手工电弧焊工艺

手工电弧焊工艺一学习目标熟练掌握手工电弧焊的基本概念，了解手工电弧焊的焊接工艺、特点及缺陷。理解并掌握焊接接头形式；掌握手工电弧焊工艺的特点及工艺参数的选择，能够正确分析手工电弧焊焊接缺陷并能选择相应的减小或防止措施。手工电弧焊设备

交流电焊机:

直流电焊机：

直流焊机焊接时分为：

正接法－－工件（＋），焊条（－）

反接法－－工件（－），焊条（＋）1.什么叫焊接?

两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接.

2.什么叫电弧？由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧

3.什么叫母材？被焊接的金属---叫做母材。4.什么叫熔池？

熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分---叫做熔池。5.什么叫焊缝金属？由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。

手工电弧焊的特点1．手工电弧焊具有以下优点：（1）操作灵活，适应性强。设备简单，不受焊缝空间位置、接头形式及操作场合的限制。（2）对焊接接头的装配要求低。（3）可焊材料广，常用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。

2．手工电弧焊具有以下缺点：（1）生产率低，劳动强度大。（2）焊缝质量依赖性强

手工电弧焊的原理

一、手工电弧焊的焊接过程手工电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。

手工电弧焊的过程如图所示：焊缝质量有很多因素决定，如母材金属和焊条质量、焊前的清理程度、焊时电弧的稳定情况、焊接参数、焊接操作技术、焊后冷却速度、以及焊后热处理等。焊接工艺参数1．焊条的选择（1）焊条型号的选择根据焊缝金属的化学成分和力学性能进行选择。（2）焊条直径的选择①焊件厚度焊件厚度/mm≤1.52～34～128～1616～20≥20焊条直径/mm1.52.53.23.2～44～54～6②焊缝位置在焊件厚度相同的条件下，焊接平焊缝的焊条直径应大些。③焊接层数在进行多层焊道焊接时，第一层焊道应选用直径较小的焊条焊接，一般直径为2.5mm或3.2mm的焊条2．焊接电流的选择（1）焊条直径与焊接电流的关系焊条直径/mm1.52.53.24.05.0焊接电流/A25～4050～80100～130160～210220～270

一、焊接接头形式、坡口和焊缝

1、接头形式

焊接接头：在焊件需连接部位，用焊接方法制造而成的接头称为焊接接头，一般简称接头。组成：以熔化焊为例，焊接接头由焊缝金属、熔合区和热影响区组成，熔化焊焊接接头的组成，如图所示。a）对接接头断面图b）搭接接头断面图1-焊缝金属2-熔合区3-热影响区4-母材

