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1、中职焊接综合实训第三章焊条电弧焊电子课件（高教版）中职焊接综合实训第三章焊条电弧焊电子课件（高教版）本章重点本章重点：焊接材料（焊条）的选择与应用。焊接材料（焊条）的选择与应用。焊条电弧焊工艺。焊条电弧焊工艺。本章难点本章难点：焊条电弧焊工艺参数的确定。焊条电弧焊工艺参数的确定。焊条电弧焊实际操作训练。焊条电弧焊实际操作训练。教学建议教学建议：应注意相关课程焊条电弧焊知识的联系。应注意相关课程焊条电弧焊知识的联系。正确、合理选择焊条是获得合理焊接工艺的前提。正确、合理选择焊条是获得合理焊接工艺的前提。在实际生产条件的规定下进行相应焊接工艺制订的练在实际生产条件的规定下进行相应焊接工艺制订的练习
2、才有较好的效果。习才有较好的效果。第三章第三章 焊条电弧焊焊条电弧焊第一节第一节 焊条电弧焊基础焊条电弧焊基础 一、焊条电弧焊原理及应用一、焊条电弧焊原理及应用 1 1焊接冶金原理焊接冶金原理 焊条电弧焊过程中，液态金属、熔渣、气体间进行着复杂的物理、焊条电弧焊过程中，液态金属、熔渣、气体间进行着复杂的物理、化学反映，这一高温下的相互作用过程称为焊接冶金过程。焊接冶金过化学反映，这一高温下的相互作用过程称为焊接冶金过程。焊接冶金过程有以下特点：程有以下特点：焊接电弧和熔池金属的温度高于一般的冶炼温度，容易造成金焊接电弧和熔池金属的温度高于一般的冶炼温度，容易造成金属元素的蒸发、烧损或形成有害杂
3、质。属元素的蒸发、烧损或形成有害杂质。冶炼过程短，熔池处于液态的时间一般在冶炼过程短，熔池处于液态的时间一般在1010秒钟左右，各种化秒钟左右，各种化学反应来不及达到平衡状态，容易造成许多焊接缺陷。学反应来不及达到平衡状态，容易造成许多焊接缺陷。冶炼条件差，有害气体难免侵入熔池，形成脆性的氧化物、氮冶炼条件差，有害气体难免侵入熔池，形成脆性的氧化物、氮化物和气孔，降低了焊缝金属的力学性能。化物和气孔，降低了焊缝金属的力学性能。在焊接过程中必须对熔池进行机械保护，即利用熔渣、保护气体等在焊接过程中必须对熔池进行机械保护，即利用熔渣、保护气体等机械地把熔池与空气隔开。在焊接过程中必须对熔池进行冶金
4、处理，即机械地把熔池与空气隔开。在焊接过程中必须对熔池进行冶金处理，即向熔池中添加合金元素，以便改善和保证焊缝金属的化学成分和组织。向熔池中添加合金元素，以便改善和保证焊缝金属的化学成分和组织。2 2熔滴过渡熔滴过渡 1 1）熔滴及熔滴过渡）熔滴及熔滴过渡 电弧焊时，在焊条端部形成的，电弧焊时，在焊条端部形成的，并向熔池过渡的液态金属滴即为熔滴。熔滴通过电弧空间向并向熔池过渡的液态金属滴即为熔滴。熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程称为熔滴过渡。熔池转移的过程称为熔滴过渡。2 2）熔滴上的作用力）熔滴上的作用力 重力。平焊时促进熔滴过渡重力。平焊时促进熔滴过渡,立焊和仰焊时，使金属立焊和仰焊时，使
5、金属熔滴偏离电弧轴线方向而阻碍熔滴向熔池过渡。熔滴偏离电弧轴线方向而阻碍熔滴向熔池过渡。表面张力。平焊时表面张力阻碍熔滴向熔池过渡，表面张力。平焊时表面张力阻碍熔滴向熔池过渡，但在仰焊和其他位置焊时表面张力却有利于熔滴向熔池过渡。但在仰焊和其他位置焊时表面张力却有利于熔滴向熔池过渡。电磁收缩力。沿焊条的径向，焊条和熔滴均受到从四电磁收缩力。沿焊条的径向，焊条和熔滴均受到从四周向中心的电磁力周向中心的电磁力,称为电磁收缩力。电磁收缩力的大小与焊称为电磁收缩力。电磁收缩力的大小与焊接电流的大小成正比，焊接电流小，电磁收缩力小，熔滴尺接电流的大小成正比，焊接电流小，电磁收缩力小，熔滴尺寸大，飞溅严重
