电焊与气焊工上岗技能即学即用(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：何应俊,高波,覃守生

出版社：电子工业出版社

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电焊与气焊工上岗技能即学即用试读：

前言

电焊和气焊技术已经普遍地应用于机械制造、维修、工程建设等领域。生产实践中对合格焊工的需求量不断增加。为了帮助学习焊工的人员快速掌握和提高焊接技术，我们总结了对中职学生进行焊工教学和培训的经验，充分考虑初学者的认知特点，参阅了部分同类书籍，编写了本书。

本书特点：（1）本书包含电焊工和气焊初、中级工所需掌握的操作技能和必需的理论知识，可作为社会上需要掌握电焊或气焊技能的人员自学和有一定焊接基础的人员提高技能水平的学习用书。本书也非常适合中职学校机械类、机电类专业作为焊工课程的教材使用。（2）内容基本上按先易后难的顺序编排，符合初学者的特点。（3）多数内容采用图解法，生动形象，大幅降低了初学者的理解难度，易学易用。（4）每一学习和训练任务目标明确，训练工具、器材的使用以及焊接操作方法、要领讲解详细、直观、易懂，并附有达标检测标准。（5）每章后面附有一定的典型思考题。（6）本书目录详细，有利于读者查阅资料或选择性阅读。

本书由长阳职教中心何应俊、高波、覃守生主编。参编人员还有长阳职教中心魏朝珍、孙德华、邓守本、熊维、王功胜、邓和平、庾军、毛玉丽。

由于编者水平有限，书中难免有错漏和不妥之处，恳请读者批评指正。编者2014年2月

绪论

焊接是通过加热或加压或两者并用，使工件达到原子结合的一种加工工艺方法（焊接过程可以使用填充材料，也可以不使用填充材料）。各种同类或不同类的金属、非金属（石墨、塑料、陶瓷等）都可以焊接。由于金属焊接在现代工业中具有重要的实用意义，所以通常所说的焊接是指同种或异种金属材料的焊接。1．焊接分类

按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下3类。

1）熔焊

焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。目前熔焊应用最广，常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、气体保护电弧焊等。

2）压焊

焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法称为压焊，如电阻焊、摩擦焊、气压焊、冷压焊等。

3）钎焊

焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。常用的钎焊方法有气体火焰钎焊、烙铁钎焊等。2．焊接的特点

焊接与铆接、铸造相比，具有可以节省大量金属材料，减轻结构的重量，成本较低；简化加工与装配工序，生产周期较短，劳动生产率高；焊接接头不仅强度高，而且其他性能（如耐热性能、耐腐蚀性能、密封性能）都能与焊件材料相匹配，焊接质量高；劳动强度低等优点。

焊接的主要缺点是产生焊接应力与变形；焊接中存在一定数量的缺陷；产生有毒有害的物质等。3．应用领域

焊接是目前应用最为广泛的一种永久性连接方法，广泛应用于锅炉、压力容器、船舶、桥梁、机械、化工设备等的制造和维修领域。4．焊接技术的新发展

随着工业和科学技术的发展，焊接技术也在不断进步，焊接已从单一的加工工艺发展成为综合性的先进工艺技术。焊接技术的新发展主要体现在以下几个方面。

1）提高焊接生产率，进行高效化焊接

焊条电弧焊中的铁粉焊条（为提高熔敷效率，在药皮中加入一定量铁粉的焊条）、重力焊条（为重力焊用的高效率焊条，这种焊条较长，通常为500～1000mm，焊条引弧端涂有引弧剂，以便自动引弧），埋弧焊中的多丝焊，气体保护电弧焊中的气电立焊等，是常用的高效化焊接方法。

2）提高焊接过程自动化、智能化水平

我国手工焊接所占比例很大。自动化焊接机的应用是提高焊接过程自动化水平的有效途径。

3）研究开发新的焊接热源

焊接工艺几乎运用了世界上一切可以利用的热源，如火焰、电弧、电阻、激光、电子束等。但新的更好、更有效的焊接热源研发一直在进行，例如，采用两种热源的叠加，以获得更强的能量密度，如等离子束加激光、电弧中加激光等。5．焊接安全技术与劳动保护

焊工在焊接时要与电、可燃及易爆的气体、易燃液体、压力容器等接触，焊接时会产生一些因素如有害气体、金属蒸气、烟尘、电弧辐射、高频磁场、噪声和射线等，有时还要在高处、水下、容器设备内部等特殊环境中作业。所以，焊接生产中存在一些危险因素，如触电、灼伤、火灾、爆炸、中毒、窒息等，因此必须重视焊接安全生产。

国家有关标准明确规定，金属焊接（气割）作业是特种作业，焊工是特种作业人员。特种作业人员须进行培训并经考试合格后，方可上岗作业。

第1章 手工焊条电弧焊设备的使用

电弧焊是利用电弧的热量加热、熔化金属进行焊接的。利用手工操纵焊条进行的电弧焊接叫手工焊条电弧焊。具体来说，是将焊条和待焊工件分别用电缆连接到电弧焊机输出端的两个电极，利用焊条与焊件之间产生的电弧热量来使焊件坡口的边缘被局部熔化，形成焊接熔池，焊条熔化后产生的熔滴填入熔池。随着焊接电弧向前移动，原来的液态金属温度逐渐降低。液态金属以母材坡口处未完全熔化的晶粒为核心生长出焊缝，而电弧前进所至的地方会形成新的熔池。随焊接电弧向前移动，会形成连续的焊缝。

手工焊条电弧焊设备简单，操作方便、灵活，适用于焊接低碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁及其他一些金属，并且适用于多种空间位置、多种厚度、多种结构形状工件的焊接，对焊接接头的装配要求较低，应用极其广泛。

手工电弧焊的操作技能训练是焊工实训的最重要内容。掌握手工电弧焊的操作技能也是认识和掌握其他种类熔焊的基础。【本章导读】

本章详细介绍了手工电弧焊机的识别和使用方法、焊接姿势，以及引弧、运条、焊道接头、焊道收尾等基本操作技能，是初学者必学必练的内容。【学习目标】

● 知道电焊的原理

● 了解电弧焊机的各种类型及电弧焊机型号的意义

● 会安装手工电弧焊机

● 了解电焊条的种类

● 会开启、关闭手工电弧焊机

● 基本掌握引弧的两种方法

● 基本掌握焊道的常用基本运条方法

● 基本掌握焊道的常用接头方法

● 基本掌握焊道的常用收尾方法

● 了解电焊常见接头及坡口形式

● 掌握电焊安全注意事项

1.1 学习任务1：认识交流弧焊机

这一任务的难度不大，可通过阅读本节的内容进行理解和记忆，并结合观察交流弧焊机的实物来增强感性认识。

1.1.1 了解常用交流弧焊机的种类

交流弧焊机是一种降压变压器，当一次线圈接通电源（220V/380V）时，二次线圈输出60～80V的空载电压，这时通过电缆接在二次线圈上的焊条与工件通过碰触产生电弧，起弧后电焊机输出电压能自动急剧下降为20～40V的工作电压（这叫作电焊机的电压陡降特性），以维持稳定的焊接电流。

交流弧焊机具有结构简单，噪声小，价格便宜，使用可靠，维护、维修方便等优点，它有动铁芯式、动圈式、抽头式等种类。

1）动铁芯式交流弧焊机

动铁芯式交流弧焊机的一、二次线圈固定在变压器的铁芯柱上，中间放置一个可活动的铁芯作为一、二次线圈磁路的分路。通过改变铁芯的位置来改变通过线圈磁通量的多少，从而调整输出电压或输出电流。动铁芯式交流弧焊机如图1-1所示。图1-1 动铁芯式交流弧焊机

2）动圈式交流弧焊机

动圈式交流弧焊机的一次线圈和二次线圈匝数相同，绕在口字形铁芯上，转换开关换挡时，通过传动机构带动二次线圈上下移动，从而改变输出电流。动圈式交流弧焊机如图1-2所示。图1-2 动圈式交流弧焊机

3）抽头式交流弧焊机

一次线圈分别绕在两个铁芯柱上，二次线圈只绕在一个铁芯柱上。一次线圈有若干个抽头，通过转换开关改变一次线圈与二次线圈之间的匝数比，可调节输出电压与电流，如图1-3所示。图1-3 抽头式交流弧焊机

