焊接电弧及手工焊资料知识分享

1、焊接电弧及手工焊资料第一节第一节 焊接的本质及分类焊接的本质及分类 一、焊接的概念一、焊接的概念 焊接是指通过适当的物理化学过程使两焊接是指通过适当的物理化学过程使两个个分离的固态物体分离的固态物体(工件工件)产生原子间或分子间结合产生原子间或分子间结合力而连接成一体的连接方法。力而连接成一体的连接方法。 常用的方法：常用的方法：加热或加压加热或加压,或两者并用或两者并用。 二、焊接方法的分类二、焊接方法的分类焊接方法分为三大类：熔焊、压焊和钎焊。焊接方法分为三大类：熔焊、压焊和钎焊。熔焊分为：焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊熔焊分为：焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊 、CO2焊等焊等； 压焊分为：电阻焊

2、、摩擦焊等；压焊分为：电阻焊、摩擦焊等；钎焊分为：火焰钎焊、炉中钎焊等；钎焊分为：火焰钎焊、炉中钎焊等；第二节第二节 焊接电弧焊接电弧 一、焊接电弧的产生一、焊接电弧的产生 电弧是一种气体放电现象，它是带电粒电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。 气体导电必须具备两个条件：气体导电必须具备两个条件： 两电极之间有带电粒子；两电极之间有带电粒子； 两电极之间有电场。两电极之间有电场。 带电粒子在电场作用下运动形成电流，带电粒子在电场作用下运动形成电流，从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成从而使两电极之间的气体空间

3、成为导体，也就形成了电弧。了电弧。 二、电弧的构成二、电弧的构成 焊接电弧分为三个区焊接电弧分为三个区：阴极区、阳极区和弧柱阴极区、阳极区和弧柱区。区。各区温度分布情况如下：1. 弧柱区的温度最高弧柱区的温度最高，但热量大部分通过对流的形，但热量大部分通过对流的形 式流失了式流失了2.2.阴极区的热量用于对阴极加热，这部分热量可用阴极区的热量用于对阴极加热，这部分热量可用 于加热填充材料或工件于加热填充材料或工件 3. 阳极区的热量主要用于加热工件和焊材，阳极和阳极区的热量主要用于加热工件和焊材，阳极和 阴极相比，阴极相比，阳极产热量相对较高阳极产热量相对较高三、电弧的温度分布三、电弧的温度分

4、布第三节第三节 焊丝的熔化与熔滴过焊丝的熔化与熔滴过渡渡 一、焊丝的熔化一、焊丝的熔化 电弧焊时，用于加热电弧焊时，用于加热、熔化焊丝的热源是熔化焊丝的热源是电弧电弧热和电阻热热和电阻热。 二、熔滴过渡的主要形式及特点二、熔滴过渡的主要形式及特点 熔化极电弧焊时，熔滴的过渡形式主要有：熔化极电弧焊时，熔滴的过渡形式主要有： 接触过渡、自由过渡及渣壁过渡接触过渡、自由过渡及渣壁过渡。 各种形式又有划分：各种形式又有划分：1接触过渡又分为接触过渡又分为：短路过渡短路过渡（主要用于碱性焊条（主要用于碱性焊条 电弧焊及细丝气体保护电弧焊）、电弧焊及细丝气体保护电弧焊）、搭桥过渡搭桥过渡（用（用 于非熔

5、化极气体保护焊）；于非熔化极气体保护焊）；2自由过渡自由过渡又分为：又分为：滴状过渡滴状过渡（弧压高，分为粗（弧压高，分为粗 滴和细滴过渡，粗滴过渡飞溅大，细滴过渡适滴和细滴过渡，粗滴过渡飞溅大，细滴过渡适 于于CO2气体保护焊接和酸性焊条焊接和铝合金气体保护焊接和酸性焊条焊接和铝合金 熔化极氩弧焊或大电流焊接或活性气体保护焊熔化极氩弧焊或大电流焊接或活性气体保护焊 中）、中）、喷射过渡喷射过渡（适于氩气或富氩气体焊接厚（适于氩气或富氩气体焊接厚 板）；板）；3. 3. 渣壁过渡渣壁过渡出现在焊条电弧焊和埋弧焊中。出现在焊条电弧焊和埋弧焊中。 第二章 焊条电弧焊第一节第一节 焊条电弧焊的原理及

