焊接方法与设备-焊条电弧焊

”焊接方法与设备.焊条电弧焊”

1、V球罐为焊接结构，如图所示。主要由上极板、上温带、赤道带、

下温带、下极板及附件等部分组成。由其结构特点打算，目前主要以

焊条电弧焊进行焊接为主。球罐球罐V电弧是全部电弧焊接方法的

能源。电弧能够有效而简便地通过弧焊电源把电能转换成热能和机械

能来实现工件的焊接，因此必需深化了解焊接电弧的物理本质和各种

特性。V焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。它使

用的设备简洁，操作便利敏捷，适合在各种条件下焊接特殊适合于外

形简单结构的焊接。目前是最常用的焊接方法之一。V本项目主要学

习：V焊接电弧；焊丝的熔化与熔滴过渡；母材熔化与焊缝成型；焊

条电弧焊的原理及特点；焊条电弧焊设备及工具；焊条电弧焊

2、工艺；焊条电弧焊的基本

操作方法。1熟识焊接电弧的物理基础、焊接电弧的导电特性、焊接

电弧的工艺特性、焊丝的加热和熔化特性、熔滴上的作用力、熔滴过

渡的主要形式及特点；2把握焊缝成形过程、焊缝外形与焊缝质量的

关系、焊接工艺参数对焊缝成形的影响、焊缝成形缺陷的产生及防止;

3把握焊条电弧焊的基本原理、特点及应用范围；4熟识焊条电弧焊

设备及工具；5.熟知影响焊条电弧焊焊接工艺参数的因素；6.把握焊

条电弧焊的操作要点。1能够正确安装调试、操作使用和维护保养焊

条电弧焊设备；2能够依据实际生产条件和详细的焊接结构及其技术

要求，正确选择焊条电弧焊工艺参数和工艺措施；3能够分析焊缝外

1

形与焊缝质量的关系以及焊接工艺参

3、数对焊缝成型的影响；4

能够分析焊接过程中常见工艺缺陷的产生缘由，提出解决问题的方法;

