第三章、第一节焊条电弧焊的基本操作.ppt

第三章焊条电弧焊的操作技能,第一节焊条电弧焊的基本操作,焊条电弧焊是熔化焊中最基本的一种焊接方法其特点是设备简单;可以实现全位置焊接;为了减少焊后残余变形及残余应力，可以调整焊接工艺，如跳焊，对称焊，改变焊接方向、电流大小、焊接速度、焊接层数及横向摆动等，适应各种条件下的焊接。但生产率低，焊条利用率低，焊接质量受焊工操作水平的影响大。,一、焊条电弧焊规范,焊接规范是为了保证焊接质量而选择的物理量和做出有关规定的总称。各物理量称为焊接参数。焊条电弧焊的规范主要有:焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊条牌号、电源种类和极性、焊接层次、层间温度及预热温度等。,1.焊条直径焊条直径的选择与下列因素有关:(1)焊件厚度厚度较大的焊件选用直径较大的焊条。(2)焊缝空间位置平焊位置选用的焊条直径比其他位置大一些;立焊时最大焊条直径不超过5mm;而仰焊和横焊所用焊条直径不应超过4mm。(3)焊接层次多层焊时为了防止根部焊不透，第一层焊道用小直径焊条，其他各层可根据坡口大小及焊件厚度选用大直径焊条。,一般情况下，平焊时焊件厚度和焊条直径的选用关系见表3-1,表3-1焊件厚度和焊条直径的选用关系,2.焊接电流焊接电流的大小主要决定于焊条直径和焊缝空间位置;其次是焊件厚度、接头形式、焊接层数等。焊接电流与焊条直径的关系可按下列经验公式确定:l=Kd式中l一一焊接电流(A);d一一焊条直径(mm);K一一经验系数，见表3-2。,表3-2焊条直径与经验系数,焊接电流和焊缝位置的关系是:立焊和横焊时的焊接电流比平焊小10%15%；仰焊时比平焊小15%20%，但单面焊双面成形第一层的焊接电流等于平焊时的焊接电流。,3.电弧电压焊条电弧焊的电弧电压由电弧长度决定。弧长，则电弧电压高；弧短，则电弧电压低。电弧不宜过长，尤其是采用碱性焊条时，应力求用短弧焊接。一般电弧长度控制在(0.51.0)d，d为焊条直径。,4.焊接速度焊接速度是焊条沿焊接方向移动的速度。焊接速度应根据焊接质量，由焊工适当地控制，并保持均匀。有关焊条牌号、电源种类的选择等在有关章节中介绍过，这里不再重复。,5.焊接电流大小的判断实际焊接时，焊工可根据以下情况判断焊接电流大小是否合适:(1)看飞溅电流过大时，电弧吹力大，熔池深，焊条熔化速度快，飞溅大，焊缝两侧表面不干净，同时焊接爆裂声大;电流过小时，电弧吹力小，熔池浅，焊条熔化速度慢，飞溅小，熔渣和铁液分不清。(2)看焊缝成形电流过大时，焊缝波纹低，两侧易出现咬肉;电流过小时，焊缝窄而高，两侧和母材熔合不好。(3)看焊条熔化电流过大时，后半根焊条发红，药皮易脱落;电流过小时，电弧燃烧不稳定，焊条容易粘在焊件上。,二、引弧和运条,1.引孤焊条电弧焊焊接时，电弧的引燃方法有两种即划擦法和直击法。划擦法的动作似擦火柴，多用于碱性焊条;直击法是将焊条末端与焊件表面垂直地接触一下，然后迅速提起，便可引燃电弧。焊接锅炉及压力容器时应在坡口内引孤。,2.运条方法焊接时焊条要作三个基本方向的运动，即朝熔池方向逐渐送进、沿焊接方向移动和作横向摆动。这三个方向的运动通称为运条。运条方法应根据接头形式、间隙、焊缝位置、焊条直径、焊接电流及操作水平来确定。运条方法有以下几种:,直线形运条法焊条作直线移动(图-1a)，可获得较大的熔深，但熔宽较窄。焊缝的宽度为焊条直径的0.81.5倍。适于板厚35mm不开坡口的对接平焊、多层焊的第一层及多层多道焊。(2)直线往复运条法焊条末端沿焊缝作直线形来回摆动(图-1b)，这种方法的焊接速度快、焊缝窄，散热快。适于间隙较大的多层焊的第一层焊缝和单面焊双面成形焊法的第二层焊缝。,(3)锯齿形运条法焊条末端作锯齿形连续摆动(图-1c)，并向前移动，而且在两侧稍停顿(电弧在两侧停顿的时间为在中间部位的2倍)。