6、特点焊条电弧焊的原理及特点一、焊条电弧焊的特点一、焊条电弧焊的特点操作灵活；操作灵活；对接头的装配要求较低；对接头的装配要求较低；可焊材料广；可焊材料广；生产率低、劳动强度大；生产率低、劳动强度大；焊接质量对焊工的依赖性强；焊接质量对焊工的依赖性强；二二.焊条电弧焊接过程焊条电弧焊接过程第二节第二节 焊条电弧焊的焊接材料焊条电弧焊的焊接材料 一、焊条一、焊条 焊条是由焊条是由焊芯与药皮焊芯与药皮两部分组成。两部分组成。焊焊 条直径共有条直径共有1.6mm-8mm八种规格；焊条八种规格；焊条 长度长度200-600mm之间。之间。 常用的是常用的是3.2mm 、4mm、 5mm三三 种；长度分别

7、为种；长度分别为350mm、400mm、450mm。焊条结构示意图焊条结构示意图二、焊条的分类、型号及牌号二、焊条的分类、型号及牌号1、焊条的型号及牌号、焊条的型号及牌号（以碳钢焊条为例） 型号：E 50 1 5（J507 ） 表示焊条药皮为低氢型，适用直流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊接(0、1全位置； 2平焊及平角焊；4立向下焊) 表示熔敷金属的抗拉强度最小值为 50kgf/mm2(490MPa) 表示焊条按主要成份划分的药皮类型：按主要成份划分的药皮类型：药皮类型药皮主要成份（质量分数）钛型氧化钛35%钛钙型氧化钛30%以上，碳酸盐20%以下钛铁矿型钛铁矿30%氧化铁型多量氧化铁和较多

8、锰铁脱氧剂纤维素型有机物15%低氢型含钙、镁的碳酸盐和相当量的萤石石墨型多量石墨盐基型氯盐和氟盐2、焊条的分类、焊条的分类 生产中常用碳钢焊条有钛钙型与低氢型两生产中常用碳钢焊条有钛钙型与低氢型两种。种。（1）钛钙型焊条）钛钙型焊条（E4303 E5003） 又称为酸性焊条。又称为酸性焊条。 特点：特点：电弧稳定、可交直流两用；脱渣容电弧稳定、可交直流两用；脱渣容易，易，飞溅少，有害气体少，适用于全位置焊。力学性能飞溅少，有害气体少，适用于全位置焊。力学性能和抗裂能力较差。和抗裂能力较差。 用前用前1502001-2h烘干。烘干。（2）低氢型焊条）低氢型焊条（E5015 E5016） 又称为碱

9、性焊条。又称为碱性焊条。 特点：特点：焊缝的力学性能及抗裂能力均优焊缝的力学性能及抗裂能力均优于酸于酸性焊条；但工艺性能较差，必须用直流电源；飞溅性焊条；但工艺性能较差，必须用直流电源；飞溅大，脱渣难。大，脱渣难。 用前用前3004001-2h烘干。烘干。3、焊条的选用原则、焊条的选用原则考虑工件的物理、力学性能和化学成分。考虑工件的物理、力学性能和化学成分。 考虑工件的工作条件和使用性能。考虑工件的工作条件和使用性能。 考虑改善焊接工艺。考虑改善焊接工艺。 考虑经济性。考虑经济性。考虑效率。考虑效率。考虑工件的复杂程度、刚度大小、焊接坡考虑工件的复杂程度、刚度大小、焊接坡 口制备和焊接部位等

10、。口制备和焊接部位等。第三节第三节 焊缝形式与焊缝分类焊缝形式与焊缝分类一、接头形式一、接头形式 焊条电弧焊用于结构工程的连接形焊条电弧焊用于结构工程的连接形 式是复杂多样的。式是复杂多样的。 按零部件的特征分为板状连接、按零部件的特征分为板状连接、 管状连接、管板连接三种；管状连接、管板连接三种； 按施焊位置分为平按施焊位置分为平焊、立焊、横焊、立焊、横 焊和仰焊焊和仰焊四种；四种； 焊工位置二、坡口二、坡口 坡口是根据设计或工艺需要，在工坡口是根据设计或工艺需要，在工件待件待焊部位加工成一定的几何形状并经装配后构焊部位加工成一定的几何形状并经装配后构成的沟槽。成的沟槽。 开坡口的目的：开坡

