1、一、手弧焊的焊接过程及焊接电弧 1.焊接过程 焊接前，先将焊件和焊钳通过导线分别接到弧焊机输出端的两极，并用焊钳夹持焊条。 焊接时，首先在焊件与焊条间引出电弧，电弧热将同时熔化焊件接头处和焊条，形成金属熔池，随着焊条沿焊接方向向前移动，新的熔池不断产生，原先的熔池则不断冷却、凝固、形成焊缝，使分离的两个焊接连接在一起。 焊后用清渣锤把覆盖在焊缝上的熔渣清理干净，检查焊接质量。手工电弧焊 手工电弧焊是电弧焊的一种，因手工操作而得名，简称手弧焊。手弧焊所用设备比较简单，操作机动灵活，能在任何场合和空间位置焊接各种形式的接头。焊缝形状和长度也不受限制，是目前应用最广泛的一种焊接方法。 1. 电弧焊的
2、基本知识 利用电弧作为焊接热源的熔焊方法，称为电弧焊。 1）焊接电弧 焊接电弧是在焊条端部与焊件之间的空气电离区内产生的一种强烈而持久的放电现象，实质上，电弧是在一定条件下电荷通过两电极间气体空间的一种导电过程。 2) 焊接电弧构造 焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。 阴极区 阴极区是电子发射区。发射电子需消耗一定能量，阴极区产生的热量略少，约占电弧热量的 36%，其平均温度为 2400K。 阳极区 阳极区表面受高速电子的撞击，产生较大的能量，占电弧热量的 43%，其平均温度为 2600K。 弧柱区 弧柱区长度几乎等于电弧长度，弧柱区产生的热量仅占电弧热量的21%，但弧柱中心温度高达
3、 6000-8000K。 手弧焊时，电弧产生的热量只有 6585%用于加热和熔化金属，其余的热量则散失在电弧周围和飞溅的金属滴中。铸铁零件的常用焊接方法 由于铸铁的一些优点，在汽车制造材料中占有很大的比重。铸铁零件大多是加工精度高、价格昂贵的基础零件，如气缸体、气缸盖、变速器壳体等。铸铁零件在制造及使用过程中，经常会出现裂纹、气孔、损坏等情况。据统计，汽车在正常使用情况下，这类零件达到磨损极限时，其尺寸变化只有0.080.40，质量损失只有 0.11.8，此时将零件报废，无疑是非常浪费的。因此，研究和利用先进的修理经验，合理地修复铸铁零件是十分必要地。焊接就是一种非常有效地修复铸铁零件的方法。
4、 铸铁含炭量高、杂质多，并具有塑性低、焊接性差、对冷却速度敏感等特性， 焊补后容易出现白口组织和产生裂纹。为改善铸铁零件的焊补质量，可采取以下方法。 1热焊法 焊前将工件整体或局部预热到 600700 ， 补焊过程中不低于 400，焊后缓慢冷却至室温。采用热焊法可有效减小焊接接头的温差，从而减小应力，同时还可以改善铸件的塑性，防止出现白口组织和裂纹。 常用的焊接方法是气焊和焊条电弧焊。气焊常用铸铁气焊丝，如 HS401 或HS402，配用焊剂 CJ201，以去除氧化物。气焊预热方法适于补焊中小型薄壁零件。焊条电弧焊选用铸铁芯铸铁焊条 Z248 或钢芯铸铁焊条 Z208，此法主要用于补焊厚度较大
5、(大于 10mm ) 的铸铁零件。 热焊法的焊接设备主要有加热炉、焊炬、电炉(油炉或地炉)等，焊接工艺如下：1)焊前准备和预热：清除缺陷周围的油污和氧化皮，露出基体的金属光泽：开坡口，一般坡口深度为焊件壁厚的 23， 角度为 70120；将焊件放入炉中缓慢加热至 600700(不可超过 700)。 2)施焊：采用中性焰或弱碳化焰(施焊过程中不要使铁水流向一侧)，待基体金属熔透后，再熔入焊条金属；发现熔池中出现白亮点时，停止填入焊条金属，加入适量焊剂，用焊条将杂物剔除后再继续施焊；为得到平整的焊缝， 焊接后的焊缝应稍高出铸铁件表面， 并将溢在焊缝外的熔渣重新熔化， 待降温到半熔化状态时，用焊丝沿