摆动的目的是为了控制熔池温度，防止金属下流和得到必要的焊缝宽度。此法操作容易，应用较广，适用于平焊、立焊、仰焊的对接焊缝及角接立焊缝的焊接。(4)月牙形运条法焊条未端沿焊接方向作月牙形左右摆动(图5-1d)，在两侧稍作停留，以防咬边。应用范围与锯齿形运条法相同。该法具有保温时间长、易使气体析出和熔渣上浮的优点。,(5)三角形运条法焊条末端作连续的三角形运动，并不断向前移动。按摆动形式不同，又可分为斜三角形(图5-1e)和正三角形(图5-1f)两种。斜三角形运条法适于平、仰位置的T形接头焊缝的有坡口横焊缝。它的优点是能够借焊条的摆动来控制熔化金属，促使焊缝成形良好。正三角运条法只适于开坡口的对接接头和T字接头的立焊，它的特点是一次可焊出较厚的焊缝断面，焊缝不易产生夹渣。,(6)圆圈形运条法焊条末端连续作正圆圈(图-1g)或斜圆圈形(图-1h)运动，并不断进行前移。正圆圈运条法只适用于焊接厚焊件的平焊缝。它的优点是熔池存在时间长，有利于熔池中的气体上浮和熔渣上浮。斜圆圈运条法适于T字接头的平、仰焊缝和对接接头的横焊缝及斜焊缝的焊接。八字运条法焊条末端连续8字形运动(图-1i、j)，并不断前移。这样运条的优点是保证焊缝两侧充分加热，使之熔化均匀，保证焊透。它适用于厚板有坡口的对接焊缝。,图5-1运条方法,三、焊缝起头、收尾和接头,1.焊缝的起头焊缝的起头是焊缝开始部分，此处的温度低，熔深较浅，难以焊透，焊缝的余高略高些。因此引弧后应稍拉长电弧对焊件预热(指酸性焊条)，然后压低电弧进行正常焊接。平焊时焊缝起头多采用“回焊法”，重要的焊缝可装设引弧板，即在焊缝外部引弧。2.焊缝的收尾焊接结束时，应对焊缝进行收尾。收尾时维持正常的熔池温度，并逐渐填满弧坑后熄弧。一般收尾方法有三种，即反复断弧法、划圄收尾法和回焊收尾法。反复断弧法是指焊条移到焊缝终点时，在弧坑内反复熄弧，引弧数次，直到填满弧坑为止。此方法适于薄板和大电流焊接时的收尾，不适用于碱性焊条。划圈收尾法是指焊条移到焊缝终点时，在弧坑处作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧。此方法适于厚板。回焊收尾法是指焊条移到焊缝终点时立即停止，并且改变焊条角度回焊一小段后熄弧，此方法适于碱性焊条。,3.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，避免产生过高、脱节、宽窄不一致等缺陷。焊缝接头方式分下列4种，如图3-2所示。第一种是后焊焊缝的起头与先焊焊缝的收尾相接。要求在弧坑前约10mm处引弧，电弧长度比正常焊接时略长些(指酸性焊条)，然后将电弧后移至原弧坑的2/3处，填满弧坑后，再向前进行正常焊接。此法适用于单层焊及多层焊的表面焊层接头。第二种是两焊缝的起头相接。要求前焊缝的起头处略低些，接头时在前焊缝的起头处前端引弧，并稍微拉长电弧逐渐引向起头处，覆盖住前焊络的起头处，待焊平后再沿焊接方向移动。第三种是两焊缝的收尾相接。要求焊缝焊到先焊焊缝的收尾处时，焊接速度应略慢些，填满前焊缝的弧坑后，以较快的焊速再略向前移动，然后熄弧。第四种是先焊焊缝的起头和后焊的收尾相接。接头方式与第三种情况基本相同，只是前焊焊缝的起头处应略低些。,图3-2焊缝的接头,四、定位焊,在结构组装时定位焊起固定作用，由于定位焊缝较短，焊接过程不稳定，易产生缺陷。此外它作为正式焊缝留在结构中，因此不允许存在缺陷。定位焊的注意事项如下:1)定位焊缝的起头和收尾处应圆滑过渡，避免正式焊接时产生未焊透缺陷。2)发现定位焊缝有缺陷时，应将缺陷清除，并重新进行焊接，以保证质量。3)定位焊所用的焊条应与正式焊接时相同。4）焊件焊前需预热时，定位焊时也应预热，预热温度与正式焊时相同。