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1、焊接培训教材焊条电弧焊焊条电弧焊 张明录(上篇)一二三目录 焊条电弧焊的特点焊接设备及工具焊接材料一.焊条电弧焊的优点焊条电弧焊的特点操作灵活，可达性好；设备简单，使用方便；应用范围广。选择合适的焊条可以焊接许多常用的金属；不需要辅助气体保护。焊条本身不仅能提供填充金属，而且能产生保护熔池和使焊接处避免氧化的保护气体，并具有较强的抗风能力。焊条电弧焊的特点焊接质量不稳定，焊接质量受操作技术、经验、情绪的影响，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；特别是在焊接厚板多层焊时，焊接质量不够稳定；焊工劳动强度大，条件差，还要受到弧光辐射、烟尘、臭氧、氮氧化合物、氟化物等有害

2、物质的危害。生产效率低,不适应特殊金属及薄板的焊接。适用于各种条件下的焊接，特别适用于结构形状复杂，焊缝短小，弯曲或各种空间位置焊缝的焊接。不锈钢铜及铜合金铝及铝合金低碳钢低合金钢焊条电弧焊的适用范围概述6 焊接电源按电流性质可分为：1.交流弧焊电源2.直流弧焊电源3.脉冲弧焊电源焊接设备弧焊电源参数额定焊接电流、功率、相数焊接电流调节范围空载电压和工作电压负载持续率焊接设备额定焊接电流指在负载持续率下允许使用的电流。焊接设备额定值 额定焊接电流、功率、相数 负载持续率 =100%负载持续率 =100%整个周期焊机负载时间?5)25(负载持续率焊接设备10 焊机型号按GB/T1024-88标准

3、规定编制,焊机型号用汉语拼音字母及阿拉伯数字组成。大类字母代表含义小类名称代表含义系列序号代表含义A弧焊发电机X下降特性1动铁心式2串联电抗线圈B弧焊变压器P平特性3动圈式4晶体管式Z弧焊整流器D多特性5晶闸管式6变换抽头式7变频式焊接设备 交流弧焊机结构简单，易造易修，成本低，电磁偏吹小，噪声小，效率高等优点。电弧稳定性较差，使用焊条有局限性，（不能，（不能使用碱性焊条）。使用碱性焊条）。焊接设备12 BX1500弧焊变压器是属于交流弧焊机，单相供电，结构原理为动铁芯漏磁式。空载电压5070V，工作电压30V。1.BX1500型弧焊变压器焊接设备35028020040011012080450

4、16018050换向手柄在时，焊接电流调节范围50180A；电流粗调节（1）电流调节换向手柄在时，焊接电流调节范围160450A。焊接设备3502802004001101208045016018050 电流细调节（1）电流调节转动手柄改变动铁芯与主铁芯的间隙，（改变漏磁的大小），动铁芯离开主铁芯时，漏磁减少，焊接电流增大，反之焊接电流减小。焊接设备152.BX3330型弧焊变压器 BX1330弧焊变压器是属于交流弧焊机，单相供电，结构原理为动线圈漏磁式。空载电压5070V，工作电压30V。焊接设备3502602101001306040012015040换向手柄在时，焊接电流调节范围40150A

5、；电流粗调节（1）电流调节关关关关换向手柄在时，焊接电流调节范围120400A。焊接设备通过手轮转动螺杆使二次级线圈沿铁芯柱作上下移动，改变初级线圈与次级线圈间的距离，来调节焊接电流的大小。初级线圈与次级线圈间的距离增大，漏磁增大，焊接电流减小，相反，焊接电流增大。电流细调节（1）电流调节焊接设备183.抽头式交流弧焊机焊接设备19旋转式直流发电机晶闸管整流弧焊机逆变式整流弧焊机焊接设备五.直流弧焊机 旋转式直流发电机的体积大、噪声大、制造工艺复杂，内部电抗大，应用越来越少。1.旋转式直流发电机焊接设备五.直流弧焊机21 晶闸管整流弧焊机由电子线路控制的、技术先进的弧焊机之一。具有多特性，调节

6、方便、动特性好、网络波动补偿、焊接参数稳定。2.晶闸管整流弧焊机焊接设备五.直流弧焊机全部采用电子控制，为焊接提供最好的电弧指向性、电弧稳定性和动静特性。具有反应速度更快、控制精度更高、焊接参数更稳定、耗材少、节能和制造成本更低的特点。3.逆变式整流弧焊机（1）焊接设备五.直流弧焊机23由开始通电到设定电流值的时间约为0.2ms，而晶闸管电源则需30ms。这意味着焊接电流超速上升，实现名副其实的瞬间起弧。装有数字式显示电流调节系统和很强的电网波动补偿系统，焊接电流精度高。采用集成电路，维修方便。3.逆变式整流弧焊机（2）焊接设备五.直流弧焊机24逆变的含义是指从直流电变为交流电（中频或高频交流

