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大中专生岗前培训教材 电焊工基本技术讲座技术科编 电焊工基本技术讲座一、焊接电弧是怎样形成的？答：焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象，在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉。通常气体是不导电的，焊接电弧的实质是气体导电，把电能转换为热能，用来加热和熔化金属，从而形成焊接接头。焊接电弧的引燃一般采用两种方法，接触引弧和非接触引弧，手工电弧焊采用接触引弧的方法。引弧时，焊条与工件瞬时接通造成短路。由于接触面不平，在某些接触点上的电流密度很大；此外又因金属表面的氧化物等污物的电阻值也相当大，在接触处产生相当大的热量，使接触点的金属迅速熔化、蒸发。当焊条轻轻提起时，焊条端部与工件之间的气体电离便可导电，形成焊接电弧。这时只要维持一定的电压，气体的放电过程就可以连续进行，使电弧连续“燃烧”。二、 熔池是怎样形成？答：手工电弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘产生局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，这些熔化了的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移动，熔池后缘的液态金属温度逐渐降低，液态金属以母材坡口处未完全熔化的晶粒为核心生长起焊缝金属的枝状晶体并向焊缝的中心部位发展，直至彼此相遇而最后凝固。与此同时，前面的焊件坡口边缘又开始局部融化，使焊接熔池向前移动。当焊接过程稳定以后，一个形状和体积均不变化的熔池随焊接电弧向前移动，形成一条焊缝。三、焊渣有什么作用？答：焊渣有五个作用：1、保护作用由于焊接熔渣包裹着溶滴，防止熔滴在通过电弧空间向熔池过渡时其它有害气体的侵入。焊接熔渣覆盖在熔池表面从而使熔化金属与周围空气隔绝；当焊缝金属凝固后，熔渣形成渣壳，提供高温保护从而降低焊缝的冷却速度。这样不仅隔绝了气体侵入焊缝，并使焊缝金属的结晶处于缓慢冷却的条件下，从而改善了焊缝金属的结晶和成形条件。在手工电弧焊中，药皮中有机物和某些碳酸盐在电弧高温作用下分解和燃烧，放出二氧化碳气体，使弧柱区的空气被排出也起到了保护作用。2、去杂质作用（1）脱氧作用。所谓焊缝的脱氧，主要是去掉焊缝的氧化亚铁（FeO）。焊缝金属熔化后如果溶有氧化亚铁（FeO）会明显地降低其机械性能。焊缝金属的脱氧方法是将脱氧剂加在焊条药皮中，焊接时脱氧剂熔化在熔渣里，通过熔渣和熔化金属进行一系列的脱氧冶金反应，实现焊缝金属的脱氧。（2）脱硫作用。硫是极有害的杂质，硫在钢中主要以两种硫化物形态存在，既硫化铁（FeS）和硫化锰（MnS）。其中硫化锰不溶解于钢液中，形成熔渣浮于熔池表面，对钢的影响不大。硫化铁在焊缝金属中极为有害，冷却时能与其化合物形成易熔物质，聚集在晶界处，破坏晶体之间的联系，降低焊缝金属的塑性并引起热脆和热裂纹。3、合金化作用（略）4、稳弧作用。焊条药皮中加入稳弧剂，用来提高电弧的稳定性。电弧燃烧的稳定是保证焊接过程的重要条件。一般稳弧剂多采用碱金属及碱土金属，钾、钠、钙的化合物，如石灰石、碳酸钠等。焊条药皮里含用钾、钠、钙等能降低电弧电压，易电离的物质，能改善电弧空间气体电离的条件。使焊接电流已通过电弧空间，从而大大地增加电弧燃烧的稳定性。5、改善工艺性能的作用。焊条药皮熔化后，形成具有一定熔点、粘度、表面张力、透气性能的熔渣，使焊缝成型良好，无气孔，且渣壳易于脱落。在焊接时，要求在焊条端头能够形成一定长度的药皮的套筒，从而增加电弧吹力，能进行全位置焊接。四、电焊条是如何分类的？答：电焊条按以下三项分类：1.按照药皮类型分类。电焊条按照药皮的类型可分为：钛铁矿型、钛钙型、高纤维素钠型、高纤维素钾型、高钛钠型、高钛钾型、铁粉钛型、氧化铁型、铁粉氧化铁型、低氢钠型、低氢钾型、铁粉低氢型等。