第五节引弧、平敷焊操作训练

第五节　引弧、平敷焊操作训练

训练目标及技能要求

①能够正确调整、使用焊接设备及工具；

②掌握焊接工艺参数的选择原则；

③掌握焊条电弧焊的引弧操作和运条的基本方法；

④能够进行焊缝的起头、收尾、接头；

⑤能够在钢板上进行平敷焊，焊缝的高度和宽度能符合要求，焊缝表面均匀，无缺陷；

⑥能够使用焊缝检测尺测量焊缝尺寸。

学习过程

一、基础知识介绍

1.平敷焊的特点

平敷焊是焊件处于水平位置时，在焊件上堆敷焊道的一种操作方法。它是手工电弧焊其他位置焊接操作的基础，是在选定焊接工艺参数和操作方法的基础上，利用电弧电压、焊接速度，达到控制熔池温度、熔池形状来完成焊接焊缝的方法。

2.基本操作姿势

焊接基本操作姿势有蹲姿、坐姿、站姿，如图2－11所示。

图2－11　焊接基本操作姿势

焊钳与焊条的夹角如图2－12所示。

图2－12　焊钳与焊条的夹角

焊钳的握法如图2－13所示。

面罩的握法为左手握面罩，自然上提至内护目镜框与眼平行，向脸部靠近，面罩与鼻尖距离10～20mm即可。

图2－13　焊钳的握法

二、实习操作练习

1.焊前准备

（1）试件准备：Q235。

（2）试件尺寸：300mm×200mm×6mm。

（3）焊接材料：焊条牌号E4303（结422）、E4315（结427）或E5015（结507），其中E4303型焊条适用于交、直流焊机，而E5015型焊条只适用于直流焊机。

E4303酸性焊条烘75～150℃，恒温1～2h；E4315和E5015碱性焊条烘350～400℃，恒温2h，随用随取。焊条直径为3.2mm、4.0mm。

（4）焊接设备：图2－14为BX1－330型弧焊变压器交流弧焊变压器，其输出的焊接电流为交流电。它具有结构简单、制造方便、成本低廉、使用可靠和维修方便等优点，因而应用普遍，为焊接低碳钢焊件最常用的焊接设备。

图2－14　交流弧焊变压器

图2－15所示为ZX5－400型弧焊整流器外形图。该整流器为晶闸管式弧焊整流器，额定焊接电流为400A。弧焊整流器具有噪声小、空载损耗小、成本低、制造和维修容易等优点，其应用已日趋普及。

（5）焊接工具及防护用品。

图2－15　ZX5－400型弧焊整流器

①焊接电缆。焊接电缆用以实现焊钳、焊件对焊接电源的连接，以传导焊接电流。电缆外表应有良好的绝缘层，不允许导线裸露。外皮如有破损，应用绝缘胶布包好，以防破损处引起短路和发生触电等事故。

②焊钳。焊钳是夹持焊条并传导电流以进行焊接的工具，见图2－16。焊钳必须严格绝缘。

图2－16　焊钳外形

③面罩。面罩是防止焊接时的飞溅、弧光及其他辐射对焊工面部和颈部损伤的一种遮盖工具，有手持式和头盔式两种，见图2－17。

图2－17　面罩

④其他辅助器具。常用的辅助器具有敲渣锤（清除焊渣用的尖锤）、扁錾、钢丝刷等，用于清除焊件上的铁锈和熔渣。其他还有焊工手套、护脚等劳动保护用品。

2.引弧

手工电弧焊施焊时，使焊条引燃焊接电弧的过程，称为引弧。常用的引弧方法有划擦法、直击法两种。

（1）划擦法。优点：易掌握，不受焊条端部清洁情况（有无熔渣）限制；缺点：操作不熟练时，易损伤焊件。

操作要领：类似划火柴。先将焊条端部对准焊缝，然后将手腕扭转，使焊条在焊件表面上轻轻划擦。划的长度以20～30mm为佳，以减少对工件表面的损伤。然后将手腕扭平后迅速将焊条提起，使弧长约为所用焊条外径的1.5倍，预热（即停留片刻），其弧长不变，预热后将电弧压短至与所用焊条直径相符。在始焊点作适量横向摆动，且在起焊处稳弧（即稍停片刻）以形成熔池后进行正常焊接，如图2－18（a）所示。

