手工電弧焊工藝要點及相關(guān)問題

王江龍

【摘 要】近幾年來，我國的科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，橋梁，造船等一系列以鋼結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的制造行業(yè)不斷興起。鋼結(jié)構(gòu)是橋梁和造船過程中的重要元件，但是，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的好壞則要取決于電弧焊技術(shù)，因此電弧焊技術(shù)工藝對制造行業(yè)的發(fā)展有至關(guān)重要的作用。為了保證相關(guān)行業(yè)的進(jìn)步，工作人員對手工電弧焊相關(guān)知識有一個全面系統(tǒng)的了解顯得尤為重要，本文主要針對手工電弧焊的工藝參數(shù)選擇以及其中的相關(guān)問題進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】手工電弧焊工藝；參數(shù)選擇及相關(guān)問題分析

一、引言

電弧焊是一種非常普遍的焊接方法，其操作靈活簡單，具有很強的實用性，因此被廣泛應(yīng)用。手工電弧焊被應(yīng)用于各個行業(yè)，包括管道安裝、金屬焊接等。手工電弧焊有自己的獨特性，焊接過程會使用到電焊機、電焊鉗、焊接電纜，電焊條等，而且焊接的空載電壓比安全電壓高，在60-90V之間，因此，在電弧焊的使用過程中，我們需要對可能出現(xiàn)的相關(guān)問題加以重視。

二、手工電弧焊工藝簡介

在焊接的操作過程中，手工電弧焊會需要其他相關(guān)設(shè)備的配合使用，才能夠完成工作，主要包括焊接電源和焊接電纜、焊鉗等其他輔助工具。在工程焊接過程中，不同工程中使用的手工電弧焊機的種類也不相同，但總共分為三大類：直流弧焊發(fā)電機、交流弧焊變壓器、弧焊整流器。如果用交流電的形式進(jìn)行焊接，就會出現(xiàn)陰陽兩極，焊條和母材會分別在陰陽兩極交替出現(xiàn)。陰陽兩極在工作時會出現(xiàn)大量的熱，就會使得焊條與木材在不同溫度下相互融合。在實際的焊接過程中，藥皮在高溫下進(jìn)行熔融的過程中，可以生成很多氣體，這些氣體得作用是保護(hù)焊件，因為氣體在不斷擴散，因此會充滿電弧和熔池，進(jìn)而可以阻斷焊件空氣接觸。熔渣在焊接時也是經(jīng)常出現(xiàn)的物體，其能夠與金屬和起保護(hù)作用的氣體發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，可以進(jìn)一步加強焊縫之間的銜接，提高焊縫質(zhì)量。

手工電弧焊當(dāng)前獲得了廣泛的應(yīng)用，主要原因在于它有諸多優(yōu)點，包括以下幾點：首先是操作靈活，不容易受到操作環(huán)境因素的限制。無論焊接位置在哪，只要是焊條能夠接觸的位置，就能夠通過手工電焊來實現(xiàn)操作；其次，對接頭的要求較低，手工電弧焊的進(jìn)行是依靠工作人員手工完成的，技術(shù)人員能夠根據(jù)焊縫的實際情況，對焊接的位置、運條手勢等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，從而方便對手工電弧焊的工藝參數(shù)加以修正，保證焊接質(zhì)量；最后是能夠用于手工電弧焊的材料種類較多，不僅包括低合金結(jié)構(gòu)鋼以及低碳鋼，同時還包括高合金不銹鋼、耐熱鋼以及有色金屬等不同材料，焊接材料種類的豐富體現(xiàn)出了手工電弧焊的優(yōu)勢，尤其是在壓力容器的焊接過程中，例如在焊接鍋爐時，對于設(shè)備中附件、支座等的焊接與補強一般都是采取手工電弧焊的方式進(jìn)行。同時我們還可以利用手工電弧焊中的堆焊技術(shù)，生產(chǎn)具有耐腐蝕或者耐磨等性能的金屬表面層。但是因為手工電弧焊在生產(chǎn)效率、勞動強度等方面也存在一定劣勢，需要結(jié)合實際情況針對性的使用該技術(shù)。

三、手工電弧焊的工藝要點

（一）焊接層數(shù)

被焊物體的厚度是焊接層數(shù)的決定性因素。越厚的焊接物體其焊接層數(shù)越多。以尋常鋼和低碳鋼的焊接工作為例，在焊接時要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，對其厚度進(jìn)行控制，進(jìn)行多層次焊接，使被焊物體有更高的完整性，進(jìn)而保證其焊接質(zhì)量。通常將3.0mm-4.5mm的焊縫高度作為辨別焊接質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)，焊層與焊條直徑的關(guān)系也會影響焊接工藝的好壞，影響焊接效率。