2.按焊条药皮熔化后熔渣的特性分类。由于焊条药皮的类型不同，熔化后形成的熔渣中所含的碱性氧化物比酸性氧化物多，这种焊条就称碱性焊条或称低氢型焊条，如E4315、E5015就属于这一类焊条。如果熔渣中的酸性氧化物比碱性氧化物多，这种焊条就称酸性焊条，如E4301、E5001、E4303、E5003、E4322等焊条就属于酸性焊条。3.按焊条的用途分类。根据1985年国家标准局发布的焊条国标变更情况，焊条可分为八类：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。以上各类焊条按其主要功能和化学成份不同，再分成若干型号，即具体的各种牌号。五、电焊条的型号是怎么编制的？答：对碳钢焊条、GB511785、低合金钢焊条、GB511885和不锈钢焊条、GB98385三个国家标准中焊条型号的编制方法介绍如下：E4315表示焊条药皮为低氢型，并可采用直流反接焊接。表示焊条适用于全位置焊接。表示熔敷金属抗拉强度的最小值。表示焊条。1、碳钢焊条型号的编制方法（GB511785）。碳钢焊条型号编制方法如下：字母“E”表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为kgf/mm2(每平方毫米千克力)；第三位数字表示焊条的焊接位置；“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接（平、立、仰、横），“2”表示焊条适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。完整的碳钢焊条型号举例如下： 2、低合金钢焊条型号的编制方法（GB511885）。低合金钢焊条型号编制方法如下：字母E表示焊条；前两位数字表示熔敷金属的抗拉强度的最小值，单位为kgf/mm2(每平方毫米千克力)；第三位数字表示焊条的焊接位置，“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接（平焊、立焊、仰焊及横焊），“2”表示适用于平焊及平角焊；第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型；后缀字母表示熔敷金属的化学成分分类代号，并以短划“”与前面数字分开。完整的低合金钢焊条型号举例如下：（1） E 50 1 8 A1 表示熔敷金属化学成分分类代号。 表示焊条药皮为铁粉低氢型，可采用交流或直流反接焊接。表示焊条适用于全位置焊接。表示熔敷金属抗拉强度的最小值。表示焊条。表示熔敷金属中含有硼元素。表示熔敷金属中含有钨元素。表示熔敷金属中含有钒元素。表示熔敷金属化学成份分类代码。 代号。表示焊条药皮为低氢钠型，可采用直流反接焊接。表示焊条适用于全位置焊接。表示熔敷金属抗拉强度的最小值勤。表示焊条。E 55 1 5 B3 V W B（2） 3、不锈钢焊条型号的编制方法（GB98385）。不锈钢焊条型号根据熔敷金属的化学成份、机械性能、焊条药皮类型和焊接电流种类划分。不锈钢焊条型号编制方法如下：（1） 字母E表示焊条。（2） 熔敷金属含碳量用“E”后面的一位数或二位数表示，具体含意为： “00”表示含碳量不大于0.04%； “0” 表示含碳量不大于0.10%； “1” 表示含碳量不大于0.15%； “2” 表示含碳量不大于0.20%； “3” 表示含碳量不大于0.45%。（3） 熔敷金属的含铬量以近似值的百分之几表示，并短划“”与表示含碳量的数字分开。（4） 熔敷金属含镍量以近似值的百分之几表示，并以短划“”与表示含铬量的数字分开。（5） 若熔敷金属中含有其它重要合金元素，当元素平均含量低于1.5%时，型号中只标明元素符号，而不标明具体含量；当元素平均量等于或大于1.5%、2.5%时，一般在元素符号后面相应标注2、3、4等数字。（6） 焊条药皮类型及焊接电流种类在焊条型号后面附加如下代号表示：后缀15表示碱性药皮，适用于直流反接焊接；后缀16表示焊条为碱性或其它类型药皮，适用于交流或直流反接焊接。