（2）直击法。优点：直击法是一种理想的引弧方法，适用于各种位置引弧，不易碰伤工件。缺点：受焊条端部清洁情况限制，用力过猛时药皮易大块脱落，造成暂时性偏吹，操作不熟练时易粘于工件表面。

图2－18　引弧方法

操作要领：焊条垂直于焊件，使焊条末端对准焊缝，然后将手腕下弯，使焊条轻碰焊件；引燃后，手腕放平，迅速将焊条提起，使弧长约为焊条外径1.5倍，稍“预热”后，压低电弧，使弧长与焊条内径相等，且使焊条横向摆动，待形成熔池后向前移动，如图2－18（b）所示。

影响电弧顺利引燃的因素有：工件清洁度、焊接电流、焊条质量、焊条酸碱性、操作方法等。

（3）引弧注意事项：

①注意清理工件表面，以免影响引弧及焊缝质量。

②引弧前应尽量使焊条端部焊芯裸露，若不裸露可用锉刀轻锉，或轻击地面。

③焊条与焊件接触后提起时间应适当。

④引弧时，若焊条与工件出现粘连，应迅速使焊钳脱离焊条，以免烧损弧焊电源，待焊条冷却后，用手将焊条拿下。

⑤引弧前应夹持好焊条，然后使用正确操作方法进行焊接。

⑥初学引弧，要注意防止电弧光灼伤眼睛。对刚焊完的焊件和焊条头不要用手触摸，也不要乱丢，以免烫伤和引起火灾。

3.运条方法

焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。在正常焊接时，焊条一般有三个基本运动相互配合，即沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移动、焊条横向摆动（平敷焊练习时焊条可不摆动），如图2－19所示。

图2－19　焊条角度与应用

（1）焊条的送进。沿焊条的中心线向熔池送进，主要用来维持所要求的电弧长度和向熔池添加填充金属。焊条送进的速度应与焊条熔化速度相适应，如果焊条送进速度比焊条熔化速度慢，电弧长度会增加；反之，如果焊条送进速度太快，则电弧长度迅速缩短，使焊条与焊件接触，造成短路，从而影响焊接过程的顺利进行。

长弧焊接时所得焊缝质量较差，因为电弧易左右飘移，使电弧不稳定，电弧的热量散失，焊缝熔深变浅，又因空气侵入易产生气孔，所以在焊接时应选用短弧。

（2）焊条纵向移动。焊条沿焊接方向移动，目的是控制焊道成形，若焊条移动速度太慢，则焊道会过高、过宽，外形不整齐，焊接薄板时甚至会发生烧穿等缺陷，如图2－20（a）所示。若焊条移动太快，则焊条和焊件熔化不均造成焊道较窄，甚至发生未焊透等缺陷，如图2－20（b）所示。只有速度适中时才能焊成表面平整、焊波细致而均匀的焊缝，如图2－20（c）所示。焊条沿焊接方向移动的速度由焊接电流、焊条直径、焊件厚度、装配间隙、焊缝位置以及接头型式来决定。

图2－20　焊条沿焊接方向移动

（3）焊条横向摆动。焊条横向摆动，主要是为了获得一定宽度的焊缝和焊道，也是对焊件输入足够的热量，并排渣、排气等。其摆动范围与焊件厚度、坡口形式、焊接层数和焊条直径有关。摆动的范围越宽，则得到的焊缝宽度也越大。

