1、第一節 焊條電弧焊的原理及特點一、焊條電弧焊的基本原理 焊條電弧焊是利用焊條與工件之間建立起來的穩定燃燒的電弧，使焊條和工件熔化，從而獲得牢固焊接接頭的工藝方法。焊接過程中，藥皮不斷地分解、熔化而生成氣體及溶渣，保護焊條端部、電弧、熔池及其附近區域，防止大氣對熔化金屬的有害污染。焊條芯也在電弧熱作用下不斷熔化，進入熔池，組成焊縫的填充金屬。第1頁/共75頁 如下圖所示 焊接前，把電焊鉗和焊件分別接到手工弧焊輸出端的兩極，焊件為一個電極，焊條為另一個電極。電弧在焊條和焊件之間形成，通過外加電壓燃燒。在電弧熱作用下，焊件和焊條的焊芯熔化共同形成熔池。在電弧熱的作用下，涂敷于焊芯外面的焊條藥皮會分解

2、產生CO2、CO、H2等保護氣體，阻止空氣與熔池的接觸。藥皮在電弧焊熱的作用下，生成熔渣，浮于熔池表面，對其起保護作用，凝固后在焊縫表面結成渣殼。也就是說，焊條電弧焊時，焊接熔池的保護是氣體和熔渣的聯合保護。液態金屬和液態熔渣之間還進行脫氧、去硫、去磷、去氫和滲合金金屬等復雜的冶金反應，從而使焊縫金屬具有合適的化學成分。第二節、焊條電弧焊焊接過第二節、焊條電弧焊焊接過程程第2頁/共75頁第3頁/共75頁（1）應用范圍廣）應用范圍廣焊條電弧焊配用相應的焊條,適合大多數工業用碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵和銅、鋁、鎳及其合金等絕大多數材質的焊件，應用范圍廣。 （2）適應性強）適應性強焊條電弧焊采用手工

3、操作，靈活方便，能夠焊接各種厚度、各種結構形狀的工件，可以進行平、橫、仰、立各種位置的焊接，特別是維修、返修、裝配、及點固焊時，有其他焊接方法所不可替代的優勢。第三節、焊條電弧焊特點第三節、焊條電弧焊特點1、焊條電弧焊優點、焊條電弧焊優點第4頁/共75頁（3）易操控、要求低）易操控、要求低焊條電弧焊時，遇到焊接接頭裝配不規則的地方，焊工可有意識地控制電弧的長度、焊條的角度、焊接的速度等工藝參數，以彌補裝配的缺陷，所以焊條電弧焊對焊接接頭裝配的要求較低。（4）易控制變形）易控制變形焊條電弧焊時，焊工可以采用對稱焊、分段焊、退步焊等焊接技術來控制焊接應力變形。（5）焊條電弧焊設備結構簡單，價格便宜

4、，使用、維護都很方便。第5頁/共75頁2.焊條電弧焊的缺點焊條電弧焊的缺點（1）與埋弧自動焊、CO2氣體保護焊、氬弧焊等焊接方法相比，焊條電弧焊由于用手操縱焊條，要不斷更換焊條。所以焊條電弧焊生產效率較低,焊工勞動強度大。（2）焊條電弧焊主要依賴焊工的操作熟練程度，對焊工的操作技術水平要求較高，因此焊接質量不穩定。（3）焊條電弧焊時，勞動條件差，焊工要承受弧光輻射、有害氣體、煙塵和焊接高溫等的危害，所以采取必要的保護措施。第6頁/共75頁 第二節 焊條電弧焊設備及工具設備包括：弧焊電源、焊鉗、面罩、焊條保 筒和一些輔助設備。 一、對弧焊電源的要求1、對弧焊電源外特性的要求外特性：在其他參數不變

5、的情況下，弧焊電源輸 出電壓和輸出電流之間的關系。弧焊電源外特性的類型：上升、水平、下降第7頁/共75頁為了保證焊接電弧穩定燃燒和焊接參數穩定，電源外特性曲線必須和電弧的靜特性曲線相交。電源靜特性曲線工作階段為水平，因此只有下降的外特性才能相交。第8頁/共75頁2、對弧焊電源空載電壓的要求（1）保證容易引弧（2）保證電弧功率穩定（3）要有良好的經濟性（4）保證人生安全交流空載電壓為5570V 直流空載電壓為4585V3、對弧焊電源穩態短路電流的要求即輸出端短路時的電流 I穩=（1.252.0）I焊第9頁/共75頁4、對弧焊電源調節特性的要求5、對弧焊電源動特性的要求動特性：弧焊電源對焊接電弧的

