电焊竞赛理论知识备课教材

1、电焊理论知识学习焊接现状分析焊接是加工制造业的组成部分，应用广泛，发展也非常迅速，在加工制造业中占有非常重要的位置。焊接质量的好坏直接影响着产品质量和生产进度。随着质保体系的健全以及对合格焊工的严格要求，合格焊工人员不足将可能成为制约公司发展的因素之一。焊接是现代工业生产中最重要的加工工艺之一，广泛用于制造和修理各种结构和设备。焊接作为一种降低成本、提高生产效率的有效手段，不仅可以得到优质、可靠的工件，而且可以创造出原则上完全新颖的产品。焊接的加工对象，不仅有各种各样的金属，而且还可以是塑料、碳纤维、工程陶瓷、半导体等非金属。与铆接相比，焊接具有节省金属材料、接头密封性好、生产效率高、应用广泛

2、等一系列优点。在许多工业部门中应用的金属结构，如建筑钢结构、船体、机动车辆、管道、压力容器等，几乎全部采用了焊接结构。在机器制造工业中，过去不少用整体铸造或锻造生产的大型毛坯，也采用了焊接结构。焊接还常用于铸锻件缺陷和受损坏零件的修复。焊工基本素质要求（1）忠实于企业。（2）具有不怕苦、不怕脏、不怕累的精神。（3）对焊接有一定的悟性。培训目标通过本次培训，使焊工掌握焊接的基本理论知识和应用知识，做到文明施工、按图纸、工艺、技术要求生产。学员应达到以下要求：（1）能正确的选择使用常用焊条、焊丝、焊剂及保护气体。（2）能进行低碳钢的平位置的焊接，包括平板对接及角接。（3）能根据焊接工艺卡选择低碳钢

3、、低合金钢的焊接材料和焊接工艺参数。（4）能进行焊前坡口准备及焊接性能试验焊件的装对。（5）能进行手工焊条电弧焊、气焊、氩弧焊、CO2焊等之一焊接。（6）能控制和矫正焊接变形，能减少和消除焊接应力。（7）能对焊接接头外观检验和进行返修。焊接存在的问题是：焊接接头的组织和性能与母材相比会发生变化；焊接后会产生残余应力与变形；容易产生焊接裂纹等缺陷。这些问题的存在会影响焊接结构的质量。切割是使固态金属分离的方法，热切割是指切割过程中伴随有热现象，常见的热切割有气割、等离子弧切割和激光切割等。第一节 焊接基础知识焊接的概念及分类焊接就是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料使焊件达到结合

4、的一种加工方法。按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊、钎焊三大类。1、熔焊，熔焊是在焊接过程中将焊接接头加热至熔化状态，不加压力完成的焊接方法。2、压焊，压焊是在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。3、钎焊，钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料的熔点，低于母材的熔点的温度，利用液态钎料润湿母材填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。焊接熔焊压焊钎焊气焊电弧焊锻焊摩擦焊烙铁钎焊火焰钎焊等离子弧焊电渣焊铝热焊电阻焊焊条电弧焊埋弧焊气电焊感应钎焊电阻钎焊点焊缝焊对焊CO2气体保护焊钨极氩弧焊熔化极电弧焊图2-

5、1 基本焊接方法分类在选用焊接方法的过程中，首先应满足技术要求及质量要求，在此前提下，尽可能地选择经济效益好，劳动强度低的焊接方法。焊接接头类型及焊缝型式一、焊接接头类型焊接接头即用焊接方法联结的接头。在焊条电弧焊中，由于产品结构形状、材料厚度和工件质量要求的不同，需要采用不同型式的接头进行焊接。焊接接头主要有四种类型，即对接接头、搭接接头、T型接头和角接接头，如图2-4所示。图2-4 焊接接头的基本类型 1.对接接头 两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。这种接头能承受较大的载荷，是焊接结构中最常用的一种接头型式。2.角接接头两焊件端面间构成30°135°夹角的接头称为角

6、接接头。角接接头焊缝的承载能力不高，一般多用于箱形构件等不重要的焊接结构中。3.搭接接头两焊件重叠放置或两工件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头称为搭接接头。搭接接头便于组装，常用于对焊前准备和装配要求简单的结构，但承载能力较低，在结构设计中应尽量避免采用搭接接头。 4 .T型接头 一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头称为T型接头。这种接头承受动载荷的能力较强，在船体结构中约有70%的焊缝都采用T型接头。在设计与选择接头形式时，要考虑的几个因素主要是（1） 产品结构形式，尺寸及技术要求（2） 焊接方法及其接头的基本特性（3） 接头承受载荷的性质，大小，如拉伸，压缩，

7、弯曲和冲击等。（4） 接头的工作环境，如温度，腐蚀介质等。（5） 焊接变形与控制，以及施焊的难以程度（6） 接头焊前的准备与焊接所需费用不同焊接方法对接头类型，焊接位置的适应能力是不同的，电弧焊可焊接各种形式的接头，钎焊，电阻点焊仅适用于打结接头。尽管大多数焊接方法的焊接质量均可以满足使用要求，但不同方法的焊接质量，特别是焊缝的外观质量仍有较大的差别，在产品质量要求较高时，可选用氩弧焊，电子束焊，激光焊等，质量要求较低时，可选用手工电弧焊，CO2焊，气焊等。二、焊接坡口的形式 焊接坡口 根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽叫坡口。1、 坡口的作用：为了保证焊缝根部焊透，