6、铸件表面将高出部分刮平。 3)焊后冷却：一般应随炉缓慢冷却至室温(一般需 48h 以上)，也可用石棉布(板)或炭灰覆盖，使焊缝形成均匀的组织， 同时防止产生裂纹。 2冷焊法 此方法是焊前不对工件进行预热，或预热温度不超过 300。常用焊条电弧焊进行铸铁冷焊。根据铸铁工件的要求，可选用不同的铸铁焊条，如补焊一般灰铸铁零件非加工面选用 Z100 焊条，补焊高强度灰铸铁及球墨铸铁零件选用Zll6 或 Z117 焊条。 冷焊法的焊接设备为普通的电弧焊设备，焊接工艺如下： 1)焊前准备：清除焊修表面的油污及杂质，使其露出基体的金属光泽：如果存在裂纹，应在裂纹两端各钻一个止裂孔， 以免施焊时裂纹延伸；沿裂
7、纹开出坡口，其型式和大小由焊修部位的厚度和工艺要求而定。如果是大型铸件，还可以在焊缝处拧上一定数量的螺钉，使接头得到加强。螺钉直径一般不超过16mm(如果壁厚小于 15mm，则螺钉直径应小于或等于 6mm )，螺钉的数量可按断面面积计算， 即螺钉的总断面面积不大于铸件裂纹断面面积的 25 ， 且这些螺钉应均匀分布在裂纹两边。 2)焊修规范的选择：焊条直径由焊修部位的厚度确定，一般应尽量选用小直径的焊条， 以减少输入焊件的热量：在保证焊条金属与基体熔合的情况下，焊修电流也应尽量选用小的， 以免焊件温度过高产生应力； 电弧长度一般是焊条直径的 0511 倍， 以保证燃烧稳定：如果采用直流电源，则一
8、般选焊件为负极，以免焊件受热，温度过高。 3)操作工艺要求：一般应遵循“先内后外(先孔内，后机体外侧，再后机体上平面)、短段、断续、分散焊、多层多道(第一层焊完后，用砂轮在整个焊缝上磨去一些焊肉，检查确实不存在气孔、裂纹后再焊第二层；每层先从坡口两侧焊起，后焊中间)、小电流、锤击焊缝”的原则。 将整条焊缝分成若干小段，不可连续施焊，每段长度视焊件厚度而定，一般在 1050mm：每段焊完后，应冷却至室温再焊下一段：每个小焊波不要横跨到坡口两侧，这样有利于未焊部分自由收缩，并避免电弧在坡口两侧停留太久。 焊后金属温度在 800 左右时， 应锤击焊缝， 使其表面呈麻点状，以松弛焊接应力，清除裂纹和气
9、孔：温度低于 300 时不能再锤击，以免产生冷脆裂纹。 施焊中以直线划小圈式运条手法为佳，焊缝应与母材呈圆滑过渡，以利于焊缝应力走向。 3加热减应焊法 此方法是不事先加热焊件，而在施焊前和施焊中加热焊件的“加热减应区”， 使其不阻碍焊缝的收缩，从而减少内应力， 避免产生裂纹。加热减应区可选取一处或多处，其选取原则为： 1)应是阻碍焊缝膨胀的部位。当该部位加热冷却时， 使焊缝有获得自由热膨胀和冷收缩的可能。 2)应是与其它部位联系不多且强度较大的部位。 3)自身的变形对其它部位应无很大影响，不至于因它的变形而损坏其它部位。 在选择焊接方法时应注意以下原则： 针对不同的切削加工性、颜色、强度等选择
10、不同的焊接方法。焊条电弧焊热焊法对于要求质量高、切削加工性好的铸件最适合，焊条电弧焊冷焊法则适宜于机加工的表面及不便于预热的大型铸件。 针对不同的焊件体积、形状、厚度及使用条件等选择不同的焊接方法。对于中小型薄壁零件(如气缸)采用气焊、冷焊、热焊均可，对于较大的零件应采用气焊热焊法。 手弧焊的优点是使用的设备简单，方法简便灵活，适应性强，对大部分金属材料的焊接均适用。缺点是生产率较低，特别是在焊接厚板多层焊时，焊接质量不够稳定；可焊最小厚度为 1.0mm， 一般易掌握的最小焊接厚度为 1.5mm；对焊工的操作技术要求高，焊接质量在一定程度上决定于焊工的操作技术；对于活泼金属（Ti、Nb、Zr