6、動態負載所輸出 的電流、電壓對時間的關系。它表示弧 焊電源對動態負載瞬間變化的能力。第10頁/共75頁二、弧焊電源的分類及型號1、弧焊電源的分類及特點弧焊變壓器（交流弧焊電源）優點：結構簡單、易造易修、成 本低、效率高、磁偏吹小、 噪音小。缺點：電弧穩定性差、功率因素 低。第11頁/共75頁直流弧焊電源（直流弧焊發電機和弧焊整流器）直流弧焊發電機（淘汰）優點：堅固耐用、電弧燃燒穩定缺點：損耗大、效率低、噪音大、成本高、重量大、維修難。第12頁/共75頁弧焊整流器優點：制造方便、價格低、 空載損耗小、電弧 穩定、噪音小。弧焊逆變器優點：高效、節能、重量 輕、體積小、功率 因素高、焊接性能 好。第

7、13頁/共75頁2、弧焊電源的型號及技術參數弧焊電源的型號大類名稱大類名稱 小類名稱小類名稱 附注特征附注特征 系列序號系列序號 基本規格基本規格 派生代號派生代號 改改進序號進序號附注特征、系列序號、派生代號、改進序號不用則不表示出來附注特征、系列序號、派生代號、改進序號不用則不表示出來漢字拼音字母表示阿拉伯數字表示第14頁/共75頁大類名稱：B弧焊變壓器 Z弧焊整流器 A弧焊逆變器小類名稱：X 下降特性 P 平特性 D 多特性附注特征：G 硅整流器系列序號：弧焊變壓器 1動鐵系列 3動圈系列弧焊整流器 1動鐵系列 3動圈系列 5晶閘管系列 7逆變系列基本規格：額定焊接電流第15頁/共75頁

8、例：如圖ZX5-300表示晶閘管系列的弧焊整流器，具有下降外特性，額定電流為300ABX3-300動圈系列的弧焊變壓器，具有下降外特性，額定電流為300A第16頁/共75頁弧焊電源的技術參數額定值：對焊接電源規定的使用限額負載持續率：弧焊電源負載的時間與整個工作周 期的百分率。負載持續率=(弧焊電源負載的時間/選定的工作時間周期) 100%第17頁/共75頁三、常用焊條電弧焊電源1、弧焊變壓器BX3-300型 動鐵圈式BX1-315型動鐵心式第18頁/共75頁2、弧焊整流器交流電直流電硅弧焊整流器ZXG-160 ZXG-400晶閘管弧焊整流器ZX5-4003、弧焊逆變器直流電交流電ZX7-40

9、0第19頁/共75頁 五、焊條電弧焊其他設備和工具1、焊鉗和面罩（1）焊鉗 夾持焊條并傳導電流以進行焊接 規格：300A 500A第20頁/共75頁（2）面罩 防止焊接時飛濺、弧光及其他輻射對焊工面部和頸部損傷的一種遮蓋工具。形式：手持式 頭盔式遮光片：黑玻璃：減弱弧光和過濾 紅外線紫外線 型號 7-12白玻璃：保護黑玻璃第21頁/共75頁2、焊條保溫筒和焊縫檢驗尺（1）焊條保溫筒保溫焊條，防止受潮第22頁/共75頁（2）焊縫檢驗尺第23頁/共75頁3、常用焊接手工工具第24頁/共75頁第三節 焊條電弧焊焊接材料焊條直徑：焊芯直徑 常用有2 、2.5、 3.2 、4 、5 、 6等焊條分為：酸

10、性焊條和堿性焊條第25頁/共75頁第三節第三節 焊條電弧焊焊接材料焊條電弧焊焊接材料焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。第26頁/共75頁1.焊芯（1）作用：）作用： 1）作為電極傳導電流，產生電弧，維持電弧； 2）作為填充材料，與母材金屬（焊件金屬）熔合在一起，形成焊縫。 制作焊芯用的鋼絲，一般都是專門冶煉的焊條鋼，鑄成鋼錠后熱軋，然后拉拔到所需要的尺寸。一、焊條的分類一、焊條的分類 第27頁/共75頁（2）焊條的直徑 焊條的直徑為1.6mm、 2.0mm、 2.5mm、 3.2mm、 4.0mm、 5.0mm，長度為250450 mm 之間。焊條的直徑即指焊芯的直徑。第28頁/共75頁 焊條的種類

11、不同，焊芯也不同。焊芯成分直接影響焊縫金屬的化學成分和力學性能，所以對焊芯中各金屬元素的含量都有嚴格的規定，特別是對有害雜質的含量更有嚴格的限制，如硫、磷等。 焊接碳鋼及低合金鋼條的焊芯，一般都嚴格限制含碳量，并加入錳、硅等成分。限制含碳的目的是：一方面，含碳量低時鋼絲塑性好，焊絲拉拔比較容易；另一方面，可降低還原其他合金元素，主要是為了保證焊縫的綜合力學性能，同時對焊接工藝提高性能及去除雜質也有一定的作用。第29頁/共75頁2.藥皮的作用藥皮的組成物有：礦物類（如大理石、氟石等）、鐵合金和金屬粉類（如錳鐵、鈦鐵等）、有機物類（如木粉、淀粉等）、化工產品類（如鈦白粉、水玻璃等） 所起的作用有：