7、电）的过程。1.逆变式整流弧机的工作原理 整 流 主 逆 变中频变压器降压降 三 次 整 流380V/220V直流输出ACACDCACDC焊接设备五.直流弧焊机25 焊接时，因某种原因电弧忽然缩短，电弧电压降到某一数值时，曲线外拖，输出电流增大，加速熔滴过渡，不会发生焊条与焊件粘接的现象，仍能保持电弧稳定燃烧。焊接过程稳定，飞溅小，各种特性均能大范围无极自动或手动调节，焊接适应性好。2.外拖特性曲线焊接设备五.直流弧焊机26电焊钳的作用是夹持焊条和传导电流进行焊接的工具焊接工具六.电焊钳271.电焊钳的使用要求（1）焊钳必须有良好的绝缘性。（2）夹持处导电性要好，与焊接电缆连接应简便可靠。（3

8、）在任何角度上都能迅速而牢固的夹持和松开不同 直径的焊条。（4）不允许用浸水的方法去冷却焊钳。焊接工具六.电焊钳28（1）有一定横截面积和足够的导电性。（2）易弯曲和柔软性好的紫铜线，便于操作。（3）电缆外皮必须完整、绝缘性好，以免产生短路而损坏焊机。（4）焊接电缆的长度应根据具体情况选定，不宜超过2030m，电缆的截面积大小应根据电流大小决定。2.焊接电缆焊接工具六.电焊钳29（1）焊接电缆截面积的选择最大焊接电流（A）200300450600焊接电缆截面积（mm）255070951）焊接电缆的使用要求焊接工具六.电焊钳30 敲渣锤、锉刀、烘干箱、保温筒、钢丝刷等。必须戴焊工专用手套，穿绝缘

9、鞋和戴工作帽，敲渣时，应戴平光镜。焊接工具七.辅助用具 面罩是防止飞溅、弧光辐射对面部及颈部损伤的一种遮蔽工具。有手持式和头盔式两种。1.面罩焊接工具七.辅助用具滤光玻璃 是减弱弧光强度，过滤红外线和紫外线对眼睛的保护作用。常选用89号为宜。护目玻璃色号颜色深度适用焊接电流范围（A）7-8较浅1009-10中等100-30011-12较深3002.滤光玻璃焊接工具七.辅助用具331.焊接时所使用的焊机应符合工艺规定。2.新焊机或启动长期停用的焊机时，应仔细检查焊机有无损坏处，使用前必须按说明书或有关技术要求进行检验。3.保持焊机内外的清洁，焊机表面要经常擦拭干净，焊机内部的灰尘应定期用干躁的压

10、缩空气吹净。八.手弧焊机的使用要求（1）焊接工具344.焊接回路接头连接可靠。5.启动焊机前，焊钳和焊件不准接触，调节焊接电流和极性接法时，应在空载时进行。6.焊机发生故障时，应立即切断电源，及时通知设备维修人员检查、修理。7.临时离开工作场地或工作完毕，应切断焊机电源，并将焊接电缆盘放整齐。八.手弧焊机的使用要求（2）焊接工具是指在一定长度的金属丝外表层均匀地涂敷一定厚度的具有特殊作用涂料的手工电弧焊焊接材料，简称为“焊条”。焊接材料 指由具有不同物理和化学性质的细粒状物质经粘结均匀包覆在焊芯表面的涂料层。2.焊条药皮焊条中被药皮包敷的金属芯称为焊芯。1.焊芯焊芯焊芯药皮药皮焊接材料传导焊接

11、电流，产生电弧使电能转换成热能。焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。1）焊芯的作用焊接材料2）药皮的作用焊接过程中形成具有一定的熔点、粘度、密度、碱度等物理化学性能的熔渣，保证电弧稳定燃烧。使熔滴金属容易过渡、在电弧区和熔池周围造成一种气氛保护焊接区域，获得良好的焊缝成形与性能等。还可通过向药皮中加入脱氧剂、渗合金元素或一定含量的铁粉，满足焊缝金属使用性能或提高熔敷效率的要求。焊接材料 稳弧剂 主要作用是使焊条容易引弧及在焊接过程中保持电弧稳定燃烧。作为稳弧剂的原材料主要是一些含有一定数量低电离电位易电离元素的物质，如长石、水玻璃、金红石、钛白粉、大理石、云母、钛铁矿、还原钛铁

