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1、焊条电弧焊操作技能,焊工教师 陈信,陈信,2023/1/10,2,焊条电弧焊操作技能,第六章 焊条电弧焊基础操作 第一节 焊条电弧焊的原理和特点 第二节 焊条电弧焊的基本操作 第三节 焊接参数对焊缝质量的影响 第四节 常见焊接缺陷的产生及防止方法,陈信,2023/1/10,3,焊条电弧焊的原理,焊条与工件接触后迅速拉开，在焊条端部和焊件之间产生电弧，利用电弧热加热工件熔化焊条，使填充材料和焊接材料充分熔合，冷却后形成焊缝，实现永久连接。,陈信,2023/1/10,4,焊条电弧焊的特点,焊条电弧焊是用手工操作焊条进行的电弧焊方法。特点：设备简单，操作方便、灵活，可达性好。适用于各种条件下的焊接，
2、特别适用于结构形状复杂，焊缝短小，弯曲或各种空间位置焊缝的焊接。范围：,不锈钢,铜及铜合金,铝及铝合金,低碳钢,低合金钢,陈信,2023/1/10,5,焊条电弧焊基本操作,焊条电弧焊基本操作技术包括：引弧、运条、起头、收尾和焊缝接头的方法。,陈信,2023/1/10,6,引弧,焊条电弧焊开始焊接时，先使焊条端部与焊件短路，再拉开焊条引然焊接电弧的过程叫引弧。引弧的方法有直击法和划擦法两种。引弧时，手腕动作必须灵活准确，选择好引弧的起始点位置。发生粘条现象应左右摇晃几下，如不能拖开，应将焊钳放松，断开焊接回路，焊条稍冷后再拆下。,陈信,2023/1/10,7,引弧,直击法适用酸性焊条操作时应掌握
3、好手腕的上下动作、时间和距离。直击不宜太重。,划擦法适用碱性焊条也适用酸性焊条划擦要轻，接触后离开，保持距离。,直击法,划擦法,陈信,2023/1/10,8,运条,焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作叫运条。基本动作包括:（1）沿焊条轴线的送进，（2）横向摆动，（3）沿焊缝轴线的纵向移动。,焊条沿轴线向熔池的送进，应使焊条熔化后继续保持电弧长度不变，防止因电弧长度增加导致断弧，或因电弧长度缩短导致发生短路。焊条的横向摆动应保证焊缝两侧熔合良好，摆动的宽度应控制在焊条直径的25倍，并力求摆动均匀一致，焊缝宽度整齐。焊条沿焊接方向的纵向移动即焊接速度，应保证足够的熔深，又不致烧穿，焊接速度太快，
4、容易产生未焊透未熔合或焊缝较窄；焊接速度太慢，会造成焊缝余高过高，焊缝过宽，较薄焊件时容易焊穿。,陈信,2023/1/10,9,运条,直线运条：没有焊条的横向摆动。运条示意图：适用范围：35mm厚度形坡口对接平焊；多层焊的第一层焊道；多层多道焊。,陈信,2023/1/10,10,运条,直线往返运条：没有横向摆动，只有前后往复。运条示意图：适用范围：薄板焊接，对接平焊间隙较大时。,陈信,2023/1/10,11,运条,锯齿形运条：沿焊缝方向锯齿形向前移动。运条示意图：适用范围：对接接头的平焊、立焊、横焊、仰焊。角接接头的立焊,特别注意：焊缝两侧适当停顿，以保证两侧良好熔合，避免咬边。,陈信,20
5、23/1/10,12,运条,月牙形运条：沿焊缝方向做月牙形摆动。运条示意图：适用范围：对接接头的平焊、立焊、横焊、仰焊。角接接头的立焊,陈信,2023/1/10,13,运条,三角形运条：沿焊缝方向做三角形摆动。运条示意图：,适用范围：斜三角形 对接接头V形坡口横焊；角接接头的仰焊。,适用范围：正三角形对接接头；角接接头的立焊。,陈信,2023/1/10,14,运条,圆圈形运条：沿焊缝方向圆圈形摆动。运条示意图：,适用范围：斜圆圈形 对接接头的横焊。角接接头的平焊仰焊。,适用范围：正圆圈形对接接头厚板平焊。,陈信,2023/1/10,15,运条,八字形运条：沿焊缝方向作八字形摆动。运条示意图：适