5)定位焊电流应比正式焊接时的电流大些，通常大10%15%，以保证焊透。6)焊缝交叉处和焊接方向急剧变化处不要进行定位焊，应离开上述位置50mm以上。7)定位焊缝的尺寸参照表3-3及表3-4。对于重要结构、低温下焊接的定位焊缝，其尺寸和数量应适当增加。,表33碳钢定位焊焊缝参考尺寸,表3-4铬镍奥氏体不锈钢定位焊焊缝参考尺寸,五、各种位置操作技能,保持正确的焊条角度和掌握好运条动作，控制焊接熔池形状和尺寸，是焊条电弧焊的操作基础。保证焊条角度，可以分离熔渣和铁液，防止熔渣流到铁液前面造成夹渣和未焊透。利用电弧吹力托住铁液，防止立、横、仰焊时铁液下流。直线向前运动可以控制焊缝横截面大小。焊条向熔池送进，起到控制电弧长度的作用。压低电弧可以增加熔深。横向摆动和控制两侧停留时间可以保证焊缝两侧有良好熔合。,1、平焊操作技能焊接时要注意渣和铁液混合不清的现象，防止熔渣流到铁液前面，熔池应控制成椭圆形，熔池表面要略为下凹。板状对接平焊(图3-3)1、试板尺寸要求见表3-5。,图3-3板状对接平焊,表3-5试板尺寸要求,2、对接平焊焊接规范见表3-6。,表3-6对接平焊焊接规范,3、焊接层次分为三层，就是打底层(第一层)、盖面层和封底层(图3-4)。,盖面层,图3-4焊接层次,4、板状对接焊条与焊接方向呈6580角，焊条与两板的夹角是90，见图3-5。,图3-5焊接角度,板状平焊对接第一层(打底层)的操作:1、打底层引弧采用直击法。在距焊缝端部约10mm处用焊条轻击焊缝，然后提起34mm引燃电弧，见图3-6,图3-6直击法引弧,2、打底层起头操作。在焊缝端部以稍长电弧(34mm)稍微预热，然后缩短电弧(12mm)开始焊接。3、打底层的运条方法采用直线往返形运条方法。4、打底层更换焊条时焊缝的连接。在原弧坑前约10cm处引弧，然后移到弧坑的2/3处，填满弧坑，继续焊接。5、打底层焊的收尾采用反复断弧填满弧坑的收尾方法。,板状对接平焊盖面层的操作方法:1)盖面层的焊接，其引弧、起头以及更换焊条时焊缝的连接操作均与打底层焊时相同。2)盖面层焊的运条方法采用锯齿形或小月牙形运条方法，焊条作横向摆动时应在坡口的边缘稍作停留。3)盖面层焊的收尾采用画圈收尾法。4)板状对接平焊封底层焊的运条方法采用直线形运条方法。5)板状对接平焊封底层的引弧起头、接头及收尾操作均与第一层焊时相同。,2、平焊X形对接(图3-7),图3-7平焊X形对接,（1）平焊X形对接坡口尺寸试板要求见表3-7。,表3-7试板尺寸,这里取=605，试板厚度取24mm,2、平焊X形对接焊接参数见表3-8,表3-8平焊x形对接焊接参数,3、平焊X形对接焊接层次n=s/(md)式中s一一焊件厚度(mm);n一一-焊接层数;m-一一经验系数，m=O.81.2;d一一焊条直径(mm)。4、平焊X形对接焊条倾角与焊接方向呈6580角，与左右试板夹角为90,5、平焊X形对接打底层引弧操作:在距焊缝起点8-10mm处的坡口内用直击法引弧后，拉长电弧(3-4mm)引向起焊点。平焊X形对接打底层起头操作:以稍长电弧(3-4mm)在起焊处稍作停留，然后压短电弧(2mm)进行焊接。平焊X形对接打底层运条操作:间隙较小时，采用直线形运条法。间隙较大时，采用直线往返形运条法。平焊X形对接打底层接头操作:在弧坑前约10mm处引弧，拉长电弧至34mm，移至原弧坑2/3处，稍停留后，压短至2mm，填满弧坑进行焊接。平焊X形对接打底层收尾操作:反复断弧收尾，即在弧坑处反复熄弧、引弧，至填满孤坑。,6、平焊X形对接填充层引弧，起头与打底层相同。平焊X形对接填充层运条操作:用直线形或小月牙形、锯齿形运条法，并在坡口两边稍作停留，层与层间焊接方向接头错开。平焊X形对接填充层接头操作:在弧坑前约10mm处用划擦法引弧后，拉长电弧至34mm，移至弧坑的2/3处，填满弧坑继续焊接。