（二）焊條直徑

（1）焊件的厚度。一般來說，手工電弧焊焊條直徑在選擇上可以以下面的數(shù)據(jù)信息作為參照標(biāo)準(zhǔn)：

（2）焊縫位置。在板厚相同的條件下，焊接平焊縫用的焊條直徑應(yīng)比其他位置的大一些，立焊最大直徑不超過5mm，仰焊、橫焊最大直徑不超過4mm。

（3）焊接層次。為了防止根部焊不透，對多層焊的第一層焊道，應(yīng)采用直徑較小的焊條進(jìn)行焊接，以后各層可以根據(jù)焊件厚度，選用較大直徑的焊條。

（4）接頭形式。搭接接頭、T形接頭因不存在全焊透問題，所以應(yīng)選用較大的焊條直徑以提高生產(chǎn)率。

（三）焊接的電流

焊接時，流經(jīng)焊接回路的電流稱為焊接電流，焊接電流的大小直接影響焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率。

（1）焊條直徑。焊條直徑越大，熔化焊條所需要的電弧熱量越多， 焊接電流也越大。

Ih=（35～55）d

式中 Ih—焊接電流（A）；

d—焊條直徑（mm）。

（2）焊縫位置。在相同焊條直徑的條件下，焊接平焊縫時，由于運條和控制熔池中的熔化金屬都比較容易，因此可以選擇較大的電流進(jìn)行焊接。但在其他位置焊接時，為了避免熔化金屬從熔池中流出，要使熔池盡可能小些，通常，立焊、橫焊的焊接電流比平焊的焊接電流小10%～ 15%，仰焊的焊接電流比平焊的焊接電流小15%～20%。

（3）焊條類型。當(dāng)其他條件相同時，堿性焊條使用的焊接電流應(yīng)比酸性焊條小10%～15%，否則焊縫中易形成氣孔。不銹鋼焊條使用的焊接電流應(yīng)比碳鋼焊條小15%～20%。

（4）焊接層次。焊接打底層，特別是單面焊雙面成形時，為保證背面焊縫質(zhì)量，常使用較小的焊接電流；焊接填充層時，為提高效率，保證熔合良好，常使用較大的焊接電流；焊接蓋面層時，為防止咬邊和保證焊縫成形，使用的焊接電流應(yīng)比焊接填充層稍小些

（四）焊接速度

單位時間內(nèi)完成的焊縫長度稱為焊接速度，焊接速度應(yīng)該均勻、適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不燒穿，同時還要使焊縫寬度和高度符合圖樣設(shè)計要求。

焊接速度直接影響焊接生產(chǎn)率，所以，應(yīng)該在保證焊縫質(zhì)量的基礎(chǔ)上，采用較大的焊條直徑和焊接電流，同時根據(jù)具體情況適當(dāng)加快焊接速度，以保證在獲得焊縫的高低和寬窄一致的條件下，提高焊接生產(chǎn)率。

四、手工電弧操作要點

（一）焊接角度

在手工電弧焊的操作過程中，明確了焊條的縱向軸線與熔池正中線的位置關(guān)系，要求二者為垂直關(guān)系，對于焊條的傾斜方向雖然未進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，但是焊條與基準(zhǔn)線之間的角度要隨著焊縫高度和焊縫位置做相應(yīng)的調(diào)整，對焊接角度進(jìn)行把控，能夠優(yōu)化焊接的外觀美觀性，同時保證焊接的嚴(yán)密性。

（二）電弧長度。影響手工電弧焊長度的因素可以歸納以兩類，即焊條表皮材料與焊芯直徑。一般情況下以焊條直徑為基準(zhǔn)，電弧長度小于上述直徑時為短弧，反之為長弧。手工電弧焊操作過程中，電弧拉長時，電弧電壓升高，電弧強度與電弧電壓之間是正相關(guān)的，也就是說電弧的長度越長，則咬邊問題或者焊接不徹底的問題就越是容易發(fā)生。

（三）焊條擺動模式。焊條來回擺動的中心點即為熔焊點極，而焊條的擺動涉及到焊條的擺動運動的不同模式、擺動停頓的時間以及擺動的速度等相關(guān)內(nèi)容，若是焊接的速度快，則層間溫度的降低速度就會越低，有利于更好的保障焊體熔合的質(zhì)量。通過焊接的速度可以推算出最佳狀態(tài)下焊條擺動的幅度以及速率等內(nèi)容，為此更好的保障鋼結(jié)構(gòu)焊接位置的美觀程度以及焊接質(zhì)量。由此可以發(fā)現(xiàn)，有效的控制焊條擺動的模式，能夠在保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高焊接的效率。

五、結(jié)束語

由全文論述的內(nèi)容，可以看出手工電弧焊在工業(yè)生產(chǎn)制造進(jìn)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，其地位也不是可以輕易被取代的。在應(yīng)用手工電弧焊工藝開展焊接工作時，技術(shù)人員應(yīng)該依據(jù)被焊體的實際情況，參照母材厚薄程度，決定應(yīng)該使用幾層幾道焊接工藝。并且在焊接的整個進(jìn)程中，應(yīng)該對施焊角度、電弧長度等物理量進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測與把控，從而使焊接質(zhì)量有所保障。

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