11、口的目的：保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透；保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透；获得良好的焊缝成形以及便于清渣；获得良好的焊缝成形以及便于清渣；调节焊缝金属的化学成份；调节焊缝金属的化学成份； 坡口的形式主要有以下几种：坡口的形式主要有以下几种： I I形坡口、形坡口、V V形坡口形坡口、X X形坡口、形坡口、U U形坡口、双形坡口、双U U形坡口、形坡口、K K形坡口、形坡口、 Y Y形坡口等形坡口等。第四节第四节 焊条电弧焊工艺参数及选择焊条电弧焊工艺参数及选择 焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括：焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊条直径、焊接电流、电

12、弧电压、焊接速度、电源种类和极性、焊接层数等。电源种类和极性、焊接层数等。一、焊条直径一、焊条直径 焊条直径是指焊条直径是指焊芯直径焊芯直径。它是保证。它是保证焊接焊接质量和效率的重要因素。质量和效率的重要因素。焊条直径一般根据焊条直径一般根据工件厚度选择。工件厚度选择。同时还要考虑接头形式、施同时还要考虑接头形式、施焊位置和焊接层数，对于重要结构还要考虑焊位置和焊接层数，对于重要结构还要考虑焊接热输入的要求，在一般情况下，焊条直焊接热输入的要求，在一般情况下，焊条直径与工件厚度之间关系的参考数据，如下表径与工件厚度之间关系的参考数据，如下表所示。所示。焊条直径与工件厚度之间的关系如下焊条直径

13、与工件厚度之间的关系如下:焊件厚度/mm234-56-1213焊条直径/mm23.23.2-44-54-6二、焊接设备电源种类和极性的选择二、焊接设备电源种类和极性的选择 用交流电焊接时，电弧稳定性差。用交流电焊接时，电弧稳定性差。 采用直流电焊接，电弧稳定、柔顺、采用直流电焊接，电弧稳定、柔顺、飞飞溅少。但电弧磁偏吹较交流严重。溅少。但电弧磁偏吹较交流严重。 低氢型焊条稳弧性差，必须采用直低氢型焊条稳弧性差，必须采用直流弧流弧焊电源。焊电源。 用小电流焊接薄板时，也常用直流弧用小电流焊接薄板时，也常用直流弧焊电焊电源，因为引弧比较容易，电弧比较稳定。源，因为引弧比较容易，电弧比较稳定。 低氢

14、型焊条用直流电焊接时，一般低氢型焊条用直流电焊接时，一般要用要用反接反接，因为，因为反接的电弧比正接稳定反接的电弧比正接稳定。焊接薄板时，焊接电流小，电弧不稳，因焊接薄板时，焊接电流小，电弧不稳，因此焊接薄板时，不论用碱性焊条还是用酸此焊接薄板时，不论用碱性焊条还是用酸性焊条，都选用直流反接。性焊条，都选用直流反接。表：焊接电流和焊条直径的关系表：焊接电流和焊条直径的关系焊条直径/mm1.62.02.53.2456焊接电流/A25-4040-6550-80100-130160-210200-270260-300三、焊接电流的选择三、焊接电流的选择 选择焊接电流时，应根据焊条类选择焊接电流时，应

15、根据焊条类型、焊型、焊条直径、工件厚度、接头型式、焊接位置和条直径、工件厚度、接头型式、焊接位置和层数等因素综合考虑。层数等因素综合考虑。四、焊缝层数的选择四、焊缝层数的选择 在工件厚度较大时，往往需要进行多在工件厚度较大时，往往需要进行多层层焊。焊接层数主要根据钢板厚度、焊条直径、焊。焊接层数主要根据钢板厚度、焊条直径、坡口型式和装配间隙等来确定，可作如下近坡口型式和装配间隙等来确定，可作如下近似估算：似估算： n=/d 式中：式中：n为焊接层数；为焊接层数； 为工件厚度（毫为工件厚度（毫米）；米）； d为焊条直径（毫为焊条直径（毫米）。米）。 五、电弧电压与焊接速度的控制五、电弧电压与焊接

16、速度的控制 焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度长度来决定：来决定：电弧长度越大，电弧电压越高，电电弧长度越大，电弧电压越高，电弧长度越短，电弧电压越低。弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程中，在焊接过程中，应尽量使用短弧焊接。应尽量使用短弧焊接。注意注意： 1.焊接电流主要影响焊缝的焊接电流主要影响焊缝的深度和余高深度和余高 2.电弧电压主要影响的是焊缝的电弧电压主要影响的是焊缝的宽度和宽度和余高余高手工焊小车间三峡水轮叶片合作焊接锅炉膜氏壁鸟巢水立方建设鸟巢水立方建设第一节第一节 埋弧焊的原理及特点埋弧焊的原理及特点 埋弧焊是目前广泛使用的一种生产埋弧焊是目前广