焊接接头形式和焊缝形式

对接接头：两焊件端面相对平行的接头。

T型接头：一焊件表面与另一焊件面构成直角或近似直角的接头。

角接接头：两钢板端面构成大于30度小于135度夹角的接头。

搭接接头：两钢板部分重叠构成的接头。（1）对接接头

对接接头是各种接头中受力最好、最省材料的接头形式，

常用的对接接头形式如图所示。a）不开坡口b）开坡口c）削薄d）带垫板（2）T形（十字字）接头头将一个焊焊件的端端面与另另一焊件件的表面面构成直直角或近近似直角角，用角角焊缝连连接起来来的接头头，称为为T形（十字字）接头头。这类接头头能承受受各种方方向的外外力和力力矩的作作用。常见的T形接头的的形式如如图所示示。a）单面不不开坡口口b）开K形坡口c）开单边边V形坡口d）双面不不开坡口口（3）角接接头头角接接头头多用于于箱形构构件，常见的角角接接头头的形式式如图所所示。a）简单角角接接头头b）双面角角接接头头c）开V形坡口d）开K形坡口e）、f）易装配配角接接接头g）保证准准确直角角的角接接接头h）不合理理的角接接接头（4）搭接接头头两板件部部分重叠叠起来进进行焊接接所形成成的接头头称为搭搭接接头头。搭接接头头的应力力分布极极不均匀匀，疲劳劳强度较较低，不不是理想想的接头头形式。。但是，搭搭接接头头的焊前前准备和和装配工工作比较较简单，，所以在受受力较小小的焊接接结构中中仍能得得到广泛泛的应用用。常见的搭搭接接头头的形式式如图所所示。a）不开坡坡口b）圆孔内内塞焊c）长孔内内塞焊▲焊缝位置置应便于于焊接操操作不合理合理焊接的操操作要求求施焊环境境：1.施焊区域域的温度度不要过过低，低低碳钢施施焊时环环境温度度不得低低于0℃，普通低低合金钢钢施焊时时环境温温度不得得低于5℃，否则须须预热至至50℃以上。焊前准备备：2.用钢丝刷刷、角向向砂轮机机以及火火焰清除除焊接区区域坡口口及边缘缘大于20mm范围内的的锈蚀、、氧化皮皮、水和和油污。。尤其是是采用气气割开坡坡口，必必须对坡坡口的氧氧化皮清清理干净净，露出出金属光光泽。4.对于暴露露在外面面焊缝，，在焊接接之前需需在焊缝缝周围100～200mm范围内喷喷防飞溅溅剂。5.施焊位置置尽量调调整到平平焊、平平角焊、、船形焊焊，应尽尽量避免免仰焊。。工件焊接接前75～100mm范围内预预热参数数材质板厚（mm）预热温度（℃）备注Q235、20不预热环境温度≤0℃，预热≥50℃16Mn≤40不预热环境温度≤5℃，预热≥80℃＞40100～15045≤100＞20040Cr≤40＞200四、焊缝缝质量要要求1、重要结结构对接接焊缝按按各项设设计技术术要求进进行一定定数量的的X光或超声声波焊缝缝内部检检查，并并按设计计规定级级别评定定。2、外表焊焊缝检查查：所有有结构焊焊缝全部部进行检检查，其其焊缝外外表质量量要求：：（1）焊缝直直线度：：任何部部位在≤≤100mm内直线度度应≤2mm。（2）焊缝咬咬边：当当板厚≤≤6mm，d≤0.3mm，局部d≤0.5mm；当板厚>6mm，d≤0.3mm，局部d≤0.5mm(d为咬边深深度)（3）焊缝不不允许低低于工件件表面及及裂缝，，未熔合合等缺陷陷存在。。（4）全部焊焊接缺陷陷允许进进行修补补，修补补后应打打磨光顺顺。手工电弧弧焊的基基本操作作技术引弧(1)划擦法---先将焊条条对准焊焊件，再再将焊条条像划火火柴似的的在焊件件表面轻轻轻划擦擦，引燃燃电弧，，然后迅迅速将焊焊条提起起2-4mm，并使之之稳定燃燃烧，(2)直击法---将焊条末末端对准准焊件，，然后手手腕下弯弯，使焊焊条轻微微碰一下下焊件，，再迅速速将焊条条提起2~4mm，引燃电电弧后手手腕放平平，使电电弧保持持稳定燃燃烧。