（2025年版）金属焊接加工实践指南

（2025年版）金属焊接加工实践指南一、目的金属焊接加工实践指南旨在帮助初学者系统地掌握金属焊接的基本技能和操作流程，能够独立完成常见的金属焊接任务，确保焊接质量符合相关标准，同时保障焊接过程中的安全。通过本指南的学习和实践，初学者可以了解不同焊接方法的特点和适用范围，学会正确选择焊接设备、材料和工艺参数，掌握焊接操作的基本技巧，以及处理焊接过程中常见问题的方法。二、前置条件（一）知识储备1.了解金属材料的基本性能，如常见金属（碳钢、不锈钢、铝合金等）的成分、熔点、热膨胀系数等。这有助于在焊接过程中根据不同材料的特性选择合适的焊接方法和工艺参数。例如，铝合金的熔点较低，在焊接时需要控制好焊接温度，避免过热导致材料变形。2.熟悉焊接安全知识，包括焊接过程中可能产生的危害（如电弧辐射、烟尘、有害气体等）以及相应的防护措施。例如，必须佩戴合适的防护眼镜、面罩、手套等，以防止眼睛和皮肤受到伤害。3.掌握基本的电工知识，因为焊接设备是电气设备，了解电路原理、安全用电常识等可以避免因电气故障引发的安全事故。（二）设备与材料准备1.焊接设备根据焊接任务选择合适的焊接设备，常见的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊（如二氧化碳气体保护焊、氩弧焊）等。对于初学者，手工电弧焊设备相对简单、价格较低，适合入门学习。例如，一台小型的手工电弧焊机，其功率根据焊接工件的厚度选择，一般在200300A之间。检查焊接设备的性能和安全性，包括电源线是否破损、接地是否良好、焊接电流调节是否正常等。确保设备在使用前处于正常工作状态。2.焊接材料选择与被焊金属材料相匹配的焊接材料，如焊条、焊丝等。例如，焊接碳钢时，可选用E43系列的焊条；焊接不锈钢时，应选用相应材质的不锈钢焊条或焊丝。检查焊接材料的质量，焊条应无受潮、药皮无脱落等现象；焊丝应表面光滑、无锈蚀。如果焊接材料质量不佳，会影响焊接质量。3.辅助工具准备好焊接用的辅助工具，如焊钳、面罩、手套、角磨机、钢丝刷、锤子等。角磨机用于打磨焊接部位的铁锈、油污等杂质，使焊接表面清洁；钢丝刷用于清理焊渣；锤子用于敲掉较大的焊渣。（三）场地准备1.选择通风良好的焊接场地，以保证焊接过程中产生的烟尘和有害气体能够及时排出。可以在车间安装通风设备，如排风扇等。2.清理焊接场地，去除易燃、易爆物品，保持场地整洁。在场地周围设置防火设施，如灭火器等，以防止火灾事故的发生。3.确保焊接场地有稳定的电源供应，电源电压应符合焊接设备的要求。三、详细步骤（一）手工电弧焊1.准备工作将焊接设备接地，确保操作人员的安全。将电源线连接到合适的电源插座上，打开焊机电源开关，调节焊接电流。焊接电流的大小应根据焊件的厚度、焊条的直径等因素来确定。一般来说，焊件越厚、焊条直径越大，所需的焊接电流就越大。例如，使用直径为3.2mm的焊条焊接6mm厚的碳钢时，焊接电流可选择100120A。用角磨机或钢丝刷清理焊件的焊接部位，去除铁锈、油污、氧化皮等杂质，使焊接表面露出金属光泽。这样可以保证焊缝的质量，防止气孔、夹渣等缺陷的产生。根据焊接位置和焊件厚度选择合适的焊条直径和型号。对于初学者，建议先从直径为3.2mm的焊条开始练习。2.引弧引弧是手工电弧焊的关键步骤之一。将焊条末端与焊件表面轻轻接触，然后迅速提起24mm，使焊条与焊件之间形成电弧。引弧时，动作要迅速、准确，避免长时间接触焊件导致焊条粘连。