手工电弧焊基本操作

一、引弧

焊接开始首先要引弧，引弧时必须将焊条末端与焊件表面接触形成短路，然后迅速将焊条向上提起3mm~4mm的距离，此时电弧即引燃。引弧有两种方法:直提法和划擦法，如图5-1所示。

直击法引弧是将焊条垂直地接触焊件表面，当形成短路后，立即将焊条提起。划擦法引弧与擦火柴相似,将焊条在焊件表面上划动一下，即可引燃电弧。

划擦法引弧较容易掌握，但这种方法使用不当,会损坏焊件表面。直提法较难掌握，一般容易发生电弧熄灭或产生短路现象，这是由于没有掌握好焊条离开焊件时的速度和保持一定距离而引起的。若动作太快而焊条又提得太高，就不能引燃电弧或电弧只燃烧一瞬间就熄灭。相反动作太慢就可能使焊条与焊件粘在一起，造成焊接回路短路。所以引弧时，手腕动作必须灵活和准确，而且要注意引弧起始点的选择，当采用碱性焊条引弧时,一般起始点选在离焊缝起点(沿焊接方向)8mm~10mm处比较好,待电弧引燃后，再引向焊缝起点填满弧坑，然后，继续朝焊接方向焊接。这样可避免在焊缝起始点产生气孔，并因再次熔化而将已产生的气孔消除。

引弧时,若产生焊条和焊件粘在一起而形成短路时，只要将焊条左右摇动就可脱离焊件，若还未脱离，则可将焊钳放松,切断焊接回路，待稍冷却后再拆下焊条。应该指出，引弧时焊条粘住焊件的时间若过长，会因过大的短路电流烧坏电焊机，对整流式电焊机会击穿整流器，所以要特别注意。

二、运条

电弧引燃后,正确选用运条的方法，可提高对焊接质量，尤其在初学时更应注意送条方法。

1.焊条的移动

电弧引燃后,焊条末端要有3个基本动作，如图5-2所示。

（1）沿焊条中心线向熔池送进  此动作用来维持焊条熔化后，继续保持一定的电弧长度。焊条的送进速度应与培化速度基本相同，否则会发生断弧或焊条粘在焊件上的现象。电弧长度通常为2mm~4mm,—般碱性焊条较酸性焊条要短些。

（2）焊条沿焊接方向移动  此动作用来形成焊缝,其速度对焊缝质量有很大影响,若焊条移动速度太慢，则焊缝会过高、过宽，外形不整齐，焊接薄板时，甚至会发生焊穿等缺陷。若焊条移动速度太快,则焊条和焊件熔化不够，造成焊缝较窄，甚至会发生未焊透等缺陷。所以焊条沿焊拉方向移动的速度，由焊接电流、焊条直径以及焊缝形式来决定。

（3）焊条的横向摆动  此动作是为了获得较宽的焊缝,其摆动范围根据焊缝宽度与焊条直径来决定。横向摆动力求均匀一致，以获得同样宽度的整齐焊缝。

2.运条方法

上述3个动作组成焊条有规则的运动，焊工可以根据焊缝位置、焊接接头形式、焊条直径与性能、焊接电流大小以及技术熟练程度等因素来选用各种运条方法，常见运条方法如图5-3所示。

（1）直线形运条法  用此法焊接时，保持一定的电弧长度，并沿焊接方向作不摆动的前移(图5-3a)。由于焊条不摆动，电弧较稳定，所以能获得较大的熔深，但焊缝宽度较窄。一般用于不开坡口的对接平焊、多层焊的第1层焊缝和多层多道焊。

（2）往复直线形运条法  此法是使焊条末端沿缝方向做来回直线形摆动(图5-3(b)),其特点是焊接速度快、焊缝窄、散热快，所以适用于薄板和接头间隙较大的多层焊的第1层焊缝的焊接。

（3）锯齿形运条法  此法是将焊条末端做锯齿形连续摆动而向前移动。并在焊缝两侧稍停片刻以防止产生咬边(图5-3(c))。摆动是为了控制熔化金属的流动性和必要的焊缝宽度，以获得较好的焊缝质量。这种方法多用于较厚钢板的焊接，如平、仰和立沓的对接焊缝以及填角焊缝等。由于这种方法操作容易，所以在实际生产中应用较广。

（4）月牙形运条法  此法是将焊条末端沿焊接方向做月牙形的左右摆动(图5-3(d))。摆动的速度要根据焊缝的位置、形式和焊接电流大小来决定。同时要在焊缝两侧边做片刻的停留，以保证焊缝两侧有足够的熔深，并防止产生咬边。其应用范围基本上同于锯齿形运条法，但它的焊缝增强贵较高些。