8、使焊接电源能深入接头根部，以保证接头质量，同时还能起到调节基体金属与填充金属比例的作用。2、 选择坡口的原则：A、能够保证工件焊透，且便于焊接操作。B、坡口形状应容易加工。C、尽可能提高焊接生产率和节省焊条。D、尽可能减少焊后工件的变形。焊接坡口的形式常用的形式有：I型、V型、X型、Y型、双Y型、带钝边U型、双U型、J型坡口。2.焊条电弧焊常用的坡口形式焊条电弧焊常用的坡口形式有：I形破口、Y型坡口、双Y型坡口和U型坡口等。第二节 焊接材料焊条 涂有药皮的供弧焊用的熔化电极称为电焊条，简称焊条。焊条由焊芯和药皮 两部分组成。焊条中被药皮包覆的金属芯称焊芯。焊条电弧焊时，焊芯与焊件之间产生电弧并

9、熔化为焊缝的填充金属。焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。药皮:常用焊芯表面的有效成分成为药皮(1)药皮的作用：稳弧作用，可以提高电弧的稳定性，保证焊接过程能正常进行。造气保护作用，利用药皮熔化产生的气体保护电弧和焙池，防止空气进入熔池。造渣保护作用药皮熔化后形成熔渣复盖在液体金属和凝固后的焊缝表面，保护焊缝金属，同时使焊缝金属冷却速度减慢，有助于气体的逸出。防止气孔的产生防止表面氧化。有助于改善焊缝的组织和性能。脱氧、去硫、去磷作用，药皮熔化后参与了熔池的冶金反应，可在一定程度上脱氧、还原、去硫，去磷减少焊缝金属

10、中有害元素古量，减少合金元素的烧损，从而提高焊缝质量。渗台金作用可以通过药皮将所需的合金元翥渗人到焊缝金属中，改进和控制焊缝金属的化学成分，以获得所希望的性能。改善焊接工作性能，提高焊接生产率，药皮中含有合适的造硅、稀硅成分，使焊接可获得良好的流动性药皮在焊接时形成套简，使熔滴能较好地向熔池过渡，有利于全位置焊接，同时使电孤热量集中，减少飞溅，提高金属的熔敷效率。(2)焊条药皮组成物分类：焊条药皮组成物按其作用不同可分为稳弧剂，造渣剂，造气剂，脱氧剂，合金剂，稀释剂，粘结剂，增塑剂。  (1)稳弧剂。改善焊条的引弧性能，增加焊接过程中电弧燃烧的稳定性。一般采用低电离电位的碱金属及碱土

11、金属化合物。     (2)造渣剂。药皮组成物能熔成一定密度和黏度的熔渣浮于液体金属表面，使之不受空气的影响，起机械保护作用。并具有与熔池金属进行必要的冶金反应的能力，保证焊缝的质量和成形美观。     (3)造气剂。在电弧周围燃烧成气体，以防止空气侵入熔池。     (4)脱氧剂。与熔池中的氧作用，生成熔渣，浮出熔池，以防止产生气孔，从而保证焊缝质量。     (5)合金剂。改变焊缝金属的化学成分和力学性能，补偿焊缝中被烧损的合金元素

12、。     (6)稀释剂。调整熔渣的薪度和流动性。     (7)粘结剂。将药皮牢固地涂敷在焊芯上。     (9)增塑剂。改善涂料的塑性，使之易于用机械涂在焊芯上根据不同情况，电焊条有三种分类方法：按焊条用途分类、按药皮的主要化学成分分类、按药皮熔化后熔渣的特性分类。（1）按照焊条的用途，可以将电焊条分为：结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。 （2）如果按照焊条药皮的主要化学成分

13、来分类，可以将电焊条分为：氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。 （3）如果按照焊条药皮熔化后，熔渣的特性来分类，可将电焊条分为酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条药皮的主要成分为酸性氧化物，如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等。碱性焊条药皮的主要成分为碱性氧化物，如大理石、萤石等。 酸性焊条对水分不敏感，而有机物金红石型焊条能容许有更高的含水量。所以要根据受潮的具体情况，在70-150°烘干一小时，存储时间短且包装良好，一般使用前可不烘干。碱性低氢型焊条在使用前必须烘干，以降低焊条的含氢量，防止气孔、裂纹等缺陷产生，一般烘

14、干温度为350°C、一小时。不可将焊条在高温炉中突然放入或突然冷却，以免药皮干裂。对含氢量有特殊要求的，烘干温度应提高到400-500°C，一至量个小时。经烘干的碱性焊条最好放入另一个温度控制在50-100°C低温烘干箱中存放，并随用随取。烘干焊条时，每层焊条不能堆放太厚（一般1-3层）以免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除。露天操作时，隔夜必须将焊条妥善保管、不允许露天存放，应该在低温箱中恒温存放，否则次日使用前必须重新烘干。焊条直径（即焊条芯的直径）为2.56毫米，长度在350450mm.选用焊条的基本原则：1)等强度原则即选用与母材同强度等级的焊条。一般用于焊