如果焊条粘连在焊件上，应立即将焊条左右摆动，使焊条与焊件分离。引弧的方法有敲击法和划擦法两种。敲击法是将焊条垂直向下敲击焊件表面，然后迅速提起；划擦法是将焊条像划火柴一样在焊件表面划动，然后提起。初学者可以先练习划擦法，因为这种方法比较容易掌握。3.运条运条是指在焊接过程中，焊条沿着焊接方向的移动。运条的速度、幅度和频率直接影响焊缝的质量。运条速度应均匀，过快会导致焊缝熔深浅、宽度窄；过慢会使焊缝熔深过大、宽度过宽，甚至出现烧穿现象。常见的运条方法有直线形运条法、直线往返形运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法等。直线形运条法适用于焊接薄板和多层焊的第一层焊缝；锯齿形运条法和月牙形运条法适用于焊接较厚的焊件，可使焊缝宽度和熔深均匀。在运条过程中，要保持焊条与焊件之间的夹角在合适的范围内。一般来说，焊条与焊件的夹角在70°80°之间。4.收弧收弧时，应逐渐减少焊接电流，使焊缝末端的熔池逐渐缩小，避免出现弧坑。可以采用反复断弧法或回焊法进行收弧。反复断弧法是在焊缝末端反复断弧，使熔池逐渐冷却；回焊法是在焊缝末端向反方向焊接一小段距离，然后再断弧。（二）二氧化碳气体保护焊1.准备工作检查二氧化碳气体保护焊机的性能和安全性，确保送丝机构、气路系统等正常工作。检查二氧化碳气体瓶内的气体压力，当气体压力低于1MPa时，应及时更换气瓶。清理焊件的焊接部位，去除杂质。根据焊件的厚度和焊接要求选择合适的焊丝直径和焊接电流、电压。一般来说，焊接薄板时，可选用直径为0.8mm或1.0mm的焊丝；焊接较厚的焊件时，可选用直径为1.2mm或1.6mm的焊丝。调节焊接参数，包括焊接电流、电压、送丝速度和气体流量等。焊接电流和电压的关系要匹配，一般可以根据焊丝直径和焊接位置来选择合适的参数。例如，使用直径为1.2mm的焊丝进行平焊时，焊接电流可选择180220A，电压可选择2224V。气体流量一般控制在1520L/min。2.引弧将焊枪喷嘴对准焊件的焊接部位，按下焊枪开关，送丝机构开始送丝，同时二氧化碳气体喷出，在焊丝与焊件之间形成电弧。引弧时，要注意保持焊枪与焊件的距离在35mm之间，避免距离过远导致引弧困难或电弧不稳定。3.焊接操作保持焊枪的角度和移动速度均匀。焊枪的角度一般为前倾10°15°，这样可以使焊缝成形良好，减少气孔和飞溅的产生。焊接速度应根据焊接电流、电压和焊件的厚度来确定，一般在1530cm/min之间。在焊接过程中，要注意观察焊缝的成形情况和熔池的状态。如果熔池过大，说明焊接电流或电压过高，应适当降低；如果熔池过小，说明焊接电流或电压过低，应适当提高。当焊接到焊缝末端时，要逐渐减少焊接电流和送丝速度，使焊缝平滑过渡。4.收弧收弧时，先松开焊枪开关，停止送丝和气体供应，但焊枪不要立即离开焊缝，应停留23秒，让熔池充分冷却，防止出现气孔和裂纹。（三）氩弧焊1.准备工作检查氩弧焊机的性能和安全性，包括水路、气路和电路系统。确保氩气瓶内有足够的氩气，氩气的纯度应不低于99.99%。清理焊件的焊接部位，去除氧化膜、油污等杂质。对于铝合金焊件，可用化学方法或机械方法进行清理。化学方法是用氢氧化钠溶液浸泡焊件，然后用硝酸溶液中和；机械方法是用不锈钢丝刷或砂纸打磨焊件表面。选择合适的钨极和焊丝。钨极的直径应根据焊接电流的大小来选择，一般来说，焊接电流在100A以下时，可选用直径为1.6mm的钨极；焊接电流在100200A时，可选用直径为2.0mm或2.4mm的钨极。