平焊X形对接填充层收尾操作:划圈收尾法，在弧坑处不停地作划圈动作，直至填满弧坑。,7、平焊X形对接盖面层的引弧起头，接头、收尾与填充层相同。8、平焊X形对接盖面层运条操作:用月牙形或锯齿形运条法，在坡口两边的停留时间稍长。,9、平焊X形对接焊口清理焊背面时用角形砂轮或扁铲清理焊口根部。焊下层焊缝时，要对前一层焊缝的熔渣清理干净。,2、立焊操作技能铁液与熔渣容易分解，要防止熔池温度过高、铁液下流。操作时焊条与垂直面呈6080角，使电弧略向上吹熔池中心。焊接电流比平焊小10%15%。焊第一道时，应压住电弧向上运条，同时作较小的横向摆动。其余各层用半圆形横向摆动，如挑弧法向上焊接。碱性低氢焊条的挑弧动作不可太大，电孤不宜拉得过长，熔池的表面应始终处于电弧的保护下，以避免产生气孔。,1、立焊V形对接见图3-8。,图3-8立焊V形对接,2、立焊V形对接坡口要求及试板尺寸见图3-9和表3-9。,图3-9坡口要求,表3-9试板尺寸,试板尺寸300mm125mm12mm,3、立焊V形对接焊接规范见表3-10。,表3-10立焊V形对接焊,4、立焊V形对接焊接层次见图3-10,图3-10焊接层次,5、立焊V形对接焊条角度，焊条与左右试板角度各为900向下与焊缝呈6080角。6、立焊V形对接打底层引弧操作，在距焊缝起焊点8-10mm处的坡口内，用直击法引弧后，拉长电弧引向起焊点。7、立焊V形对接打底层起点操作，以3-4mm长电弧稍作停留，进行预热，然后将电弧压至最短，开始焊接。,8、立焊V形对接打底层运条操作，对厚板焊件，采用小三填充层角形运条法(在每个转角处稍作停留);中等厚度或稍薄焊件可用小月牙形、锯齿形或跳弧法(最大弧长不过6mm)。施焊时，熔池上端要熔穿一个小孔保证熔透。施焊时，如发现椭圆形熔池的下部边缘由比较平直的轮廓逐渐鼓肚变圆时，表示温度已过高，应立即灭弧或跳弧。,9、立焊V形对接打底层接头操作:在熔池上部8mm处引弧后拉至熔池处，以稍长电孤预热，然后压短电弧进行焊接。接头时更换焊条要迅速，并采用热接法。接头时当铁液拉不开或熔渣、铁液混在一起时，可将电弧稍微拉长一些，并延长在接头的停留时间，同时增大焊条角度(与焊缝呈90角)。,10、立焊V形对接打底层收尾操作:采用反复断弧法收尾。11、焊下道焊缝之前，应将上层熔渣清理干净，焊瘤应铲干净。12、立焊V形对接填充层引弧起头、接头、收尾与打底层相同。13、立焊V形对接填充层接头操作，引弧后以稍长电弧在接头处横向移动两个来回，待熔渣熔化后，压短电弧开始焊接。14、立焊V形对接填充层运条操作，采用月牙形或锯齿形运条法。15、当焊缝较宽时可采用多道焊。,16、立焊V形对接盖面层基本操作盖面层的引弧、起头、接头、收尾与填充层相同。立焊V形对接盖面层运条操作:要求表面稍高的采用月牙形，要求表面平整的采用锯齿形，焊缝厚度要薄，并应适当减少电流。17、立焊V形对接封底层引弧起头、运条、接头、收尾与填充层相同。,3.横焊操作技能焊条倾斜7080，防止铁液受自重作用流到下坡口上，运条到上坡口处不作稳弧停顿，快速带到下坡口根部作微小横拉稳弧动作，依次匀速进行焊接。,1)横焊单边V形对接，见图3-112)横焊单边V形对接坡口要求及试板尺寸，见图3-12和表3-11,图3-11横焊单边V形对接,图3-12试板,表3-11试板尺寸(单位:mm),试板尺寸300mmX125mmX14mm,3、横焊单边V形对接焊接规范，见表3-12,表3-12横焊单边V形对接焊接规范,4)横焊单边V形对接打底层(图3-13)操作板厚在5-8mm时采用多层焊。横焊单边V形对接打底层焊条角度，见图3-14。横焊单边V形对接打底层引弧操作:在距起焊点8-10mm的坡口用直击法或划擦法引孤，拉长电弧为3-4mm，引向起焊点。横焊单边V形对接打底层起头操作:以3-4mm长的电弧在起焊处稍作停留，然后压短电弧进行焊接。