15、接低碳钢和低合金钢。2)同成分原则即选用与母材化学成分相同或相近的焊条。一般用于焊接耐热钢、不锈钢等金属材料。3)抗裂纹原则选用抗裂性好的碱性焊条，以免在焊接和使用过程中接头产生裂纹。一般用于焊接刚度大、形状复杂、使用中承受动载荷的焊接结构。4)抗气孔原则受焊接工艺条件的限制，如对焊件接头部位的油污、铁锈等清理不便，应选用抗气孔能力强的酸性焊条，以免焊接过程中气体滞留于焊缝中，形成气孔。5)低成本原则在满足使用要求的前提下，尽量选用工艺性能好、成本低和效率高的焊条焊丝焊接时作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料。在气焊和钨极气体保护电弧焊时，焊丝用作填充金属；在埋弧焊、电渣焊和其他熔化极

16、气体保护电弧焊时，焊丝既是填充金属，同时也是导电电极。焊丝的分类方法很多，按其使用的焊接方法，被焊材料，制造方法与焊丝的形状等从不同角度对焊丝进行分类。（1） 按其适用的焊接方法可分为埋弧自动焊焊丝，电渣焊焊丝，CO2焊焊丝，堆焊焊丝，气焊焊丝。生产中普遍使用的是实芯焊丝。（2） 按被焊金属材料的不同可分为碳素结构钢焊丝，低合金焊丝，不锈钢焊丝，镍基合金焊丝，铸铁焊丝，有色金属焊丝和特殊合金焊丝。（3） 按制造方法与焊丝的形状可分为实芯焊丝和药芯焊丝两大类，其中药芯焊丝分为气体保护焊丝和自动保护焊丝。目前常用的是按制造方法和使用的焊接方式分类，焊丝主要分为实芯焊丝和药芯焊丝。实心焊丝是目前最常

17、用的焊丝，由热轧线材经拉拔加工而成。为了防止焊丝生锈，须对焊丝(除不锈钢焊丝外)表面进行特殊处理。目前主要是镀铜处理，包括电镀、浸铜及化学镀铜等方法。实芯焊丝的分类及特点： (1)埋弧焊和电渣焊用焊丝：埋弧焊和电渣焊时焊丝和焊剂配合使用，焊丝作为填充金属，焊剂起保护和冶金作用，二者共同参与焊接过程中的冶金反应，焊缝的成分和性能由焊丝和焊剂共同决定。根据被焊材料不同，埋弧焊焊丝又分为低碳钢焊丝、低合金钢焊丝、Cr-Mo耐热钢焊伙、低温钢焊丝、不锈钢焊丝、表面堆焊焊丝等。    (2)气保护焊用焊丝：气保护焊时，焊丝作为填充金属，同时向焊缝中添加合金元素。根据焊接方法

18、不同，气保护焊用焊丝分为TIG焊接用焊丝、MIG焊接用焊丝、MAG焊接用焊丝、CO2焊接用焊丝等。    (3)自保护焊接用焊丝：此类焊丝焊接时无需焊剂或保护气体，它是利用焊丝中所含有的合金元素在焊接过程中进行脱氧、脱氮，以消除从空气中进人焊接熔池的氧和氮的不良影响。其特点是除提高焊丝中的C、Si、Mn含量外，还要加入强脱氧元素A1、Ce等。药芯焊丝的分类及特点：药芯焊丝也称为粉芯焊丝，管状焊丝或折叠焊丝，用于气体保护焊，埋弧焊和自保护焊。药芯焊丝的分类有多种方法,如按药芯焊丝的制造方法分类:按药芯焊丝焊接时的保护气体分类:按药芯焊丝的用途分类: 药芯焊丝药粉的组

19、成分类.(1)按制造方法的不同,可以把药芯焊丝分为:有缝药芯焊丝和无缝药芯焊丝两种. 有缝药芯焊丝是由薄钢带通过成型轧辊加工成槽,里面卷入药粉,轧成管状再进行拔丝,加工制造而成,钢带原料通常采用低碳钢,成品焊丝表面要进行表面防锈处理.同时要有良好的送丝性能,所以要进行表面处理. 无缝药芯焊丝是在预先成型好的钢管中填充药粉,再经过电镀,拔丝,达到焊丝产品直径的尺寸.(2) 按焊接时保护气体的不同,可以把药芯焊丝分为:气体保护药芯焊丝,和自保护药芯焊丝.在中国,日本,韩国等, 药芯焊丝大部分采用CO2作为保护气体,而在美国使用自保护药芯焊丝的比例比较高,欧洲由于保护气体价格上的差别, 药芯焊丝主要