11、等）和难熔金属（如 Mo）由于其保护效果较差，焊接质量达不到要求，不能采用手弧焊。另外对于低熔点金属 （如 Pb、Sn、Zn）及其合金由于电弧温度太高，也不可能用手弧焊。目前，由于重力焊条、立向下焊焊条、低毒、低尘焊条及铁粉焊条等高效或专用焊条日益得到广泛应用，使手弧焊工艺得到了进一步的发展。2 试述手弧焊时焊接电流种类的选择。手弧焊时焊接电流的种类根据焊条的性质进行选择。酸性焊条是交、直流两种焊条，但通常选用交流电源进行焊接，因交流弧焊电源价格便宜，交流电弧磁偏吹小。碱性焊条中的低氢钠型焊条（如 E5015），由于药皮中加入了一定量的氟石（CaF2），电弧稳定性差，因此必须选用直流电源进行焊
12、接（并采用直流反接），碱性焊条中的低氢钾型焊条（如 E5016），由于药皮中含有一定数量的稳弧剂，电弧的稳定性比低氢钠型焊条好，所以可以选用交流电源进行焊接。此外，焊接薄板时，由于采用小电流施焊，因为交流电小电流的稳定性较差，引弧比较困难，所以应选用直流电源进行焊接。3 手弧焊的焊接工艺参数有哪些？某一种焊接方法的焊接工艺参数，应该是指哪些焊前能预先确定其数值并在焊接过程中能够贯彻实行的参数。因此，手弧焊时的主要焊接工艺参数是指焊条直径、焊接电流和焊缝层数。至于电弧电压和焊接速度不应作为手弧焊时的主要焊接工艺参数，因为手弧焊是手工操作，电弧长度（电弧电压）和焊接速度是焊工在施焊过程中用手来控制
13、，不能精确地执行预先的给定值，因此把两者作为已确定的工艺参数让焊工在操作中执行是有困难的。焊工仅是根据本人的操作经验来确定弧长和焊接速度。4 试述手弧焊时焊条直径的选择原则。手弧焊时焊条直径可根据以下原则进行选用：1）对根部不要求完全均匀焊透的开 I 形坡口的角接、T 形接、搭接焊缝和背面清根封底焊的对接焊缝，焊条直径可根据焊件厚度进行选用，见表 1。表 1 焊条直径的选用焊条厚度441212 焊条直径不超过焊件厚度3.24.04.02）焊件厚度相同但所处焊接位置不同，应选用不同直径的焊条，如横焊、立焊位置焊接时，绝少使用直径 5mm 的焊条。3）不同的接头形式应选用不同直径的焊条。如 T 形
14、接头，由于散热条件比对接接头好，所以可选用较粗直径的焊条。4）开坡口的接头第一层打底焊时应选用直径较细的焊条，如对接接头打底焊时选用直径为 3.2mm 的焊条，而其余各层可选用直径为 4.0mm 的焊条。5 试述手弧焊时焊接电流的选择原则。焊接电流是手弧焊时的主要工艺参数。焊接电流太大时，焊条尾部要发红，部分药皮的涂层要失效或崩落，机械保护效果变差，容易产生气孔，此外，还会导致咬边、烧穿等焊接缺陷，并使焊接飞溅加大，使用过大的焊接电流时，还会使接头热影响区晶粒粗大，焊接接头的塑性下降。焊接电流太小时，会造成未焊透、未熔合、夹渣等缺陷，且生产率降低。因此，选择焊接电流，首先在保证焊接质量的前提下
15、，应尽量选用较大的电流，以提高劳动生产率。焊接电流的选用原则是：1）根据焊条直径进行选用（表 2）。表 2 碳钢焊条的焊接电流和焊条直径的关系焊条直径(mm)1.62.02.53.24.05.05.8焊接电流(A)2540406550801001301602102002702603002)根据钢板厚度、焊接位置进行适当的调整焊接电流。钢板越厚，焊接热量散失得越快，应选用电流值的上限。立、仰、横焊时应选用较小的电流，通常应比平焊小 10%左右。3）焊接奥氏体不锈钢时，为防止焊条药皮发红开裂和减小影响晶间腐蚀的程度，焊接电流应比同样直径的碳钢焊条降低 20%左右。6 试述手弧焊时焊缝层数的选择原则
16、。厚板手弧焊时，应开坡口并采用多层焊（每层 1 条焊缝）或多层多道焊（每层有 2 条以上的焊缝），见图 2。多层焊和多层道焊接头的显微组织较细，热影响区较窄，因此，接头的塑性和韧性都比较好，特别是对于易淬火钢，后焊道对前焊道有回火作用，能细化前焊道的晶粒，使接头的组织和性能得以改善。对于低合金高强度钢等钢种，焊缝层数对接头性能有明显影响，焊缝层数少，每层焊缝厚度太大时，由于晶粒粗化，将导致焊接接头的塑性和韧性下降。因此，采用较细的焊条、较小的焊接电流施焊，增加焊缝层数，这些都是提高接头质量的有效手段。7 什么是单面焊双面成形操作技术？单面焊双面成形操作技术是采用普通焊条，以特殊的操作方法，在坡