这这种引弧弧方法不不会使焊焊件表面面划伤，，又不受受焊件表表面大小小、形状状的限制制,所以是在在生产中中主要采采用的引引弧方法法。但操操作不易易掌握，，需提高高熟练程程度。2．运条运条是焊焊接过程程中最重重要的环环节，它它直接影影响焊缝缝的外表表成形和和内在质质量。电电弧引燃燃后，一一般情况况下焊条条有三个个基本运运动；朝朝熔池池方向逐逐渐送进进沿焊接方方向逐渐渐移动横横向摆动动。常用的运运条方法法：(1)直线形运运条法(2)直线往复复运条法法(3)锯齿形运运条法(4)月牙形运运条法(5)三角形运运条法(6)圆圈形运运条法3．焊缝收尾尾焊缝收尾尾时，为为了不出出现尾坑坑，焊条条应停止止向前移移动，而而采用划划圈收尾尾法或反反复断弧弧法等自自下而上上地慢慢慢拉断电电弧，以以保证焊焊缝尾部部成形良良好。(1)划圈收尾尾法---焊条移至至焊道的的终点时时，利用用手腕的的动作做做圆圈运运动，直直到填满满弧坑再再拉断电电弧。该该方法适适用于厚厚板焊接接，用于于薄板焊焊接会有有烧穿危危险。(2)反复断断弧法法---焊条移移至焊焊道终终点时时，在在弧坑坑处反反复熄熄弧、、引弧弧数次次，直直到填填满弧弧坑为为止。。该方方法适适用于于薄板板及大大电流流焊接接，但但不适适用于于碱性性焊条条，否否则会会产生生气孔孔。(3)转移收收尾法法---焊条移移到焊焊缝终终点时时，在在弧坑坑处稍稍作停停留，，将电电弧慢慢慢拉拉长，，引到到焊缝缝边缘缘的母母材坡坡口内内。适适用于于碱性性焊条条，在在焊条条的更更换，，临时时停弧弧时常常用。。电弧焊焊焊接接缺陷陷分析析焊接缺缺陷的的危害害焊接过过程中中在焊焊接接接头中中产生生的不不符合合设计计或工工艺文文件要要求的的缺陷陷，叫叫焊接接缺陷陷。焊接结结构的的失效效，破破坏以以至于于发生生事故故，绝绝大部部分并并不是是由于于结构构强度度不足足，而而是在在焊接接接头头中产产生的的各种种缺陷陷所致致，这这些缺缺陷中中尤以以焊接接裂纹纹的危危害性性最大大。由由于电电弧焊焊接工工艺的的特点点，要要在焊焊接接接头中中消除除一切切缺陷陷，是是不可可能的的。但但尽可可能将将缺陷陷控制制在允允许的的范围围内，，则是是焊接接工艺艺能够够达到到的目目标。。焊接缺缺陷又又分为为外部部缺陷陷和内内部缺缺陷。。1.外部缺陷外部缺缺陷是是指那那些位位于焊焊缝表表面，，用肉肉眼或或低倍倍放大大镜就就能看看到的的缺陷陷，如如焊缝缝尺寸寸不符符合要要求、、咬边边、焊焊瘤，，弧坑坑、表表面气气孔、、表面面裂纹纹等。。1．焊缝缝尺寸寸及形形状不不符合合要求求，主主要表表现为为焊缝缝表面面形状状高低低不平平，宽宽窄不不一的的现象象。焊缝外外观尺尺寸不不符合合要求求，不不仅造造成焊焊缝成成形不不美观观，而而且降降低了了焊缝缝与基基本金金属的的结合合强度度，易易造成成应力力集中中，不不利于于焊件件结构构的安安全使使用。。产生这这种缺缺陷的的原因因主要要有：：由于于操作作方法法不当当引起起，焊焊接电电流过过大或或过小小，焊焊件装装配间间隙不不均匀匀，或或坡口口角度度不当当，焊焊条质质量差差或焊焊接过过程中中电弧弧产生生偏吹吹。防止产产生这这种缺缺陷的的措施施是：：要熟熟练地地掌握握电弧弧长度度，保保证电电弧稳稳定，，防止止偏吹吹，正正确选选择坡坡口角角度和和装配配间隙隙。1．咬边边由于焊焊接参参数选选择不不当，，或操操作工工艺不不正确确，沿沿焊趾趾的焊焊件母母材部部位产产生的的沟槽槽或凹凹陷称称咬边边。产生原原因：：焊接接工艺艺参数数选择择不当当焊接接电流流太大大，电电弧过过长，，运条条速度度和焊焊条角角度不不适合合等。。主要措措施：：正确确选择择焊接接工艺艺参数数，使使电流流适宜宜或略略小，，适当当掌握握电弧弧长度度，正正确应应用运运条方方法和和控制制焊接接速度度，焊焊条角角度要要正确确，在在平焊焊、立立焊、、仰焊焊位置置焊接接时，，焊条条沿焊焊缝中中心线线保持持均匀匀对称称的摆摆动，，横焊焊时，，焊条条角度度应保保持熔熔滴平平稳地地向熔熔池过过渡而而无下下淌现现象。。