20、采用混合气体(Ar-CO2)保护.(3)按用途的不同,可以把药芯焊丝分为:低碳钢及490MPa级钢,高强钢,耐热钢,低温钢,乃腐蚀钢,不锈钢,和硬面堆焊用药芯焊丝.由于药芯焊丝可以调整内部药芯配方,因此同手工电焊条一样, 药芯焊丝的品种齐全,有用于造船业的全位置型药芯焊丝,有用于海洋结构的低温药芯焊丝,有用于锅炉,压力容器的耐热钢药芯焊丝等等.(4)按填充药粉的组成不同,可以把药芯焊丝分为熔渣型药芯焊丝金属粉型药芯焊丝. 熔渣型药芯焊丝按照渣的碱度可以分为钛型(酸性渣),钛钙型(中性或弱碱性渣)和碱性(碱性渣) 药芯焊丝.一般来说,钛型药芯焊丝焊缝成型好,全位置的焊接操作性好,但是缺口韧性,抗

21、裂性就稍差.相反碱性药芯焊丝缺口韧性.抗裂性好,而焊缝的外观.成型及操作性就差.钛钙型药芯焊丝介于两者之间.近年来,随着药芯焊丝的发展,新型的钛型药芯焊丝不仅焊接工艺性好,而且其熔敷金属的扩散氢含量低,冲击韧性优异.而钛钙型药芯焊丝现在则很少使用.金属粉型药芯焊丝具有实芯焊丝的低渣性(渣产生量很少),良好的抗裂性等特点,并兼备钛型药芯焊丝良好的焊接操作性能.其焊接效率比钛型药芯焊丝还要高。实芯和药芯焊丝电弧焊综合了手工电弧焊和普通熔化极气体保护焊的优点。其主要优点是： 1、对各种钢材的焊接，适应性强调整焊剂的成分和比例极为方便和容易，可以提供所要求的焊缝化学成分。2、工艺性能好，烛缝成形美观采

22、用气渣联合保护，获得良好成形。加入稳弧剂使电弧稳定，熔滴过渡均匀。3、熔敷速度快，生产效率高在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，熔化速度快，其熔敷率约为85%-90%,生产率比焊条电弧焊高约3-5倍。焊接速度快,下向焊，水平焊的时候，药芯焊丝的速度比实芯焊丝的焊接速度快约10，特别是立向焊和仰焊的时候，根据药粉的作用，可以使用高电流焊接，所以可以提高两倍以上速度。4、可用较大焊接电流进行全位置焊接。  实芯焊丝在水平焊或者上向焊的时候要求焊工有很高的焊接技巧，会产生大量的飞溅，因此只适用于薄板焊接，但是药芯焊丝因为产生充分的焊渣，覆盖在焊接部位上，所以适用于全位置的焊接。5、药芯焊

23、丝与实心焊丝相比飞溅小，连续使用也不会堵塞焊枪嘴。6、作业性良好，药芯焊丝焊弧柔和，焊接作业性良好，便于操作。比实芯好的不是一点半点，一个普通工人简单培训就能焊出合格焊缝，在这又省了培训成本。主要 缺点：1、熔敷效率低，药芯焊丝在焊接后因为产生大量的焊渣所以熔敷效率为约为 88% ，而实芯焊丝因为没有焊渣，熔敷效率约为 95% 2、烟尘大，药芯焊丝在焊接过程中相对来说烟尘大，防护得当的话，其实真不算缺点，说弄脏工作，我觉得有点冤，轻轻一擦就干净了，它飞溅比实心小多了，应该是对工作表面质量有帮助的。3、价格贵，按照公斤的单位来计算，药芯焊丝价格虽然较贵，但是如果从提高生产性的

24、角度计算的话，反而能够节省费用。4、易生锈，这倒真是他的缺点，不易保管，不适合小型企业用5、焊丝制造过程复杂6、焊接时，送丝较实心焊丝困难7、焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对药芯焊丝保存管理的要求更为严格焊剂：焊接时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质焊剂的作用与药皮的作用类似。用于埋弧焊的为埋弧焊剂。用于钎焊时有：硬钎焊钎剂和软钎焊钎剂。 焊剂也叫钎剂，定义应该很广泛，包括熔盐、有机物、活性气体、金属蒸汽等，即除去母材和钎料外，泛指第三种用来降低母材和钎料界面张力的所有物质。 焊剂的功能部分可分为三个： 1、去除焊接面的氧化物，降低焊料熔点和表面张力，尽快达

25、到钎焊温度。 2、保护焊缝金属在液态时不受周围大气中有害气体影响。 3、使液态钎料有合适流动速度以填满钎缝。焊剂的分类：焊剂一般可划分为酸性焊剂和碱性焊剂两种，低碳钢最常用、最经济的就是酸性焊剂了，焊接较重要的低合金高强度钢时，可采用碱性焊剂SJ101 SJ301等，能显著的提高焊缝的力学性能和韧性指标。第三节 常用焊接技术常用焊接中，应用最广泛的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊。一、 手工电弧焊：用手工操纵焊条、用电弧作为热源的焊接方法，又称手弧焊。焊条与工件各为一个电极，电弧引燃于其间，以焊条和焊件作为两个电极，被焊金属称为焊件或母材。焊接时因电弧的高温和吹力作用使焊件局部熔化。在被