5能够用焊条电弧焊进行各种位置焊缝的焊接操作。1焊接电弧⑴焊

接电弧的物理基础电弧放电的条件电弧中带电粒子的产生电孤及

各区域的电场强度分布示意图电弧及各区域的电场强度分布示意图

a.气体的电离常见气体粒子的电离电压常见气体粒子的电离电区b

阴极电子放射负离子的产生带电粒子的消逝几种金属材料的逸出

功几种金属材料的逸出功⑵焊接电弧的导电特性电弧的组成区域及

电场强度分布弧柱区的导电特性阴极区的导电特性阴极区电场形

成示意图阴极区电场形成示意图阳极区的导电特性阴极斑点与阴极

破裂作用阳极区电场形成示

4、意图阳极区电场形成示意

图焊接电弧的工艺特性电弧的热能特性各种弧焊方法的热效率系

数各种弧焊方法的热效率系数电弧的温度、电流密度和能量密度的轴

向分布示意图电弧径向温度分布示意图电弧径向温度分布示意图电

弧的力学特性圆锥状电弧及其电磁力示意图圆锥状电弧及其电磁力

示意图斑点力阻碍熔滴过渡示意图斑点力阻碍熔滴过渡示意图电弧

力和焊接电流的关系电弧力和焊接电流的关系影响电弧中作用力的

因素电弧力和电弧电压的关系电弧力和电弧电压的关系影响电弧中

作用力的因素电弧力和焊丝直径的关系电弧力和焊丝直径的关系TIG

焊时电弧力与极性的关系焊时电弧力与极性的关系（l=100A,鸨极，

2

鸨极4.0mm）MIG焊时电弧力与

5、极性的关系焊时电弧力与

极性的关系焊接电弧的稳定性焊接电源焊条药皮焊接电流焊接

电弧的磁偏吹2焊丝的熔化与熔滴过渡焊丝的加热和熔化特性焊

丝的加热焊丝伸出长度上的温度分布不意图焊丝伸出长度上的温度

分布示意图焊丝的熔化速度、熔化系数及其影响因素焊接电流和伸

出长度对不锈钢焊焊接电流和伸出长度对不锈钢焊丝熔化速度的影

响丝熔化速度的影响不同直径的铝焊丝与熔化不同直径的铝焊丝与

熔化速度的关系速度的关系熔滴上的作用力表面张力CO2减压流

量计减压流量计熔滴上的重力和表面张力示意图熔滴上的重力和表

面张力示意图纯金属的表面张力系数纯金属的表面张力系数重力

电弧力熔滴爆破力电弧的气体吹

6、力焊条形成的套筒示意图

焊条形成的套筒示意图熔滴过渡的主要形式及特点自由过渡滴状

过渡喷射过渡射滴过渡时熔滴上的作用力射滴过渡时熔滴上的作用

力射流过渡形成机理示意图射流过渡形成机理示意图接触过渡接

触过渡渣壁过渡渣壁过渡3母材熔化与焊缝成形焊缝形成过程熔

池外形与焊缝成形示意图熔池外形与焊缝成形示意图焊接热循环的

特点打算了熔池的外形特征：在电弧前方熔池的温度梯度较大，而在

电弧后方熔池的温度梯度较小。在工件表面的等温线（包括熔池外形）

近似椭圆形，但熔池头部较宽，而尾部较尖。在垂直焊接方向平面上

的等温线（包括熔池）均为半圆形，熔池的外形对焊缝结晶的影响熔池

3

的外形对焊缝结晶的影响焊缝外形

7、与焊缝质量的关系焊缝

外形尺寸及其影响焊缝的熔合比对接和角接接头的焊缝外形及尺寸

对接和角接接头的焊缝外形及尺寸焊接工艺参数对焊缝成形的影响

焊接参数的影响焊接参数对焊缝厚度、焊缝宽度和余高的影响焊接参

数对焊缝厚度、焊缝宽度和余高的影响工艺因数的影响电流种类和

极性焊丝直径和伸出长度电极（焊丝）倾角电极倾角对焊缝成形的

影响电极倾角对焊缝成形的影响工件倾斜焊件倾斜对焊缝成形的影

响焊件倾斜对焊缝成形的影响结构因数的影响坡口和间隙工件厚

度和工件散热条件焊缝成形缺陷的产生及防止焊缝形状尺寸不符

合要求焊缝形状尺寸不符合要求焊缝形状尺寸不符合要求咬边未

熔合咬边咬边未熔合未熔合未

8、焊透焊瘤未焊透未焊透

焊瘤焊瘤烧穿及塌陷烧穿及塌陷烧穿及塌陷4焊条电弧焊的原理及

特点焊条电弧焊的基本原理焊条电弧焊的特点焊条电弧焊与其它

熔焊方法相比具有以下特点：焊条电弧焊设备简洁，操作敏捷便利,

适应性强，可达性好，不受场地和焊接位置的限制，在焊条能达到的

地方一般都能施焊，这些都是被广泛应用的重要缘由。可焊金属材料

广，除难熔或极易氧化的金属外，几乎能焊全部的金属；对接头装配

要求较低焊接过程中，电弧由焊工手工掌握，可通过准时调整电弧

位置和运条速度等，修正焊接工艺参数，降低了焊接头装配质量的要

求。生产率低，劳动条件差。与其它弧焊方法相比，焊接电流小，且

4

每焊完一根焊条必需更换焊条，焊后还

9、需清渣，故熔敷速度慢,

生产率低，劳动强度大。且弧光强，烟尘大，所以劳动条件差。焊缝

质量对人的依靠性强由于是用手工操纵焊条进行焊接，因此对焊工

操作技能、工作态度及现场发挥等都有关，焊接质量在很大程度上取

决于焊工的操作水平。适用范围可焊工件厚度范围焊条电弧焊不宜

焊接1mm以下的薄板；开坡口多层焊时，厚度虽不受限制，但效率

低，填充金属量大，其经济性下降，因此常用于焊接340mm厚的工

件。可焊金属范围最适合焊的金属有：碳钢、低合金钢、不锈钢、

耐热钢、铜、铝及其合金等。最合适的产品结构和生产性质结构简

单、外形不规章、具有各种空间位置的焊缝，最适合用焊条电弧焊;