2．焊瘤在焊接接过程程中，，熔化化金属属流淌淌到焊焊缝之之外未未熔化化的母母材上上所形形成的的金属属瘤，，称为为焊瘤瘤。焊瘤产产生的的主要要原因因是；；由于于接缝缝间隙隙太大大，操操作不不当，，运条条方法法不正正确。。有时时焊接接电流流太大大，电电弧过过长，，焊条条熔化化太快快，焊焊速太太慢等等也会会造成成焊瘤瘤。防止产产生焊焊瘤的的措施施是：：提高高操作作的技技术水水平，，正确确选择择焊接接工艺艺参数数，灵灵活调调整焊焊条角角度，，装配配间隙隙不宜宜过大大。立立焊，，仰焊焊时应应严格格控制制熔池池温度度，不不使其其过高高。运运条速速度要要均匀匀，并并需选选用正正确的的焊接接电流流。3．凹坑焊后在在焊缝缝表面面或焊焊缝背背面形形成的的低于于母材材表面面的局局部低低洼部部分称称为凹凹坑，，在焊焊缝收收弧处处产生生的凹凹陷现现象，，也是是凹坑坑的一一种，，称为为弧坑坑。产生凹凹坑的的主要要原因因是：：操作作技能能不熟熟练，，不善善于控控制熔熔池形形状，，焊接接电流流过大大，焊焊条又又未适适当摆摆动，，或者者过早早进行行表面面焊缝缝的焊焊接，，熄弧弧时突突然停停止，，未填填满弧弧坑。。防止凹凹坑产产生的的措施施是：：熟练练掌握握操作作技能能，并并注意意在收收弧处处作短短时间间的停停留或或作划划圈形形收弧弧。重重要的的焊件件要设设置引引弧板板和引引出板板，在在构件件上不不允许许留有有凹坑坑。4．烧穿焊接过过程中中，熔熔化金金属自自坡口口背面面流出出，形形成穿穿孔的的缺陷陷称为为烧穿穿。产生烧烧穿的的主要要原因因是：：焊接接电流流过大大，焊焊接速速度过过慢以以及电电弧在在焊缝缝某处处停留留时间间过长长等引引起焊焊件受受热过过甚，，焊件件间隙隙太大大也容容易产产生烧烧穿。。防止烧烧穿的的措施施是：：正确确选择择焊接接电流流和焊焊接速速度，，减少少熔池池在每每一部部位的的停留留时间间，严严格控控制焊焊件的的装配配间隙隙，并并保持持均匀匀一致致。3.内部缺缺陷内部缺缺陷位位于焊焊缝的的内部部，如如未熔熔合，，未焊焊透、、内部部气孔孔，裂裂纹及及夹渣渣等。1、未熔熔合未熔合合主要要指焊焊道与与母材材之间间或焊焊道与与焊道道之间间来完完全熔熔化结结合的的现象象。未熔合合直接接降低低了焊焊接接接头的的机械械性能能，严严重的的未熔熔合会会使焊焊接结结构根根本无无法承承载。。产生未未熔合合的主主要原原因是是；焊焊接电电流太太小，，焊条条偏心心或运运条方方法不不当，，焊速速太快快，热热量不不够及及焊件件表面面或前前一道道表面面有氧氧化皮皮或熔熔渣存存在也也会造造成未未熔合合。防止产产生未未熔合合的措措施是是：加加强坡坡口清清理和和层间间清理理、正正确选选择焊焊接电电流、、焊接接速度度，注注意运运条角角度和和焊条条摆动动速度度，焊焊接操操作时时应注注意分分清熔熔渣和和铁水水。焊焊条偏偏心应应调整整角度度使电电弧处处于正正确方方向。。2．未焊焊透透焊接接时时接接头头根根部部未未完完全全熔熔透透的的现现象象叫叫未未焊焊透透。。未焊焊透透不不仅仅降降低低接接头头的的机机械械性性能能，，并并且且造造成成应应力力集集中中，，承承载载后后往往往往会会引引起起裂裂纹纹。。在在对对接接焊焊缝缝中中，，是是不不允允许许未未焊焊透透缺缺陷陷存存在在的的。。产生生未未焊焊透透的的主主要要原原因因是是：：焊焊接接坡坡口口钝钝边边过过大大，，坡坡口口角角度度太太小小，，封封底底间间隙隙太太小小，，操操作作时时，，无无法法将将焊焊条条伸伸入入根根部部。。