为了控制好熔池温度，使焊缝具有一定宽度和高度及良好的熔合边缘，对焊条的摆动可采用多种方法。图2－21为常用几种焊条横向摆动的形式。

图2－21　常用几种焊条横向摆动形式

（4）焊条角度。焊接时工件表面与焊条所形成的夹角称为焊条角度。焊条角度的选择应根据焊接位置、焊件厚度、工作环境、熔池温度等来选择，如图2－22所示。

（5）运条时几个关键动作及作用。

①焊条角度。掌握好焊条角度是为控制铁水与熔渣很好地分离，防止熔渣超前现象和控制一定的熔深。立焊、横焊、仰焊时，还有防止铁水下坠的作用。

②横向摆动动作。作用是保证两侧坡口根部与每个焊波之间相互很好地熔合及获得适量的焊缝熔深与熔宽。

图2－22　焊条角度

③稳弧动作（电弧在某处稍加停留之意）。作用是保证坡口根部很好熔合，增加熔合面积。

④直线动作。保证焊缝直线敷焊，并通过变化直线速度控制每道焊缝的横截面积。

⑤焊条送进动作。主要是控制弧长，添加焊缝填充金属。

（6）运条时注意事项。

①焊条运至焊缝两侧时应稍作停顿，并压低电弧。

②三个动作运行时要有规律，应根据焊接位置、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掌握。

③对于碱性焊条应选用较短电弧进行操作。

④焊条在向前移动时，应达到匀速运动，不能时快时慢。

⑤运条方法的选择应根据实际情况确定。

5.接头技术

（1）焊缝的连接方式。手工电弧焊时，由于受到焊条长度的限制或操作姿势的变化，不可能一根焊条完成一条焊缝，因而出现了焊道前后两段的连接。焊缝连接一般有以下几种方式。

①后焊焊缝的起头与先焊焊缝结尾相接，如图2－23（a）所示。

②后焊焊缝的起头与先焊焊缝起头相接，如图2－23（b）所示。

③后焊焊缝的结尾与先焊焊缝结尾相接，如图2－23（c）所示。

④后焊焊缝结尾与先焊焊缝起头相接，如图2－23（d）所示。

图2－23　焊缝接头的3种情况

（2）焊缝连接注意事项。

①接头时引弧应在弧坑前10mm任何一个待焊面上进行，然后迅速移至弧坑处划圈进行正常焊。

②接头时应对前一道焊缝端部进行认真地清理，必要时可对接头处进行修整，这样有利于保证接头的质量。

6.焊缝的收尾

焊接时电弧中断和焊接结束，都会产生弧坑，常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等现象。为了克服弧坑缺陷，就必须采用正确的收尾方法，一般常用的收尾方法有三种。

（1）划圈收尾法。焊条移至焊缝终点时，作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧。此法适用于厚板收尾，如图2－24（a）所示。

（2）反复断弧收尾法。焊条移至焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧，引弧数次，直到填满弧坑为止。此法一般适用于薄板和大电流焊接，不适应碱性焊条，如图2－24（b）所示。

（3）回焊收尾法。焊条移至焊缝收尾处即停住，并改变焊条角度回焊一小段。此法适用于碱性焊条，如图2－24（c）所示。

收尾方法的选用还应根据实际情况来确定，可单项使用，也可多项结合使用。无论选用何种方法都必须将弧坑填满，达到无缺陷为止。

图2－24　焊缝的收尾方法

7.调试焊接电流

（1）看飞溅。电流过大时，电弧吹力大，可看到较大颗粒的铁水向熔池外飞溅，焊接时爆裂声大；电流过小时，电弧吹力小，熔渣和铁水不易分清。

（2）看焊缝成形。电流过大时，熔深大，焊缝余高低，两侧易产生咬边；电流过小时，焊缝窄而高，熔深浅，且两侧与母材金属熔合不好；电流适中时焊缝两侧与母材金属熔合得很好，呈圆滑过渡。

（3）看焊条熔化状况。电流过大时，当焊条熔化了大半截时，其余部分均已发红；电流过小时，电弧燃烧不稳定，焊条易粘在焊件上。

8.注意事项

①焊接时要注意对熔池的观察，熔池的亮度反映熔池的温度，熔池的大小反映焊缝的宽窄；注意对熔渣和熔化金属的分辨。

②焊缝的起头、运条、连接和收尾的方法要正确。

③正确使用焊接设备，调节焊接电流。

④焊接的起头和连接处基本平滑，无局部过高、过宽现象，收尾处无缺陷。

⑤焊波均匀，无任何焊缝缺陷。

⑥焊后焊件无引弧痕迹。

⑦训练时注意安全，焊后焊件及焊条头应妥善保管或放好，以免烫伤。

⑧为了延长弧焊电源的使用寿命，调节焊接电流时应在空载状态下进行，调节极性时应在焊接电源未闭合状态下进行。

⑨在实习场所周围应设置有灭火器材。

⑩操作时必须穿戴好工作服、脚套和手套等防护用品。

必须戴防护遮光面罩，以防电弧灼伤眼睛。

弧焊电源外壳必须有良好的接地或接零，焊钳绝缘手柄必须完整无缺。