17、口的正面进行焊接后保证坡口正、反两面都能得到双面成形焊缝（该焊缝的正、背两面均应具有良好的内在与外观质量）的一种操作方法。手弧单面焊双面成形的操作技术有间断灭弧焊法（又称断弧焊）和连弧焊法两种方法。若以 d 表示焊条直径，则 Y 形坡口接缝的装配尺寸，见表 3。表 3 Y 形坡口接缝的装配尺寸操作方法药皮类型坡口面角度（）根部间隙（mm）钝边高度（mm）断弧焊酸性3035（1.01.3）d（0.40.6）d碱性（0.81.2）d（0.40.6）d连弧焊碱性3035（0.81.0）d0.51若采用 3.2mm 的焊条进行断弧焊时，焊条为酸性，则钝边高度为1.32.0mm，根部间隙为 3.24.2
18、；焊条为碱性时，则钝边高度为1.32.0mm，根部间隙为 2.64.8mm。若采用 3.2mm 的焊条进行连弧焊（焊条为碱性）时，则钝边高度为 0.51mm，根部间隙为 2.63.2 mm。此外，考虑到施焊过程中焊缝的横向收缩，为保证焊缝尺寸一致，终端根部间隙应比确定值略大 0.51mm。单面焊双面成形与双面焊相比，可省略翻转焊件及对背面焊缝进行清根等工序，尤其适用于那些无法进行双面施焊的场合，例如管子一、手弧焊的焊接过程及焊接电弧 1.焊接过程 焊接前，先将焊件和焊钳通过导线分别接到弧焊机输出端的两极，并用焊钳夹持焊条。 焊接时，首先在焊件与焊条间引出电弧，电弧热将同时熔化焊件接头处和焊条，
19、形成金属熔池，随着焊条沿焊接方向向前移动，新的熔池不断产生，原先的熔池则不断冷却、凝固、形成焊缝，使分离的两个焊接连接在一起。 焊后用清渣锤把覆盖在焊缝上的熔渣清理干净，检查焊接质量。 3.焊接电弧 焊接电弧是由一定电压的两电极或电极（手弧焊时为焊条）与焊件间在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。焊接电弧的最高温度可达 6000-8000K，并发出大量紫外线和红外线，对人体有害，因此应用面罩及手套保护眼睛和皮肤等。 3.焊接电弧 焊接电弧是由一定电压的两电极或电极（手弧焊时为焊条）与焊件间在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。焊接电弧的最高温度可达 6000-8000K，并发出大量紫外线和
20、红外线，对人体有害，因此应用面罩及手套保护眼睛和皮肤等。 二、手工电弧焊设备与工具 进行手弧焊时的工具有：夹持焊条的焊钳；保护眼睛、皮肤免于灼伤的电弧手套和面罩；清除焊缝表面及渣壳的清渣锤和钢丝刷等。 手弧焊的主要设备有弧焊机，按其供给的焊接电流种类的不同可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。 1.交流弧焊机 交流弧焊机供给焊接时的电流是交流电，是一种特殊的降压变压器，它具有结构简单、价格便宜、使用可靠、工作噪声小、维护方便等优点，所以焊接时常用交流弧焊机，它的主要缺点是焊接时电弧不够稳定。 实习时用的弧焊机为 BX1-330 型弧焊机。其含义是： B-交流变压器；X1下降特性；330基本规格（即