1.1.2 交流弧焊机及附件的安装

焊条电弧焊设备的安装如图1-4所示。图1-4 焊条电弧焊设备的安装

下面介绍交流弧焊机的各附件、使用工具和防护用品。（1）焊接电缆。焊接电缆芯为多股铜导线，外有绝缘护套，如图1-5所示。图1-5 焊接电缆

由于焊接电缆的电流较大，焊接电缆最好使用整根（中间无接头）。若因需要必须连接加长时，则每条电缆线上的接头不应超过2个，而且必须连接牢固以减小接触处的电阻。工作时要防止焊件压伤或折断电缆。注意，电缆切勿与刚焊接完毕的焊件接触（如图1-6所示），以防止灼损绝缘层。与焊钳相连的电缆须使用软电缆线，长度一般不超过30m。应根据电流的大小来选择焊接电缆线的截面积，详2见表1-1（导线面积一般为35～50mm）。图1-6 电缆勿与刚焊接完毕的焊件接触（2）常用焊接工具和防护用品。焊接工具有电焊钳、面罩、焊条保温筒、电焊锤等，详见表1-2。表1-1 焊接电缆线的选择表1-2 常用焊接工具和防护用品（3）电极。弧焊机接有两条电缆（输出焊接所需的电流）。一条电缆经电焊钳连接到电焊条（电极一），另一条电缆接到地线夹（即搭铁）上，地线夹在待焊工件上夹紧，地线夹即为电极二。电焊条和待焊接的工件之间可产生电图1-7 地线夹在待焊工件上夹紧弧，熔化待焊处和焊条，达到焊接的目的。地线夹可用一个铁块来代替，焊接时可靠搭接在待焊接的工件上。地线夹如图1-7所示。

1.1.3 认识电焊条

电焊条的实物如图1-8所示。图1-8 电焊条的实物2．电焊条的结构

电焊条由焊芯和药皮构成，如图1-9所示。图1-9 电焊条的结构

电焊条各组成部分的作用如下。

1）焊芯的作用

焊芯是焊接专用的金属丝，是组成焊缝金属的主要材料。焊接时焊芯的主要作用，一是作为一个电极起传导电流和引燃电弧的作用；二是熔化后作为填充金属与熔化后的母材一起形成焊缝。为了保证焊缝质量，对焊缝金属的化学成分有较严格的要求。因此，焊芯都是专门冶炼的，碳、硅含量较低，硫、磷含量极少。

焊条的直径用焊芯的直径表示，焊条直径的规格有φ1.6mm、φ2.5mm、φ3.2mm、φ4mm、φ5mm、φ6mm几种，长度为200～550mm不等。一般实习宜用直径为φ3.2mm、长度为350mm的焊条。

2）药皮的作用（1）保护和稳弧作用：利用药皮熔化后释放出的气体和形成的熔渣隔离空气，基本上能将熔化的金属与空气隔开，防止有害气体侵入处于熔化状态的金属。熔渣冷却后在高温的焊接表面形成渣壳，可防止焊缝表面氧化，并减缓焊缝的冷却速度，有利于防止焊缝成形时产生的缺陷。（2）稳弧作用：药皮中含有稳弧的物质，具有保证电弧易引燃和燃烧稳定的作用。（3）冶金处理作用：去除有害杂质（如氧、氢、硫、磷）和添加有益的合金元素，使焊缝获得合乎要求的化学成分和机械要求。（4）药皮中加有脱氧剂和合金剂，通过熔渣与熔化金属的化学反应，可降低氧、硫等有害物质对焊缝金属的危害，使焊缝金属获得良好的力学性能。（5）渗合金作用：由于电弧的高温作用，焊缝金属中所含的某些合金元素被烧损，会导致焊缝的力学性能降低，但通过在药皮中加入铁合金或纯合金元素等，使之随着药皮的熔化而渗透、过渡到焊缝金属中去，可以弥补被烧损的合金元素，提高焊缝的力学性能。

1.1.4 学习任务1的达标检测

学习任务1的达标检测详见表1-3（100分或接近100分为合格）。表1-3 认识交流弧焊机评分标准

1.2 学习任务2：认识常用电焊接头和坡口形式

这一内容的难度不太大，可通过阅读本节的内容做到基本理解，并能用自己的语言表述常用的电焊接头形式和相应的坡口形式的主要特征。

1.2.1 认识电焊常用接头和相应的坡口形式

在机械制造中生产的金属构件如梁、柱、桁架和容器等焊接结构，均是由若干个焊接接头组成的。针对不同的焊接接头，为了获得良好的焊缝，须采用相应的坡口。主要接头形式有图1-10中所示的几种。图1-10 常见的焊接接头形式

在各种焊接接头中，应用最广的有对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头这4种，下面介绍这几种接头的特点和相应的常用坡口形式。1．对接接头

两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。对接接头受力均匀，在静载和动载作用下都具有很高的强度，且外形平整美观，是应用最多的接头形式，但对焊前准备和装配要求较高。对接接头分不开坡口和开坡口两种。（1）不开坡口的对接接头。当板厚小于6mm时，可不开坡口，为了能保证完全焊透，须留有1～2mm的装配间隙，如图1-11所示。可采用双面（正、反面）焊接。图1-11 不开坡口的对接接头（2）需开坡口的对接接头。所谓坡口，就是根据设计和工艺的需要，在工件的待焊部位加工成一开几何形状的沟槽，以保证焊件被焊透，此外，坡口的存在还可形成足够容积的金属液熔池，以便焊渣浮起，不致造成夹渣，达到力学要求。开坡口的方法有：机械切割、火焰切割等。

表示坡口几何尺寸的参数有坡口角度、坡口面角度、根部间隙、钝边等，这些参数的意义如图1-12所示。图1-12 坡口的几何尺寸

其中，坡口角度为两坡口面之间的夹角。根部间隙为焊前在焊件的根部预留的间隙，其作用是打底焊道时保证根部被焊透。钝边为沿厚度方向未开坡口部分的长度，其作用是防止根部被焊穿。

坡口的几何尺寸必须设计好，以便减少金属填充量、减少焊接工作量和减小变形。对接接头常用的坡口形式如图1-13所示。图1-13 对接接头常用的坡口形式

各坡口的特点如下：

V形坡口——最容易加工，应用最广，但焊件容易产生残余变形。

X形坡口——是在V形坡口的基础上发展起来的。当焊件的厚度增大时，若采用V形坡口，则坡口空间面积加大，增加了焊条和焊丝的消耗量与焊接时间。采用X形坡口后，在同样的厚度下，能减少焊缝金属量的二分之一，而且是对称焊接，所以焊接变形较小。

U形坡口——在焊件厚度相同的情况下，U形坡口的空间面积比V形坡口小得多。所以当焊件厚度较大、质量要求较高时，可采用U形坡口。但这种坡口的根部有圆弧，加工比较复杂。

带钝边双U形坡口——在U形坡口的基础上发展而来，空间面积比U形坡口小，适用于厚度较大、焊缝质量要求高的焊件。

注意：当不同厚度焊件对接时，若厚度差不超过图1-14所示的规定，焊接接头的坡口形式可以按较厚板的尺寸来选取；当厚度差超过图1-14所示的规定时，较厚板可做如图1-15所示的削薄处理，其削薄的长度大于或等于两板厚度差的3倍。图1-14 厚度差要求图1-15 削薄处理2．T形接头

焊件的端面与另一端面的表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头。这种接头的用途仅次于对接接头，特别是在船体中，约70％的接头是这种形式。

焊件厚度在2～30mm时，或者在受力不太大的场合，可不开坡口，但必须双面（两条焊缝）；若焊件厚度较大（大于30mm时）或焊缝要求承受载荷，可开单边V形、双K形或带钝边双U形等坡口形式，使接头焊透，以提高接头强度。T形接头的常用坡口如图1-16所示。图1-16 T形接头的实物示例和常用坡口3．角接接头

两焊件端面间构成30°～135°夹角的接头，称为角接接头。角接接头一般用于不重要的焊接结构，通常只起连接作用，只能用来传递工作载荷。它的很多特点与T形接头相似。常用角接接头的坡口形式如图1-17所示。图1-17 常用角接接头的坡口形式4．搭接接头