横焊单边V形对接打底层运条操作:间隙较小时采用直线形运条法:间隙较大时采用直线往返形运条法。横焊单边V形对接打底层接头操作:在弧坑前约10mm处引弧，拉长电弧为34mm，移到原弧坑的2/3处，稍停留后，压短电弧，开始焊接。横焊单边V形对接打底层收尾操作:采用反复断弧法收尾，即在弧坑处反复熄弧，引弧至填满弧坑。,图3-13焊接层次,图3-14焊条角度,5、横焊单边V形对接盖面层基本操作横焊单边V形对接盖面层引孤、起头、接头与打底层相同。横焊单边V形对接盖面层运条操作采用斜圆圈形运条法，每个斜圆圈形与焊缝中心的斜度不大于45。横焊单边V形对接盖面层收尾操作采用划圈和断弧相结合的收尾法，即在弧坑处不断划圈熄弧至填满孤坑。当板厚大于3mm时采用多层多道焊。,6、横焊单边V形对接(多层多道焊)填充层的基本操作横焊单边V形对接填充层最下面一道焊缝的焊条角度:焊条与焊接方向的夹角为7580，焊条上倾角(与水平面夹角)为2030。横焊单边V形对接填充层最下面一道焊缝的引弧、起头、接头与打底层相同。横焊单边V形对接填充层最下面一道焊缝运条操作:采用斜圆圈形或斜锯齿形运条法。横焊单边V形对接填充层最下面一道焊缝的收尾操作:采用划圈收尾，即在弧坑处不断地划圆圈至填满弧坑。横焊单边V形对接填充层中间焊缝的焊条角度:与焊接方向呈7580夹角，与下面试板呈90100夹角。横焊单边V形对接填充层中间焊缝的引弧、起头、接头、运条、收尾同下面一道焊缝。横焊单边V形对接填充层上面一道焊缝的焊条角度与焊接方向呈7580夹角，与下试板呈9095夹角。,7、横焊单边V形对接盖面层基本操作横焊单边V形对接盖面层最下面一道焊缝的焊条角度，与焊接方向夹角为7580，与下试板夹角为90100。横焊单边V形对接盖面层中间各道焊缝的焊条角度，与焊接方向夹角为7580，与下试板夹角为9095。横焊单边V形对接盖面层上面一道焊缝的焊条角度，与焊接方向夹角为7580，与下试板夹角为8590。横焊单边V形对接盖面层的引弧、起头、接头、运条收尾同填充层。,8、横焊单边V形对接封底层基本操作封底层焊接以前将熔渣清理干净，焊瘤铲平。横焊单边V形对接封底层引弧、运条、起头、接头、收尾同填充层。,4.仰焊操作技能仰焊时铁液易下落，熔池形状和大小不易控制，宜采用小电流焊接，保持小熔池，且确保母材熔合良好。第一层焊缝用短电弧作前后推拉动作，焊条与焊接方向呈8090角，其余各层焊条横向摆动，并在坡口两侧停顿稳弧，保证两侧熔合。,1、焊条电弧焊仰焊V形坡口对接接头的焊接规范见表3-13。,表3-13焊条电弧焊仰焊V形坡口对接接头焊接规范,2、焊条电弧焊仰焊V形坡口对接接头多层焊基本操作(3层)试板及坡口准备试板见图3-15，其中:坡口钝边p=21mm坡口角度=65土5坡口间隙c=21mm,图3-15试板,第一层焊时焊条角度:焊条与对接两板的夹角是90；焊条与焊接方向呈7080角。第一层焊运条方法采用直线形或直线往返形。第一层焊时引弧采用直击法。第一层焊时起头操作:先以稍长电弧预热起焊处，烤热后，迅速压短电弧于坡口根部，稍停23s，然后将电孤向前移动进行施焊。第一层焊更换焊条时焊缝的连接操作a.在距原弧坑前约10mm处用直击法引燃电弧。b.将电孤移到原弧坑处以稍长电弧对原坑及弧坑处的坡口根部进行预热。c.烤热后，迅速用短电弧填满原弧坑。d.在弧坑前坡口根部以短电弧稍停2.-3s，然后将电弧向前移动，继续施焊。,第一层焊缝的收尾操作采用反复断弧收尾法。第一层焊缝表面要求平直，避免出现凸形口。铲除第一层焊的熔渣及金属飞溅物，铲平焊瘤，进行下一层焊接。第二层焊的焊条角度与第一层相同。第二层焊引弧用直击法。第二层焊的起头操作，用稍长电弧(34mm)对焊缝端部进行预热，然后缩短电弧，开始焊接。,第二层焊的运条方法采用月牙形或锯齿形运条时两