21、额定电流为 330 安培）。其空载电压为 6070 伏。工作电压在 2030 伏左右，随焊接时电弧长度变化而波动，电弧长度增加，工作电压升高。它可以通过改变绕组接法及调节可动铁芯位置来改变焊接电流大小。 2.直流弧焊机 直流弧焊机供给焊接时的电流为直流电。它具有电弧稳定、引弧容易、焊接质量较好的优点，但是直流弧焊发电机结构复杂、噪声大、成本高、维修困难。在焊接质量要求高或焊接 2mm 以下薄钢件、有色金属、铸铁和特殊钢件时，宜用直流弧焊机。 三、焊条 1.焊条的组成和作用 涂有药皮的供手电弧焊用的焊条由焊芯和药皮两部分组成。 焊芯是一根具有一定直径和长度的金属丝。焊接时焊芯的作用；一是作为电极
22、，产生电弧；二是熔化后作为填充金属，与熔化的母材一起形成焊缝。焊芯的化学成分将直接影响焊缝质量，所以焊芯是由炼钢厂专门冶炼的。我国常用的碳素结构钢焊条的焊芯牌号为 H08、H08A，平均含碳量为 0.08%（A 表示优质）。焊条的直径是用焊芯直径来表示的，常用的直径为 3.26mm，长度为350450mm。 涂在焊芯外面的药皮，是由各种矿物质（如大理石、萤石等），铁合金和粘结剂等原料按一定比例配制而成。药皮的主要作用是：使电弧容易引燃并稳定电弧燃烧；形成大量气体和熔渣以保护熔池金属不被氧化；通过熔池中冶金作用去除有害的杂质（如氧、氢、硫、磷等）和添加合金元素以提高焊缝的力学性能。 2.焊条的种
23、类及牌号 焊条按用途不同可分为结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。 焊条按熔渣化学性质可分为：酸化焊条和碱化焊条两大类。碱性焊条焊出的焊缝含氢、硫、磷少。焊缝力学性能良好，但对油、水、铁锈敏感，易产生气孔。酸性焊条焊接时电弧稳定、飞溅少、脱渣性好。因此重要的焊接结构件选用碱性焊条，而一般结构件都选用酸性焊条。 结构钢焊条的牌号表示方法为：以汉字拼音字首加上三位数字来表示如我们实习中用的结构钢焊条的牌号为 J422（或结 422）。“J”表示结构钢焊条的“结”字。后面的两为数字“42”为焊缝金属的抗拉强度不小于 420MPa;最后一位数字“2”代表钛钙
24、型药皮，用交流或直流电源均可。 四、手弧焊工艺 手弧焊工艺主要包括焊接接头形式，焊缝空间位置和焊接工艺参数等。 1.焊接接头形式和坡口形状 根据焊件厚度和工作条件不同，常用的焊接接头形式有对接、搭接、丁字接和角接等四种。 对接接头是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。因对接接头受力较均匀，所以重要的受力焊缝尺量选用。根据焊接板厚不同，对接接头的坡口型式有： （1）I 形坡口（或称平接）：用于焊接板厚为 1-6mm 的焊接，为了保证焊透件，接头处要留有 0-2.5mm 的间隙。 （2）V 形坡口：用于板厚为 6-30mm 焊件的焊接，该坡口加工方便。 （3）X 形坡口：用于板厚 12-40mm
25、 焊件的焊接，由于焊缝两面对称，焊接应力和变形小。 （4）U 形坡口：用于板厚 20-50mm 焊接的焊接、容易焊透、工件变形小。 2.焊缝的空间位置 按焊缝在空间位置不同，可分为平焊、立焊、横焊和仰焊等。平焊时操作方便、劳动条件好，生产率高、焊缝质量容易保证，对操作者的技术水平要求较低，所以应尽可能地采用平焊。仰焊最难焊接。 3.焊接工艺参数及其确定 焊接工艺参数是焊接时为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称。手弧焊的焊接工艺参数主要包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接层数等。 （1）焊条直径的选择：根据焊件的板厚国标标准规定的直径规格进行选择。工件厚时，可选择较粗焊条，平焊低碳