6、用范围：对接接头厚板的平焊。,陈信,2023/1/10,16,焊缝的起头,焊缝的起头是指：焊缝如何开始焊接。在焊缝起始端前1020毫米处引燃电弧，稍微拉长电弧向后移动，预热焊件，到起始端端部压低电弧，待焊件形成熔池后，向前运条。,1020,引弧点,要求：起头饱满两侧熔合良好。焊缝宽窄高低均匀一致。,陈信,2023/1/10,17,焊缝的收尾,焊缝的收尾是指：一条焊缝焊完如何收弧。常见的方法有：反复断弧法、重复圆圈法、回焊转移法。,适用薄板焊接，反复断弧，燃弧时间依次缩短，至弧坑填满。,适用厚板焊接，弧坑处重复划圆圈，逐圈缩小，至弧坑填满。,适用碱性焊条，收尾时，反向焊接1015毫米，逐渐提高电
7、弧并向一侧偏移，至熔池缩小。,陈信,2023/1/10,18,焊缝的接头,后焊焊缝与先焊焊缝的连接处称为焊缝的接头。焊缝接头应力求均匀，防止产生过高、脱节、宽窄不一致等缺陷。常用焊缝的接头有：中间接头法、头尾相接向背接头法、头头相接相向接头法、尾尾相接分段退焊接头法。尾头相接,1,陈信,2023/1/10,19,焊缝的接头,中间接头法：如图 后焊的焊缝从先焊的焊缝尾部开始焊接。要求：在弧坑前10毫米引弧，电弧长度稍长些，然后回移到弧坑，压低电弧梢作摆动，再 向前焊接。适用于：单层焊及多层焊的表面接头。打底焊接采用中间焊缝接头法时，也可以在弧坑后引弧，电弧移至弧坑处，压低电弧正常施焊。,1,2,
8、压低,陈信,2023/1/10,20,焊缝的接头,向背接头：如图是焊缝的两个起头相接。先焊焊缝的起头略低些，后焊的焊缝必须在前条焊缝始端前引弧，然后拉长电弧引向前条焊缝的始端，待覆盖前焊缝的端头并焊平后，再向焊接方向移动。,1,引弧,拉长回焊,停顿,陈信,2023/1/10,21,焊缝的接头,相向接头：尾尾接头 如图 是两条焊缝的尾部相接。当后焊的焊缝焊到先焊的焊缝的收弧处时，填满弧坑后在略向前焊一段，然后灭弧。,填满 弧坑,陈信,2023/1/10,22,焊缝的接头,退焊接头：尾头接头 如图后焊焊缝的尾部和先焊焊缝的头部想接。要求：后焊焊缝焊至先焊焊缝的头部时，改变焊条角度，并拉长电弧指向先
9、焊焊缝的头部，形成熔池后，再压低电弧，往回移动，返回到原来的熔池处收弧。,陈信,2023/1/10,23,焊缝的接头,接头技巧几点注意：焊缝接头连接的平整与否，与焊工的熟练程度有关，同时还和接头处温度高低有关，温度越高，接头越平整。因此，中间接头要求中断时间要短，更换焊条动作要快。除单层焊及多层焊的表面焊缝接头可不清理熔渣外，向背接头、相向接头及打底焊缝的接头在焊接前，必须先将需接头处的焊渣清理干净。必要时，为保证焊缝接头质量可使用砂轮将接头处打磨成斜坡，然后再进行焊接接头。,陈信,2023/1/10,24,焊接参数对焊缝质量的影响,焊缝的接头形式,对接接头,角接接头,搭接接头,陈信,2023
10、/1/10,25,1、焊缝的宽度 焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。单道焊缝截面中，两焊趾之间的距离叫 焊缝宽度。,焊缝的尺寸和形状,焊缝宽度,焊缝宽度,焊趾,焊趾,陈信,2023/1/10,26,2、余高 超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的高度叫余高。余高使焊缝的截面积增加，强度提高，但也使焊趾处产生应力集中。所以，余高既不能 低于母材，也不能太高。一般 为03毫米。,焊缝的尺寸和形状,余高,陈信,2023/1/10,27,3、熔深 焊缝截面上，母材熔化的深度叫熔深。当填充材料一定时，熔深的大小决定了焊缝的化学成分。,焊缝的尺寸和形状,陈信,2023/1/10,28,4、焊缝厚度 在焊缝截面