完整的不锈钢焊条型号举例如下：表示焊条为碱性药皮适用于直流反接。表示熔敷金属中含镍量的近似值。表示熔敷金属中含钼量的近似值。表示熔敷金属中含铬量的近似值。 E12313Mo215表示熔敷金属中含碳量。表示焊条。 4 .其它类型焊条型号编制方法（略）六、电焊条选用有哪些要求？答：1.焊缝金属的使用性能要求。要正确选用焊条，必须首先了解焊件的使用条件和性能要求。对于高温下工作的焊缝，应尽量使焊缝具有与母材相同的金相组织和成分相近的材质，以免焊接区在长期高温作用下发生合金元素的扩散，影响使用性能，从而保证焊缝与母材具有同等水平的性能。对于在腐蚀性介质里工作的焊缝，必须分析介质的种类、浓度、工作温度等，选择合适的焊条。对于要求耐磨、耐擦伤的焊缝，应按其工作温度具有常温或高温硬度和良好的抗擦伤、耐腐蚀、抗氧化等性能。对于要求在低温下工作的焊缝，应使焊缝尽量与母材有相同的材质，并具有良好的塑性和冲击韧性。对于要求承受动载荷的焊缝，则要选用熔敷金属具有较高的抗拉强度、冲击韧性及延伸率的焊条，按要求的程度，顺次选用低氢型、钛钙型、锰型、氧化铁型药皮类型的焊条。而对于承受静载荷的焊缝，只要选用抗拉强度与母材相当的焊条即可。2.焊件的形状、刚性和焊缝位置（略）3.焊缝金属的抗裂性（略）4.操作工艺性（略）5.设备及施工条件（略）6.经济合理性（略）七、电焊条的保管有什么要求？答：1.电焊条要按型号存放，避免混乱。2.电焊条必须存放于通风良好、干燥的仓库内。对于重要焊接工程使用的焊条，特别是低氢型焊条，最好贮藏在专用的仓库内，要求温度1025，相对湿度在65%以下。3.电焊条存放时必须垫高，距地面和墙壁的距离均应大于0.3米，并要分垛放置，以保证上下左右空气流通。八、对电焊条的使用有什么要求？答：1.电焊条生产厂所生产的焊条必须符合国家标准及在国标中规定的各项技术要求，电焊条必须有生产厂家的质量合格证，凡无质量合格证或对其质量有怀疑时，应按批抽查试验。特别是焊接重要产品时，焊接前对所选用的焊条应进行鉴定。对于存放较久的焊条也要进行鉴定后才能确定是否可以使用。2.如发现电焊条内部有锈迹须经试验、鉴定合格后方可使用。如果焊条药皮受潮严重，已发现药皮脱落时，应予报废。3.电焊条使用前一般应按说明书规定的烘焙温度进行烘干。电焊条的烘干应注意以下事项：（1）纤维素型焊条的烘干，使用前应在100200烘干1h。注意温度不可过高，否则纤维易烧损。（2）酸性焊条的烘干要根据受潮情况，在70150烘干12h,如果贮存时间短而且包装完好，用于一般的钢结构焊接时，使用前可不再烘干。（3）碱性焊条的烘干，焊前一般在350400烘干12h。如果所焊接的低合金钢易产生冷裂时烘干温度可提高到400450，并放至保温筒中随用随取。烘干时，要在炉温较低时放入焊条，逐渐升温；也不可从高温炉中直接取出，待炉温降低后再取出，以防止由于将冷焊条放入高温烘箱或突然冷却发生药皮开裂。如果使用吸潮的碱性焊条焊接，工艺性变坏，焊缝易产生气孔；由于焊缝金属扩散氢含量高，焊缝金属和焊接热影响易产生冷裂纹。九、各种类型的手工电弧焊机在使用过程要注意什么？答：1.电焊机应尽可能安放在通风良好、干燥、无腐蚀性介质、不靠近高温和粉尘多的地方。对于手工电弧焊整流器还要特别注意对硅整流器的保护和冷却。2.初级线的电压和接法必须与标牌的规定相符，线的直径要合适。有几台焊接电源的情况下，接线时要考虑三相负载的均匀。初级线上必须有开关及熔断保险器。保险丝额定电流要合适。3.启动电焊机时，电焊钳不能与焊件接触，以防短路。在焊接过程中，也不能长时间短路，特别是手工电弧焊整流器，当在大电流工作时，长时间短路易使硅整流器烧坏。4.调节焊接电流和变换极性接法时应在空载下进行。5.焊接电源必须在标牌上规定的调节范围内及相应的负载持续率下使用。许多手工电弧焊机电流调节范围的上限电流都大于额定焊接电流。但应特别注意，只有在负载率小于额定负载率时使用才是安全的。6.露天使用时,要防止灰尘和雨水焊机内部。电焊机搬动时，特别是手工电弧焊整流器不能受较剧烈的振动。7.保持焊接电缆与电焊机的接线柱的接触良好。