单件或小批量的焊件及安装或修理工作

10、宜用焊条电弧焊。5焊

条电弧焊设备及工具对焊条电弧焊设备的要求具有适当的空载电压

保证引弧简单及电瓠燃烧稳定电源空载电压越高，引弧越简单，电弧

稳定性也越好。要有良好的经济性空载电压越高，所需铁、铜材料

越多，焊机的体积和重量越大，造价增加，同时也会增加能量耗损,

降低弧焊电源的效率。保证人身平安为俣证焊工平安，对空载电压

必需加以限制。具有陡降的外特性具有陡降的外特性外特性外形对

电流稳定性的影响外特性外形对电流稳定性的影响焊条电弧焊电源

抱负的外特性焊条电弧焊电源抱负的外特性具有良好的调整特性

具有良好的动特性常用焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊弧焊电

5

源弧焊变压器直流弧焊发电机硅弧焊整流器晶

11、闸管式弧焊整流器晶闸

管式弧焊整流器系统组成框图晶闸管式弧焊整流器系统组成框图硅

弧焊整流器的组成硅弧焊整流器的组成弧焊逆变器弧焊逆变器系统

原理框图弧焊逆变器系统原理框图焊钳电缆面罩与护目镜焊条保

温筒焊缝检测器敲渣锤及钢丝刷1焊条电弧焊预备工作预备工作

包括：劳动爱护、设备的检查、工件的预备及焊条的烘干等。劳动爱

护穿戴好工作服、焊接防护手套、焊接防护鞋。正确选择好焊接防护

面罩及护目镜片。检查焊接场地四周是否存在易造成火灾、爆炸、触

电等事故的担心全隐患。设备的检查检查焊机的绕组绝缘与接地状况

是否平安牢靠，电网电压与焊机铭牌是否相符。检查焊机接地上一点

中已提到过〃检查焊机的接地状况〃，此处又出

12、现，请老师核实是否重

复？改为：检查焊机噪声及振动是否消失特别；检查焊接电缆与焊机、

焊接电缆与焊钳接头连接是否坚固；检查焊钳夹持焊条是否坚固；检

查焊接电缆是否破损。是否牢靠，噪声及振动是否消失特别；检查焊

接电缆与焊机、焊接电缆与焊钳接头连接是否坚固；检查焊钳夹持焊

条是否坚固；检查焊接电缆是否破损。检查焊接电流调整系统是否敏

捷。工件的预备焊接接头的基本形式焊条电弧焊的焊接接头有对接、

搭接、T形接和角接等儿种基本形式，如图所示。焊接接头的基本形

式焊接接头的基本形式坡口的基本形式对接接头坡口的基本形式对

接接头坡口的基本形式角接和角接和T形接头的坡口形接头的坡口

6

焊缝工件组对和定位焊在焊接定位焊

13、缝时，必需留意以下几

点：所用的焊条及对焊工的要求，应与焊正式焊缝完全一样；定位焊

缝易产生未焊透缺陷，故焊接电流应比正式焊接时大10%15%左右;