6、，电弧容易短路且燃烧不稳定。当焊接电流寸大，飞溅严重，电弧容易短路且燃烧不稳定。当焊接电流增大时，电磁收缩力也会加大，熔滴尺寸减小，熔滴过渡时增大时，电磁收缩力也会加大，熔滴尺寸减小，熔滴过渡时方向性强，各种位置焊时熔滴均沿电弧轴线方向向熔池过渡。方向性强，各种位置焊时熔滴均沿电弧轴线方向向熔池过渡。3 3）熔滴过渡的形式）熔滴过渡的形式通常将熔滴过渡分成自由过渡、接触过渡、渣壁过渡三通常将熔滴过渡分成自由过渡、接触过渡、渣壁过渡三种主要形式。种主要形式。自由过渡。熔滴从自由过渡。熔滴从焊条焊条端头脱落，通过电弧空间自由端头脱落，通过电弧空间自由运动运动一段距离后落入熔池的过渡形式称为自由过渡
7、。自由一段距离后落入熔池的过渡形式称为自由过渡。自由过渡又可分为滴状过渡和喷射过渡两种形式。过渡又可分为滴状过渡和喷射过渡两种形式。焊接电流较小时，熔滴的直径大于焊丝直径，当熔滴的焊接电流较小时，熔滴的直径大于焊丝直径，当熔滴的尺寸足够大时，主要依靠重力将熔滴缩短拉断，熔滴落入尺寸足够大时，主要依靠重力将熔滴缩短拉断，熔滴落入熔池，熔滴的这种过渡形式称为滴状过渡。熔池，熔滴的这种过渡形式称为滴状过渡。熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式，称为喷射过渡。过渡的形式，称为喷射过渡。滴状过渡滴状过渡喷射过渡喷射过渡 接触过渡。熔滴
8、接触过渡的主要形式是接触过渡。熔滴接触过渡的主要形式是短路过渡短路过渡，使受电弧热熔化的消耗使受电弧热熔化的消耗电极电极（焊条）前端与母材熔池短路，（焊条）前端与母材熔池短路，边重复进行燃弧。短路过渡在采用低电流装置和较小焊丝边重复进行燃弧。短路过渡在采用低电流装置和较小焊丝直径的条件下产生，直径的条件下产生，短路过渡短路过渡易形成一个较小的、迅速冷易形成一个较小的、迅速冷却的熔池，适合于全位置焊接。焊丝通短路过渡可在小功却的熔池，适合于全位置焊接。焊丝通短路过渡可在小功率电弧下实现稳定过渡和稳定焊接过程，适合于薄板或需率电弧下实现稳定过渡和稳定焊接过程，适合于薄板或需低热输入情况下的焊接。低
9、热输入情况下的焊接。渣壁过渡渣壁过渡。渣壁过渡是熔化金属液沿渣壳（埋弧焊）。渣壁过渡是熔化金属液沿渣壳（埋弧焊）滴入熔池的过程。滴入熔池的过程。二、焊条电弧焊设备二、焊条电弧焊设备1 1焊条电弧焊电源应具备的特点焊条电弧焊电源应具备的特点 保证引弧容易保证引弧容易 保证电弧稳定保证电弧稳定 保证焊接规范稳定保证焊接规范稳定 具有足够宽的焊接规范调节范围具有足够宽的焊接规范调节范围2 2对焊条电弧焊电源的基本要求对焊条电弧焊电源的基本要求1 1）对外特性形状的要求）对外特性形状的要求在电源内部参数不变的情况下，改变负载时，电源输出在电源内部参数不变的情况下，改变负载时，电源输出端电压与输出电流之
10、间的关系称为弧焊电源的外特性。弧端电压与输出电流之间的关系称为弧焊电源的外特性。弧焊电源的外特性分为下降特性、平特性和上升特性。下降焊电源的外特性分为下降特性、平特性和上升特性。下降特性又可分为陡降特性和缓降特性。特性又可分为陡降特性和缓降特性。焊接时，电弧静特性曲线焊接时，电弧静特性曲线(电弧稳定燃烧时电弧电压与焊电弧稳定燃烧时电弧电压与焊接电流的关系接电流的关系)与电源外特性曲线的交点就是电弧燃烧的工与电源外特性曲线的交点就是电弧燃烧的工作点，焊条电弧焊时的电弧静特性曲线一般工作在平特性段。作点，焊条电弧焊时的电弧静特性曲线一般工作在平特性段。焊条电弧焊时弧长是不断变化的，当弧长焊条电弧焊