12、 焊條藥皮原料及作用 第30頁/共75頁二、焊條的分類二、焊條的分類 按用途分類，國家標準可分為七大類：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅及銅合金焊條和鋁及鋁合金焊條。其中碳鋼焊條使用最為廣泛。 按藥皮熔化后的熔渣特性可分為：酸性焊條和堿性焊條。第31頁/共75頁a）酸性焊條酸性焊條 酸性焊條藥皮中含有較多的二氧化鈦、二氧化硅和氧化鐵等酸性氧化物和一定數量的碳酸鹽等物質。具有良好的焊接工藝性，容易引弧、電弧穩定，飛濺小、脫渣性好，對鐵銹、油脂和水分等不易產生氣孔，脫渣容易，焊縫美觀，可使用交流或直流電源，適合于全位置焊接。應用較為廣泛。 但酸性焊條氧化性強，合金元素易燒

13、損，脫硫、磷能力也差，因此焊接金屬的塑性、韌性和抗裂性能不高，適用于一般低碳鋼和相應強度的結構鋼的焊接。例：E4303(J422) 就是常用的酸性焊條。第32頁/共75頁b）堿性焊條堿性焊條 堿性焊條藥皮的主要成分為大理石、螢石等，并有較多的鐵合金作為脫氧劑和合金劑，因此藥皮具有足夠的脫氧能力。氧化性弱、脫硫、磷能力強，所以焊縫塑性、韌性高，擴散氫含量低、抗裂性能強。可用于焊接合金鋼和重要的低碳鋼。因此，焊縫接頭的力學性能較使用酸性焊條的焊縫要好，但堿性焊條的焊接工藝性較差，僅適于直流弧焊機，對銹、水、油污的敏感性大，焊件易產生氣孔，焊接時產生有毒氣體和煙塵多，應注意通風 。例：E5015（J

14、507）就是常用的堿性焊條。第33頁/共75頁 一、焊條的型號和牌號型號：國家標準規定的各類焊條代號牌號：焊條制造廠對作為產品出廠的焊條規定的 代號第34頁/共75頁0、1 全位置 2 平焊、平角焊 4 立向下焊1、碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號碳鋼焊條 E XX X X焊條 熔敷金屬抗拉強度最小值Mpa 焊條適用位置 藥皮類型、電流種類 第35頁/共75頁低合金鋼焊條E XX X XXX 熔敷金屬化學成分代號 熔敷金屬元素焊條 熔敷金屬最小抗拉強度 焊條適用位置 藥皮類型、電流種類第36頁/共75頁例：E 50 1 5熔敷金屬最小抗拉強度500Mpa 焊條藥皮為低氫鈉型，用直流反接 焊條適用全位

15、置E 55 1 5 - B3 - VWB熔敷金屬化學成分代號 熔敷金屬中含有VWB第37頁/共75頁2、不銹鋼焊條型號E XXX X XX熔敷金屬化學成分代號 含碳量 焊接位置、焊條藥皮、焊接電流 數字后字母含義字母含義L含碳量低H含碳量高R含S、P、Si較低第38頁/共75頁3、焊條牌號漢字拼音 X X X焊條大類 焊條小類 藥皮類型和電流種類第39頁/共75頁結構鋼焊條牌號 J X X X 最小抗拉強度值 藥皮類型和電流耐熱鋼焊條 R X X X 熔敷金屬主要化學成分 化學成分等級編號第40頁/共75頁 1第41頁/共75頁不銹鋼焊條（與耐熱鋼焊條類似） A X X X低溫用鋼焊條 W X

16、 X X 焊條工作溫度等級第42頁/共75頁堆焊焊條 D X X X焊條用途、組成或熔敷金屬主要成分 不同序號 4、焊條型號與牌號的對照第43頁/共75頁二、焊條的選用及管理1、焊條的選用原則（1）低碳鋼、中碳鋼及低合金鋼 等強度（2）不銹鋼、耐熱鋼、堆焊焊件 特殊性（3）強度用鋼的異種鋼焊接 強度低的為原則（4）重要焊縫選用堿性焊條（5）滿足性能前提下盡量選用酸性焊條 第44頁/共75頁2、焊條的管理（1）焊條驗收（2）焊條保管、領用、發放（3）焊條烘干第45頁/共75頁焊條管理安全操作1、工作前應檢查電氣開關及線路，自動裝置及烘箱外殼的接地是否完好。 2、烘箱附近不準放置易爆物品，并保持周