当发觉定位焊缝有缺陷时，应将其除掉并重新焊接；若工艺规定焊前

需预热、焊后需缓冷，则焊定位焊缝前也要预热，焊后也要缓冷c定

位焊缝必需熔合良好，焊道不能太高，起头和收尾处应圆滑过渡，不

能太陡，并防止定位焊缝两端焊不透的现象；不能在焊缝交叉处和方

向急剧变化处定位焊，应离开上述位置50mm左右焊接;为防止开裂,

应尽量避开强行组装后进行定位焊。焊条的预备2焊接工艺参数及选

择电源种类和极性焊条直径焊接电流电弧长度（电弧电压）焊接

层数焊接速度焊条直径与焊件

14、厚度的关系焊条直径与

焊件厚度的关系焊接电流和焊条直径的关系焊接电流和焊条直径的

关系3焊条电弧焊的基本操作技术引弧运条前进动作是使焊条端

沿焊缝轴线方向向前移动的动作，它的快慢代表着焊接速度，能影响

着焊接热输入和焊缝金属的横截面积。横摇摆作是使焊条端在垂直

前进方向上作横向摇摆，摇摆的方式、幅度和快慢直接影响焊缝的宽

度和熔深，以及坡口两侧的熔合状况。焊条的向下送进动作是使焊

条沿自身轴线向熔池不断送进而保持电弧长度的动作。因此焊条送进

速度应等于焊芯的熔化速度，弧长才稳定。运条的基本动作运条的基

本动作常用的运条方式及其适用范围常用的运条方式及其适用范围

7

焊缝的连接收弧划圈收弧法当电弧移至焊缝

15、终端时，焊条端部作圆

圈运动，直至填满弧坑后再拉断电弧，此法适于厚板焊接。回焊收弧

怯当电弧移至焊缝终端处稍停，再转变焊条角度回焊一小段，然后

拉断电弧。此法适用于碱性焊条焊接。反复熄弧再引弧法电弧在焊

缝终端作多次熄弧和再引弧，直至弧坑填满为止，适用于大电流或薄

板焊接的场合，不适用于碱性焊条。转移收尾法焊条移到焊缝终点

时，在弧坑处稍作停留，将电弧渐渐拉长，引到焊缝边缘的母材坡口

内，这时熔池会渐渐缩小，凝固后一般不会消失缺陷。此法适用于换

焊条或临时停弧时的收尾。1单面焊双面成形操作技术熔孔位置及大

小熔孔位置及大小2薄板对接焊操作技术特点厚度2mm的钢板焊条

电弧焊属薄板焊接，其最大困难是易烧穿、焊

16、缝成形不良和变形难以

掌握。薄板对接焊比T形接和搭接更难操作。装配要求装配间隙越小

愈越好，应0.5mm,对接边缘应去除剪切毛刺或清除切割熔渣；对接

处错边量不应超过板厚的1/3；定位焊用小直径焊条(2.03.2mm),间

距应适当小些、焊缝呈点状，焊点间距为80100mm,板越薄间距越

短。焊接用与定位焊一样的小直径焊条施焊。焊接电流可比焊条使用

说明书规定的大一些，但焊接速度高些以获得小尺寸熔池。采纳短弧

焊，快速直线形运条，不作横向摇摆。若有可能把焊件一头垫高c呈

1520作下坡焊，可提高焊接速度和减小熔深。对防止薄板焊接时烧

穿和减小变形有利。还可以采纳灭弧焊法，即当熔池温度高，快要烧

8

穿时，马上灭弧待温

17、度降低再引弧焊接；亦

可直线前后往复焊，向前时将电弧稍提高些。若条件允许最好在立焊

位置作立向下焊。使用立向下焊的专用焊条，这样熔深浅，焊速高、

操作简便、不易烧穿。3水下焊接技术（1）干法焊接这是采纳大型

气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法，由于是在干燥气相中焊接,

其平安性较好。在深度超过空气的潜入范围时，由于增加了空气环境

中局部氧气的压力，简单产生火星。因此应在气室内使用惰性或半惰

性气体。干法焊接时，焊工应穿戴特制防火、耐高温的防护服。与湿

法和局部干法焊接相比，干法焊接平安性最好，但使用局限性很大,

应用不普遍。（2）局部干法焊接局部干法是焊工在水中施焊，人为地

将焊接区四周的水排开的水下焊接方法，

18、其平安措施与湿法相像。

由于局部干法还处于讨论之中，因此使用尚不普遍。（3）湿法焊接湿

法焊接是焊工在水下直接施焊•，而不是人为地将焊接区四周的水排开

的水下焊接方法。电弧是在气泡中燃烧的，焊条燃烧时焊条上的涂料

形成套筒使气泡稳定存在，因而使电弧稳定。要使焊条在水下稳定燃

烧，必需在焊条芯上涂一层肯定厚度的涂药，并用石蜡或其他防水物

质浸渍的方法，使焊条具有防水性。气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条