11、时弧长是不断变化的，当弧长L L变化时，具有陡变化时，具有陡降特性电源的焊接电流变化不大，有利于焊接电流的稳定，降特性电源的焊接电流变化不大，有利于焊接电流的稳定，如图所示。当受到干扰时，焊接电流恢复到稳定状态的时间如图所示。当受到干扰时，焊接电流恢复到稳定状态的时间很短，更有利于电弧的稳定。很短，更有利于电弧的稳定。2）对弧焊电源空载电压的要求）对弧焊电源空载电压的要求当焊机接通电网而输出端没有接当焊机接通电网而输出端没有接负载时，即引弧之前，焊机输出端负载时，即引弧之前，焊机输出端所具有的端电压称为空载电压。较所具有的端电压称为空载电压。较高的空载电压有利于使两极间高电高的空载电压有利于使
12、两极间高电阻的接触处击穿，引弧容易且短路阻的接触处击穿，引弧容易且短路时电弧复燃也快，从而电弧燃烧稳时电弧复燃也快，从而电弧燃烧稳定。定。3 3）对弧焊电源动特性的要求）对弧焊电源动特性的要求 焊接电源适应焊接电弧变化的特性称为焊接电源的动焊接电源适应焊接电弧变化的特性称为焊接电源的动特性。引弧时，电极与焊件相碰，焊接电流要迅速提供特性。引弧时，电极与焊件相碰，焊接电流要迅速提供合适的短路电流；电极提起时，焊接电源要很快达到空合适的短路电流；电极提起时，焊接电源要很快达到空载电压。如果弧焊电源输出的电流和电压不能很快地适载电压。如果弧焊电源输出的电流和电压不能很快地适应焊接过程中的这些变化，电
13、弧就不能稳定地燃烧，甚应焊接过程中的这些变化，电弧就不能稳定地燃烧，甚至会导致熄灭。至会导致熄灭。4 4）对弧焊电源短路电流的要求）对弧焊电源短路电流的要求 在引弧和熔滴过渡时经常发生短路，此时，弧焊电源在引弧和熔滴过渡时经常发生短路，此时，弧焊电源的输出电流称为短路电流。的输出电流称为短路电流。短路电流太小，引弧困难；短路电流太大则使飞溅严重、短路电流太小，引弧困难；短路电流太大则使飞溅严重、电弧不稳、焊缝成形变坏，甚至造成焊机过载和焊穿焊电弧不稳、焊缝成形变坏，甚至造成焊机过载和焊穿焊件。合适的短路电流值为大于件。合适的短路电流值为大于1.251.25倍倍,小于小于2 2倍的焊接电倍的焊接
14、电流流.5 5）对弧焊电源调节特性的要求）对弧焊电源调节特性的要求 焊接时针对不同的母材，不同的厚度以及不同的几何焊接时针对不同的母材，不同的厚度以及不同的几何形状等需要选择不同的焊接电流和电弧电压，所以要求形状等需要选择不同的焊接电流和电弧电压，所以要求弧焊电源能在较大的范围内均匀地、灵活地选择合适的弧焊电源能在较大的范围内均匀地、灵活地选择合适的焊接电流值。焊接电流值。6 6）对弧焊电源结构的要求）对弧焊电源结构的要求 弧焊电源的结构应牢固、轻巧、耐用和维修方便。弧焊电源的结构应牢固、轻巧、耐用和维修方便。三、焊接材料及其选用三、焊接材料及其选用 1 1焊条芯对焊缝性能的影响焊条芯对焊缝性
15、能的影响 焊芯熔化形成的填充金属约占整个焊缝金属的焊芯熔化形成的填充金属约占整个焊缝金属的50%50%70%70%，所以，焊芯的化学成分及各组成元素的含量，直接，所以，焊芯的化学成分及各组成元素的含量，直接影响焊缝金属的化学成分和机械性能。影响焊缝金属的化学成分和机械性能。碳（碳（C C）的影响。在焊接过程中碳是一种良好的脱）的影响。在焊接过程中碳是一种良好的脱氧剂，在高温时与氧化合生成氧剂，在高温时与氧化合生成COCO或或CO2CO2气体气体,这些气体从这些气体从熔池中逸出，在熔池周围形成气罩熔池中逸出，在熔池周围形成气罩,可减小或防止空气中可减小或防止空气中氧、氮与熔池的作用，所以碳能减少