17、圍環境的整潔。 3、要經常檢查烘箱的蒸氣導氣閥，以防失效造成事故。 4、送焊條進烘箱時，必須切斷電源。材料取出后要加強烘箱內檢查，以防焊條或雜物 落在發熱絲上，造成短路或觸電事故。 5、在高溫烘箱中取焊條時，必須戴好防護用品，防止手臂灼傷。 6、自動或半自動焊條除銹時，要防止腐蝕物沾在皮膚上。如沾在皮膚上要立即用清水洗凈。 7、在使用自動圈絲機時，要集中思想，密切配合。在軋斷焊絲時，必須停車進行，防止焊絲頭彈擊傷人。 8、用過后的清洗劑，應妥善保管好。廢清洗劑要倒入指定的地方集中處理，不準倒入下水道。 9、放工前要做好交接班工作。無人接班時應檢查周圍環境，切斷電源，關閉門窗，門要上鎖。 第46

18、頁/共75頁 第四節 焊條電弧焊工藝一、焊條電弧焊工藝參數焊接工藝參數：焊接時為保證焊接質量而選定的 諸物理量的總稱。1、焊條直徑（1）焊件厚度第47頁/共75頁（2）焊縫位置（由大到小）平焊 立焊 仰焊、橫焊（3）焊接層次多層焊，第一層直徑要小（4）接頭形式第48頁/共75頁2、焊接電源種類和極性（1）電源種類交流電源 直流電源（2）電源極性（對直流電而言）直流正接：焊件接電源正極、電極接電源負極直流反接：焊件接電源負極、電極接電源正極第49頁/共75頁3、焊接電流（1）焊條直徑焊條直徑越大，焊接電流越大Ih=（35-55）d（2）焊縫位置（由大到小）平焊 立焊、橫焊 仰焊第50頁/共75頁

19、（3）焊條類型堿性焊條 酸性焊條不銹鋼焊條 碳鋼焊條（4）焊接層次多層焊第一層焊接電流小第51頁/共75頁判定電流大小是否合適看飛濺 看焊縫成形看焊條熔化的情況4、電弧電壓電弧電壓由電弧長度決定電弧長，電壓高，電弧短，電壓低。第52頁/共75頁電弧過長容易出現的不良現象（1）電弧燃燒不穩定，易擺動，電弧熱能分散，飛濺增多，造成金屬和電能的浪費。（2）焊縫厚度小，容易產生咬邊、未焊頭等缺陷。（3）對熔化金屬的保護差，焊縫產生氣孔的可能性增加，焊縫金屬的力學性能降低。焊接時盡量使用短弧焊接，相應的電弧電壓為16V-25V，一般認為短弧是焊條直徑的0.51.0倍第53頁/共75頁5、焊接速度焊接速度

20、應該均勻適當，保證焊縫焊透而不焊穿6、焊接層數多層焊每層厚度最好不大于45mm，但又不能太小每層厚度（n）=（0.81.2）d也可如下估算：n=/d第54頁/共75頁二、焊條電弧焊工藝措施對焊接性差或較差的1、預熱（1）作用：降低冷卻速度，減小淬硬程度，防止裂紋產生，減小焊接應力和變形。（2）預熱溫度的選擇（3）預熱方法的選擇火焰、工頻感應加熱、紅外線加熱加熱寬度：大于板厚的5倍第55頁/共75頁2、后熱焊后對焊件的全部或局部進行加熱或保溫，使其緩冷的工藝。作用：避免形成淬硬組織及使氫逸出焊縫表面。3、焊后熱處理焊后為改善接頭的組織和性能或消除參與應力而進行的熱處理。作用：消除焊接殘余應力，軟

21、化淬硬部位，改善焊縫和熱影響區的組織和性能，提高接頭的塑性和韌性，穩定結構尺寸。分類：整體熱處理 局部熱處理第56頁/共75頁三、焊條電弧焊工藝1、堆焊及其特點堆焊：用焊接方法將具有一定性能的材料堆敷在焊件表面上的一種工藝過程。目的：焊件表面獲得耐磨、耐熱、耐蝕等特殊性能的熔敷金屬層。 恢復磨損或增加焊件尺寸特點：方便靈活、成本低、設備簡單，但生產率低，勞動條件差，只適合小批量生產中小零件。第57頁/共75頁2、堆焊工藝特點堆焊前，必須清理焊縫表面的雜質和油污。焊前對工件預熱，焊后緩冷。更具要求不同選擇焊條。堆焊第二道焊縫時，必須熔化第一道焊縫寬度的1/31/2。多層焊時，第一層焊縫與第二層焊縫方向呈90夾角。軸堆焊時，采用縱向對稱和橫向螺旋形堆焊。堆焊時利用橫焊或上坡焊。選用小電流、小電壓焊接以減少稀釋率。第58頁/共75頁補充：焊縫符號及其表示方法焊接圖是焊接施工所用的工程圖樣1