药皮燃烧产生的气泡；浑浊的烟雾生的其他氧化物。为克服水的冷却

和压力作用造成的引弧及稳弧困难，其引弧电压要高于大气中的引弧

电压，其电流较大气中焊接电流大15%20%o焊条电弧焊设备简洁,

9

操作敏捷，适合各种位置及各种结构

19、焊件的焊接，尤其适合

结构简单的焊缝结构的焊接，广泛应用于低碳钢、低合金结构纲的焊

接。也可用于不锈钢、耐热钢、低温钢等合金结构钢的焊接，还可用

十铸铁、铜合金、银合金等材料的焊接，以及耐磨损、耐腐蚀等特别

使用要求工件的表面层堆焊。1按电场强度分布特点可将电弧分为按

电场强度分布特点可将电弧分为、和和三个区域。三个区域。2电

弧产生和维持不行缺少的两个必要条件是电弧产生和维持不行缺少

的两个必要条件是和和o3气体电离的种类有气体电离的种类有、

等。等。4电弧力主要包括电弧力主要包括、和和。5焊缝的外形

是指焊件熔化区横截面的外形，它可以用焊缝的外形是指焊件熔化区

横截面的外形，它可以用、和和

20、三个参数来描述。三个

参数来描述。6焊条电弧焊引燃电弧的方法有焊条电弧焊引燃电弧的

方法有引弧法和引弧法和引弧法两种。引弧法两种。7焊条电弧焊

常用的基本接头形式有焊条电弧焊常用的基本接头形式有、和和四

种。四种。8焊条电弧焊焊完后收弧的方法有焊条电弧焊焊完后收弧

的方法有、和和三种。三种。9焊缝符号主要由焊缝符号主要由、

和指引线等组成和指引线等组成10焊条电弧焊的工艺参数主要包括

焊条电弧焊的工艺参数主要包括、等。等。1焊接电弧按电场强度

分布特点分为阴极区、阳极区和弧柱区，其中焊接电弧按电场强度分

布特点分为阴极区、阳极区和弧柱区，其中()温度最高。温度最高。

10

A阴极区阴极区B阳极区阳极区

21、C弧柱区弧柱区D一样

高一样高2焊条电弧焊时不属于产生咬边的缘由是（焊条电弧焊时不

属于产生咬边的缘由是（）。）。A电流过大电流过大B焊条角度不当

焊条角度不当C焊速过低焊速过低D电弧电压过高电弧电压过高3

焊钳的钳口材料要求有高的导电性和肯定的力学性能，因此用（焊钳

的钳口材料要求有高的导电性和肯定的力学性能，因此用（）制）制

造。造。A铝合金铝合金B青铜青铜C黄铜黄铜D紫铜紫铜4焊条

电弧焊克服电弧磁偏吹得方法不包括（焊条电弧焊克服电弧磁偏吹得

方法不包括（）。）。A转变地线位置转变地线位置B压低电弧压低电

弧C转变焊条角度转变焊条角度D增加焊接电流增加焊接电流5焊

接接头根部未完全熔

22、透的现象称为（焊接接

头根部未完全熔透的现象称为（）。）。A未熔合未熔合B未焊透未焊

透C咬边咬边D塌陷塌陷6受力状况好，应力集中较小的接头是（受

力状况好，应力集中较小的接头是（）。）。A对接接头对接接头B角

接接头角接接头C搭接接头搭接接头DT形接头形接头7焊接接头根

部预留间隙的目的是焊接接头根部预留间隙的目的是A防止烧穿防

止烧穿B保证焊透保证焊透C削减应力削减应力D提高效率提高效

率8在坡口中留钝边的目的是（在坡口中留钝边的目的是（）。）。A

防止烧穿防止烧穿B保证焊透保证焊透C削减应力削减应力D提高

效率提高效率9在焊缝基本符号的左侧标注（在焊缝基本符号的左侧

11

标注（）。）。

23、A焊脚尺寸焊脚尺寸KB

焊缝长度焊缝长度LC对接间隙对接间隙D坡口角度坡口角度10焊

缝的外形系数是指焊缝焊缝的外形系数是指焊缝（）A余高与熔宽之比

余高与熔宽之比B熔宽与熔深之比熔宽与熔深之比C余高与熔深之

比余高与熔深之比D熔深与熔宽之比熔深与熔宽之比1电弧中的斑

点力总是有利于熔滴过渡的。电弧中的斑点力总是有利于熔滴过渡的。

2焊缝的余高越高焊缝的强度也越高。焊缝的余高越高焊缝的强度也

越高。3板材由平焊改为立焊时，如焊接电流不变，焊接速度应适当

减慢。板材由平焊改为立焊时，如焊接电流不变，焊接速度应适当减

慢。4在满意引弧简单和电弧稳定的前提下，应尽可能采纳较低的空

载电压。在满意引弧简单和电弧

24、稳定的前提下，应尽可

能采纳较低的空载电压。5焊条电弧焊直流反接时，焊件接正极焊钳

接负极。焊条电弧焊直流反接时，焊件接正极焊钳接负极。6在相同

条件下，碱性焊条使用的