两焊件重叠构成的接头称为搭接接头。搭接接头重叠部分为板厚的3～5倍（或者为板厚的2倍+15mm），两搭接面须紧密接触。这种接头的装配要求不高，易于装配，但承载能力低，只用于图1-18 搭接接头不重要的结构，须采用双面焊接，如图1-18所示。5．开坡口的原则（1）使电弧达到根部，保证根部焊透，不出现未焊透和未熔合等缺陷。（2）坡口截面积最小，从而熔敷金属填充量最少、焊接效率最高且焊后应力及变形最小。（3）保证一定的熔合比，从而防止结晶裂纹、碳迁移等缺陷。（4）在容器内部不便焊接的情况下，要采用单面坡口在容器的外面焊接；坡口形状要便于加工；尽可能提高焊接生产率和节约焊条；焊件焊后变形应尽可能小。（5）焊缝坡口应与焊接方法一起考虑，不同的焊接方法特点不同，所以坡口形式要求也不同；反之亦然。坡口与钢板或管子壁厚有关，与产品要求有关，与实际工况有关。（坡口形式、焊接方法的选择与工作经验关系较大，下面举例说明。）

例如，根据钢板厚度选择坡口。（1）薄板：采用氩弧焊或气体保护焊等电弧集中的焊接方法（气体保护焊最好采用短路过渡，熔深较浅，焊条电弧焊应采用小直径、小电流、短弧焊），可采用开单面V形坡口或不开坡口的坡口形式。（2）中厚板：常采用气体保护焊、焊条电弧焊和埋弧焊，常用U形坡口、X形坡口。（3）大厚板：常采用电渣焊、气体保护焊、焊条电弧焊和埋弧焊。电渣焊都采用I形坡口，其余焊接方法一般开双面坡口（常用X形、U形、双U形坡口等），为保证焊透，一般采用反面清根的方式进行。

同样厚度的焊件，采用双面V形或Y形坡口与单面V形或Y形坡口相比，可节省较多的焊条和工时。但在进行单面焊双面成形技能训练时，一般采用单面V形或Y形坡口。在容器内部不便焊接的情况下，要采用单面坡口在容器的外面焊接。

1.2.2 学习任务2的达标检测

学习任务2的达标检测详见表1-4（100分或接近100分为合格）。表1-4 认识常用电焊接头和坡口形式评分标准

1.3 学习任务3：手工电弧焊的基本操作

按本书介绍的方法和技巧进行训练，逐步领会，为学好后续章节介绍的焊接技能奠定良好的基础。

手工电弧焊的基本操作有：引弧、运条、焊道的接头、收尾和连接。

1.3.1 训练任务描述和准备工作

1）训练任务描述

本任务主要训练引弧，运条，焊道的起头、接头、收尾的基本操作。这是手工电弧焊最基本、最重要的技能，能为学好后续章节介绍的电焊技能打下坚实的基础。

2）准备工作

本学习任务的准备工作详见表1-5。表1-5 手工电弧焊的基本操作实训的准备工作

3）了解常见的操作姿势

常见的焊接操作姿势如图1-19所示。图1-19 常见的焊接操作姿势

1.3.2 引弧

所谓引弧，就是开始焊接时产生电弧的操作，是焊接过程中频繁进行的操作。引弧技术直接影响焊接质量。要通过划擦和直击的方法产生电弧。其具体操作见表1-6。表1-6 引弧的方法

引弧的注意事项如下：（1）应清洁引弧处，不应有铁锈、油污等，以免影响起弧或使焊缝产生夹渣、气孔。（2）为了便于引弧，焊条末端应裸露出焊芯，若焊条端部有药皮套筒，须将其除掉。（3）引弧点应选在起焊点前10～20mm处，引燃后立即将焊条移至起焊点。（4）引弧中焊条与焊件接触后提起速度要适当（这需要在训练中掌握），太快难以引弧，太慢焊条和焊件容易粘住而形成短路。（5）引弧中如果焊条与焊件粘在一起，可将焊条左右晃动几下即可脱离，如图1-20（a）所示。若左右晃动不能取下焊条，该短路现象会使焊条、焊机绕组发热，甚至烧坏电焊机，所以应立即将焊钳松开，使焊钳与焊条脱离，如图1-20（b）所示。图1-20 焊条与焊件粘连时采取的措施（6）衡量引弧技能水平高低的依据是引弧的熟练程度，在规定的时间内引燃电弧的成功次数越多，引弧的位置越准确，说明引弧技能越熟练。

1.3.3 运条

运条就是电焊工在焊接过程移动焊条的手法。运条手法是否恰当，直接影响焊缝的质量，也是衡量电焊工技术水平的重要因素。1．运条的基本动作

在焊接过程中，运条包含3个方向同时进行的动作：向熔池送进焊条的动作、焊条沿焊接方向前移的动作、焊条沿垂直于焊缝方向做横向往复摆动的动作，如图1-21所示。图1-21 运条的3个基本动作2．运条的基本动作要领说明

1）向熔池送进焊条的动作

★ 必要性：由于在焊接过程中，焊条的端部在电弧的热能作用下逐渐熔化，使焊条的长度缩短，焊接电弧的弧长被拉长，以至熄灭。为了使电弧稳定、保持一定的弧长，就需要将焊条朝熔池里送进。

★ 要领：焊条的送进速度要与焊条的熔化速度大致相等。如果送进的速度过快，则电弧长度迅速缩短，可能导致焊条端部与焊件粘连，发生短路；如果焊条送进的速度过慢，则电弧变长，会导致熄灭。电弧的长度对焊缝的质量影响很大。电弧过长，形成的焊缝质量差，因为长电弧容易左右飘动，造成电弧不稳，药皮的保护效果差，飞溅增大，同时使电弧的热损失增大，焊缝的熔化深度不够，并且由于空气的渗入，容易产生气孔。所以要采用中、短弧施焊。

2）沿焊接方向前移的动作

★ 必要性：通过该动作才能获得完整的焊缝。

★ 要领：前移的速度要根据焊件的厚度、装配间隙、焊接电流的大小、焊条的直径等因素进行选择、调整。如果太快，则电弧来不及熔化足够的焊件母材和焊条，容易造成未焊透、焊缝较窄等缺陷；如果太慢，则熔化的金属过多，会导致成形不良（焊道过宽、过高）甚至烧穿、过热现象出现。

3）沿垂直于焊缝的方向（横向）往复摆动的动作

★ 必要性：为了获得一定的焊缝宽度，防止两边未熔合或夹渣，焊条必须沿垂直于焊缝的方向往复摆动。

★ 要领：焊条的横向摆动幅度应根据焊缝的宽度和焊条的直径来定。焊缝越宽，摆动的幅度越大。横向摆动力求均匀一致，以获得宽度一致的焊缝。正常的焊缝宽度一般不超过焊条直径的2～5倍。对某些要求焊接温度不能过高的金属（如奥式体不锈钢等）进行焊接时，不宜沿垂直于焊缝的方向往复摆动。

运条时，上述3个方向的动作不是孤立的，是同时进行的、协调的动作，要通过练习来熟练掌握。3．基本的运条方法介绍

基本的运条方法有直线形运条法和锯齿形运条法等，详见表1-7。表1-7 基本的运条方法

选用运条方法时，应根据接头形式、装配间隙、焊缝位置、焊条直径、焊接电流大小及电焊工的水平等因素来确定。

1.3.4 焊缝的起头、接头和收尾

1）焊缝的起头

★ 概念：所谓焊缝的起头，是指焊接刚开始的操作。

★ 容易出现的缺陷：由于刚开始时温度较低，电弧不稳，所以起头时容易出现熔池深度较浅、未焊透、焊缝宽度不够、气孔等缺陷。

★ 操作要点：起头时，为了避免上述缺陷，应在引弧后将焊条略向上提起，使电弧拉长对起头处适当预热，并且在起头处做若干次往复运条，待达到所需的熔池宽度和深度后，再沿焊接方向前移。

