焊接工艺及设备操作指导手册

焊接工艺及设备操作指导手册一、手册目的与适用范围本手册旨在为焊接作业人员提供工艺选择、设备操作、质量控制、安全防护等全流程指导，确保焊接作业符合工艺要求、设备安全稳定运行，最终保障焊接质量与人员安全。适用于机械制造、钢结构、压力容器等领域的手工与半自动焊接作业场景。二、焊接工艺基础与选择（一）主流焊接工艺原理及适用场景1.电弧焊手工电弧焊（SMAW）：利用焊条与工件间的电弧热熔化母材与填充金属，适用于碳钢、低合金钢的中厚板焊接（厚度≥3mm），现场抢修、小批量生产场景灵活性高。工艺参数需匹配焊条类型（酸性/碱性）、工件厚度，例如J422焊条焊接Q235钢时，电流范围通常为____A（依焊条直径、工件位置调整）。CO₂气体保护焊（GMAW）：通过CO₂气体隔绝空气，焊丝连续送进熔化母材，效率高、变形小，适用于碳钢、低合金钢的薄板（1-12mm）及中厚板焊接，汽车制造、钢结构批量生产常用。需注意气体纯度（≥99.5%）、焊丝干伸长（通常10-15mm）对焊接稳定性的影响。钨极氩弧焊（GTAW）：以钨极（非熔化极）产生电弧，氩气保护熔池，适用于不锈钢、铝合金、钛合金等易氧化金属的薄件（≤6mm）焊接，焊缝成型美观、质量高，但效率较低，常用于精密构件（如管道打底焊、医疗器械）。2.气焊利用乙炔（或丙烷）与氧气燃烧的火焰热熔化母材与焊丝，设备便携、成本低，适用于铜、铝等有色金属及薄钢板（≤3mm）的焊接/钎焊，但热影响区大、变形明显，已逐步被电弧焊替代，仅在无电源或特殊材质（如铸铁补焊）场景使用。3.电阻焊通过电极施加压力并通电，利用接触电阻热熔化母材，适用于薄板搭接（如汽车车身、家电外壳），特点是效率极高、无填充材料，但设备投资大，需严格控制压力、电流、通电时间（“三要素”）。（二）工艺参数选择原则母材材质与厚度：碳钢厚板选大电流、慢焊速；不锈钢薄板选小电流、快焊速，避免过热。焊接位置：立焊、仰焊需降低电流（比平焊小10-20%），防止熔池下淌；横焊需调整焊条角度（70-80°），控制熔池形状。坡口形式：V型坡口（单/双）适用于中厚板（6-20mm），U型坡口（厚板≥20mm）减少填充量、降低应力；薄板（≤3mm）可不开坡口，留1-2mm间隙直接焊接。三、焊接设备认知与准备（一）典型设备结构与功能1.电弧焊设备交流弧焊机（BX系列）：结构简单、成本低，适用于酸性焊条（如J422），但电弧稳定性弱于直流焊机，焊接铝、镁合金时需“反接”（工件接负极）。直流弧焊机（ZX7系列）：电弧稳定、飞溅小，可焊接碱性焊条（如J507），需区分“正接”（工件接正极，适用于厚板）与“反接”（工件接负极，适用于薄板、有色金属）。气体保护焊机：含送丝机构（控制焊丝速度）、气路系统（调节气体流量）、控制系统（匹配电流电压），需定期检查送丝轮磨损、气管老化。2.气焊设备气瓶：氧气瓶（天蓝色，工作压力≤15MPa）、乙炔瓶（白色，工作压力≤1.5MPa），需直立存放、间距≥5m，远离明火/热源。焊炬：通过调节阀控制氧气、乙炔流量，调节火焰类型（中性焰：氧气/乙炔≈1-1.2，适用于大多数金属；氧化焰：O₂过量，仅用于黄铜焊接；碳化焰：乙炔过量，用于铸铁、高碳钢焊接）。（二）设备选型与安装调试选型依据：根据工艺（如氩弧焊选带高频引弧的焊机）、母材（铝合金选交直流氩弧焊机）、产能（批量生产选自动送丝焊机）确定设备型号。安装要求：焊机接地电阻≤4Ω，电源线截面≥6mm²（依功率）；气焊气瓶需固定、防倾倒，减压器压力表完好，气管无老化/漏气。调试要点：电弧焊机空载电压≤80V（安全要求），试焊时观察电弧稳定性、焊缝成型；气体保护焊机送丝速度与电流匹配（电流增大，送丝速度同步提高），气体流量以“焊枪出口形成稳定层流”为标准（通常8-15L/min）。四、焊接设备操作规范（一）手工电弧焊操作流程1.作业前准备检查焊机：外壳无破损、接线牢固，空载试运行无异常。焊条处理：酸性焊条（如J422）可直接使用，碱性焊条（如J507）需经____℃烘干1-2h，放入____℃保温筒随用随取。工件清理：去除坡口及两侧20mm内的油污、铁锈、水分，露出金属光泽。2.焊接操作引弧：划擦法（焊条轻划工件，似划火柴）或直击法（焊条垂直碰击工件后迅速提起2-3mm），避免焊条粘连。