17、泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。它与焊条效率较高的机械化焊接方法。它与焊条电弧焊相比，虽然灵活性差一些，但电弧焊相比，虽然灵活性差一些，但焊焊接质量好、效率高、成本低，劳动条件接质量好、效率高、成本低，劳动条件好。好。一、埋弧焊的焊接过程一、埋弧焊的焊接过程二、埋弧焊的特点二、埋弧焊的特点1、埋弧焊的主要优点埋弧焊的主要优点 焊接生产率高焊接生产率高焊缝质量好焊缝质量好焊接成本较低焊接成本较低劳动条件好劳动条件好2、埋弧焊的主要缺点、埋弧焊的主要缺点（1）难以在空间位置施焊）难以在空间位置施焊（2）对焊件装配质量要求高）对焊件装配质量要求高（3）不适合焊接薄板和短焊缝）不适合焊接薄板

18、和短焊缝三、埋弧焊的分类及应用范围三、埋弧焊的分类及应用范围 1、分类、分类2、应用、应用 a. 焊缝类型和焊件厚度焊缝类型和焊件厚度 凡是焊缝可以保持在水平位凡是焊缝可以保持在水平位置、或倾置、或倾 斜度不大的工件，不管是斜度不大的工件，不管是对接、角接和对接、角接和 搭接接头，搭接接头，都可以用埋弧焊焊接，如平都可以用埋弧焊焊接，如平 板的拼接缝、圆筒形工件的纵缝和环缝、板的拼接缝、圆筒形工件的纵缝和环缝、 各种焊接结构中的角缝和搭接缝等。各种焊接结构中的角缝和搭接缝等。 埋弧焊筒体环缝埋弧焊筒体环缝封头与筒体环焊缝封头与筒体环焊缝埋弧焊钢板拼接埋弧焊钢板拼接埋弧焊堆焊埋弧焊堆焊埋弧焊现场

19、焊接埋弧焊现场焊接多丝埋弧焊多丝埋弧焊a.埋弧焊可焊接的工件厚度范围很大。埋弧焊可焊接的工件厚度范围很大。 除了厚度在除了厚度在5mm以下的工件由于容以下的工件由于容易烧穿，埋弧焊用得不多外，较厚的工件易烧穿，埋弧焊用得不多外，较厚的工件都适于用埋弧焊焊接。都适于用埋弧焊焊接。b.焊接材料种类焊接材料种类 目前，埋弧焊焊接的最大厚度已达目前，埋弧焊焊接的最大厚度已达650mm。适宜焊接适宜焊接: 碳素结构钢、低合金结构钢、不碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢锈钢、耐热钢以及某些有色金属。以及某些有色金属。 此外，埋弧焊还可此外，埋弧焊还可在基体金在基体金属表属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层

20、面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。 不适宜焊接：不适宜焊接： 铸铁铸铁因不能承受高热输入量引因不能承受高热输入量引起的热应力，一般不能用埋弧焊焊接。起的热应力，一般不能用埋弧焊焊接。 铝、镁及其合金铝、镁及其合金因没有适用的因没有适用的焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接。焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接。 铅、锌等低熔点金属材料铅、锌等低熔点金属材料也不也不适合用埋弧焊焊接。适合用埋弧焊焊接。第二节第二节 埋弧焊的焊接材料埋弧焊的焊接材料一、焊丝一、焊丝 在选择埋弧焊用焊丝时，最主要的是在选择埋弧焊用焊丝时，最主要的是考考虑焊丝中虑焊丝中锰和硅锰和硅的含量。的含量。 常用焊丝有常用焊丝有H08A、 H08

21、MnA、H10Mn2；焊丝直径有焊丝直径有2.0、3.2、4.0、5.0和和6.0mm五种。五种。二、焊剂二、焊剂 作用：保护、控制焊缝金属化学成分，作用：保护、控制焊缝金属化学成分，保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂纹和夹渣等缺陷的产生。纹和夹渣等缺陷的产生。 焊剂分为三类：焊剂分为三类：熔练焊剂、烧结焊剂和粘结熔练焊剂、烧结焊剂和粘结 焊剂。焊剂。HJ123 HJ-熔练焊剂熔练焊剂 1-焊剂中氧化锰的含量焊剂中氧化锰的含量 2-焊剂中二氧化硅、氟化钙焊剂中二氧化硅、氟化钙含量含量 3-同一类型的不同编号同一类型的不同编号例：例：HJ431-高锰高硅低氟