2）焊缝的接头

★ 概念：由于焊条长度有限，不可能一次将较长的焊缝焊完，必然存在接头。

★ 容易出现的缺陷：接头处熔合不良，出现气孔、夹渣、成形不良等缺陷。

★ 操作要领：为了形成良好的焊缝接头，应遵循的操作要领见表1-8。表1-8 焊缝接头的操作要领

3）焊缝的收尾

★ 概念：所谓收尾，是指一条焊缝结束时进行收弧的操作过程。

★ 容易产生的缺陷：收尾时，如果操作不当（过快地将电弧熄灭），容易形成低于焊件表面的弧坑，使焊缝收尾处的强度降低、应力集中而产生裂纹。

★ 操作要领：常用的几种收尾方法及操作要领见表1-9。表1-9 常用的电焊收尾方法及操作要领

1.3.5 技能训练评价

对手工电弧焊基本操作的技能训练产品质量的检测评分标准见表1-10（100分或接近100分为合格）。表1-10 手工电弧焊基本操作的评分标准

1.4 知识链接

对焊工安全注意事项须读懂、牢记并严格遵守。其他内容可泛读一遍，大致了解，再根据需要进行仔细阅读。

1.4.1 知识点1：电焊工安全注意事项

1.4.2 知识点2：电焊条的分类

通常来说，电焊条有按熔渣的酸碱性分类和按用途分类两种方法。

1）按熔渣的酸碱性分类

电焊条按熔渣的酸碱性分类详见表1-11。表1-11 电焊条按熔渣的酸碱性分类说明

2）按焊条的用途分类（1）分类详介。我国现行的焊条按用途分类方法，根据国家标准可分为8个类型的型号，根据原机械工业部编制的《焊接材料产品样本》，可分为10个牌号，详见表1-12。表1-12 电焊条大类的划分（2）型号和牌号编制方法。同一种焊条，按国家标准的分类有一个型号，按原机械工业部的分类有一个牌号。例如，型号E5015B3VWB的焊条和牌号为J507CuP的焊条实为一种焊条。型号和牌号的含义如下。

① 碳素钢焊条型号的意义如图1-22所示。图1-22 碳素钢焊条型号的意义（示例）

② 结构钢焊条牌号的意义如图1-23所示。图1-23 结构钢焊条牌号的意义（示例）

1.4.3 知识点3：常用手工直流电弧焊机简介

1）原理与实物图

相当于在交流弧焊机上加上整流器，把交流电转化为直流电输出，作为焊接电源，弥补了交流弧焊机电弧稳定性不好的缺点。其实物图如图1-24所示。图1-24 整流直流弧焊机实物图

2）正接和反接

直流弧焊机电源输出端有正、负极之分。弧焊机正、负两极与焊条、焊件有两种不同的接线法：将焊件接到弧焊机正极、焊条接至负极，这种接法称为正接；反之，将焊件接到负极、焊条接至正极，称为反接，又称反极性，如图1-25所示。图1-25 直流弧焊机的正接与反接

焊接厚板时，一般采用直流正接，这是因为电弧正极的温度和热量比负极高，采用正接能获得较大的熔深。焊接薄板时，为了防止烧穿，常采用反接。在使用碱性低氢型焊条时，均采用直流反接。

使用E5015碱性焊条时，宜采用反接法。这是因为：①采用反接法时，可使焊道中的气孔大为减少。②电弧燃烧稳定。碱性焊条采用正、反接法时产生的电弧形状如图1-26所示。图1-26 碱性焊条焊接时电弧的形状2．逆变式整流弧焊机

1）原理与实物图（1）逆变是指将直流电变为交流电的过程。逆变式整流弧焊机的原理框图如图1-27所示。图1-27 逆变式整流弧焊机的原理框图

逆变式整流弧焊机的工作过程是：①整流电路将50Hz的交流电整流滤波后，获得平滑的直流电；②逆变电路将直流电变换成频率为几千赫兹的中频交流电；③中频变压器将中频交流电降压；④输出整流滤波电路将中频交流电变换成直流，经滤波后输出，作为焊接电源。

其特点是：由于提高了电焊变压器的工作频率，使电焊变压器的体积大大缩小，方便移动；提高了电源的功率因数；飞溅小，可一机多用，可完成多种焊接。总之，逆变式整流弧焊机具有高效率和高功率密度（小型化）的显著优点。（2）逆变式整流弧焊机的实物图如图1-28所示。

2）正接和反接

与整流式弧焊机相同。3．电弧焊机的型号说明

电弧焊机的型号说明见表1-13。图1-28 逆变式整流弧焊机实物图表1-13 电弧焊机的型号说明

1.4.4 知识点4：焊条电弧焊的原理

焊条电弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘被局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，熔化的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移动，原先已熔化后的液态金属温度逐渐降低，液态金属以母材坡口处未完全熔化的晶粒为核心生长出焊缝，与此同时，前面的焊件坡口边缘在电弧的作用下又开始局部熔化，使焊接熔池向前移动。当焊接过程稳定以后，一个形状和体积均基本上不发生变化的熔池随焊接电弧向前移动，形成一条连续的焊缝。焊接过程如图1-29所示。焊缝各部位的名称如图1-30所示。图1-29 焊条电弧焊的焊接过程图1-30 焊缝各部位的名称

1.4.5 焊缝检验尺的使用

1）认识焊缝检验尺

焊缝检验尺的主要部分有主尺、高度尺、咬边深度尺和多用尺，如图1-31所示。它用于检测焊接和各种坡口的角度、装配间隙、焊缝宽度、焊缝的高度、焊件错位量等。图1-31 焊缝检验尺

注意：（1）高度尺上65°这一端的指示线（即指示线2）指在0mm时，55°这端的指示线（指示线1）指在7mm处。反之当指示线1接续在0mm时，指示线2接续在7mm处。（2）图中主尺的上端两边缘成45°夹角，测量角焊缝时，须将这一端与焊件靠紧。（3）焊缝测量尺的正面用于测量焊缝的高度和咬边深度等；反面用于测量焊缝宽度、装配间隙等。

2）焊缝检验尺的使用

焊缝检验尺的使用如表1-14所示。表1-14 焊缝检验尺的使用

1.4.6 焊接质量的检验简介

在焊接生产中，检验工作占有重要的地位。只有进行必要的焊缝检验，才能对焊缝质量做出正确的结论。焊接质量检验方法可分为非破坏性检验和破坏性检验。1．非破坏性检验

1）焊接接头的外观检查

外观检查一般情况下以肉眼观察为主或用5～20倍的放大镜，检查焊缝外形尺寸和表面缺陷。检查前要先清除氧化皮和熔渣，目的是发现焊缝的咬边、外部气孔、裂纹、焊瘤等，以及焊缝外形尺寸是否符合设计要求，焊缝是否平整等。

2）致密性检验

对于储存液体、气体及管道焊接接头，要进行致密性检验。致密性检验方法有：渗透性试验、水压试验、气压试验等。（1）渗透性试验。又称为渗透探伤，是把渗透力很强的液体涂在焊件表面上，擦净后再涂上显示物质，使渗透到缺陷中的渗透液被吸附出来，从而显示出缺陷的位置、性质和大小。经常使用的渗透液是煤油。（2）水压试验。这种方法用来检验焊接容器的致密性和强度。首先用水把压力容器灌满，并堵好容器上的一切孔和眼，用水泵把容器内水压提高，试验压力为工作压力的1.5～2倍。压力持续一定时间，检查人员检验容器是否有渗漏出现。（3）气压试验。一般情况下用于对小型管道和小型压力容器进行致密性检验。将压缩空气通入容器内，并在焊缝涂肥皂水，当焊缝有穿透性缺陷时，气体会从缺陷中逸出，使肥皂水起泡。