26、钢时，可按下表选取取。 焊件厚度（mm）焊条直径(mm) 2 、3.2 、3.24 、45 、5-6 (2)焊接电流的确定：根据焊条直径选择焊接电流。焊接低碳钢时，按下面经验公式选择焊接电流：I=(3050)d。应当指出，上式只提供一个大概的焊接电流范围，实际生产中，还要根据焊件厚度、接头形式、焊接位置、焊条种类等因素，通过试焊来调整和确定焊接电流大小。电流过小，易引起夹渣和末焊透；电流过大，易产生咬边、烧穿等缺陷。 （3）电弧电压：由电弧长度决定（即焊条焊芯端部与熔池之间的距离）。电弧长，电弧电压高，电弧燃烧不稳定；熔深减小，飞溅增加，且保护不良，易产生焊接缺陷；电弧短，电弧电压低。操作时采
27、用短电弧，一般要求电弧长度不超过焊条直径。 （4）焊接速度：指焊条沿焊接方向移动的速度，即单位时间内完成的焊缝长度，手弧焊时，焊接速度由操作者凭经验来掌握。 五、对接平焊的操作技术 1.引弧 引燃并产生稳定电弧的过程称为引弧。引弧方法有敲击法和磨擦法两种。引弧时焊条提起动作要快，否则容易粘在工件上。如发生粘条、可将焊条左右摇动后拉开，若接不开，则要松开焊钳，切断焊接电路，待焊件稍冷后再作处理。 2.运条 焊接时，焊条应有三个基本运动；焊条向下送进，送进速度应与焊条的熔化速度相等。以便弧长维持不变；焊条沿焊接方向向前运动，其速度也就是焊接速度；横向摆动，焊条以一定的运动轨道周期地向焊缝左右摆动，
28、以获得一定宽度的焊缝。这三个运动结合起来称为运条。 3.收尾 在焊缝焊完时，不应在焊缝尾处出现尾坑。如果收尾时立即拉断电弧、则会在焊缝尾部出现低于焊件表面的弧坑，所以焊缝的收尾不仅要熄弧，还要填满弧坑。一般的收尾方法有：划圈收尾法（即焊条停止向前移动，而朝一个方向旋转，自下而上地慢慢拉断电弧）、反复断弧收尾法和回弧收尾法等。 4.焊前的点固 为了固定两焊件的相对位置，焊前要在工件两端进行定位焊（通常称为点固）。点固后要把渣清理干净。若焊件较长，则可每隔 200-300mm 左右，点固一个焊点。 六、手弧焊常见的缺陷 1.气孔：焊件表面焊前清理不良，药皮受潮，焊接电流过小或焊接速度过快，使气体来
29、不及逸出熔池。 2.咬边：焊接电流过大、电弧过长、运条方法不当等会形成咬边。 3.夹渣：接头清理不良、焊接电流过小，运条不适和多层焊时前道焊缝的熔渣未清除干净等易产生夹渣4.未焊透：焊接电流过小，焊接速度太快、坡口角度太小或装配间隙太小、电弧过长等易形成未焊透。 5.裂缝：不正确的预热和冷却，不合理的焊接工艺（如焊接次序）、钢的含硫量过高、气孔与夹渣的诱发等均会形成裂缝。 七、手弧焊的安全注意事项 1.防止触电：弧焊机外壳应接地，焊把与焊钳间应绝缘良好。 2.避免弧光烧伤：电弧中较强的紫外线与红外线对人体有害，操作者应穿好工作服，戴好面罩和手套后方可施焊。 3.防止烫伤：焊件在焊后必须用钳子夹
30、持，应注意敲渣方向，避免熔渣烫伤。 4.注意通风：施焊场地要通风良好，防止或减少焊接时从焊条药皮中分解出来的有害气体。 5.保护焊机：焊钳切不可放置在工作台上、停止焊接时，应关闭电源手工电弧焊(3) 焊接电弧的电特性 电弧的静特性 在电极材料、气体介质和弧长定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系称为焊接电弧的静特性。表示这两者关系的曲线叫电弧静特性曲线。 该曲线呈 u 形，可分为三个区段：ab 段，电流密度较小，随电流增加，电弧电压急剧下降，故称下降特性；bc 段，电流密度中等，随电流增加电弧电压几乎保持不变，故称平直特性。焊条电弧焊、埋弧焊和 TIG 焊在正常工艺参数焊接时