22、型焊剂高锰高硅低氟型焊剂三、焊剂和焊丝的选用与配合三、焊剂和焊丝的选用与配合 焊剂和焊丝的正确选用及二者之焊剂和焊丝的正确选用及二者之间间的合理配合，是获得优质焊缝的关键，也的合理配合，是获得优质焊缝的关键，也是埋弧焊工艺过程的重要环节。所以必须是埋弧焊工艺过程的重要环节。所以必须按工件的成分、性能和要求，正确、合理按工件的成分、性能和要求，正确、合理地选配焊剂和焊丝。地选配焊剂和焊丝。 在焊接低碳钢和强度等级较低的合金钢时，在焊接低碳钢和强度等级较低的合金钢时，选配焊剂和焊丝通常以选配焊剂和焊丝通常以满足力学性能要求为主满足力学性能要求为主，使焊缝强度达到与母材等强度，同时要满足其使焊缝强度

23、达到与母材等强度，同时要满足其它力学性能指标要求。它力学性能指标要求。 如：用高锰高硅焊剂（如如：用高锰高硅焊剂（如HJ430、HJ431）配合低碳钢焊丝（如配合低碳钢焊丝（如 H08A）或含锰焊丝（如）或含锰焊丝（如H08MnA）；）；焊接低碳钢和低合金钢。焊接低碳钢和低合金钢。 用用无锰高硅或低锰中硅无锰高硅或低锰中硅焊剂（如焊剂（如HJ130、HJ250）配合高锰焊丝（如）配合高锰焊丝（如H10Mn2）。）。 焊接低合金高强度钢时，除要使焊焊接低合金高强度钢时，除要使焊缝缝与母材等强外，要特别注意提高焊缝的塑与母材等强外，要特别注意提高焊缝的塑性和韧性，一般选用性和韧性，一般选用中锰中硅

24、或低锰中硅中锰中硅或低锰中硅焊剂（如焊剂（如HJ350、HJ250）配合相应钢种焊配合相应钢种焊丝。丝。 第三节第三节 埋弧焊工艺埋弧焊工艺一、埋弧焊的焊前准备一、埋弧焊的焊前准备 埋弧焊的焊前准备包括工件埋弧焊的焊前准备包括工件的坡口的坡口加工、工件的清理与装配、焊丝表面清理加工、工件的清理与装配、焊丝表面清理及焊剂烘干、焊机检查与调整等工作。这及焊剂烘干、焊机检查与调整等工作。这些准备工作与焊接质量的好坏有着十分密些准备工作与焊接质量的好坏有着十分密切的关系，所以必须认真完成。切的关系，所以必须认真完成。 1、坡口的选择与加工、坡口的选择与加工 当工件厚度为当工件厚度为 1024mm时，多

25、为时，多为“Y”形坡口；形坡口； 厚度为厚度为 2460mm时，可开时，可开“X”形坡形坡口；口； 对一些要求高的厚大工件的重要焊缝，对一些要求高的厚大工件的重要焊缝，如锅炉汽包等压力容器，一般多开如锅炉汽包等压力容器，一般多开“U”形坡口。形坡口。 2、工件的清理与装配、工件的清理与装配 工件装配前，需将坡口及附近区域工件装配前，需将坡口及附近区域表面上的表面上的锈蚀、油污、氧化物、水分锈蚀、油污、氧化物、水分等清等清理干净。工件装配时必须保证接缝间隙均理干净。工件装配时必须保证接缝间隙均匀，高低平整不错边，特别是在单面焊双匀，高低平整不错边，特别是在单面焊双面成形的埋弧焊中更应严格控制。面成形的埋弧焊中更应严格控制。 二、埋弧焊的焊接工艺二、埋弧焊的焊接工艺 1. 对直缝的工件装配，须在接缝两端对直缝的工件装配，须在接缝两端加装加装引弧板和引出板引弧板和引出板。 1-引弧板引弧板 2-焊件焊件 3-焊接试板焊接试板 4-引出板引出板 2.焊丝表面清理与焊剂烘干焊丝表面清理与焊剂烘干 一般焊剂须在一般焊剂须在250温度下