运运条条角角度度不不正正确确，，熔熔池池偏偏于于一一侧侧，，焊焊接接电电流流过过小小，，速速度度过过快快。。弧弧长长太太长长，，焊焊接接时时有有偏偏吹吹现现象象等等。。防止止产产生生来来焊焊透透的的措措施施是是：：正正确确选选择择坡坡口口形形式式及及装装配配间间隙隙，，熟熟练练掌掌握握操操作作技技能能，，焊焊接接时时要要防防止止电电弧弧偏偏吹吹。。3．夹渣渣焊后后残残留留在在焊焊缝缝中中的的熔熔渣渣称称为为夹夹渣渣。。夹夹渣渣会会降降低低焊焊缝缝的的力力学学性性能能。。因因夹夹渣渣多多数数是是不不规规则则的的多多边边形形，，其其尖尖角角会会引引起起很很大大的的应应力力集集中中，，容容易易使使焊焊接接结结构构在在承承载载时时遭遭受受破破坏坏。。产生生夹夹渣渣的的主主要要原原因因是是：：焊焊接接电电流流太太小小，，焊焊接接速速度度太太快快，，使使熔熔渣渣来来不不及及浮浮出出，，焊焊接接坡坡口口边边缘缘或或焊焊层层之之间间的的熔熔渣渣未未清清理理干干净净，，运运条条不不当当，，熔熔渣渣与与铁铁水水分分离离不不清清，，阻阻碍碍熔熔渣渣上上浮浮。。防止止产产生生夹夹渣渣的的措措施施：：正正确确选选择择焊焊接接工工艺艺参参数数，，做做好好焊焊前前及及焊焊层层间间的的清清理理工工作作，，熟熟练练掌掌握握操操作作技技能能，，尽尽量量采采用用具具有有良良好好工工艺艺性性能能的的焊焊条条。。在在焊焊缝缝的的内内部部缺缺陷陷中中，，除除了了上上述述这这些些缺缺陷陷外外，，焊焊接接接接头头还还可可能能出出现现气气孔孔和和裂裂纹纹。。4．气孔孔焊接接时时，，熔熔池池中中的的气气泡泡在在凝凝固固时时未未能能超超出出而而残残存存下下来来所所形形成成的的空空穴穴，，叫叫气气孔孔。。气气孔孔可可分分为为密密集集气气孔孔、、条条虫虫状状气气孔孔和和针针状状气气孔孔等等。。气孔孔是是焊焊接接生生产产中中常常见见的的一一种种缺缺陷陷，，它它不不仅仅削削弱弱了了焊焊缝缝的的有有效效工工作作截截面面，，同同时时也也会会带带来来应应力力集集中中，，降降低低焊焊缝缝金金属属的的强强度度和和塑塑性性。。对对于于受受动动载载荷荷的的焊焊件件，，气气孔孔还还会会显显著著地地降降低低焊焊缝缝的的疲疲劳劳强强度度。。在正正常常操操作作情情况况下下，，形形成成气气孔孔的的气气体体是是氢氢和和一一氧氧化化碳碳，，氩氩弧弧焊焊时时，，由由于于气气体体保保护护不不严严，，空空气气中中的的氮氮进进入入熔熔池池，，也也会会形形成成气气孔孔。。影响响因因素素:1）铁铁锈锈和和水水分分2）焊焊接接方方法法3）焊焊条条种种类类4）电电流流种种类类和和极极性性5）焊焊接接工工艺艺参参数数防止止措施施1）仔仔细细清清除除焊焊件件表表面面上上的的铁铁锈锈等等污污物物，，清清除除范范围围手手弧弧焊焊为为焊焊缝缝两两侧侧各各10mm，埋弧弧自动动焊为为20mm。2）焊条条、焊焊剂在在焊前前应按按规定定严格格烘干干，焊焊条应应存放放于保保温桶桶中，，做到到随用用随取取。3）采用用合适适的焊焊接工工艺参参数，，使用用碱性性焊条条时，，一定定要用用短弧弧焊。。5．热裂纹纹焊接过过程中中，焊焊缝和和热影影响区区金属属冷却却到固固相线线附近近高温温区产产生的的裂纹纹称为为热裂裂纹。。（1）热裂裂纹的的特点点1）产生生的时时间：：热裂裂纹一一般产产生在在焊缝缝的结结晶过过程中中，故故又称称结晶晶裂纹纹或凝凝固裂裂纹。。处于于焊接接过程程中。2）产生生的部部位和和方向向：热热裂纹纹绝大大多数数产生生在焊焊缝金金属中中，有有的是是纵向向，有有的是是横向向。3）外观观特征征：热热裂纹纹或者者处在在焊缝缝中心心．或或者处处在焊焊缝两两侧，，其方方向与与焊缝缝的波波纹线线相垂垂直，，露在在焊缝缝表面面的有有明显显的锯锯齿形形状；；也常常有不不明显显的锯锯齿形形状。。