手工电弧焊工艺要点及相关问题

王江龙

【摘 要】近几年来，我国的科学技术水平不断提高，桥梁，造船等一系列以钢结构为基础的制造行业不断兴起。钢结构是桥梁和造船过程中的重要元件，但是，钢结构质量的好坏则要取决于电弧焊技术，因此电弧焊技术工艺对制造行业的发展有至关重要的作用。为了保证相关行业的进步，工作人员对手工电弧焊相关知识有一个全面系统的了解显得尤为重要，本文主要针对手工电弧焊的工艺参数选择以及其中的相关问题进行了分析探讨。

【关键词】手工电弧焊工艺；参数选择及相关问题分析

一、引言

电弧焊是一种非常普遍的焊接方法，其操作灵活简单，具有很强的实用性，因此被广泛应用。手工电弧焊被应用于各个行业，包括管道安装、金属焊接等。手工电弧焊有自己的独特性，焊接过程会使用到电焊机、电焊钳、焊接电缆，电焊条等，而且焊接的空载电压比安全电压高，在60-90V之间，因此，在电弧焊的使用过程中，我们需要对可能出现的相关问题加以重视。

二、手工电弧焊工艺简介

在焊接的操作过程中，手工电弧焊会需要其他相关设备的配合使用，才能够完成工作，主要包括焊接电源和焊接电缆、焊钳等其他辅助工具。在工程焊接过程中，不同工程中使用的手工电弧焊机的种类也不相同，但总共分为三大类：直流弧焊发电机、交流弧焊变压器、弧焊整流器。如果用交流电的形式进行焊接，就会出现阴阳两极，焊条和母材会分别在阴阳两极交替出现。阴阳两极在工作时会出现大量的热，就会使得焊条与木材在不同温度下相互融合。在实际的焊接过程中，药皮在高温下进行熔融的过程中，可以生成很多气体，这些气体得作用是保护焊件，因为气体在不断扩散，因此会充满电弧和熔池，进而可以阻断焊件空气接触。熔渣在焊接时也是经常出现的物体，其能够与金属和起保护作用的气体发生复杂的物理和化学反应，可以进一步加强焊缝之间的衔接，提高焊缝质量。

手工电弧焊当前获得了广泛的应用，主要原因在于它有诸多优点，包括以下几点：首先是操作灵活，不容易受到操作环境因素的限制。无论焊接位置在哪，只要是焊条能够接触的位置，就能够通过手工电焊来实现操作；其次，对接头的要求较低，手工电弧焊的进行是依靠工作人员手工完成的，技术人员能够根据焊缝的实际情况，对焊接的位置、运条手势等内容进行调整，从而方便对手工电弧焊的工艺参数加以修正，保证焊接质量；最后是能够用于手工电弧焊的材料种类较多，不仅包括低合金结构钢以及低碳钢，同时还包括高合金不锈钢、耐热钢以及有色金属等不同材料，焊接材料种类的丰富体现出了手工电弧焊的优势，尤其是在压力容器的焊接过程中，例如在焊接锅炉时，对于设备中附件、支座等的焊接与补强一般都是采取手工电弧焊的方式进行。同时我们还可以利用手工电弧焊中的堆焊技术，生产具有耐腐蚀或者耐磨等性能的金属表面层。但是因为手工电弧焊在生产效率、劳动强度等方面也存在一定劣势，需要结合实际情况针对性的使用该技术。

三、手工电弧焊的工艺要点

（一）焊接层数

被焊物体的厚度是焊接层数的决定性因素。越厚的焊接物体其焊接层数越多。以寻常钢和低碳钢的焊接工作为例，在焊接时要严谨认真，对其厚度进行控制，进行多层次焊接，使被焊物体有更高的完整性，进而保证其焊接质量。通常将3.0mm-4.5mm的焊缝高度作为辨别焊接质量好坏的标准，焊层与焊条直径的关系也会影响焊接工艺的好坏，影响焊接效率。