12、矿等。3.焊条药皮的成分及作用焊接材料 造渣剂 焊接时能形成具有一定物理化学性能的熔渣，保护焊接熔滴和熔池金属，改善焊缝成形、作为造渣剂的原材料有大理石、萤石、白云石、菱苦土、长石、白泥、云母、石英、金红石、钛白粉、钛铁矿等。3.焊条药皮的成分及作用焊接材料 脱氧剂(又称还原剂)通过焊接过程中的化学冶金反应，降低焊缝金属中的氧含量，提高焊缝金属的性能。脱氧剂主要是含有对氧亲和力大的元素铁合金及其金属粉，常用脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁、铝铁、硅钙合金等。3.焊条药皮的成分及作用焊接材料 造气剂 在电弧高温作用下分解出气体，形成保护气氛，保护电弧及熔池金属，防止周围空气中氧和氮的侵入。常用的造气剂有

13、碳酸盐(如大理石、白云石、菱苦土、碳酸钡等)及有机物(如木粉、淀粉、纤维素、树脂等)。3.焊条药皮的成分及作用焊接材料 合金剂 用于补偿焊接过程中合金元素的烧损及向焊缝中过渡合金元素，以保证焊缝金属的化学成分及性能。根据需要可选用各种铁合金(如锰铁、硅铁、铬铁、钢铁、钒铁、铌铁、硼铁、稀土硅铁等)或纯金属(如金属锰、金属铬、镍粉、钨粉等)。3.焊条药皮的成分及作用焊接材料 增塑剂 主要作用是改善药皮涂料在焊条压涂过程中的塑性、弹性及流动性，提高焊条的压涂质量，使焊条药皮表面光滑不开裂。通常选用有一定弹性、滑性或吸水后有一定膨胀特性的物料，如云母、白泥、钛白粉、滑石粉、固体水玻璃、纤维素等。3.

14、焊条药皮的成分及作用焊接材料 粘结剂 使药皮物料牢固地粘结在焊芯上，并使焊条药皮烘干后具有一定的强度。在焊接冶金过程中不对熔池和焊缝金属产生有害作用。常用粘结剂是水玻璃（钾、钠及其混合水玻璃）及酚醛树脂、树胶等。3.焊条药皮的成分及作用焊接材料1.按焊条的用途分类 碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条 堆焊焊条 低温焊条 铸铁焊条 铜及铜合金焊条 铝及铝合金焊条 镍及镍合金焊条焊接材料二2.按焊条药皮的酸碱度分类定义：在焊条药皮中含酸性氧化物多，碱性氧化物少的焊条。主要成分：酸性氧化物在焊接时容易放出氧的物质，如钛铁矿型、钛钙型等。1）酸性焊条焊接材料二焊接工艺性能好，对工件的铁锈、油污等污物不

15、敏感，抗气孔性好，抗裂性差，力学性能较低。焊条药皮的氧化性强，合金元素损失较多。焊接时烟尘、有害气体少。交、直流两用，适用各种位置焊接。焊前焊条的烘干温度较低7575150150。C。特点：焊接材料二酸性焊条仅适用于一般低碳钢和强度等级较低的普通低合金钢结构的焊接。（Q235）15#、20#。应用范围：焊接材料二定义：在焊条药皮中含碱性氧化物多，酸性氧化物少的焊条。主要成分：主要是碱性氧化物（大理石和萤石），并含有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂。2）碱性焊条焊接材料二焊缝金属合金化效果好，焊缝中含氢量较低，（萤石）具有去氢能力，焊接工艺性能差。抗裂性能好、力学性能高。焊接时烟尘、有害气体多，抗

16、气孔性能较差，焊前要严格烘干焊条（烘干温度为350400。C）,采用短弧焊接。直流电源，反接法。特点：焊接材料二适用于合金钢和重要的碳钢结构。（Q345）16mn应用范围：焊接材料二酸性焊条碱性焊条工艺性能特点引弧容易，电弧稳定，可用交、直流电源焊接。对铁锈、油污、水的敏感性不大，抗气孔性能强，焊条使用前经75-150烘焙1小时。飞溅小，脱渣性好，焊接时烟尘小。由于药皮中含有氟化物影响气体电离，故电弧稳定性差，只能采用直流电源焊接。对水、锈、油污产生气孔的敏感性大，使用前需经350400烘焙1小时。飞溅大，脱渣性能差，焊接时烟尘较多。焊缝金属特性焊缝常低温冲击性能一般。合金元素烧损较多。脱硫效

17、果差，抗热裂纹能力差。焊缝常温、低温冲击性能较好。合金元素过渡效果好，塑性和韧性好，特别是低温冲击韧性好。脱氧、硫能力强，焊缝含氢、氧、硫低，抗裂纹性能好。焊接材料酸、碱性焊条工艺性能对比3.按焊条药皮成分分类药皮类型代号药皮类型名称药皮类型代号药皮类型名称00特殊型18铁粉低氢型01钛铁矿型20高氧化铁型03钛钙型22氧化铁型10高纤维纳型23铁粉钛钙型11高纤维钾型24铁粉钛型12高钛纳型27铁粉氧化铁型13高钛钾型28铁粉低氢型15低氢纳型48铁粉低氢型16低氢钾型焊接材料二55 焊条药皮类型和主要特点焊接材料二56焊条药皮类型和主要特点 焊条药皮类型和主要特点焊接材料二57常用钢号推荐