16、焊缝中氧和氮的含量。氧、氮与熔池的作用，所以碳能减少焊缝中氧和氮的含量。但碳含量过高时，由于还原作用剧烈，会增加飞溅和产生但碳含量过高时，由于还原作用剧烈，会增加飞溅和产生气孔的倾向，同时会明显地提高焊缝的强度、硬度，降低气孔的倾向，同时会明显地提高焊缝的强度、硬度，降低焊接接头的塑性，并使接头产生裂纹的倾向增大。因此常焊接接头的塑性，并使接头产生裂纹的倾向增大。因此常用焊芯中碳的质量分数用焊芯中碳的质量分数C0.10C0.10。锰（锰（MnMn）的影响。在焊接过程中锰是很好的脱氧剂）的影响。在焊接过程中锰是很好的脱氧剂和合金剂。它既能减小焊缝中氧的含量，又能与硫化合生和合金剂。它既能减小焊缝
17、中氧的含量，又能与硫化合生成硫化锰（成硫化锰（MnSMnS）起脱硫作用，可以减小热裂纹的倾向。）起脱硫作用，可以减小热裂纹的倾向。锰可作为合金元素渗入焊缝，使焊缝的力学性能提高。常锰可作为合金元素渗入焊缝，使焊缝的力学性能提高。常用焊芯中锰的质量分数为用焊芯中锰的质量分数为0.300.30 0.550.55。硅（硅（SiSi）的影响。硅也是脱氧剂，而且脱氧能力比）的影响。硅也是脱氧剂，而且脱氧能力比锰强，与氧形成二氧化硅（锰强，与氧形成二氧化硅（SiO2SiO2），但它会增加熔渣的粘），但它会增加熔渣的粘度，粘度过大会促使非金属夹杂物的生成。过多的硅还会度，粘度过大会促使非金属夹杂物的生成。过
18、多的硅还会降低焊缝金属的塑性和韧性。所以焊芯中降低焊缝金属的塑性和韧性。所以焊芯中SiSi一般限制在一般限制在0.040.04以下。以下。铬（铬（CrCr）与镍（）与镍（NiNi）的影响。对碳钢焊芯来说，铬与）的影响。对碳钢焊芯来说，铬与镍都是杂质，是从炼钢原料中混入的。焊接过程中铬易氧镍都是杂质，是从炼钢原料中混入的。焊接过程中铬易氧化，形成难溶的氧化铬（化，形成难溶的氧化铬（Cr2O3Cr2O3），使焊缝产生夹渣。镍），使焊缝产生夹渣。镍对焊接过程无影响，但对钢的韧性有比较明显的影响。一对焊接过程无影响，但对钢的韧性有比较明显的影响。一般低温冲击值要求较高时，可以适当掺入一些镍。焊芯中般低
19、温冲击值要求较高时，可以适当掺入一些镍。焊芯中CrCr一般控制在一般控制在0.200.20以下，以下，NiNi为为0.300.30以下。以下。硫（硫（S S）与磷（）与磷（P P）的影响。硫、磷都是有害杂质，能）的影响。硫、磷都是有害杂质，能使焊缝金属的机械性能降低。硫与铁作用能生成硫化铁使焊缝金属的机械性能降低。硫与铁作用能生成硫化铁（FeSFeS），它的熔点低于铁，因此使焊缝在高温状态下容），它的熔点低于铁，因此使焊缝在高温状态下容易产生热裂纹。磷与铁作用能生成磷化铁（易产生热裂纹。磷与铁作用能生成磷化铁（Fe3PFe3P和和Fe2PFe2P），），使熔化金属的流动性增大，使熔化金属的流动
20、性增大，在常温下变脆，所以焊缝容在常温下变脆，所以焊缝容易产生冷脆现象。一般焊芯中要求易产生冷脆现象。一般焊芯中要求 SS与与PP不大于不大于0.040.04，在焊接重要结构时，焊芯中要求硫与磷的质量分，在焊接重要结构时，焊芯中要求硫与磷的质量分数不大于数不大于0.030.03。2 2焊条药皮的组成及类型焊条药皮的组成及类型1 1）药皮的组成）药皮的组成焊条药皮为多种物质的混合物，主要有以下四种：焊条药皮为多种物质的混合物，主要有以下四种：矿物类。主要是各种矿石、矿砂等。常用的有硅酸盐矿物类。主要是各种矿石、矿砂等。常用的有硅酸盐矿、碳酸盐矿、金属矿及萤石矿等。矿、碳酸盐矿、金属矿及萤石矿等。