（二）焊条直径

（1）焊件的厚度。一般来说，手工电弧焊焊条直径在选择上可以以下面的数据信息作为参照标准：

（2）焊缝位置。在板厚相同的条件下，焊接平焊缝用的焊条直径应比其他位置的大一些，立焊最大直径不超过5mm，仰焊、横焊最大直径不超过4mm。

（3）焊接层次。为了防止根部焊不透，对多层焊的第一层焊道，应采用直径较小的焊条进行焊接，以后各层可以根据焊件厚度，选用较大直径的焊条。

（4）接头形式。搭接接头、T形接头因不存在全焊透问题，所以应选用较大的焊条直径以提高生产率。

（三）焊接的电流

焊接时，流经焊接回路的电流称为焊接电流，焊接电流的大小直接影响焊接质量和焊接生产率。

（1）焊条直径。焊条直径越大，熔化焊条所需要的电弧热量越多， 焊接电流也越大。

Ih=（35～55）d

式中 Ih—焊接电流（A）；

d—焊条直径（mm）。

（2）焊缝位置。在相同焊条直径的条件下，焊接平焊缝时，由于运条和控制熔池中的熔化金属都比较容易，因此可以选择较大的电流进行焊接。但在其他位置焊接时，为了避免熔化金属从熔池中流出，要使熔池尽可能小些，通常，立焊、横焊的焊接电流比平焊的焊接电流小10%～ 15%，仰焊的焊接电流比平焊的焊接电流小15%～20%。

（3）焊条类型。当其他条件相同时，碱性焊条使用的焊接电流应比酸性焊条小10%～15%，否则焊缝中易形成气孔。不锈钢焊条使用的焊接电流应比碳钢焊条小15%～20%。

（4）焊接层次。焊接打底层，特别是单面焊双面成形时，为保证背面焊缝质量，常使用较小的焊接电流；焊接填充层时，为提高效率，保证熔合良好，常使用较大的焊接电流；焊接盖面层时，为防止咬边和保证焊缝成形，使用的焊接电流应比焊接填充层稍小些

（四）焊接速度

单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度，焊接速度应该均匀、适当，既要保证焊透又要保证不烧穿，同时还要使焊缝宽度和高度符合图样设计要求。

焊接速度直接影响焊接生产率，所以，应该在保证焊缝质量的基础上，采用较大的焊条直径和焊接电流，同时根据具体情况适当加快焊接速度，以保证在获得焊缝的高低和宽窄一致的条件下，提高焊接生产率。

四、手工电弧操作要点

（一）焊接角度

在手工电弧焊的操作过程中，明确了焊条的纵向轴线与熔池正中线的位置关系，要求二者为垂直关系，对于焊条的倾斜方向虽然未进行严格规定，但是焊条与基准线之间的角度要随着焊缝高度和焊缝位置做相应的调整，对焊接角度进行把控，能够优化焊接的外观美观性，同时保证焊接的严密性。

（二）电弧长度。影响手工电弧焊长度的因素可以归纳以两类，即焊条表皮材料与焊芯直径。一般情况下以焊条直径为基准，电弧长度小于上述直径时为短弧，反之为长弧。手工电弧焊操作过程中，电弧拉长时，电弧电压升高，电弧强度与电弧电压之间是正相关的，也就是说电弧的长度越长，则咬边问题或者焊接不彻底的问题就越是容易发生。

（三）焊条摆动模式。焊条来回摆动的中心点即为熔焊点极，而焊条的摆动涉及到焊条的摆动运动的不同模式、摆动停顿的时间以及摆动的速度等相关内容，若是焊接的速度快，则层间温度的降低速度就会越低，有利于更好的保障焊体熔合的质量。通过焊接的速度可以推算出最佳状态下焊条摆动的幅度以及速率等内容，为此更好的保障钢结构焊接位置的美观程度以及焊接质量。由此可以发现，有效的控制焊条摆动的模式，能够在保证焊接质量的基础上提高焊接的效率。

五、结束语

由全文论述的内容，可以看出手工电弧焊在工业生产制造进程中发挥着举足轻重的作用，其地位也不是可以輕易被取代的。在应用手工电弧焊工艺开展焊接工作时，技术人员应该依据被焊体的实际情况，参照母材厚薄程度，决定应该使用几层几道焊接工艺。并且在焊接的整个进程中，应该对施焊角度、电弧长度等物理量进行严格监测与把控，从而使焊接质量有所保障。

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