26、焊金属上形成一个椭圆形充满液体金属的凹坑，这个凹坑称为熔池。随着焊条的移动熔池冷却凝固后形成焊缝。焊缝表面覆盖的一层渣壳称为熔渣。焊条熔化末端到熔池表面的距离称为电弧长度。从焊件表面至熔池底部距离称为熔透深度.焊芯与工件的熔化金属形成焊缝金属，焊条药皮产生的气体和熔渣起保护熔池、稳定电弧和渗入合金的作用。二、手工电弧焊 - 电弧焊特点（1）操作方便，使用灵活，适应性强。适用于各种钢种，各种百度，各种位置和各种结构的焊接。特别是对不规则的焊缝，短焊颖，仰焊缝，高空和位置狭窄的焊缝，均能灵活运用，操作自如。（2）焊接质量好。因电弧温度高，焊接速度较快，热影响区小，焊接接头的机械性能较为理想。另外，

27、由于焊条和电焊机的不断改进，在常用的低碳钢和低合金钢的焊接结构中，焊缝的机械性能能够有效地控制，达到与母材等强的要求。对于焊缝缺陷，在一定范围内可以通过提高焊工水平、改进工艺措施得到克服。（3）手工电弧焊易于分散应力和控制变形。所有焊接结构中，因受热应力的作用，都存在着焊接残余应力和变形，外形复杂的焊缝、长焊缝和大工件上的焊缝，共残余应力和变形问题更为突出。采用手工电弧焊，可以通过工艺调整，如跳焊、逆向分段焊、对称焊等方法，来减少变形和改善应力分布。（4）设备简单，使用维护方便。无论交流电焊机还是直流电焊机，焊工都容易掌握，使用可靠，维护方便。不象埋弧焊、电渣焊设备那样复杂。（5）由于手工操作

28、，生产效率低，焊工的劳动强度也比较大。（6）焊接质量不稳定。手工电弧焊的焊接质量，与焊工的技能有关，培训焊工技能的难度较大，也由于手工操作的随意性比较大，使焊接质量不稳定，这是手工电弧焊的最大缺点。三、手弧焊焊接电源：焊接电源分为两种，直流弧焊电源和交流弧焊电源，焊条分为两大类即：酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条用直流和交流焊接电源均可，碱性焊条必须用直流弧焊电源。其接法有两种：直流正接和直流反接，焊接过程中产生偏磁吹调换接法会有明显好转。交流焊接电源一般情况下不会产生偏磁吹。四、手工电弧焊基本操作技能：焊条电弧焊的基本操作包括引弧、运条及收尾等基本操作。1.引弧 引弧是焊接过程中反复进行的动作，

29、引弧技术的好坏直接影响到焊接的质量。（1）焊条与工件表面接触要轻微，运动的速度要适中。（2）焊条提起的高度应控制在3mm-4mm。（3）引弧应在离焊缝起点10mm处的待焊部位上，电弧引燃后移至焊缝起点处，再沿焊接方向继续进行焊接。2.运条运条是焊接过程中最重要的环节，它直接影响焊缝的外表成形和内在质量。电弧引燃后，一般情况下焊条有三个基本运动，即1沿焊条中心线向熔池送进、2沿焊条方向移动和3横向摆动 图2-3 运条的三个基本运动常用的运条方法有：直线形运条法、直线往复形运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、三角形运条法、圆圈形运条法、八字形运条法。3.收尾常用的收尾方法有以下三种：（1） 划圈收

30、尾法（2） 反复断弧收尾法（3） 回焊收尾法五、各种位置焊接的操作要点：1.焊接位置 熔焊时，工件焊逢所处的空间位置，叫做焊接位置。按照焊逢在空间的位置不同，焊接方法可分为平焊、立焊、横焊和仰焊，如图2-5所示。图2-5 焊接位置2.各种焊接位置的操作技术平焊定义：在待焊表面处于近似垂直，焊缝轴线基本水平的位置进行的焊接，横焊是焊接垂直或倾斜平面上水平方向的焊缝。应采用短弧焊接，并选用较小直径焊接电流，以及适当的运条方法。平焊的特点： 平焊时焊条熔滴受重力的作用过渡到熔池，其操作相对容易。但如果焊接参数不合适或操作不当，容易在根部出现未焊透，或者出现焊瘤；当运条和焊条角度不当时，熔渣和熔池金属

31、不能良好分离，容易引起夹渣（1）平焊典型的操作方法，如图2-6所示。图2-6 平焊典型的操作方法 立焊的定义是指与水平面相垂直的立位焊缝的焊接称为立焊。根据焊条的移动方向，立焊焊接方法可分为二类，一类是自上向下焊，需特殊焊条才能进行施焊，故应用少。另一类是自下向上焊，采用一般焊条即可施焊，故应用广泛立焊较平焊操作困难，具有下列特点。 铁水与熔渣因自重下坠，故易分离。但熔池温度过高时，铁水易下流形成焊瘤、咬边。温度过低时，易产生夹渣缺陷。易掌握熔透情况，但焊缝成形不良。T型接头焊缝根部易产生未焊透现象，焊缝两侧易出现咬边缺陷。焊接生产效率较平焊低。 焊接时宜选用短弧焊。操作技术难掌握。（2）立焊