21、铁合金和金属类。铁合金是铁和各种元素的合金。常铁合金和金属类。铁合金是铁和各种元素的合金。常用的有锰铁、硅铁、铝粉等。用的有锰铁、硅铁、铝粉等。化工产品类。常用的有水玻璃、钛白粉、碳酸钾等。化工产品类。常用的有水玻璃、钛白粉、碳酸钾等。有机物类。主要有淀粉、糊精及纤维素等。有机物类。主要有淀粉、糊精及纤维素等。2 2）药皮的类型）药皮的类型根据药皮组成中主要成分的不同，焊条药皮可分为根据药皮组成中主要成分的不同，焊条药皮可分为8 8种不种不同的类型。同的类型。氧化钛型（简称钛型）。药皮中氧化钛的质量分数氧化钛型（简称钛型）。药皮中氧化钛的质量分数大于或等于大于或等于3535，主要从钛白粉和金红
22、石中获得。，主要从钛白粉和金红石中获得。钛钙型。药皮中氧化钛的质量分数大于钛钙型。药皮中氧化钛的质量分数大于3030，钙和，钙和镁的碳酸盐矿石的质量分数为镁的碳酸盐矿石的质量分数为20%20%左右。左右。钛铁矿型。药皮中含钛铁矿的质量分数大于或等于钛铁矿型。药皮中含钛铁矿的质量分数大于或等于3030。氧化铁型。药皮中含有大量氧化铁及较多的锰铁脱氧化铁型。药皮中含有大量氧化铁及较多的锰铁脱氧剂。氧剂。纤维素型。药皮中有机物的质量分数为纤维素型。药皮中有机物的质量分数为15%15%以上，氧以上，氧化钛的质量分数为化钛的质量分数为30%30%左右。左右。低氢型。药皮主要组成物是碳酸盐和氟化物（萤石）
23、低氢型。药皮主要组成物是碳酸盐和氟化物（萤石）等碱性物质。等碱性物质。石墨型。药皮中含有较多的石墨。石墨型。药皮中含有较多的石墨。盐基型。药皮中主要由氯化物和氟化物组成。盐基型。药皮中主要由氯化物和氟化物组成。3 3焊条的选用焊条的选用 结构钢焊条。主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢。结构钢焊条。主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢。钼和铬钼耐热钢焊条。主要用于焊接珠光体耐热钢。钼和铬钼耐热钢焊条。主要用于焊接珠光体耐热钢。不锈钢焊。用于焊接不锈钢和热强钢（高温合金）。不锈钢焊。用于焊接不锈钢和热强钢（高温合金）。堆焊焊条。主要用于堆焊具有耐磨、耐热、耐腐蚀等堆焊焊条。主要用于堆焊具有耐磨、耐热、耐
24、腐蚀等性能的各种合金钢零件的表面层。性能的各种合金钢零件的表面层。低温钢焊条。用于焊接各种在低温条件下工作的结构。低温钢焊条。用于焊接各种在低温条件下工作的结构。铸铁焊条。主要用于焊补各种铸铁件。铸铁焊条。主要用于焊补各种铸铁件。镍及镍合金焊条。主要用于焊接镍及其合金，有时也镍及镍合金焊条。主要用于焊接镍及其合金，有时也用于堆焊、焊补铸铁、焊接异种金属等。用于堆焊、焊补铸铁、焊接异种金属等。铜及铜合金焊条。主要用于焊接铜及其合金、异种金铜及铜合金焊条。主要用于焊接铜及其合金、异种金属、铸铁等。属、铸铁等。铝及铝合金焊条。主要用于焊接铝及其合金。铝及铝合金焊条。主要用于焊接铝及其合金。特殊用途焊
25、条。主要用于焊接具有特殊要求及施焊部特殊用途焊条。主要用于焊接具有特殊要求及施焊部位的结构。位的结构。四、焊条电弧焊工艺四、焊条电弧焊工艺1 1接头、坡口与焊缝接头、坡口与焊缝1 1）焊接接头）焊接接头通过焊接连接形成的接头称为焊接接头。焊接接头包括通过焊接连接形成的接头称为焊接接头。焊接接头包括焊缝、熔合区、热影响区，如图所示。焊缝、熔合区、热影响区，如图所示。焊缝焊缝试件经焊接后所形成的结合部分。试件经焊接后所形成的结合部分。熔合区熔合区焊缝与母材交界的过渡区，即熔合线处焊缝与母材交界的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区。微观显示的母材半熔化区。热影响区热影响区在焊接过程中，材料因受