31、，其电弧在此段稳定燃烧；cd 段，电流密度大，随电流增加电弧电压上升，故称上升特性。熔化极气体保护焊时，因常用小直径焊丝，其电流密度较大，所以电弧多在此区段稳定燃烧。 不同的电极材料、气体介质或电弧长度，对电弧静特性均有影响，当其他条件不变情况下弧长增加，电弧电压也升高，电弧静特性曲线的位置相应升高，当电流定时，电弧电压与弧长成正比2.焊接接头的组成 焊接接头包括焊缝，熔合区和热影响区三部分。焊缝是焊件经焊接后形成的结合部分（金属熔池冷却凝固而获得）；热影响区是焊接过程中材料因受热的影响（但未熔化）而发生组织转变和力学性能变化的区域；熔合区是焊缝向热影响区过渡的区域。 3.焊接电弧 焊接电弧是
32、由一定电压的两电极或电极（手弧焊时为焊条）与焊件间在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。焊接电弧的最高温度可达 6000-8000K，并发出大量紫外线和红外线，对人体有害，因此应用面罩及手套保护眼睛和皮肤等。 二、手工电弧焊设备与工具 进行手弧焊时的工具有：夹持焊条的焊钳；保护眼睛、皮肤免于灼伤的电弧手套和面罩；清除焊缝表面及渣壳的清渣锤和钢丝刷等。 手弧焊的主要设备有弧焊机，按其供给的焊接电流种类的不同可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。 1.交流弧焊机 交流弧焊机供给焊接时的电流是交流电，是一种特殊的降压变压器，它具有结构简单、价格便宜、使用可靠、工作噪声小、维护方便等优点，所以焊接时常用
33、交流弧焊机，它的主要缺点是焊接时电弧不够稳定。 实习时用的弧焊机为 BX1-330 型弧焊机。其含义是： B-交流变压器；X1下降特性；330基本规格（即额定电流为 330 安培）。其空载电压为 6070 伏。工作电压在 2030 伏左右，随焊接时电弧长度变化而波动，电弧长度增加，工作电压升高。它可以通过改变绕组接法及调节可动铁芯位置来改变焊接电流大小。 2.直流弧焊机 直流弧焊机供给焊接时的电流为直流电。它具有电弧稳定、引弧容易、焊接质量较好的优点，但是直流弧焊发电机结构复杂、噪声大、成本高、维修困难。在焊接质量要求高或焊接 2mm 以下薄钢件、有色金属、铸铁和特殊钢件时，宜用直流弧焊机。三
34、、焊条 1.焊条的组成和作用 涂有药皮的供手电弧焊用的焊条由焊芯和药皮两部分组成。 焊芯是一根具有一定直径和长度的金属丝。焊接时焊芯的作用；一是作为电极，产生电弧；二是熔化后作为填充金属，与熔化的母材一起形成焊缝。焊芯的化学成分将直接影响焊缝质量，所以焊芯是由炼钢厂专门冶炼的。我国常用的碳素结构钢焊条的焊芯牌号为 H08、H08A，平均含碳量为 0.08%（A 表示优质）。焊条的直径是用焊芯直径来表示的，常用的直径为 3.26mm，长度为350450mm。 涂在焊芯外面的药皮，是由各种矿物质（如大理石、萤石等），铁合金和粘结剂等原料按一定比例配制而成。药皮的主要作用是：使电弧容易引燃并稳定电弧
35、燃烧；形成大量气体和熔渣以保护熔池金属不被氧化；通过熔池中冶金作用去除有害的杂质（如氧、氢、硫、磷等）和添加合金元素以提高焊缝的力学性能。 2.焊条的种类及牌号 焊条按用途不同可分为结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。 焊条按熔渣化学性质可分为：酸化焊条和碱化焊条两大类。碱性焊条焊出的焊缝含氢、硫、磷少。焊缝力学性能良好，但对油、水、铁锈敏感，易产生气孔。酸性焊条焊接时电弧稳定、飞溅少、脱渣性好。因此重要的焊接结构件选用碱性焊条，而一般结构件都选用酸性焊条。 结构钢焊条的牌号表示方法为：以汉字拼音字首加上三位数字来表示如我们实习中用的结构钢焊条的牌号为 J422（或结 422）。“J”表示结构钢焊条的“结”字。后面的两为数字“42”为焊缝金属的抗拉强度不小于 420MPa;最后一位数字“2”代表钛钙型药皮，用交流或直流电源均可。