32、时的焊接角度 ，如图2-7所示。图2-7 立焊时的焊接角度 横焊的定义：焊缝倾角0°、180°；焊缝转角0°、180°的焊接位置，称为横焊位置。在横焊位置进行的焊接，叫横焊。    横焊时，由于熔化金属和熔渣受重力作用下流至下坡口面上，容易形成未熔合和层间夹渣，并且在上坡口面边缘易产生咬边。横焊时熔化金属在自重的作用下易下淌，使焊缝上边易产生咬边，下边易出现焊瘤和未熔合等缺陷，所以宜采用较小直径的焊条与焊接电流，多层多道焊，短弧操作。    1、打底焊  将试件垂直固定于焊接架上，并使

33、焊接坡口处于水平位置，将试件小间隙的一端处于左侧。    打底焊时，应在试件左端定位焊缝上引弧，并稍预热，然后将电弧上下摆动，移至定位焊缝与坡口连接处，压低电弧，待坡口根部熔化，并击穿，使形成熔孔，就可转入正常施焊，施焊过程中要采用短弧，运条要均匀，在坡口上停留时间应稍长。    2、填充焊  填充层的焊接采用多层多道焊（共2层每层2道）。焊接上下焊道时，要注意坡口上下侧与打底焊道间夹角处熔合情况，以防止产生未焊透与夹渣等缺陷，并且使上焊道覆盖下焊道1/22/3为宜，以防焊层过高或形成沟槽。   

34、; 3、盖面焊  表面层焊接也采用多道焊(分三道)，运条方法采用直线或圆圈形皆可。横焊的焊条角度 ，如图2-8所示。 图2-8 横焊也是较难掌握的一种焊接方法，熔池金属易下淌，易出现咬边，焊瘤、夹渣、熔合不良等缺陷，为此，掌握正确的操作方法是关键。    例：板厚5mm，不开坡口的立横焊焊接。此法选用合适的焊接工艺参数显得尤为重要，焊接时宜采用3.2mm直径的焊条，80100A的焊接电流（比平焊小10-15%）；同时选用较短的焊接电弧，依靠电弧的吹力托住熔化金属向熔池过渡；焊条与焊接方向应倾斜60º-70º角，与焊缝中心平面向下倾30

35、º- 40º角，引弧时焊条在靠近坡口上侧开始，熔化后往下侧坡口拉，待下侧坡口熔化形成熔池后再反复作运动，运条方式以往复直线形运动为佳。横焊时注意要点：    1、注意控制焊条操作角度，电弧在坡口处停留时，应防止烧穿熔洞。    2、出现熔渣与铁水混合时，应依靠电弧吹力增大回流力度，将流动熔渣推向焊接的反方向，使熔池清晰可见。    3、遇焊渣超前时，可用焊条前沿轻轻拨掉，防止熔化金属随熔渣下淌。    4、正确掌握运条方法，防止焊缝上侧出现咬边，下侧出现较

36、大的焊瘤。仰焊定义：当待焊表面处于近似水平位置，从接头下面进行的焊接。就是焊接中，焊接位置处于水平下方的焊接，这种焊接位置在焊接全位置中属于最难焊的一个位置。仰焊：焊条前倾角为7080°直线行走，压低电弧，击穿坡口后迅速灭弧，待熔池温度稍降重新引弧，依次循环，注意接弧准确，焊层要薄。填充：电流适当加大，运条方法可采用锯齿形或月牙形，坡口两侧停时略长，保持稳弧，焊道要薄熔池温度不宜过高，避免金属下坠。盖面：操作方法及要领与填充相同。坡口两侧各熔1mm左右3.1、打底焊在试件始焊端定位焊缝处引燃电弧，保持焊条角度沿焊接方向90°-100°。稍作停顿待形成熔池后迅速压低

37、电弧做小锯齿摆动向前运条，摆动到坡口根部时焊条向上送进，至少使电弧的3/4在坡口背面燃烧，当听到“噗”的声音说明电弧已击穿试件背面，观察已形成熔孔，熔孔大小约为焊条直径的1.5倍，由于此时试件温度较低，容易产生偏吹，造成一侧熔孔打开，而另一侧出现未熔，应迅速将焊条拉向未熔的一侧或改变焊条的角度继续熔化。待熔孔正常后，迅速将焊条向前方斜下快速运动，达到灭弧的目的。熔池温度逐渐降低，当熔池颜色稍微变为暗红色时，再将焊条打在原熔池的1/3部位上，上顶电弧，打开熔孔，重复以上动作，有节奏的向前进行灭弧焊接。操作过程中要注意控制熔孔大小和熔池形状尽量相同，如果发现溶孔过大或熔池铁水有下淌倾向，说明熔池温