8.每台电焊机的机壳都应有可靠的接地线，以确保安全。地线的截面积，铜线不得小于6mm2,铝线不得小于12mm2。9.定期清扫灰尘，定期调节丝杠和旋转轴承。对于旋转式手工电弧焊机应经常检查电刷和整流片的接触情况，保持电刷在整流片表面应有适当而均匀的压力。若电刷磨损或磨损坏时，应及时更换。对于手工电弧焊整流器还应经常检查空冷风扇的转动是否正常。10.当电焊机发生故障或有异常现象时，应立即切断电焊机的电源，然后及时检查修理。较大的故障应找电工检修。11.新安装或闲置已久的电源，在启动以前要作绝缘程度检查。若不符合要求时，必须重新干燥后再使用。焊接电源不得在呈短路状态下启动。12.焊接作业完毕或临时离开工作场地，必须及时切断电焊机的电源。十、电焊钳有什么作用？包括哪些规格？答：电焊钳是夹持焊条并传导焊接电流的操作器具，是电焊工的主要工具，电焊钳应保持在任何斜度都能夹紧焊条；具有可靠的绝缘和良好的隔热性能；要求焊接电缆的橡胶绝缘皮伸入到钳柄内部，使导体不外露，起到屏护作用；再有，应使电焊钳重量轻便，易于操作。电焊钳的规格有：500A、300A、100A等，分别能连接的最大电缆截面为95mm2、50mm2、35mm2。十一、焊接电缆的规格、型号如何选取？答：焊接电缆目前已有特制的YHH型橡胶软电缆和YHHR型特软电缆。选用焊接电缆即确定焊接电缆导线的截面积应依据电缆的长度和焊接电流的大小按下表选取。表1 按电缆长度和焊接电流选取电缆截面积截面（mm2）长度（m）电流（A）2030405060708090100100252525252525252535150353535355050707070200353535507070707070300355070707070709595400355070709595959595 十二、电焊条保温筒简介：答：采用碱性焊条焊接时，焊接前应将焊条放入电焊条烘干箱内，在350450下烘焙几小时。烘焙好的焊条应放入电焊条保温筒内，继续在100200下保温，在焊接时随用随取。十三、面罩及其它防护用具的作用是什么？如何选用？答：面罩的主要作用是保护电焊工的眼睛和面部不受电弧光的辐射和灼伤。面罩上的护目玻璃起到减弱电弧光并过滤红外线、紫外线的作用。护目镜有不同色号，目前以黑绿色和橙色为多，应根据电焊工年令和视力情况尽量选取颜色较深的护目镜以保护视力。护目镜外还要加相同尺寸大小的一般玻璃，以防金属飞溅沾污护目玻璃。其它防护用品，如电焊工在操作时要戴专用的电焊手套和护脚，在清渣时应戴平光眼镜。十四、手工电弧焊的基本操作方法是什么？答：手工电弧焊最基本的操作是引弧、运条和收尾。（一）引弧。引弧即产生电弧的方法。手工电弧焊是采用低电压、大电流放电产生电弧，依靠电焊条瞬时接触工件实现。引弧时必须将焊条末端与焊件表面接触形成短路，然后迅速将焊条向上提起mm的距离，此时电弧即引燃。引弧的方法有两种：碰击法和擦划法。如下图：1.碰击法。也称点接触法或称敲击法。碰击法是将焊条与工件保持一定距离，然后垂直落下，使之轻轻敲击工件，发生短路，再迅速将焊条提起，产生电弧的引弧方法。此种方法适合于各种位置的焊接。2.擦划法。 也称线接触法或称摩擦法。擦划法是将电焊条在坡口上滑动，成一条线，当端部接触时，发生短路，因接触面很小，温度急剧上升，在未熔化前，将焊条提起，产生电弧的引弧方法。此种方法易于撑握，但容易沾污坡口，影响焊接质量。上述两种引弧方法应根据具体情况灵活运用。擦划法引弧虽然比较容易但这种方法使用不当时，会擦伤焊件表面，为尽量减少焊件表面的损伤，应在焊件坡口处擦划，擦划长度以2025mm为宜。在狭窄的地方焊接或焊件表面不允许有划伤时，应采取碰击法引弧。碰击法引弧比较难掌握，焊条的提起动作太快并且焊条提的太高，电弧易息灭；动作太慢，会使焊条粘在工件上。当焊条一旦粘在工件上时，应迅速将焊条左右摆动，使之与工件分离；若仍不能分离时，应迅速松开钳切断电源，以免短路时间过长而损坏电焊机。3.引弧的技术要求。（1）工件坡口处无油污、锈斑，以免影响导电能力和防止熔池产生氧化物。（2）在接触时，焊条提起时间要适当。