（5）三角形运条法  此法是将焊条末端做连续三角形运动并不断向前移动。根据其应用范围的不同,可分为正三角形运条(图5-3(e))和斜三角形运条(图5-3(f))两种方法。正三角形运条法适用于开有坡口的立焊和填角立焊。其特点是一次能焊成较厚的焊缝截面。斜H角形运条法适用于平、仰位置的填角焊缝和横向位置的坡口焊缠其特点是能够借焊条的运条动作来控制熔化金属,使焊缝成形良好。上述两种运条方法在实际应用时,应根据焊缝的具体情况选定。不过立焊时在三角形折角处要稍做停留。

（6）环形运条法 此法是将焊条末端连续做环形运动并不断前移。它可分为正环形和斜环形两种方法（图5-3（g）、（h））。正环形运条只适用于焊接较厚焊件的平焊。斜环形运条适用于平、仰位置的填角焊和横焊,主要是控制熔化金属不下淌，有助于焊缝成形。

3.焊缝的起头、结尾及连接工艺

1）焊缝的起头

焊缝的起头是指刚开始焊接部分的焊缝。在一般情况下，这部分焊缝略高些，原因是焊件在未焊前温度较低，而引弧后又不能迅速使这部分金属温度升高,所以起头部分的焊缝熔深较浅。避免方法是在引弧后先将电弧稍为拉长些，或离焊接起点10mm左右处引弧至一定时间再引向起头,这样对焊件进行必要的预热，然后缩短电弧长度进行正常的焊接。

2）焊缝的结尾

焊缝的结尾是指一条焊缝焊完后如何收弧。焊接结束时，若立即拉断电弧,则会形成低于焊件表面的弧坑，过深的弧坑使焊缝结尾处强度减弱,并容易产生应力集中而形成裂缝。所以在焊缝的结尾处不允许有较深的弧坑存在。避免方法是在焊接结束时,停止焊条沿焊接方向的移动，稍停片刻慢慢地拉断电弧，也可回焊一小段后收弧,但当用大电流或焊接薄板时，不宜采用这种方法,应在结尾处做瞬时断续引弧和收弧,直至弧坑填满为止。

3）焊缝的连接

由于受焊条长度的限制,焊接是断续进行的。为了保证焊缝的连接，就要使后面所得的焊缝与前面所焊的焊缝相连接，这个连接处称为焊缝的接头连接。

焊缝的接头连接形式可分为4种，如图5-4所示。

图5-4中的4种焊缝的接头连接方法在生产中均被采用。在实践中，接头处往往容易产生焊缝过高、脱节或宽窄不一致等缺陷。当采用第1种和第4种连接时,可在各焊缝的起头或结尾（弧坑）的未焊处引弧，引弧后电弧拉长一些，使接头处得到必要的预热，同时也可借此机会看淸弧坑来调整焊条的正确位置，再回到弧坑处稍停片刻后，即将电弧缩短到适当的长度继续进行焊接（图5-5）。接头连接时应特别注意起弧与结尾要保持同样的焊缝高度和宽度。为保证焊缝质量,要求电弧中断时间越短越好,则要尽快地更换焊条。

当采用第2种和第3种连接时，应注意当焊条焊到前焊缝的起头和结尾处时，即将电弧略微拉长一些，然后继续向前焊接一定的距离（10mm-20mm），使接头处有良好的焊透后，再逐渐拉长电弧而使其想灭。

三、焊接规范的选择及焊条外观检査

1.焊接规范的选择

手工电弧焊的焊接规范主要包括焊条直径、焊接电流、电弧电压及焊接速度等。

1）焊条直径的选择

焊条直径对焊接质量和生产率的影响很大。所以为了提高生产率，应尽量选用较大直径的焊条。但用过粗的焊条，会造成未焊透或焊缝成形不良的现象；用过细的焊条则生产率低。所以必须正确选择焊条的直径。

焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、焊接接头形式、焊缝位置以及焊接层次等因素。

厚度较大的焊件，应选用较大直径的焊条,搭接和T字接头焊缝用的焊条直径也可大些。焊接平焊缝用的焊条直径也可大些（最大为6mm）。立焊的焊条直径最大不超过5mm,仰焊、横焊最大焊条直径不超过4mm。这是为了形成较小的熔池，减少熔化金属的下淌及便于操作。

在进行多层焊时，为了防止产生未焊透的缺陷,在焊第1层焊缝时,应采用直径为3.2mm-4mm的焊条，以后各层则根据焊件厚度，选用较大直径的焊条。

在一般情况下，根据焊件厚度选定焊条直径的数据如表5-1所列。

2）焊接电流的选择

焊接电流的大小对焊接质量和生产率有较大影响。电流过小，电弧不稳定，会造成未焊透和夹渣等缺陷，而且生产率低；电流过大，则焊缝容易产生咬边和焊穿等缺陷，同时增加了金属飞溅,则焊接电流要适当。