26、热的影响在焊接过程中，材料因受热的影响(但但未熔化未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域。而发生金相组织和力学性能变化的区域。焊接接头焊接接头2)2)对接接头对接接头 两焊件表面构成大于或等于两焊件表面构成大于或等于135135、小于或等于、小于或等于180180夹夹角的接头，叫做对接接头。该种接头形式受力均匀，应力角的接头，叫做对接接头。该种接头形式受力均匀，应力集中小，是比较理想的接头形式，也是焊接结构中首选和集中小，是比较理想的接头形式，也是焊接结构中首选和采用最多的一种接头形式。采用最多的一种接头形式。不开坡口的对接接头。用于薄板对接，焊条电弧焊时，不开坡口的对接接头。用于薄板对接
27、，焊条电弧焊时，板厚在板厚在3mm3mm以下的单面焊和板厚在以下的单面焊和板厚在6 mm6 mm以下的双面焊可以以下的双面焊可以采用此种接头形式。为了确保完全焊透，被焊钢材间须留采用此种接头形式。为了确保完全焊透，被焊钢材间须留有有1 12 2毫米的装配间隙，如图所示。随板厚增加，装配间毫米的装配间隙，如图所示。随板厚增加，装配间隙也应相应增大。隙也应相应增大。不开坡口的对接接头不开坡口的对接接头 开坡口的对接接头。坡口是指根据设计或工艺需要，开坡口的对接接头。坡口是指根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。GBG
28、BT 33751994T 33751994焊接术语焊接术语对各种坡口形式及尺寸作对各种坡口形式及尺寸作了规定，如图所示。根据坡口的形状，坡口分成了规定，如图所示。根据坡口的形状，坡口分成I I形形(不开不开坡口坡口)、V V形、带钝边形、带钝边V V形形(Y(Y形形)、带钝边、带钝边X X形形(双双Y Y形形)、U U形、形、双双U U形、单边形、单边V V形、双单边形、双单边Y Y形、形、K K形及其组合和带垫板等多形及其组合和带垫板等多种坡口形式。常用的坡口形式主要有种坡口形式。常用的坡口形式主要有I I形形(不开坡口不开坡口)、V V形形(Y(Y形形)、U U形、形、X X形形(双双V
29、V或双或双Y Y形形)等四种。等四种。坡口的几何尺寸坡口的几何尺寸坡口的主要作用是使电弧深入坡口根部以保证根部焊透坡口的主要作用是使电弧深入坡口根部以保证根部焊透便于，便于清除焊渣和获得较好的焊缝成形。开坡口的对便于，便于清除焊渣和获得较好的焊缝成形。开坡口的对接接头的形式如图所示。接接头的形式如图所示。开坡口的对接接头开坡口的对接接头3 3）T T型接头型接头一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头叫头叫T T形接头，该种接头可承受各种方向的力，在焊接结形接头，该种接头可承受各种方向的力，在焊接结构中被广泛使用。例如，船体结构，构中被
30、广泛使用。例如，船体结构，7070的焊接接头是的焊接接头是T T形接头。形接头。不开坡口的不开坡口的T T型接头。焊条电弧焊时，板厚小于型接头。焊条电弧焊时，板厚小于10 10 毫米的构件或受力不太大的构件，可以采用不开坡口的毫米的构件或受力不太大的构件，可以采用不开坡口的T T型接头，焊接时一般要求双面焊接，如图所示。型接头，焊接时一般要求双面焊接，如图所示。开坡口的开坡口的T T型接头。若型接头。若T T型接头型接头的焊缝要求承受较大的载荷，则应的焊缝要求承受较大的载荷，则应按照钢板的厚度和对强度的要求，按照钢板的厚度和对强度的要求，分别选用不同的坡口型式，如图所分别选用不同的坡口型式，如