3）无损探伤

无损探伤有荧光探伤、射线探伤、超声波探伤等检验手段。（1）荧光探伤。荧光探伤与渗透探伤相似，在渗透液（煤油）中加入荧光粉，渗透液从缺陷处渗出，在紫外线灯的照射下发出荧光，显示出缺陷的形状。（2）射线探伤。X射线和γ射线都是电磁波，能透过金属材料，对照相胶片发生感光。由于射线通过不同材料被吸收的程度不同，金属密度越大，厚度越大，射线被吸收得越多。因此射线通过被检验的焊缝时，有缺陷处和无缺陷处被吸收程度不同，使射线透过接头后，强度有明显差异，胶片感光程度不一样，观察冲洗过的胶片上的影像，能确定焊缝中缺陷的大小与种类。对30mm以下的工件，一般采用X射线透视照相检查裂纹、未焊透、气孔和夹渣等焊接缺陷。对较厚的工件则用射射线来识别焊缝的缺陷。（3）超声波探伤。金属探伤的超声波频率在0.5～5MHz之间，可在金属中传播很远的距离。当遇到缺陷时被反射回来，在荧光屏上形成反射脉冲波。根据脉冲波的位置和特征来确定缺陷的位置、形状和大小。主要设备是“超声波脉冲反射式探伤仪”。它由超声波发生器、接收器、换能器（探头）、指示器组成。主要用于厚壁焊件的探伤，对裂纹的灵敏度最好，对缺陷尺寸的判断不够准确。2．破坏性试验

按要求对工作进行拉伸、冲击、剪切、扭转、弯曲、硬度、疲劳等试验，以检验焊缝金属及焊接接头的机械性能。（1）拉伸试验。拉伸试验是为了测定焊接接头或焊缝金属的抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和延伸率等机械性能指标。这是测定焊接接头及焊缝金属性能的重要方法。（2）冲击试验。为了测定焊接接头或焊缝金属在受冲击载荷时抗断的能力。通常是在一定温度下，把有缺口的冲击试样放在试验机上，测定试样的冲击韧性。观察金属内有无气孔、裂纹、夹渣等缺陷。缺口可在焊缝中间、熔合线上或热影响区。（3）弯曲试验。焊接接头的弯曲试验，是测定焊接接头弯曲时的塑性，以试样任何部位出现第一条裂缝时的弯曲角度作为评定标准。也可以将试样弯曲到技术条件规定的角度后再检查有无裂缝。（4）硬度试验。为了测定焊缝金属基本金属及热影响区的硬度。（5）疲劳试验。为了测定焊接接头或焊缝金属受交变载荷情况下的强度。

1.5 思考练习

1．电弧焊的基本原理是什么？

2．交流弧焊机有哪几种常见类型？

3．怎样选择电弧焊机焊接电缆和下火线？

4．电焊条的药皮和焊芯的作用各是什么？

5．怎样进行划擦法和直击法引弧？

6．直线形运条法和锯齿形运条法各适用于什么场合？

7．焊接过程中，电焊条粘在工件上后，有什么危害？应采取怎样的措施？

8．对于盛装过油脂、可燃液体的容器，应怎样处理后才能焊接？

9．什么是电焊条的型号和牌号？

10．填空。

① 运条的3个基本动作是_____、_____、_____。

② 焊缝起头的方式有_____、_____、_____、_____。

③ 焊缝的收尾方式有_____、_____、_____。

④ 对接电弧焊的常用坡口有_____、_____、_____、_____、_____、_____等。

⑤ 直流焊机的正接法是_____，反接法是_____。

⑥ 左焊法适合焊接_____焊件和_____焊件。

⑦ 焊道的接头方法是_____。

⑧ 逆变直流焊机的优点是_____。

手工焊条电弧焊设备的使用项目总结

该项目是学习电焊的重要基础，重点是要掌握电弧焊机的安装、引弧、运条、焊道的连接和收尾的基本操作。如果操作过程发生了焊条与焊件的粘连现象（这实质上是焊机的输出端短路），要立即摇晃焊钳使焊条脱离焊件，或者使焊钳张开，再从焊条上取下焊钳，以防烧坏焊机的绕组。另外，要了解焊接质量的基本检验方法，要掌握电工的安全注意事项。

第2章 钢板对接的电焊

钢板对接的电焊操作是生产中最常用的焊接方式之一，也是手工电弧焊中最基本的操作。按照对接焊焊缝在空间的位置不同，有平焊、立焊、横焊、仰焊这4种基本形式。平焊最容易操作，生产率高，容易保证焊接质量，所以生产中要尽量将焊缝布置成平焊位置。立焊、横焊和仰焊时，由于重力作用，被熔化的金属要向下滴落而造成施焊困难，因此应尽量避免（避免不了时，也可以施焊，不过焊接难度要大一些，技巧性也要强一些）。【本章导读】

本章详细介绍了对接电焊钢板的平焊、立焊、横焊、仰焊操作方法、技巧和注意事项，是电焊工提高焊接水平的核心内容，因而是电焊工的学习重点。【学习目标】

● 掌握引弧、收弧、接头、更换焊条等技巧

● 会进行定位焊、打底焊、填充焊和盖面焊

● 掌握多层焊的操作要领

● 会进行平焊、立焊、横焊、仰焊

● 会识读简单的焊接标注

● 能够制定合理的工艺参数

● 了解常用的接头形式，会选用电焊坡口

2.1 学习任务1：了解各种焊缝形式和焊接标注方法

这一内容理解难度较小。可进行阅读、记忆并结合现实生活中的焊缝形式加深理解。

2.1.1 描述焊接位置的两个参数

焊缝倾角和焊缝转角是描述焊接位置的两个参数，其定义详见表2-1。表2-1 描述焊接位置的两个参数

2.1.2 焊缝形式

按焊缝的空间位置可将焊缝分为以下4种：（1）平焊缝。焊缝倾角在0°～5°、焊缝转角在0°～5°的焊缝叫平焊缝，如图2-1所示。图2-1 平焊缝示意图（2）立焊缝。焊缝倾角在80°～90°、焊缝转角在0°～180°的焊缝叫立焊缝，如图2-2所示。图2-2 立焊缝示意图（3）横焊缝。焊缝倾角在0°～5°、焊缝转角在70°～90°的焊缝叫横焊缝，如图2-3所示。图2-3 横焊缝示意图（4）仰焊缝。焊缝倾角为0°～15°、焊缝转角为165°～180°的焊缝叫仰焊缝，如图2-4所示。图2-4 仰焊缝示意图

2.1.3 焊接标注方法

焊接运用广泛，方法较多。在焊接结构图样上，为了简化焊接方法的标注和说明，GB/T 5185—1985中规定了6类99种焊接方法的代号，常用主要焊接方法的代号如表2-2所示。表2-2 常用主要焊接方法代号

焊缝符号和焊接方法代号必须通过指引线，按照国家标准规定进行标注，才能准确无误地表示焊缝。

国家标准规定，箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，但是在标注V、Y、J焊缝时，箭头线应指向带坡口一侧的工件。必要时，允许箭头线弯折一次，如图2-5所示。图2-5 箭头线的位置及弯折的箭头线

基准线的虚线可以画在基准线的实线上侧或下侧。基准线一般应与图样的底边平行，特殊情况下亦可与底边相垂直。

如果焊缝在接头的箭头侧，则将基本符号标注在基准线的实线上，如图2-6（a）所示。

如果焊缝在接头的非箭头侧，则将基本符号标注在基准线的虚线上，如图2-6（b）所示。

标注对称焊缝及双面焊缝时，可不加虚线，如图2-6（c），（d）所示。图2-6 基本符号相对基准线的位置

此外，国家标准还规定，必要时基本符号可附带尺寸符号及数据，其标注原则如图2-7所示。这些原则具体如下。图2-7 焊缝尺寸的标注原则（1）焊缝横截面上的尺寸标注在基本符号的左侧。（2）焊缝长度方向的尺寸标注在基本符号的右侧。（3）坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸标注在基本符号的上侧或下侧。（4）相同焊缝数量符号标注在尾部。（5）当需要标注的尺寸数据较多、不易分辨时，可在数据前面增加相应的尺寸符号。

2.2 学习任务2：对接平焊钢板

电焊钢板的对接平焊应用最普遍，最容易操作，也是电焊钢板的立焊、横焊、仰焊以及钢管类焊接的基础。但是平焊位置打底层（即对底层施焊）时，熔孔不易观察和控制，在电弧吹力和熔化金属的重力作用下，焊道背面容易产生超高或焊瘤等缺陷，这是平焊过程要注意避免的。