焊丝的材质应与焊件的材质相匹配。调节焊接参数，包括焊接电流、电压、氩气流量和焊接速度等。焊接电流和电压的选择要根据焊件的厚度、材质和焊接位置来确定。氩气流量一般控制在815L/min。2.引弧氩弧焊一般采用高频引弧或脉冲引弧。高频引弧是通过高频振荡器产生的高频高压使钨极与焊件之间的气体电离，形成电弧。脉冲引弧是在焊接开始时，先施加一个脉冲电流，使钨极与焊件之间产生电弧，然后再转入正常的焊接电流。在引弧时，要注意保持钨极与焊件的距离在23mm之间，避免钨极与焊件接触短路。3.焊接操作保持焊枪的角度和移动速度均匀。焊枪与焊件的夹角一般为70°80°，焊丝与焊件的夹角一般为15°20°。焊接速度应根据焊接电流、电压和焊件的厚度来确定，一般在1020cm/min之间。在焊接过程中，要注意观察熔池的状态和焊缝的成形情况。要及时添加焊丝，保证焊缝的熔合质量。添加焊丝时，要将焊丝端部准确地送入熔池中，避免焊丝与钨极接触，以免产生夹钨现象。4.收弧收弧时，要逐渐减少焊接电流，使熔池逐渐缩小。可以采用衰减电流的方法进行收弧，即通过焊机的收弧装置，在焊缝末端逐渐降低焊接电流，直至电弧熄灭。收弧后，氩气要继续供应23秒，以保护熔池不被氧化。四、常见问题与排错提示（一）气孔1.产生原因焊件表面有铁锈、油污、水分等杂质，在焊接过程中产生气体，形成气孔。焊接材料受潮，如焊条未烘干，焊丝表面有锈蚀等。焊接过程中气体保护不良，如二氧化碳气体流量过小、氩气纯度不够等。2.排错方法严格清理焊件表面，确保焊接部位清洁。使用角磨机、钢丝刷等工具去除铁锈、油污等杂质，必要时可采用化学方法进行清理。对焊接材料进行烘干处理，焊条一般在150250℃下烘干12小时；对受潮的焊丝要进行更换。检查气体保护系统，确保气体流量正常，氩气纯度符合要求。调整二氧化碳气体流量，一般控制在1520L/min；检查氩气瓶的压力和纯度，及时更换氩气瓶。（二）夹渣1.产生原因焊接电流过小，导致熔池温度过低，熔渣不能充分上浮。运条速度过快，熔渣来不及浮出熔池。焊件坡口角度过小，焊接时熔渣不易排出。2.排错方法适当增加焊接电流，提高熔池温度，使熔渣能够充分上浮。根据焊件的厚度和焊接位置，合理调整焊接电流的大小。减慢运条速度，给熔渣足够的时间浮出熔池。在运条过程中，要保持均匀的速度和合理的运条方法。适当增大焊件的坡口角度，一般碳钢焊件的坡口角度在60°70°之间，使熔渣能够顺利排出。（三）裂纹1.产生原因焊接应力过大，如焊件刚性过大、焊接顺序不合理等。焊接材料选择不当，与焊件的化学成分不匹配。焊件预热和后热措施不当，导致焊缝冷却速度过快。2.排错方法采用合理的焊接顺序，减少焊接应力。对于大型焊件，可以采用分段焊接、对称焊接等方法。在焊接前，可以对焊件进行适当的固定，以减小焊接变形。选择与焊件化学成分相匹配的焊接材料，确保焊缝的性能与焊件一致。在焊接不同材质的焊件时，要进行焊接工艺评定，选择合适的焊接材料和工艺参数。对焊件进行预热和后热处理，控制焊缝的冷却速度。对于一些容易产生裂纹的材料，如高强度钢、合金钢等，在焊接前要进行预热，预热温度根据材料的种类和厚度来确定；焊接后要进行后热处理，以消除焊接应力。（四）未焊透1.产生原因焊接电流过小，电弧热量不足，不能将焊件充分熔化。焊件坡口角度过小、钝边过大或间隙过小，导致焊缝根部无法熔合。运条速度过快，焊接时间过短，使焊缝熔深不够。2.排错方法适当增大焊接电流，提高电弧的热量，使焊件能够充分熔化。根据焊件的厚度和焊接位置，