11、中,以焊缝正面到焊缝背面的距离叫焊缝厚度。,焊缝的尺寸和形状,陈信,2023/1/10,29,5、角焊缝的形状和尺寸,焊缝的尺寸和形状,陈信,2023/1/10,30,熔焊时，单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝熔深（H）之比，即=B/H称为焊缝成形系数。焊缝成形系数越小，则表示焊缝窄而深，焊缝中容易产生气孔、加渣和裂纹。所以焊缝成形系数应保持一定的数值。例：埋弧焊的焊缝成形系数要大于1.3。,焊缝成形系数,陈信,2023/1/10,31,焊接参数对焊缝质量的影响,焊接生产中，按焊接工艺的要求，对于不同的焊接方法，合理地选择焊接工艺参数，是获得良好的焊缝成形，合格的焊缝质量，提高焊接生产率的必
12、要保证。焊接参数的选择的原则：焊条直径根据焊件厚度，接头形式，焊接位置选择。焊接电流根据焊条直径，焊条类型，焊接位置，焊接层次。电弧电压电弧长短。焊接电流大，熔深大；电流太大，焊条发红药皮变质，易咬边，产生大弧坑，甚至烧穿；电流太小，焊不透，夹渣，不宜引弧。电弧电压取决于电弧长度，电弧越长，电弧电压越高，熔宽增加；电弧太长燃烧不稳，飞溅大，易咬边，产生气孔；电弧太短，易粘焊条。,陈信,2023/1/10,扈成林,32,焊接参数对焊缝质量的响,陈信,2023/1/10,33,焊接参数对焊缝质量的影响,陈信,2023/1/10,34,常见焊接缺陷的产生及防止方法,按缺陷在焊缝中的位置分两大类:外部
13、缺陷位于焊缝的外表面，用肉眼或低倍放 大镜可以看到。如：焊缝尺寸不符合 要求、咬边、表面气孔、表面裂纹、烧穿、焊瘤及弧坑。内部缺陷位于焊缝内部，用无损探伤或破坏性 试验才能发现。如：未焊透、内部气 孔、内部裂纹、及内部夹渣等。,陈信,焊缝尺寸不符合要求 焊缝外表形状高低不平，焊波宽窄不齐，尺寸过大或过小，角焊缝单边以及焊角尺寸不符合要求等。影响：不仅成形难看，而且直接影响接头质量。尺寸过小，降低强度；尺寸过大，浪费焊材、增大变形；余高过大，产生应力集中、减弱结构的工作性能；塌陷量过大，使接头强度降低。,产生原因：焊缝尺寸不符合要求产生的原因很多，但主要是1、焊缝坡口开得不当或装配间隙不均匀；2
14、、焊接电流过大或过小；3、焊接速度快慢不均或运条不正确，焊条角度太大或太小。防止措施：1、选择适当的坡口角度和装配间隙，可提高装配质量；2、正确选择焊接电流；3、合理选择焊接速度的快慢，正确掌握运条方法，选择合理 的焊条角度。并根据焊件装配间隙的变化，随时调整焊接 速度、焊条角度，以保证焊缝均匀，提高焊工的操作技能 和技巧。,缺陷的产生及防止,2023/1/10,35,陈信,缺陷的产生及防止,咬边 是由于电弧将焊件边缘熔化，没有得到熔化焊条的补充所留下的缺口叫咬边。深的咬边将削若焊接接头的强度，往往在咬边处产生应力集中，导致结构破坏。特别是焊接低合金高强度钢时，咬边的边缘被淬硬，常常是焊接裂纹
15、的发源地。因此，重要的结构焊接接头不允许有咬边缺陷存在，或规定限制咬边的缺陷在一定数值下，如不应超过0。5毫米，否则就应进行补焊。,2023/1/10,36,产生的原因主要是：焊接电流太大及运条速度不当及焊条角度不适等；在角焊时，经常是由于焊条角度或电弧长度不适当。在自动焊时，往往是由于焊接速度过快而产生的。防止措施选择适当的焊接电流，保持运条的均匀；角焊时，焊条要采用合适的角度和保持一定的电弧长度。,陈信,缺陷的产生及防止,弧坑 是指焊缝收尾处产生的下陷现象，焊缝收尾处的弧坑，往往严重降低该处焊缝的强度。在某中情况下，焊缝在冷却过程中会在忽坑处产生裂纹，即弧坑裂纹。同时在弧坑内很容易产生气孔