在焊接过程要注意焊条的角度，掌握引弧、收弧、接头、更换焊条的技巧。运条的方法亦是重点。

2.2.1 I形坡口的对接平焊

1）准备工作

I形坡口（即不开坡口）对接平焊钢板的准备工作见表2-3。表2-3 I形坡口（即不开坡口）对接平焊钢板的准备工作

2）焊接前的装配定位（1）用角向打磨机将离待焊处20～30mm范围内的油污和铁锈打磨干净，显现金属光泽，如图2-8所示。图2-8 用角磨机打磨待焊件的边缘（2）将打磨后的钢板装配成I形接头。装配间隙为：始焊端1mm，终焊端2mm。在始焊端和终焊端进行定位焊接（定位焊缝一般为10～15mm），如图2-9所示。图2-9 I形坡口钢板对接平焊的装配定位（3）确定反向形变。在定位焊后，由于钢板在厚度方向的横向收缩不均匀，会导致角变形（即两块钢板不处于一个平面内，形成了一个夹角）。所以应图2-10 I形坡口对接平焊的装配将定位焊后的两块钢板用手锤敲打，使（反向形变）之反向变形，形成3°的夹角，如图2-10所示。

3）焊接操作

将定位好的钢板水平放置，用直击法引弧。采用直线运条法或直线往复式运条法。焊条与焊件表面的角度为60°～70°，如图2-11（a）所示。焊条电弧的对中位置为90°，如图2-11（b）所示。图2-11 I形坡口对接平焊焊条的角度

施焊时焊条不用横向摆动，电弧稳定，可以获得较大的熔深。焊接速度要均匀，手法要平稳，沿着焊接前进的方向使熔池的形状保持椭圆形，并且大小基本保持一致，如图2-12所示。这样可逐步避免缺陷而形成较完美的焊缝（如图2-13所示）。图2-12 I形坡口对接平焊椭圆形的熔池图2-13 I形坡口对接平焊较完美的焊缝

训练过程，焊缝交会检验之前须保持原样，不得对焊接缺陷进行修补。

2.2.2 V形坡口的对接平焊

1）读懂加工工件图样

本任务如图2-14所示，主视图中对焊接进行了标注。从图2-14中可以看出，对加工工件的基本要求如下：①平位单面焊双面成形（相关知识见本章的知识链接）；②焊件根部间隙3.2～4.0mm，钝边0.5～1mm，坡口角度60°；③焊后变形量小于或等于3°。两板间若留间隙可作为单面焊双面成形训练，若不留间隙可作为对接填充、盖面焊训练。图2-14 V形坡口对接平焊

2）准备工作

V形坡口对接平焊的准备工作详见表2-4。表2-4 V形坡口对接平焊的准备工作

3）工件装配（1）将坡口或坡口附近用角向磨光机清理干净，露出金属光泽，如图2-15所示。（2）始端为3.2mm，终端为4.0mm，如图2-16所示。将终端间隙放大的目的是克服在焊接过程中因横向收缩而使焊缝间隙变小，影响焊缝熔深。终焊端不仅有电弧的直接加热，还有在前面的焊接过程传到终焊端的热量。热量的叠加使终焊端温度升高，使焊缝的横向收缩力加大，所以终焊的间隙要比始焊端间隙大，以保证熔透坡口根部所需要的间隙。错边量小于或等于1.2mm。图2-15 V形坡口对接平焊的坡口清理图2-16 V形坡口对接平焊的装配（3）定位焊。将装配好的试件在距端部20mm之内进行定位焊，并在试件反面两端点焊，焊缝长度为10～15mm。始端可少焊些，终端应多焊一些，以防止在焊接过程中焊件收缩造成未焊段坡口间隙变窄而影响焊接。

焊接过程中，焊件温度会升高，由于热胀冷缩，焊件冷却后会变形。为保证试件焊后没有角变形，试件装配完后，应预置反变形，反变形角度θ为3°～4°，如图2-17所示。图2-17 反变形

4）选择焊接工艺参数

焊道分布为4层4道，第1道为打底层，第2、3道为填充层，第4道为盖面层，如图2-18所示。图2-18 V形坡口对接平焊的焊道分布

V形坡口对接平焊工艺参数选择见表2-5。表2-5 V形坡口平板对接焊接工艺

5）打底焊

将装配好的待焊件水平放置，间隙小的一端放在左侧，自左向右施焊，对接平焊的焊条角度如图2-18所示。打底焊的焊接方式有灭弧法和连弧法两种。对于常用的酸性焊条一般使用灭弧法。灭弧法主要是依靠电弧时燃时灭的时间长短来控制熔池的温度、形式及填充金属的厚薄，以获得良好的背面成形和内部质量。下面介绍灭弧焊法。图2-18 对接平焊的焊条角度（1）引弧、形成熔孔、控制熔孔的大小。在始焊端的定位焊处引弧，并略抬高电弧稍做预热后压低电弧进行焊接，当焊至定位焊缝尾部时，将焊条向下压一下，稍做停顿，当听到“噗”的一声时（此时熔池前端形成了熔孔，如图2-19所示，深入两侧母材0.5～1mm），立即将焊条提起、灭弧。图2-19 V形坡口对接平焊时的熔孔

熔池逐步冷却，当边缘变成暗红、熔池中间仍处于熔融状态时，立即在熔池的前端边缘引燃电弧，焊条略向下轻微地压一下，形成熔池，打开熔孔后立即灭弧，这样反复击穿直到焊完。运条间距要均匀准确，使电弧的2/3压住熔池，1/3作用在熔池前方，用来熔化和击穿坡口根部形成熔池。此时，如果没有形成熔孔就进行灭弧，则焊件就会出现未焊透现象。要尽量保持熔池的形状和大小基本一致，要仔细观察熔池的变化和坡口根部的熔化情况。通常熔孔直径比焊件之间的装配间隙大1～2mm为宜。如果熔孔的尺寸明显变大（如图2-20（b）所示），则背面容易因烧穿而形成焊瘤。熔孔的大小决定背面焊缝的宽度和余高。若熔孔过小（如图2-20（c）所示），则焊根熔合不好，受力时易开裂。焊接过程若发现熔孔过大，则应加大焊接速度和摆动频率，减小焊条与焊件之间的夹角；若熔孔过小，则减慢焊接速度，减小摆动频率，加大焊条与焊件的夹角。图2-20 熔孔直径正常、过大和过小的示意图（2）控制铁液和熔渣的流动方向。焊接过程，电弧一直要处在铁液的前面，利用电弧和药皮熔化时产生的电气体的定向吹力，将铁水吹向熔池后方，这样既能保证熔深（熔池深度），又能保证熔渣与铁液分离，减小夹渣和气孔产生的可能性。若熔池超前（即电弧在熔池后方），则很容易产生夹渣。（3）控制好坡口两侧的熔合情况。焊接过程，要随时观察坡口两侧的熔合情况，必须清楚地看见坡口面熔化，并与焊条熔化后的液体混合成熔池。熔池边缘要与两侧坡口面熔合在一起才行。（4）收弧。收弧前，应在熔池前方做一个熔孔，然后回焊10mm左右，再灭弧（此时，回焊的目的是对熔孔处的金属进行加热，使其缓慢冷却），使熔池缓慢冷却，避免接头出现冷缩孔。（5）接头。采用热接法。接头时换焊条的速度要快，在收弧熔池还没有完全冷却时，立即在熔池后10～15mm处引弧。当电弧移至收弧熔池边缘时，将焊条向下压，听到击穿声，稍做停顿，再给两滴熔液，以保证接头过渡平整，防止形成冷缩孔，然后转入正常灭弧焊法。

技术要领：更换焊条时的焊接轨迹如图2-21所示。电弧在①的位置重新引弧，沿焊道至接头处②的位置，做长弧预热来回摆动。摆动几下（③→④→⑤→⑥）之后，在⑦的位置压低电弧。当出现熔孔并听到“噗噗”声时，迅速灭弧。这图2-21 更换焊条时时更换焊条的接头操作结束，转入正常灭弧焊法。

灭弧法要求每一个熔滴都要准确送到欲焊的位置，燃、灭弧节奏控制在45～55次/min。节奏过快，坡口根部熔不透；节奏过慢，熔池温度过高，焊件背后焊缝会超高，甚至出现焊瘤和烧穿现象。要求每形成一个熔池都要在其前面出现一个熔孔，熔孔的轮廓由熔池边缘和坡口两侧被熔化的缺口构成。

