手工電弧焊工藝要點及相關問題

王江龍

【摘 要】近幾年來，我國的科學技術水平不斷提高，橋梁，造船等一系列以鋼結構為基礎的制造行業不斷興起。鋼結構是橋梁和造船過程中的重要元件，但是，鋼結構質量的好壞則要取決于電弧焊技術，因此電弧焊技術工藝對制造行業的發展有至關重要的作用。為了保證相關行業的進步，工作人員對手工電弧焊相關知識有一個全面系統的了解顯得尤為重要，本文主要針對手工電弧焊的工藝參數選擇以及其中的相關問題進行了分析探討。

【關鍵詞】手工電弧焊工藝；參數選擇及相關問題分析

一、引言

電弧焊是一種非常普遍的焊接方法，其操作靈活簡單，具有很強的實用性，因此被廣泛應用。手工電弧焊被應用于各個行業，包括管道安裝、金屬焊接等。手工電弧焊有自己的獨特性，焊接過程會使用到電焊機、電焊鉗、焊接電纜，電焊條等，而且焊接的空載電壓比安全電壓高，在60-90V之間，因此，在電弧焊的使用過程中，我們需要對可能出現的相關問題加以重視。

二、手工電弧焊工藝簡介

在焊接的操作過程中，手工電弧焊會需要其他相關設備的配合使用，才能夠完成工作，主要包括焊接電源和焊接電纜、焊鉗等其他輔助工具。在工程焊接過程中，不同工程中使用的手工電弧焊機的種類也不相同，但總共分為三大類：直流弧焊發電機、交流弧焊變壓器、弧焊整流器。如果用交流電的形式進行焊接，就會出現陰陽兩極，焊條和母材會分別在陰陽兩極交替出現。陰陽兩極在工作時會出現大量的熱，就會使得焊條與木材在不同溫度下相互融合。在實際的焊接過程中，藥皮在高溫下進行熔融的過程中，可以生成很多氣體，這些氣體得作用是保護焊件，因為氣體在不斷擴散，因此會充滿電弧和熔池，進而可以阻斷焊件空氣接觸。熔渣在焊接時也是經常出現的物體，其能夠與金屬和起保護作用的氣體發生復雜的物理和化學反應，可以進一步加強焊縫之間的銜接，提高焊縫質量。

手工電弧焊當前獲得了廣泛的應用，主要原因在于它有諸多優點，包括以下幾點：首先是操作靈活，不容易受到操作環境因素的限制。無論焊接位置在哪，只要是焊條能夠接觸的位置，就能夠通過手工電焊來實現操作；其次，對接頭的要求較低，手工電弧焊的進行是依靠工作人員手工完成的，技術人員能夠根據焊縫的實際情況，對焊接的位置、運條手勢等內容進行調整，從而方便對手工電弧焊的工藝參數加以修正，保證焊接質量；最后是能夠用于手工電弧焊的材料種類較多，不僅包括低合金結構鋼以及低碳鋼，同時還包括高合金不銹鋼、耐熱鋼以及有色金屬等不同材料，焊接材料種類的豐富體現出了手工電弧焊的優勢，尤其是在壓力容器的焊接過程中，例如在焊接鍋爐時，對于設備中附件、支座等的焊接與補強一般都是采取手工電弧焊的方式進行。同時我們還可以利用手工電弧焊中的堆焊技術，生產具有耐腐蝕或者耐磨等性能的金屬表面層。但是因為手工電弧焊在生產效率、勞動強度等方面也存在一定劣勢，需要結合實際情況針對性的使用該技術。

三、手工電弧焊的工藝要點

（一）焊接層數

被焊物體的厚度是焊接層數的決定性因素。越厚的焊接物體其焊接層數越多。以尋常鋼和低碳鋼的焊接工作為例，在焊接時要嚴謹認真，對其厚度進行控制，進行多層次焊接，使被焊物體有更高的完整性，進而保證其焊接質量。通常將3.0mm-4.5mm的焊縫高度作為辨別焊接質量好壞的標準，焊層與焊條直徑的關系也會影響焊接工藝的好壞，影響焊接效率。