运条：根据焊缝要求选择手法（直线形：窄焊缝、薄板；锯齿形：宽焊缝、中厚板；圆圈形：盖面焊、厚板），保持电弧长度≤焊条直径（酸性焊条可稍长，碱性焊条需短弧）。收弧：填满弧坑（向弧坑处回焊10-15mm后断弧），防止裂纹、气孔。（二）CO₂气体保护焊操作要点送丝调整：送丝轮槽型匹配焊丝直径（如1.2mm焊丝选1.2mm槽），压紧力适中（过松打滑，过紧断丝）。焊接姿态：焊枪与工件夹角70-85°，保持干伸长10-15mm（过长导致电弧不稳，过短飞溅大）。飞溅处理：焊接前在工件表面涂防飞溅剂，或焊接后用钢丝刷清理，避免飞溅物损伤母材或引发腐蚀。（三）气焊操作安全规范点火顺序：先开乙炔阀（小开度），点燃后开氧气阀调节火焰，熄火时先关乙炔阀（防止回火）。回火处理：若发生回火（火焰倒吸进焊炬），立即关闭乙炔阀，再关氧气阀，待冷却后检查焊嘴是否堵塞。焊丝添加：焊丝与工件夹角30-40°，均匀送入熔池，避免触碰火焰芯（温度最高区）导致焊丝熔化过快。（四）电阻焊操作控制参数设置：根据母材厚度、材质设置电流（薄板选小电流、短时间；厚板选大电流、长时间）、压力（确保接触良好，无虚焊）。电极维护：定期清理电极表面氧化层（用砂布打磨），磨损严重时更换，防止接触电阻过大导致焊点过热。五、焊接质量控制与缺陷防治（一）质量控制要点工艺参数一致性：同一焊缝的电流、电压、焊速需稳定，避免波动导致焊缝宽窄不均、高低不平。坡口与装配精度：坡口角度误差≤2°，装配间隙偏差≤0.5mm，错边量≤母材厚度的10%（且≤2mm）。层间清理：多层焊时，每层焊缝需用角向磨光机清理熔渣、飞溅，露出金属光泽后再焊下一层，防止夹渣。（二）常见缺陷成因与防治缺陷类型成因防治措施--------------------------气孔母材油污/水分、气体保护不足、焊条受潮清理工件、烘干焊条、检查气路密封性裂纹焊接应力过大、冷却过快、母材含氢量高预热（碳钢≥100℃）、缓冷（用保温棉覆盖）、用低氢焊条未焊透电流过小、焊速过快、坡口间隙过小增大电流、减慢焊速、调整坡口间隙咬边电流过大、焊枪角度不当、运条不均降低电流、调整焊枪角度（保持80-90°）、匀速运条六、焊接安全与防护（一）作业安全规范防触电：焊机外壳可靠接地，湿手不碰焊机/焊条，焊接时穿绝缘鞋、戴绝缘手套，雨天禁止露天焊接。防火灾爆炸：气瓶远离焊接区（≥10m），乙炔瓶禁止卧放，焊接区清除易燃物，配备灭火器（干粉/二氧化碳）。防弧光伤害：戴符合GB3609.1的焊接面罩（黑度9-13号），周围设遮光板，避免他人直视弧光。防烟尘中毒：在通风良好的环境作业（如开启排烟机），焊接不锈钢、铝镁合金时戴防尘口罩（过滤金属烟尘）。（二）个人防护装备要求头部：戴安全帽（高空作业时）。面部：戴焊接面罩（防弧光、飞溅）。眼部：辅助作业人员戴防弧光护目镜。身体：穿阻燃工作服（纯棉或专用焊接服），避免穿化纤衣物。手部：戴牛皮手套（防烫伤、划伤）。（三）应急处理流程触电急救：立即切断电源，用绝缘物挑开电线，对昏迷者进行心肺复苏，送医。火灾扑救：小面积火灾用灭火器扑灭，大面积火灾拨打119，同时疏散人员。烫伤处理：用冷水冲洗烫伤处15-30分钟，涂抹烫伤膏，严重时送医。七、焊接设备维护与保养（一）日常维护焊机：每日作业后清洁外壳灰尘，检查接线端子是否松动、电缆是否破损，空载试运行3-5分钟。气焊设备：检查气瓶阀门、减压器、气管接头密封性，每周用肥皂水检测（无气泡为正常）。送丝机构：清理送丝轮、导丝管内的焊丝残留，润滑传动部件（如齿轮、轴承）。（二）定期保养（每月/季度）焊机内部：打开机壳，用压缩空气吹扫电路板、变压器灰尘，检查电容、电阻是否鼓包/变色。气路系统：更换老化气管，校准减压器压力表（误差≤5%），检查气瓶安全阀有效性。电极/焊嘴：电阻焊电极每季度称重（磨损量＞10%时更换），气焊焊嘴每周清理堵塞物。（三）故障排查与处理故障现象可能原因处理方法------------------------------焊机不启动电源未接、熔断器烧坏、开关损坏检查电源、更换熔断器、维修开关电弧不稳焊条潮湿、焊机极性错误、电网波动烘干焊条、调整极性、稳压供电送丝卡顿送丝轮磨损、焊丝生锈、导丝管堵塞更换送丝轮、清理焊丝、