6）填充焊

在进行填充焊以前应对前一层焊缝仔细清查，特别是死角处理要清理干净，如图2-22所示。图2-22 打底焊后清理干净的焊件

填充焊的运条手法为月牙形或锯齿形，焊条与焊接前进方向的角度为75°～80°，电弧对中的角度为90°，如图2-23所示。图2-23 填充焊焊条的角度

技术要领：摆动到两侧坡口处要稍做停留（停留时间比焊接打底层时要稍长些），保证两侧有一定的熔深，并使填充焊道略向下凹（即形成下凹的熔池金属，而不是外凸的熔池金属，如图2-24所示）。最后一层的焊缝高度要低于母材0.5～1.0mm。要注意不能熔化坡口两侧的棱边，以便于盖面焊时能看清坡口，控制焊缝宽度。

焊道接头：当焊条即将焊完，需要更换焊条时，将焊条朝焊接的反方向拉回10～15mm处（如图2-25所示），并迅速抬起焊条，使电弧逐渐拉长、熄灭，这样可把收弧缩孔消除或带到焊道表面。图2-24 填充焊道略向下凹图2-25 填充焊焊道接头时焊条反向回拉10～15mm

7）盖面焊

采用直径4.0mm焊条时，焊接电流应稍小一点；要使熔池形状和大小保持均匀一致，焊条与焊接方向夹角应保持在75°左右；采用月牙形运条方法和8字形运条法；焊条摆动到坡口边缘时应稍做停顿，以免产生咬边。

技术要领：更换焊条要迅速，并在弧坑前10mm左右处引弧，然后将电弧退至弧坑的2/3处，填满弧坑后正常进行焊接。接头时应注意，若接头位置偏后，则接头部位焊缝过高；若偏前，则焊道脱节。焊接时应注意保证熔池边缘不得超过表面坡口棱边2mm，否则焊缝超宽。盖面层的收尾采用划圈法和回焊法，最后填满弧坑使焊缝平滑。

8）清理工件，整理现场（1）焊接完毕后，用敲渣锤清除焊渣，再用钢丝刷将焊缝两侧的飞溅清理干净，如图2-26所示。交付检验前不得对各种焊接缺陷进行修补。（2）将工位内的焊机断电，工具复图2-26 V形坡口对接平焊的焊缝位，场地清理干净。

9）检测产品质量

对产品质量的检测评分标准见表2-6（接近满分为合格）。表2-6 V形坡口对接平焊钢板评分标准

2.3 学习任务3：对接立焊钢板

立焊是在立焊位置（沿竖直方向）实施的焊接，由于在重力的作用下，焊条熔化形成的熔滴及熔池中熔化金属要下淌，造成焊缝成形困难，从而影响焊缝质量，因而立焊时要选用较小直径的焊条和焊接电流，采用合适的焊条角度，利用电弧吹力阻止液态金属流出熔池。立焊应采用短弧焊接。【学习方法】

阅读本节内容，理解和记住操作方法和要领，再按照操作方法去训练，在训练过程中不断加深理解，逐步形成技能，并在实践中不断提高。

2.3.1 I形坡口的对接立焊

常用于薄板的立焊，焊接时容易产生焊穿、咬边、熔滴下垂或流失等缺陷。

1）焊前准备

I形坡口（即不开坡口）对接立焊钢板的准备工作见表2-3。

2）焊件装配

装配间隙始焊端为1mm，终焊端为2mm，如图2-27所示。分别在始焊端和终焊端的20mm内用直径3.2mm的焊条定位焊接。定位焊缝长10～15mm。做好反向变形角，使反向变形角为1°左右，如图2-28所示。图2-27 I形坡口对接立焊钢板的装配图2-28 6mm钢板I形坡口对接立焊钢板反向变形角

3）焊接参数

焊道为1层，焊条直径为3.2mm，焊接电流为95～115A，焊接速度为100～20mm/mim。

4）焊接操作（1）将装配好的焊件固定在一定高度的架子上（如图2-29所示）。（2）引弧。在始端上方10～15mm处采用直击法引弧，当电弧引燃后随即将电弧拉长，并移至起焊位置，压低电弧，稍做停留，待第一个熔池的大小和图2-29 对接立焊钢板的安装形状符合焊缝所需的的尺寸（熔池边缘不得超过表面坡口棱边2mm）时，再沿焊接方向运条施焊。（3）运条。由于钢板较薄，宜采用小幅月牙形摆动前移，电弧对中位置为90°，焊条向下倾斜，与竖直方向的角度为60°～80°（如图2-30所示），使电弧的吹力托住熔化的金属，防止下滴。通常I形坡口对接立焊是一次性完成，因此要求电弧要尽量短一些，熔池的形状始终成椭圆形，并保持大小一致，这样可使焊缝成形美观（如图2-31所示）。图2-30 I形坡口对接立焊操作焊条的角度图2-31 I形坡口对接立焊的焊缝

5）焊后检验

焊缝余高应为0～4mm，焊缝余高差应小于3mm，焊缝宽度4～6mm，焊缝宽度差小于2mm。

2.3.2 V形坡口的对接立焊

V形坡口的对接立焊过程，熔滴的重力作用将阻碍熔滴向熔池中过渡，已熔化的熔池金属在自身重力作用下，也将下淌，使焊缝成形困难。所以V形坡口的对接立焊的焊接有一定的难度。

1）读懂加工工件图样

对接立焊钢板加工样图如图2-32所示。读懂该图，明白对加工工件的基本要求。图2-32 V形坡口对接立焊焊件图

2）准备工作

本训练任务的准备工作详见表2-7。表2-7 V形坡口对接立焊的准备工作

3）工件装配

装配始端间隙为3.2mm，终端为4.0mm，错边量小于或等于1.2mm，如图2-33所示。图2-33 V形坡口对接立焊的装配间隙

4）定位焊

定位焊采用与焊接试件相同的焊条，定位焊缝质量要和正常焊缝一样（如图2-34所示），定位焊缝长度为10～50mm，置反向变形角为3°～4°，并将焊件固定在焊接支架上（始焊端在下方，由下向上焊接）。图2-34 V形坡口对接立焊的定位焊

5）V形坡口对接立焊焊接工艺参数

V形坡口对接立焊焊接工艺参数见表2-8。表2-8 V形坡口对接立焊焊接工艺参数

6）打底焊

对接立焊的焊条角度如图2-35所示。图2-35 对接立焊的焊条角度

打底层焊接可采用挑弧法或灭弧法。

挑弧法具体步骤如下。（1）从离始焊10～20mm处引弧，引烯后迅速移到定位焊缝上，预热2～3s后，将电弧压至坡口根部，坡口根部被击穿后，听到“噗噗”击穿声（表明坡口根部已被熔透，第1个熔池已形成，此时熔池前方应有熔孔，该熔孔向坡口两侧各深入0.5～1mm，如图2-36所示）。此时迅速提起焊条，熄灭电弧。这时形成的熔池是整条焊道的起点，从这一点开始，以后的打底层焊接采用两点击穿法。其操作过程是：当建立了第一个熔池后，重新引弧，迅速将电弧移至熔池的左或右前方靠近坡口根部的坡口面上，压低焊接电弧，以较大的焊条倾角击穿坡口根部，迅速灭弧，约经1s后，在熔池还没完全凝固时迅速引弧，并将电弧移到第一熔池的左或右前方靠近根部的坡口面上，压低电弧，以较大的焊条倾角直击根部，击穿后迅速灭弧。这种连续不断的反复在坡口根部左右两侧交叉击穿的运条方法叫作两点击穿法。这种断弧焊法每熄灭电弧一次，就完成了一个焊点的焊接，每一个焊点与前一个焊点重复2/3，其节奏应控制在每分钟50次左右。图2-36 熔孔

