的電流偏差ΔΙ2，有利于焊接參數(shù)穩(wěn)定。因此，焊條電弧焊應(yīng)采用陡降外特性電源。100圖2-4不同下降度外特性曲線圖2-4為兩種下降度不同的下降

2.對(duì)弧焊電源空載電壓的要求弧焊電源接通電網(wǎng)而焊接回路為開路時(shí)，弧焊電源輸出端電壓稱為空載電壓。為便于引弧，需要較高的空載電壓，但空載電壓過高，對(duì)焊工人身安全不利，制造成本也較高。一般交流弧焊電源空載電壓為55～70V，直流弧焊電源空載電壓為45～85V。3.對(duì)弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電流的要求

弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電流是弧焊電源所能穩(wěn)定提供的最大電流，即輸出端短路時(shí)的電流。穩(wěn)態(tài)短路電流太大，焊條過熱，易引起藥皮脫落，并增加熔滴過渡時(shí)的飛濺；穩(wěn)態(tài)短路電流太小，則會(huì)使引弧和焊條熔滴過渡困難。因此，對(duì)于下降外特性的弧焊電源，一般要求穩(wěn)態(tài)短路電流為焊接電流的1.25～2.0倍。101

2.對(duì)弧焊電源空載電壓的要求弧焊電源接通電網(wǎng)而焊接

4.對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求

在焊接中，根據(jù)焊接材料的性質(zhì)、厚度、焊接接頭的形式、位置及焊條直徑等不同，需要選擇不同的焊接電流，這就要求弧焊電源能在一定范圍內(nèi)，對(duì)焊接電流作均勻、靈活的調(diào)節(jié)，以便于保證焊接接頭的質(zhì)量。焊條電弧焊焊接電流的調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)電源外特性。5.對(duì)弧焊電源動(dòng)特性的要求

弧焊電源的動(dòng)特性，是指弧焊電源對(duì)焊接電弧的動(dòng)態(tài)負(fù)載所輸出的電流、電壓對(duì)時(shí)間的關(guān)系，它表示弧焊電源對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載瞬間變化的反應(yīng)能力。動(dòng)特性合適時(shí)，引弧容易、電弧穩(wěn)定、飛濺小，焊縫成形良好。弧焊電源動(dòng)特性是衡量弧焊電源質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。102

4.對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求

在焊接中，二、弧焊電源的分類及型號(hào)1.弧焊電源的分類及特點(diǎn)(1)交流弧焊電源交流弧焊電源一般也稱為弧焊變壓器，是一種最簡(jiǎn)單和常用的弧焊電源，作用是把網(wǎng)路電壓的交流電變成適宜于焊條電弧焊的低壓交流電。

(2)直流弧焊電源直流弧焊電源有直流弧焊發(fā)電機(jī)和弧焊整流器兩種。

(3)弧焊逆變器弧焊逆變器是把單相或三相交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f(wàn)赫茲的中頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電。103二、弧焊電源的分類及型號(hào)102.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)(1)弧焊電源的型號(hào)根據(jù)GB10249—1988《電焊機(jī)型號(hào)編制辦法》，弧焊電源型號(hào)采用漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序如圖2-5所示，型號(hào)中的1、2、3、6各項(xiàng)用漢語(yǔ)拼音字母表示；4、5、7各項(xiàng)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；3、4、6、7項(xiàng)如不用時(shí)，其他各項(xiàng)緊排。

圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序1042.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排1)第一項(xiàng)，大類名稱：B表示弧焊變壓器；Z表示弧焊整流器；A表示弧焊發(fā)電機(jī)。

2)第二項(xiàng)，小類名稱：X表示下降特性；P表示平特性；D表示多特性。

3)第三項(xiàng)，附注特征：如G表示硅整流器。

4)第四項(xiàng)，系列序號(hào)：區(qū)別同小類的各系列和品種。

5)第五項(xiàng)，基本規(guī)格：表示額定焊接電流。例如：

BX3—300：動(dòng)圈系列的弧焊變壓器，具有下降外特性，額定焊接電流為300A。

ZX5—400：晶閘管系列弧焊整流器，具有下降外特性，額定焊接電流為400A。1051)第一項(xiàng)，大類名稱：B表示弧焊變壓器；Z表示弧焊整流器；A

(2)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)焊機(jī)除了有規(guī)定的型號(hào)外，在其外殼均標(biāo)有銘牌，銘牌標(biāo)明了主要技術(shù)參數(shù)，如負(fù)載持續(xù)率等，可供安裝、使用、維護(hù)等工作參考。以BX1—315—2型動(dòng)鐵式弧焊變壓器(圖2-6所示)為例，來(lái)認(rèn)識(shí)這臺(tái)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)。

弧焊電源接入單相電網(wǎng)，銘牌上的一次電壓是工廠動(dòng)力電(一般為220V或380V)電壓，頻率50Hz，弧焊電源將其降壓至既保證電弧容易引燃，又便于焊工安全操作的低電壓，即二次輸出電壓(也稱空載電壓)，我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：弧焊整流器空載電壓一般在90V以下；弧焊變壓器空載電壓一般在80V以下。

106(2)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)焊機(jī)除了有規(guī)定的型號(hào)外，圖2-6BX1—315—2型弧焊變壓器

a)動(dòng)鐵式弧焊變壓器外形b)弧焊變壓器銘牌107圖2-6BX1—315—2型弧焊變壓器

負(fù)載持續(xù)率就是指弧焊電源負(fù)載時(shí)間在這個(gè)工作周期的時(shí)間內(nèi)所占的百分率。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于焊接電流在500A以下的弧焊電源，選定5min為一個(gè)工作周期時(shí)間計(jì)算負(fù)載持續(xù)率。用公式表示：銘牌上的表格內(nèi)規(guī)定了在一定的負(fù)載持續(xù)率下允許使用的焊接電流，以保證不會(huì)因焊接電流過大，使弧焊電源升溫過高將弧焊電源燒毀。其含義是當(dāng)負(fù)載持續(xù)率是60％時(shí)，許用的最大焊接電流為315A；若負(fù)載持續(xù)率為100％時(shí)，許用焊接電流僅220A；而負(fù)載持續(xù)率為35％時(shí)，許用焊接電流可達(dá)360A。也就是說(shuō)，雖然BX1—315型弧焊電