38、度过高，如果处理不及时将会使正面焊缝出现焊瘤、背面焊缝严重凹陷，使焊接无法进行，这时应迅速灭弧，灭弧后待温度稍微降低(在熔池颜色变暗红之前)，马上引弧焊接，以稍慢的频率进行焊接，待熔池温度和熔孔大小正常后，再正常焊接。应注意的是，引弧和熄弧的动作要干净利落，否则容易引起背面焊道凹陷的缺陷。3.2 、焊条角度参照打底焊接时的焊条角度。第一层填充电流可以适当增大，有利于消除焊趾处难以清除的熔渣。运条采用矩齿形或反月牙形运条方式，控制好焊条角度，短弧焊接，在焊缝两边要有足够的停留时间，以保证两侧融合良好，焊道平整。第二层填充焊缝更要控制好熔池形状，保证焊缝平整，使其高度距试件母材表面1mm左右 ，尽

39、量延长电弧在两边的停留时间使填充焊道中心稍凹，对于盖面层的焊接起着至关重要的作用。填充过程中应注意避免熔化坡口边缘，以保证盖面焊缝宽度一致，平直美观。接头时，在弧坑前方10-15mm处引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度运条，待形成熔池，两边充分熔合后，正常焊接。焊接过程中始终保持短弧操作。3.3盖面的焊接焊前应认真清除焊道熔渣和飞溅物，并保持两棱边的完好和清晰可见。焊条角度参照打底时的角度，采用反月牙运条形运条，电弧运到两棱边处时要确保铁水铺展开而且超过棱边0.5mm1mm左右；反月牙运条可以使电弧在两侧棱边处重叠较多，从而减小棱边处的咬边。焊接过程必须保持电弧为短弧。就是焊接中，焊接位置处于水

40、平下方的焊接。 二、手工电弧焊的焊接工艺参数：主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。1焊条直径 焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表6-4按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2mm的焊条。表6-4         焊条直径与焊件厚度的关系 &

41、#160;               工件厚度/mm 4 4-10 10-14 14焊条直径/mm Ø板厚 Ø3-4 Ø4-5 Ø42焊接电流焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。在一般钢结构的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选：I=Kd    

42、                                 式中II焊接电流(A)；d焊条直径(mm)。K经验系数另外，立焊时，电流应比平焊时小1520；横焊和仰焊时，电流应比平焊电流小1015。3电弧电压根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外，电弧电压

43、还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。一般要求电弧长小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时，为了预热部位或降低熔池温度，有时也将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。4焊接层数焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。施工中每层焊缝的厚度不应大于45mm。5电源种类及极性直流电源由于电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构上。其他情况下，应首先考虑交流电焊机。根据焊条的形式和焊接特点的不同，利用电弧中的阳极温度比阴极高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的构件

44、。用碱性焊条或焊接薄板时，采用直流反接(工件接负极)；而用酸性焊条时，通常采用正接(工件接正极)。二、 二氧化碳气体保护焊CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害物质，从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利用专用的焊枪，形成足够的CO2气体保护层，依靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或半自动熔化极气体保护焊接。这种焊接法采用焊丝自动送丝，敷化金属量大、生产效率高、质量稳定。因此，在国内外获得广泛应用。CO2 焊焊接工艺规范板厚 mm焊丝直径 mm 焊接电流 A电弧

45、电压 V气体流量 L/min0.80.88011519237121.08011519231.21.510013019232.02.50.8、1.013016020269152.53.01.0140200242841.218023024285.06.01.62203002428CO2焊按使用焊丝直径的不同，可分为细丝CO2焊（焊丝直径1.6mm）和粗焊丝CO2焊（焊丝直径1.6mm）。按操作的方式分类，又可分为半自动CO2焊和自动CO2焊。CO2 定位焊缝的长度和间距板厚 mm定位焊缝长度 mm定位焊缝间距 mm28125070261220702005. CO2保护焊作业指导 二氧化碳气体保护焊

46、用的CO2气体，大部分为工业副产品，经过压缩成液态装瓶供应。在常温下标准瓶满瓶时，压力为57MPa(5070kgf/cm2)。低于1MPa(10个表压力)时，不能继续使用。焊接用的CO2气体，一般技术标准规定的纯度为99%以上，使用时如果发现纯度偏低，应作提纯处理。二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等。a. 电源极性 二氧化碳气体保护焊焊接一般材料时，采用直流反接；在进行高速焊接、堆焊和铸铁补焊时，应采用直流正接。b. 焊丝直径 二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可根据表选择。c. 电弧电压和焊接电流 对于一定直

47、径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊中，采用较低的电弧电压，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。大多数二氧化碳气体保护焊工艺都采用短路过渡焊接。当电弧电压较高、焊接电流较大时，熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡。1.6或2.0mm的焊丝自动焊接中厚板时，常采用这种过渡。3mm以上的焊丝应用较少。O.61.2mm的焊丝主要采用短路过渡，随着焊丝直径的增加，飞溅颗粒的数量就相应增加。当采用1.6mm的焊丝，仍保持短路过渡时，飞溅就会非常严重。焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷，电弧电压和焊接电流要相互匹配，通过

48、改变送丝速度来调节焊接电流。在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压太低，则焊丝容易伸人熔池，使电弧不稳。在大电流焊接时，若电弧电压过大，则金属飞溅增多，容易产生气孔；电压太低，则电弧太短，使焊缝成形不良。d. 气体流量 二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为825L/min。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果