3个要点：①灭弧动作要迅速，否则容易造成熔孔过大，背面熔池下塌。②击穿的位置要准确，这样才能保证背面的焊波均匀、密实。③电弧击穿根部时，穿过背面的电弧不要过长。若穿过背面的电弧过长，说明熔孔过大，会导致熔池下塌或烧穿。穿过的电弧过短，说明熔孔过小，容易造成未焊透。因此穿过的电弧为电弧全长的1/3为宜。（2）更换焊条。当焊条为50～60mm时，要做更换焊条的准备。此时压低电弧，向熔池边缘连续送上几滴熔滴，以使焊缝熔池背面饱满，防止形成冷缩孔，同时在坡口根部形成每侧熔0.5～1mm的熔孔，如图2-37所示。应迅速更换焊条，在熔池还处于红热状态时，在前方10～15mm处引燃电弧，稍微拉长后退到原焊接熔池处预热1～2s。然后将电弧移到熔池处压低电弧，击穿坡口根部，按两点击穿法继续完成整个打底层的焊接。图2-37 更换焊条前在坡口根部形成的熔孔

7）填充焊

运条方法有锯齿形运条法（如图2-38所示）和月牙形运条法。图2-38 锯齿形运条法示意图（1）对打底焊缝仔细清渣，应特别注意死角处的焊渣清理。（2）在距离焊缝始端10～15mm处引弧后，将电弧拉回到始端施焊。（3）施焊应采用连弧焊法。采用横向锯齿形或月牙形运条法摆动。焊条与试件的下倾角为55°～65°（如图2-39所示）。为了防止焊缝中间高两侧凹的现象，焊条从一侧摆到另一侧应稍快一些。焊条摆动到两侧坡口处要稍做停顿，以利于熔合及排渣，并防止焊缝两边产生未焊透的死角。同时电弧要短，防止空气侵入焊缝熔池产生气孔和夹渣。填充层焊完后形成的焊缝要基本上平滑、整齐，不得破坏坡口边缘。填充金属表面与母材表面相差0.5～1.5mm，以保证坡口边缘的原始状态，为盖面层焊接打好基础。图2-39 填充层焊接时焊角与竖直平面的夹角

8）盖面焊（1）引弧同填充焊。采用月牙形或锯齿形运条法，焊条与试件的下倾角为55°～65°。（2）焊条摆动到坡口边缘a、b两点时（如图2-40所示），要压低电弧并稍做停留，将坡口两侧边缘熔化并渗入每侧母材1～2mm，待液体金属饱满后再将电弧移至坡口的另一侧，有利于熔滴过渡和防止咬边。摆动到焊道中间的过程要快些，防止熔池外形凸起产生焊瘤。图2-40 盖面焊焊接运条法（3）焊条摆动频率应比平焊稍快些，前进速度要一致，使每个新熔池均匀覆盖前一个熔池的2/3～3/4，以获得薄而细腻的焊缝波纹。（4）更换焊条前收弧时，应对熔池填些熔滴，迅速更换焊条后，再在弧坑上方10mm左右的填充层焊缝金属上引弧，并拉至原弧坑处填满弧坑后，继续施焊。

9）清理工件，整理现场

操作同前。

10）检测产品质量

对产品质量的检测评分标准详见表2-9。表2-9 V形坡口对接立焊评分标准

2.4 学习任务4：对接横焊钢板

横焊是在竖直面上焊接水平焊缝的一种操作方法。横焊同时具有平焊和立焊的特点。横焊时受重力的作用，焊条熔化形成的熔滴及熔池中熔化金属容易下淌而产生各种缺陷，因此在焊接时应采用短弧施焊，并用较小的焊接电流和适当的运条方法。【学习方法】

阅读本节内容，理解和记住操作方法和要领，再按照操作方法去训练，在训练过程中不断加深理解，逐步形成技能，并在实践中不断提高。

2.4.1 I形坡口的对接横焊

1）焊前准备

I形坡口的对接横焊的焊前准备见表2-3。

2）装配、定位焊

始焊端间隙为1mm，终焊端为2mm，定位焊缝长10～15mm，反向变形角为1°，与I形坡口的对接平焊、立焊相同。

3）焊接参数

焊接层数为1层，焊条直径为3.2mm，焊接电流为95～115A，焊接速度为100～120mm/min。

4）焊接过程

将装配好的试板安装在架子上，如图2-41所示。采用直线运条法。图2-41 I形坡口对接横焊试件安装在支架上

在始端前10～15mm处引弧，当电弧引燃后，拉高电弧，返回到始焊端，压低电弧，稍做停留，并做小幅上下移动，等熔池大小符合焊缝所要求的尺寸后，再沿焊接方向施焊，保持弧长一定，沿焊接方向做不摆动的直线运条。焊条向下倾斜，与水平面成75°～80°角，如图2-42所示，使电弧吹力托住熔化的金属，防止下淌。由于电弧不需横向摆动，电弧较稳定，可以获得较大的熔深。通常是一次焊接成形，所以施焊时电弧要尽量短一些，手法要平稳，焊接速度要均匀，保持熔池的形状为椭圆形并保持大小一致，这样才能使焊缝成形良好（如图2-43所示）。当焊到试板的末端时，用断弧法填满弧坑、熄弧。图2-42 I形坡口对接横焊焊条的角度图2-43 I形坡口对接横焊较良好的焊缝

5）焊接质量检验

焊缝余高应在0～4mm内，余高差小于等于3mm，焊缝宽度4～6mm，焊缝宽度差小于或等于2mm。咬边深度小于0.5mm，咬边总长度小于30mm。

2.4.2 V形坡口的对接横焊

1）读懂加工工件图样

本训练任务的加工图如图2-44所示，读懂对加工工件的基本要求。图2-44 V形坡口对接横焊焊件图

2）准备工作

V形坡口对接横焊的操作准备工作详见表2-10。表2-10 V形坡口对接横焊的操作准备工作

3）工件装配、定位焊

装配间隙为始焊端3.2，终焊端4.0mm，反变形角度为3°左右，错边量小于或等于1mm。

4）确定焊接工艺参数

12mm钢板V形坡口对接横焊分为4层焊道，第1层为打底焊，第2层（只含第2条焊道）、第3层（含第3、4条焊道）为填充焊，第4层（含第5、6、7条焊道）为盖面焊，如图2-45所示。图2-45 12mm钢板V形坡口对接横焊的焊道

V形坡口对接横焊工艺参数见表2-11。表2-11 V形坡口对接横焊工艺参数

技术要领：焊接工艺参数主要根据焊件厚度、接头形式、焊缝位置来定。打底层焊缝宜采用小直径焊条。

5）打底焊

对接横焊的焊条角度如图2-46所示，使焊接电弧总是顶着熔池，防止熔池下淌和熔渣超越电弧，形成夹渣。采用断弧法焊接。图2-46 对接横焊的焊条角度

横焊时由于熔渣极易下淌，严重影响坡口下侧的熔合，同时由于坡口上侧熔化的钝边迅速下坠，从而产生正和背面焊缝的咬边和内凹。因此控制上侧坡口熔化后下坠，保护下侧坡口金属熔合良好，是对接横焊单面焊双面成形的主要难点。所以横焊的电流选择应大于平焊和立焊。

打底焊时，首先要在定位焊缝前引弧，随后将电弧拉到焊缝的中心部位预热。当坡口钝边即将熔化时，将熔滴送至坡口根部，并压一下电弧，使熔滴熔化的部分定位焊缝和坡口钝边熔合成第1图2-47 钢板V形坡口对接横焊个熔池。当听到背面有电弧击穿的声音时，立即熄弧，这时已形成明显的熔孔。当第一个熔池变为暗红色时，立即在熔池中心的a点处重新引弧，然后将电弧移到与第一个熔池相连接的两坡口根部中心的b点，稍做停留，当听到击穿坡口根部、发出“噗”的声音时将电弧移至c点，灭弧。c点处于a、b两点之间的下方，如图2-47所示。在c点灭弧，可以增加熔池的温度，减缓熔池冷却速度，防止原先电弧在a点燃烧时已产生熔化金属下坠到下坡口，造成未熔合或成形不良。在以后的焊接中，始终按照a→b→c的轨迹施焊，接头时，在原熔池后面10～15mm处引弧，焊至接头处稍拉长弧，借助电弧吹力和热量重新击穿钝边，然后压下电弧并稍做停顿，形成新的熔池后再转入正常焊接。

6）填充焊

填充层各焊道的焊接为多层多道焊，每个焊道均采用直线形或直线往复运条。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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