（二）焊條直徑

（1）焊件的厚度。一般來說，手工電弧焊焊條直徑在選擇上可以以下面的數據信息作為參照標準：

（2）焊縫位置。在板厚相同的條件下，焊接平焊縫用的焊條直徑應比其他位置的大一些，立焊最大直徑不超過5mm，仰焊、橫焊最大直徑不超過4mm。

（3）焊接層次。為了防止根部焊不透，對多層焊的第一層焊道，應采用直徑較小的焊條進行焊接，以后各層可以根據焊件厚度，選用較大直徑的焊條。

（4）接頭形式。搭接接頭、T形接頭因不存在全焊透問題，所以應選用較大的焊條直徑以提高生產率。

（三）焊接的電流

焊接時，流經焊接回路的電流稱為焊接電流，焊接電流的大小直接影響焊接質量和焊接生產率。

（1）焊條直徑。焊條直徑越大，熔化焊條所需要的電弧熱量越多， 焊接電流也越大。

Ih=（35～55）d

式中 Ih—焊接電流（A）；

d—焊條直徑（mm）。

（2）焊縫位置。在相同焊條直徑的條件下，焊接平焊縫時，由于運條和控制熔池中的熔化金屬都比較容易，因此可以選擇較大的電流進行焊接。但在其他位置焊接時，為了避免熔化金屬從熔池中流出，要使熔池盡可能小些，通常，立焊、橫焊的焊接電流比平焊的焊接電流小10%～ 15%，仰焊的焊接電流比平焊的焊接電流小15%～20%。

（3）焊條類型。當其他條件相同時，堿性焊條使用的焊接電流應比酸性焊條小10%～15%，否則焊縫中易形成氣孔。不銹鋼焊條使用的焊接電流應比碳鋼焊條小15%～20%。

（4）焊接層次。焊接打底層，特別是單面焊雙面成形時，為保證背面焊縫質量，常使用較小的焊接電流；焊接填充層時，為提高效率，保證熔合良好，常使用較大的焊接電流；焊接蓋面層時，為防止咬邊和保證焊縫成形，使用的焊接電流應比焊接填充層稍小些

（四）焊接速度

單位時間內完成的焊縫長度稱為焊接速度，焊接速度應該均勻、適當，既要保證焊透又要保證不燒穿，同時還要使焊縫寬度和高度符合圖樣設計要求。

焊接速度直接影響焊接生產率，所以，應該在保證焊縫質量的基礎上，采用較大的焊條直徑和焊接電流，同時根據具體情況適當加快焊接速度，以保證在獲得焊縫的高低和寬窄一致的條件下，提高焊接生產率。

四、手工電弧操作要點

（一）焊接角度

在手工電弧焊的操作過程中，明確了焊條的縱向軸線與熔池正中線的位置關系，要求二者為垂直關系，對于焊條的傾斜方向雖然未進行嚴格規定，但是焊條與基準線之間的角度要隨著焊縫高度和焊縫位置做相應的調整，對焊接角度進行把控，能夠優化焊接的外觀美觀性，同時保證焊接的嚴密性。

（二）電弧長度。影響手工電弧焊長度的因素可以歸納以兩類，即焊條表皮材料與焊芯直徑。一般情況下以焊條直徑為基準，電弧長度小于上述直徑時為短弧，反之為長弧。手工電弧焊操作過程中，電弧拉長時，電弧電壓升高，電弧強度與電弧電壓之間是正相關的，也就是說電弧的長度越長，則咬邊問題或者焊接不徹底的問題就越是容易發生。

（三）焊條擺動模式。焊條來回擺動的中心點即為熔焊點極，而焊條的擺動涉及到焊條的擺動運動的不同模式、擺動停頓的時間以及擺動的速度等相關內容，若是焊接的速度快，則層間溫度的降低速度就會越低，有利于更好的保障焊體熔合的質量。通過焊接的速度可以推算出最佳狀態下焊條擺動的幅度以及速率等內容，為此更好的保障鋼結構焊接位置的美觀程度以及焊接質量。由此可以發現，有效的控制焊條擺動的模式，能夠在保證焊接質量的基礎上提高焊接的效率。

五、結束語

由全文論述的內容，可以看出手工電弧焊在工業生產制造進程中發揮著舉足輕重的作用，其地位也不是可以輕易被取代的。在應用手工電弧焊工藝開展焊接工作時，技術人員應該依據被焊體的實際情況，參照母材厚薄程度，決定應該使用幾層幾道焊接工藝。并且在焊接的整個進程中，應該對施焊角度、電弧長度等物理量進行嚴格監測與把控，從而使焊接質量有所保障。

【參考文獻】

[1]安美齡.機械基礎[M].西安：西安電子科技大學出版社，2017，2.

[2]鞏玉胂.淺談焊接變形[J].科技情報開發與經濟，2018（8）.

[3]韓國明.焊接工藝理論與技術[M].北京：機械工業出版社，2017，3.

[4] 沈根平.主編焊接基本技能實訓. 北京：高等教育出版社. 2016.1.