焊接电流的大小主要根据焊条类型、焊条长度、焊件厚度、焊接接头形式、焊缝位置以及焊接层次等因素来决定。但主要是焊条直径和焊缝位置。在使用一般碳钢焊条时，焊条直径与焊接电流大小的关系式为I=(35~55)d

式中I——焊接电流（A）

d一—焊条长度（mm）。

根据上述计算出的焊接电流，只是一个大概的参考数值，在实际使用时，还应该根据具体情况灵活掌握。

当其他焊接参数不变，增加焊接电流时，焊缝厚度和余高都会增加，而焊缝宽度几乎不变或略有增加，如图5-6所示。若焊接电流过大，有时可能出现焊漏或焊瘤缺陷。当焊接电流小时,焊缝厚度还会减小，焊接熔透变差。

另外焊缝位置不同，如焊接平焊缝时，由于运条和控制熔池中的熔化金属都比较容易，则可选用较大的电流进行焊接。但在其他位置焊接时，为了避免培化金属从培池中流出，要使熔池的面积尽可能小些，通常立焊时选用的电流比平焊时减少10%-15%;而仰焊时要减少15%~20%0

总之焊接电流的选择，要求在保证质贵的前提下尽量大些，以提高生产率。

3)电弧电压的选择

电弧电压也即工作电压，由电弧长度来决定。电弧长，则电弧电压离；电弧短，则电弧电压低。在焊接过程中,要求电弧不宜过长,否则会出现电弧燃烧不稳定，增加金属飞溅,减少熔深以及产生咬边等缺陷，而且还会由于空气中氧、氮的侵入而使焊缝产生气孔。所以在焊接时力求使用短电弧，一般要求弧长不超过焊条直径。

当其他焊接参数不变，增大电弧电压时，焊缝宽度明显增加，而焊缝厚度和余高则略有减小，如图5-7所示。

4）焊接速度的选择

焊接速度就是焊条沿焊接方向移动的速度，它直接影响焊接生产率。为获得最大的焊接速度,应该在保证质量的前提下，采用较大的焊条直径和焊接电流。同时还应根据具体情况适当调整焊接速度，以保证焊缝的高低和宽窄的一致性。

当其他焊接参数不改变，增大焊接速度时，由于在单位长度上输入热量的时间变短了，输入的热量减少，导致焊缝的宽度和厚度下降，如图5-8所示。

5）其他焊接参数的影响

焊条电弧焊时，电源的极性、焊条的倾斜角大小、焊条的直径、上坡焊条电弧焊还是下坡焊条电弧焊、焊条药皮类刮等都会对焊缝形状质量有一定的影响。

埋弧焊时，焊剂的粒度大小、上坡焊还是下坡焊、焊丝直径、焊丝类别、电源极性等；气体保护焊时，保护气体的成分、熔滴过渡形式、焊丝直径和电源极性等都会影响焊缝形状。

2.焊缝外观质量

1)对接焊缝的外观质量要求

（1）在焊缝全长上的焊缝宽度均匀一致，余高平整均匀，焊条电弧焊平焊的余高为Omm〜3mm。

（2）焊缝表面不允许有气孔和裂纹。

（3）焊缝表面焊坡均匀,焊缝两侧咬边深度小于0.5mm,咬边总长不超过设计要求。

（4）焊缝接头处不应有明显的凹凸现象，焊缝表面无明显的焊瘤。

（5）多层多道焊缝焊接时，每道焊缝表面的焊波应保持均匀。

（6）焊缝的不直度要在规定的范围内。

2)角焊缝外观质量要求

（1）焊脚尺寸大小均匀一致，无焊缝边缘边线不齐的现象。

（2）焊脚对尺寸应满足设计要求，无明显的凹陷。

（3）有密封性要求角焊缝表面不允许存在气孔。

（4)角焊缝的咬边深度小于0.5mm,咬边长度应在设计要求之内。

（5）角焊缝表面不允许出现裂纹。

（6）三角焊焊缝表面不应有明显的焊瘤。

（7）多层多道时焊缝重叠应平整均匀。

（8）角焊缝两侧无飞溅的残留。

满足焊缝外观质量的要求的前提是，要选择合适的焊接参数，同时还要在焊接前仔细清除焊件坡口表面的铁锈、油污，水分以减少焊缝产生气孔夹渣裂纹的倾向。

3. 手工电弧焊适用的焊接规范

手工电弧焊的焊接规范，如表5-2所列。