49、二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。e. 焊接速度 随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。f. 焊丝伸出长度 指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱；

50、反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。一般，细丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为814mm；粗丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为1020mm。g. 直流回路电感 在焊接回路中，为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感，所以一旦焊接过程稳定下来以后，就不

51、要随便改动。6. 零部件的焊接 6.1 焊接前对各零部件依照图样进行认真检查，如发现材料尺寸不符合或有严重缺陷的不得进行焊；机械加工件不得有磕碰划伤现象，影响外观质量的不得擅自使用；以上情况应及时上报质检员，并由质检员重新确认是否可以使用。 6.2 电焊条、焊丝等质量必须符合国家有关标准的规定。 6.3 凡标牌不清、品质不明、包装破损或储存期过长的焊条、焊丝，必须经检验鉴定 符合标准规定后方可使用。 6.4 电焊条受潮及存放时间较长应进行烘干后方可使用。6.5 焊接前应检查周围环境、焊接设备及工具是否符合工艺和安全要求。 6.6 电焊条、焊丝的选用应根据以下原则选择： a、当焊件母材为低碳或低

52、合金钢时应按强度等级原则选择。 b、对于耐热钢、不锈钢等应选择与母材化学成分一致的焊条。 c、根据焊件的工作条件、使用性能及焊接设备、工艺条件、焊接效率和经济性选择。 d、图样及工艺有要求的按图样、工艺规定的执行。 6.7 焊接设备的选择应根据零部件的材料、结构、设备工作场地进行选择，图样及工艺有要求的按图样、工艺规定的执行。 6.8 零件的焊前清理： 6.8.1 焊接前应清除锈蚀、氧化皮、油污、气割飞溅物等，焊件有明显弯曲和凹凸不平的应校直校平后再进行焊接。 6.8.2 机械加工件焊前必须清理锈蚀和油污，清理过程中注意保护加工件的外露边或面，尤其是焊后不加工的光面。 6.8.3 焊接后无法除

53、锈、清除氧化皮等表面处理的应进行表面处理后再进行焊接。 6.9 焊接过程的工艺要求： 6.9.1 为保证各焊接零件之间的相互位置应首先进行定位焊接，自检焊件位置尺寸无误后再进行连续焊接。 6.9.2 钢板之间、型材之间或者相互之间的对接，焊接接头对口的错边量不得超出下表的规定： 表8 焊接接头对口错边量焊缝焊接接头对口错边量纵缝单层板：不大于板厚的10%；且不大于3mm复合板：不大于板厚的10%；且不大于2mm环缝单层板：不大于板厚的20%；且不大于6mm复合板：不大于板厚的10%；且不大于2mm6.9.3 焊接较大构件时为减小焊接变形，应根据焊缝的不同部位、变形的方向采用合理的焊接顺序和焊接

54、方向，尽量采用对称焊接法进行焊接，对变形量较大的构件应先进行小部件组焊，组后将各组焊件拼焊成形。6.9.4 板材拼接时应根据板厚预留0.5mm3mm的间隙。6.9.5 根据焊件的材质、厚度及焊接设备、焊接部位、焊条及焊丝规格等选择合适的电流、电压、焊接速度及运条方法。 a、多层多道的CO2气保焊尽量采用小焊脚，保证焊缝均匀平滑。角焊单层焊脚一般不大于6mm最大不能超过10mm，如：1215mm焊脚需要采用两层四道焊缝。大焊脚的长焊缝尽量根据位置采用埋弧焊。 b、“V”型坡口CO2气保焊，单层焊缝厚度不大于6mm，打底焊不大于4mm。 c、平焊缝单道焊缝宽度不大于8mm，焊缝高度不高于3mm，直

55、线度和平面度2mm。 d、CO2气体保护焊电流须在260A以上才能获得较大熔深。在开坡口（钝边2且留间隙）条件下，使用1.2的焊丝打底焊推荐电流90120A。填充焊和盖面焊可适当加大电流，确保层间融合并避免冷裂纹。 6.9.6 焊接铸铁件等较重要件时应先坡口、预热后再焊接，并采取保温措施。 6.9.7 焊缝多层施焊时，应将前道焊缝的焊渣清理干净，并打磨焊瘤将不良焊缝修磨至合格。 6.9.8 焊缝的补焊应先清除油污、重新坡口、打磨后再进行焊接。二氧化碳气体保护焊的优缺点：    1、优点      1）焊接生产率高。

56、由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高24倍。      2）焊接成本低。CO2气体来源广，价格便宜，而且电能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有埋弧焊或焊条电弧焊的40%50%。      3）焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变形小，特别适宜于薄板焊接。      4）焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含

57、氢量少，抗裂性能好。      5）适用范围广。可实现全位置焊接，并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。      6）操作简便。焊后不需清渣，且是明弧，便于监控，有利于实现机械化和自动化焊接。      2、缺点      1）飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。      2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。      3）抗风能力差，给室外作业带来一定困难。      4)不能焊接容易氧