16、或夹渣，所以在灭弧时一定要填满弧坑，使焊缝高于母材。原因：灭弧时间过短或焊接薄板时使用电流过大。措施：手工电弧焊时必须注意，在收弧过程中焊条需在 熔池处做短时停留或作几次环行运条，使焊条金 属填满熔池。另外。要正确选择焊接电流。,2023/1/10,37,陈信,缺陷的产生及防止,烧穿 熔化金属自坡口背面流出形成穿孔的缺陷叫烧穿。尤其在焊接薄板时，是常见的缺陷。但它是不允许存在的焊接缺陷。原因：对焊件加热过度，如焊接电流过大，坡口钝边太 小，间隙太大，焊接速度过慢都会导致烧穿。措施：正确选择焊接电流和焊接速度，严格控制焊件的 装配间隙，并保持在整个焊缝长度上的均匀性。另外，采用铜垫板、焊剂垫、自
17、熔垫或使用脉冲 电流也可以有效地保证薄板在焊透情况下而不致 烧穿。,2023/1/10,38,陈信,焊瘤 在焊接过程中，熔化金属流到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤叫焊瘤。焊瘤经常出现在立焊、横焊和仰焊的焊缝中。焊瘤不仅影响焊缝的外观，而且焊瘤内经常有未熔合存在，管道内的焊瘤除降低强度外，还影响管道内的有效流通量。原因：间隙过大，焊条位置和运条方法不正确，焊条熔 化太快，焊接速度太慢所造成。措施：正确选择焊接电流，控制焊条角度，焊件的间隙 不能过大，控制弧长，正确掌握运条方法。,缺陷的产生及防止,2023/1/10,39,陈信,夹渣 在焊缝中存在的非金属夹杂物称为夹渣。夹渣会降低焊缝的强度
18、，对焊缝的危害性和气孔所产生的危害性相似，但其夹渣所引起的应力集中比气孔更为严重。但某些焊接结构中，在保证强度和致密性的条件下，也允许存在小尺寸和少数量的夹渣。,缺陷的产生及防止,2023/1/10,40,产生的原因：1、接头边缘有污染存在；定位焊和多层焊时，每层焊后未将熔 渣清除干净（尤其是碱性焊条，脱渣性差）。2、坡口太小；焊条直径粗；焊接电流过小，熔化金属和熔渣得 不到充分热量，致使熔渣浮不上来。3、焊接时，焊条的角度和运条方法不恰当，熔渣和铁水辨认不 清，把熔化金属和熔渣混合在一起。4、焊缝冷却速度过快，熔渣来不及上浮。5、母材金属和焊接材料的化学成分不当；如熔池内含氧、氮成 分较多时
19、，形成夹杂物的机会也就增多。,防止措施：1、将坡口及焊层间的熔渣清理干净，将凹凸处铲平，然后再 施焊。2、适当增大焊接电流，避免熔化金属冷却过快。必要时把电 弧缩短，并增加电弧停留时间，使熔化金属和熔渣得到充 分加热。3、根据熔化情况，随时调整焊条角度和运条方法，使熔渣能 上浮到铁水表面，应防止熔渣混杂在熔化金属中或流到熔 池的前面而造成夹渣。4、正确选择母材和焊条金属的化学成分。,陈信,缺陷的产生及防止,未焊透 焊件的间隙或边缘未被电弧熔化而留下的空隙称为未焊透。根据未焊透的部位不同，可分为根部未焊透、边缘未焊透、层间未焊透等几种。产生未焊透的部位往往也存在夹渣，连续性的未焊透是极危险的缺陷
20、。因此，在大部分结构中是不允许存在的。未焊透不仅使力学性能降低，而且未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹。,2023/1/10,41,产生原因：焊接电流过小，焊接速度过快，坡口小，钝边大，根部间隙小，焊条角度不当，焊件有厚的锈蚀，埋弧焊时焊偏。在未焊透中，还有一种叫“未熔合”。这是由于焊件边缘加热不充分，熔化金属都已覆盖在上面；这样，焊件边缘和焊缝金属未能熔合在一起造成了未熔合。产生原因主要是使用过大的电流，焊条发红，以致造成熔化太快。当焊件尚未熔化，焊条的熔化金属就覆盖上去了。另外，造成未熔合的原因还有间隙太小、焊速太快、弧长过长等。避免未焊透、未熔合的方法：正确选用和加