31、图所示。使接头能熔透，保证焊接接头示。使接头能熔透，保证焊接接头的强度。的强度。不开坡口的不开坡口的T T型接头型接头4 4）角接接头）角接接头 两焊件端面间构成大于两焊件端面间构成大于3030、小于或等于、小于或等于135135夹角的接夹角的接头，叫做角接接头。角接接头的许多特征与头，叫做角接接头。角接接头的许多特征与T T形接头有相似形接头有相似之处，如图所示。该种接头形式受力状况不太好，易引起之处，如图所示。该种接头形式受力状况不太好，易引起应力集中，一般用在不重要的结构中。应力集中，一般用在不重要的结构中。5 5）搭接接头）搭接接头 两焊件部分重叠构成的接头，叫两焊件部分重叠构成的接头
32、，叫做搭接接头，如图做搭接接头，如图3-133-13所示。该种所示。该种接头形式应力分布不均，承受动载接头形式应力分布不均，承受动载荷的结构不宜采用，但搭接接头易荷的结构不宜采用，但搭接接头易于装配，在不重要的焊接结构中有于装配，在不重要的焊接结构中有较多应用。较多应用。搭接接头形式搭接接头形式角接接头形式角接接头形式6 6）焊缝形式）焊缝形式焊缝是焊接接头的重要组成部分。焊缝形式通常按下列焊缝是焊接接头的重要组成部分。焊缝形式通常按下列方法进行分类：方法进行分类：按焊缝施焊时的空间位置分为平焊缝、立焊缝、横焊按焊缝施焊时的空间位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝和仰焊缝，见表按施焊焊缝空间位置分类
33、的焊缝形式缝和仰焊缝，见表按施焊焊缝空间位置分类的焊缝形式焊缝形式焊缝形式施焊位置施焊位置焊缝角度焊缝角度示意图示意图焊缝倾角焊缝倾角焊缝转角焊缝转角平焊缝平焊缝平焊位置平焊位置0055001010立焊缝立焊缝立焊位置立焊位置8080909000180180横焊缝横焊缝横焊位置横焊位置005570709090仰焊缝仰焊缝仰焊位置仰焊位置001515（对接）或（对接）或001515（角接）（角接）165165180180（对接）（对接）或或115115180180（角接）（角接）按焊缝接合形式分为对接焊缝、角焊缝和塞焊缝，见按焊缝接合形式分为对接焊缝、角焊缝和塞焊缝，见表按焊缝接合形式分类的焊缝
34、形式表按焊缝接合形式分类的焊缝形式焊缝形式焊缝形式定义定义示意图示意图对接焊缝对接焊缝在焊件的坡口面间，或一在焊件的坡口面间，或一零件的坡口面与另一零件零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝表面间焊接的焊缝角焊缝角焊缝沿两直交或近似直交零件沿两直交或近似直交零件的交线焊接的焊缝的交线焊接的焊缝塞焊缝塞焊缝零件相叠，其中一块开圆零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝。只在孔内焊形成的焊缝。只在孔内焊角焊缝的不称为塞焊角焊缝的不称为塞焊 按焊缝断续情况分为定位焊缝、连接焊缝和断续焊缝等，按焊缝按焊缝断续情况分为定位焊缝、连接焊缝和断续焊缝等，按焊缝断续情况分类
35、的焊缝形式断续情况分类的焊缝形式焊缝形式焊缝形式定义定义示意图示意图定位焊定位焊焊前为装配和固定构件焊前为装配和固定构件接缝的位置而焊接的短接缝的位置而焊接的短焊缝焊缝连续焊缝连续焊缝沿接头长度方向连续焊沿接头长度方向连续焊接的焊缝，包括连续对接的焊缝，包括连续对接焊缝和连续角焊缝接焊缝和连续角焊缝断续焊缝断续焊缝焊接成具有一定间隔的焊接成具有一定间隔的焊缝焊缝形状参数形状参数定义定义示意图示意图焊缝宽度焊缝宽度B B焊缝表面两焊趾之间的距离（焊缝表面与母材交界处焊缝表面两焊趾之间的距离（焊缝表面与母材交界处叫焊趾）叫焊趾）焊缝厚度焊缝厚度在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离在焊缝横截面