裂纹纹断面面上都都可以以发现现明显显的氧氧化色色彩。。4）金相相特征征：热热裂纹纹都发发生在在晶界界上，，金相相断面面不平平滑。（2）热裂裂纹的的产生生原因因a拉应力力作用用。b低熔点点共晶晶体的的存在在。（3）防止止热裂裂纹的的措施施1）冶金金方面面a控制焊焊缝中中有害害杂质质的含含量：：最有有害的的元素素是硫硫、磷磷、碳碳。b改善熔熔池金金属的的一次次结晶晶。6．冷裂纹纹焊接接接头冷冷却到到较低低温度度时(对钢来来说在在Ms温度以以下)产生的的焊接接裂纹纹称为为冷裂裂纹。。（1）冷裂裂纹的的一般般特征征1）产生生的温温度和和时间间；冷冷裂纹纹是在在焊后后较低低的温温度下下产生生的。。2）产生生的都都部位位方向向：冷冷裂纹纹大都都产生生在热热影响响区或或热影影响区区与焊焊缝交交界的的熔合合线上上，但但也有有可能能产生生在焊焊缝上上。有有纵向向裂纹纹，也也有横横向裂裂纹。。3）金相相特征征：冷冷裂缝缝多数数是穿穿晶扩扩展，，这和和热裂裂纹不不同，，但冷冷裂纹纹有时时也沿沿晶界界开裂裂。4）外观观特征征：冷冷裂纹纹由于于在低低温下下产生生，所所以裂裂纹的的断面面没有有明显显的氧氧化色色彩。。（2）冷裂裂纹的的产生生原因因冷裂纹纹主要要发生生在高高碳钢钢、中中碳钢钢、低低合金金或中中合金金高强强度钢钢中。。产生生冷裂裂纹的的主要要原因因有：：淬硬硬倾向向、氢氢和焊焊接应应力三三方面面因素素。（3）防止止冷裂裂纹的的措施施1）焊前前预热热和焊焊后缓缓冷2）合理理选用用焊接接材料料3）采用用减少少氢的的工艺艺措施施：4）采用用适当当的工工艺参参数：：5）选用用合理理的装装焊顺顺序：：6）进行行焊后后热处处理：：9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。21:11:4021:11:4021:1112/28/20229:11:40PM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2221:11:4021:11Dec-2228-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。21:11:4021:11:4021:11Wednesday,December28,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2221:11:4021:11:40December28,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。28十十二二月20229:11:40下下午21:11:4012月月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月229:11下下午12月-2221:11December28,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2821:11:4021:11:4028December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。9:11:40下午午9:11下午午21:11:4012月-229、没有失败，，只有暂时停停止成功！。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。21:11:4021:11:4021:1112/28/20229:11:40PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2221:11:4021