21、工坡口尺寸，保证必须的装配间隙，正确选用焊接电流和焊接速度，认真操作，防止焊偏。,陈信,缺陷的产生及防止,气孔焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残存下来的所形成的孔穴叫气孔。气孔分为密集气孔、条虫状气孔和针状（球形）气孔。气孔是焊接生产中常见的缺陷，它不仅削弱焊缝的有效工作断面，同时也会带来应力集中，降低焊缝金属的强度和塑性。对于承受动载荷的焊件，气孔还会降低焊缝的疲劳强度。当各种气孔的面积相同时，密集气孔、条虫状气孔比针状气孔危害性大。,2023/1/10,42,产生气孔的因素1、铁锈和水分：铁锈含有大量的四氧化三铁和结晶水，两者是在 焊缝中形成气孔的重要因素。2、焊条种类：碱性焊条比酸
22、性焊条对铁锈和水分的敏感大的多，即在同样的铁锈和水分含量下，碱性焊条很容易产生气孔。3、电流种类和极性：采用未烘干的焊条进行焊接时，使用交流电 源，焊缝容易出现气孔，直流正接气孔倾向较小，直流反接气 孔倾向最小。采用碱性焊条时，一定要直流反接，若用直流正 接，则生成气孔的倾向显著增大。4、焊接工艺参数：焊接速度增大时，熔池存在的时间变短，气孔 倾向增大。焊接电流增大时，焊缝厚度增加，气体不宜逸出，气孔倾向增大。电弧电压升高时（弧长增加），空气易侵入，气孔倾向增大。,防止气孔的措施1、仔细清除焊件表面的铁锈等污物。清除范围，焊条电弧焊焊缝 两侧各10毫米，埋弧焊为焊缝两侧20毫米。2、焊条在焊前
23、应按规定严格烘干，焊条应存放在保温筒中，随用 随取。3、采用合适的焊接工艺参数，使用碱性焊条时，一定要短弧。对 导热快、散热面积大的焊件，若环境温度低时，应进行预热。4、当焊条出现焊芯生锈、药皮开裂、剥落、变质和偏心时，都不 能使用。,陈信,缺陷的产生及防止,裂纹 焊接裂纹是在所有焊接缺陷中，一种危害性最大的缺陷，所以任何等级的焊缝不允许有裂纹存在。裂纹不仅使焊接接头强度降低而且裂纹的端部应力高度集中，极易扩展，焊件承载后，将会导致焊件的破坏。按裂纹产生的部位可分为：纵向裂纹、横向裂纹、熔合线裂纹、根部裂纹和弧坑裂纹五种。按裂纹产生的温度和时间可分为：热裂纹和冷裂纹两种。,2023/1/10,
24、热裂纹 在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到高温区产生的焊接裂纹，叫热裂纹。冷裂纹 焊缝在较低温度（低于200300）下产生的焊接裂纹，叫冷裂纹。冷裂纹有可能延迟几小时、几周、甚至更长的时间，故又称延迟裂纹。,陈信,缺陷的产生及防止,形成热裂纹的因素1、合金元素：是形成热裂纹的最本质因素。碳、硫、磷。2、结构刚性：结构抵抗变形的能力叫刚性。刚性大时，不宜变 形因，此产生的拉应力增加，容易生成热裂纹。3、冷却速度：焊接接头的冷却速度越大，越容易产生热裂纹。4、焊缝成形系数：成形系数小的焊缝，其截面形状窄而深，此 时杂质都分部在熔池中间，和拉应力处于垂直方向，因此在 拉应力作用下，很容易在焊缝中
25、间产生热裂纹；如果增大焊 缝的成形系数，即形成宽而浅的焊缝，此时杂质被排至熔池 上方，在同样的拉应力作用下，却具有较高的抗热裂能力。,预防热裂纹的措施1、预热：焊前对焊件整体或局部进行加热。预热可以 减小冷却速度。2、采用碱性焊条：碱性焊条的熔渣具有较高的脱硫、磷能力，可以减轻硫、磷的有害作用。3、控制焊缝形状，尽量得到成形系数较大的宽而浅的 焊缝，如果焊接电流不能太大，适当采用多层多道 焊等。4、采用收弧板将弧坑引致焊件外面，即使发生弧坑裂 纹，也不至影响焊件本身。,陈信,缺陷的产生及防止,冷裂纹产生的原因1、焊接及热影响区收缩产生大的应力。2、淬硬的显微组织。3、焊缝中有相当高的氢浓度。防止冷裂纹的措施1、选用能降低焊缝金属扩散氢的低氢焊条。2、焊条、焊剂严格按要求进行烘干。3、根据材质需要，焊前进行适当预热。4、焊后立即进行后热或保温。5、使用碳当量低的钢材。6、适当增加焊接电流，减慢焊接速度，可降低冷却速度。,陈信,焊接教学,大同机车技师学院,谢谢大家再见,陈信,