太快气体未电离，电弧可能熄灭；太慢，则使焊条和工件粘合在一起，无法引燃电弧。（3）焊条的端部要有裸露部分，以便引弧。若焊条裸露骨部分不均匀，则在使用前用锉刀加工，防止在引弧时，碰击过猛使药皮成块脱落，引起电弧偏吹和引弧瞬间保护不良。（4）引弧位置要选择适当，开始引弧或因焊接中断重新引弧，一般均应在离始焊点后面1020mm处弧，然后移至始焊点，待熔池熔透再继续移动焊条，以消除可能产生的引弧缺陷。（二）运条。电焊引燃后，就开始正常的焊接过程。为获得良好的焊缝成形，焊条的不断运动就称为运条。运条，即焊条的运动，由三个基本运动合成，这三个基本动作分别是焊条的送进运动、焊条的横向摆动和焊条的沿焊缝移动，焊条的沿焊缝移动运动见图2。1.焊条送进运动。主要是用来维持所要求的电弧长度。由于电弧的热量熔化了焊条端部，电弧逐渐变长有熄弧的倾向。要保持电弧继续燃烧，必须将焊条向熔池送进，直至整根焊条焊完为止。2.焊条的摆动和沿焊缝移动。这两个动作是紧密相联的，而且变化较多，较难掌握。通过两者的联合动作获得一定宽度、高度和一定透度的焊缝使得焊缝成型良好。所谓焊接速度即单位时间内完成的焊缝长度。焊接速度太慢，会焊成宽而局部隆起的焊缝；太快，会焊成连续细长的焊缝；焊接速度适中时，才能焊成表面平整，焊波细致而均匀的焊缝。3.运条手法。为了控制熔池温度，使焊缝具有一定的高度和宽度，在生产中经常采用下面几种运条手法。（1）直线形运条法。采用直线运条法时，应保持一定的弧长，焊条不摆动并沿焊缝方向移动, 此法适用于板厚35mm的不开坡口的对接平焊、多层焊的第一层焊道和多层多道焊。 （2）直线往返形运条法。此法是焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线形摆动，主要适用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。 （3）锯齿形运条法。此法是将焊条未端作锯齿形连续摆动并向前移动，在两边稍停片刻，以防产生咬边缺陷。这种手法操作容易，应用较广多用于钢板较厚的焊接。（4）月牙形运条法。此法是使焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动，并在两边的适当位置作片刻停留，以使焊缝边缘有足够的熔深，防止产生咬边缺陷，此法适用于仰、立、平焊位置以及需要焊缝饱满的地方。（5）三角形运条法。此法是焊条末端作连续三角形运动，并不断向前移动，按适用范围不同，可分为斜三角和正三角两种运条方法。（三）收尾。电弧中断和焊接结束时，应把收尾处的弧坑填满。若收尾时立即拉断电弧,则会形成比焊件表面低的弧坑。在弧坑处经常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等现象，因此焊缝完成后的收尾动作不仅是熄灭电弧，而且要填满弧坑。收尾动作有以下几种：1.划圈收尾法。焊条移至焊缝终点时作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧。主要适用于厚板的焊接。2.反复断弧收尾法。收尾时，焊条在弧坑处反复息弧，引弧数次，直到填满弧坑为止。此法适用于薄板焊接和大电流焊接，但碱性焊条不适用，容易产生气孔。3.回焊收尾法。焊条移至焊缝收尾处立即停止，并改变焊条角度回焊一小段。此法适用于碱性焊条。当换焊条或临时停弧时，应将电弧逐渐引向坡口的斜前方，同时慢慢抬高焊条，使得熔池逐渐缩小。当液体金属凝固后，一般不会出现缺陷。十五、焊条直径与焊接电流如何选择？答：1.焊条直径的选择。一般，焊条直径的选择主要依据是焊件的厚度、焊接位置和焊接接头形式。见表2。表2 焊条直径的选择与焊件厚度的关系 (mm)焊件的厚度焊条直径12255101.52.52.54.045其次，在选取焊条直径时还应考虑不同的焊接位置。在平焊时，可用直径较大的焊条，立焊可选取直径较小的焊条。2.焊接电流的选择。焊接电流的大小对焊接质量有较大的影响。当焊接电流过小时，不仅引弧困难，而且电弧也不稳定，会造成未焊透和夹渣