18、的焊条 焊接材料二58常用钢号推荐的焊条 焊接材料二59常用钢号推荐的焊条 焊接材料二60常用钢号推荐的焊条 焊接材料二61 异种钢焊接推荐的焊条 焊接材料二62异种钢焊接推荐的焊条焊接材料二63 焊条型号由焊条类型的代号，熔敷金属力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流的各类代号组成。焊条的分类及代号类别代号类别代号碳素钢焊条E铜及铜合金焊条ECu低合金钢焊条E铸铁焊条EZ不锈钢焊条E铝及铝合金焊条TAI堆焊焊条ED特殊用途焊条TS焊接材料焊条型号的编制（1）GB/T5117-1995规定，碳素钢焊条型号编制方法表示适用全位置焊接表示熔敷金属抗拉强度的最小值为430MPa表示焊条表示焊条药皮为

19、钛钙型，采用交直流两用E 4 3 0 3焊接材料焊条型号的编制（2）对于承载静载荷或一般载荷的工件或结构，通常选用抗拉强度等与母材相等的焊条。焊接材料四.焊条选用原则1.等强度原则：焊接在特殊环境下工作的结构，如要求耐磨、耐腐蚀、在高温或低温下具有较高的力学性能，应选择能保证熔敷金属的力学性能与母材相近或相似的焊条。焊接材料四.焊条选用原则2.等同性原则：焊接结构刚性大、受力情况复杂，接头应力高、焊缝易产生裂纹的情况下，选用比母材强度低一级的焊条。当材料中C、S、P等元素含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，选用抗裂性能好的碱性焊条。焊接材料四.焊条选用原则3.等条件原则：68焊条的工艺性应满足焊接操

20、作需要，尽量选用电弧稳定，飞溅小，焊缝成形均匀整齐，脱渣容易工艺性好的焊条（酸性焊条）。对焊接强度要求较高时，要选用抗拉强度较高的焊条（碱性焊条）。焊接材料四.焊条选用原则4.工艺性能：69在满足产品性能要求和焊接工艺性条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。为了保证焊工的身体健康，在保证焊接质量的前提下应尽可能多采用酸性焊条。焊接材料四.焊条选用原则5.合理的经济效益：70入库前要检查焊条质量合格证和焊条型号（牌号）标识。焊条应按牌号、批次、规格、入库时间分类堆放，并有明确标记。库房要通风、干燥（室温1025，相对湿度小于60）。堆放时不要直接放在地面上，用木板垫高，距离墙及地面高度不小于30

21、0mm，空气流通，搬运时轻拿轻放，防止包装损坏，焊条发放应遵守“先入先出先入先出”的原则。焊接材料五.焊条的管理1.焊条库存管理：焊条在领用和烘干时，必须认真核对牌号、分清规格，做好记录。当焊条端头有着色或药皮上印有数字时，要仔细核对，防止用错。不同牌号的焊条，不能混放在同一烘箱中烘干。焊接材料五.焊条的管理2.施工中焊条管理：73 根据焊条受潮情况，在70150烘焙12h。若储存时间短且包装完好，用于一般钢结构的焊接，在使用前可不烘干。1）酸性焊条焊接材料五.焊条的管理3.焊条烘干：74一般为35040012h；对含氢量有特殊要求的焊条烘焙温度提高到400400450450，烘箱温度应缓慢升

22、高，烘干后放在100100150150的恒温箱内，的恒温箱内，随取随用。切不可突然将冷焊条放入高温烘箱内，以免焊条药皮开裂。焊条重复烘干次数不宜超过两次。2）碱性焊条 焊接材料五.焊条的管理4.焊条烘干：75 焊条应有出厂合格证，凡无合格证或对其质量有怀疑时，应按批次抽查检验，合格者方可使用。存放多年的焊条应进行工艺性能试验，待试验合格后方可使用。发现焊条内部有锈迹时，需经试验合格后才能使用。焊条受潮严重，已发现有药皮脱落，应予报废。5.焊条的检验焊接材料五.焊条的管理76遇到有偏心焊条时，应调整焊条的倾斜角度施焊，如果焊条的偏心度过大，仅靠调节焊条倾斜角度是无法保证焊接质量的，这样的焊条应不再使用。偏芯焊条回弹检验法 焊接材料五.焊条的管理1）焊条现场检验谢谢