36、中，从焊缝正面到焊缝背面的距离焊缝计算厚度焊缝计算厚度H H设计焊缝时使用的焊缝厚度。对接焊缝焊透时等于焊设计焊缝时使用的焊缝厚度。对接焊缝焊透时等于焊件厚度；角焊缝时等于在角焊缝横截面内画出的最大件厚度；角焊缝时等于在角焊缝横截面内画出的最大直角等腰三角形中，从直角的顶点到斜边的直线长度直角等腰三角形中，从直角的顶点到斜边的直线长度余高余高超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的最大高度超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的最大高度熔深熔深在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度焊脚尺寸焊脚尺寸在角焊缝横截面中画出的最大直角等腰三角形中直角在角焊
37、缝横截面中画出的最大直角等腰三角形中直角边的长度边的长度焊缝成形系数焊缝成形系数熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B B）与焊缝）与焊缝计算厚度（计算厚度（H H）的比值（）的比值（=B/H=B/H）熔合比熔合比熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比 焊缝的几何参数。焊缝的几何参数。2 2焊接位置焊接位置 焊接位置是指熔焊时焊件接缝所处的空间位置，可用焊焊接位置是指熔焊时焊件接缝所处的空间位置，可用焊缝倾角和焊缝转角表示。焊接位置有平焊、横焊、立焊和缝倾角和焊缝转角表示。焊接位置有平焊、横焊、立焊和仰焊位置
38、等，如图所示。仰焊位置等，如图所示。T T形接头、十字接头和角接形接头、十字接头和角接接头焊缝处于平焊位置进行接头焊缝处于平焊位置进行的焊接称为船形焊。在工程的焊接称为船形焊。在工程上常遇到的水平固定管的焊上常遇到的水平固定管的焊接，由于管子在接，由于管子在360360的焊的焊接中，有平焊、立焊、仰焊接中，有平焊、立焊、仰焊几种焊接位置，所以称为全几种焊接位置，所以称为全位置焊。位置焊。各种焊接位置各种焊接位置焊缝倾角是焊缝轴线与水平面之间的夹角，如图所示。焊缝倾角是焊缝轴线与水平面之间的夹角，如图所示。焊缝转角是指焊缝中心线焊缝转角是指焊缝中心线(焊根与盖面层焊缝中心连线焊根与盖面层焊缝中心
39、连线)和水平参照面和水平参照面Y Y轴之间的夹角，如图所示。轴之间的夹角，如图所示。3 3焊接工艺参数焊接工艺参数 焊条电弧焊的工艺参数主要包括焊条选择、焊接电流、焊条电弧焊的工艺参数主要包括焊条选择、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数等。电弧电压、焊接速度、焊接层数等。焊接工艺参数选择的正确与否，直接影响焊缝形状、尺焊接工艺参数选择的正确与否，直接影响焊缝形状、尺寸、焊接质量和生产率，因此选择合适的焊接工艺参数是寸、焊接质量和生产率，因此选择合适的焊接工艺参数是焊接生产工艺中极为重要的一个环节。焊接生产工艺中极为重要的一个环节。焊缝转角焊缝转角焊缝倾角焊缝倾角试件厚度试件厚度/mm/mm
40、2 23 34 45 56 612121313焊条直径焊条直径/mm/mm2 23.23.23.23.24 44 45 54 46 6 焊条直径与焊接位置的关系。在板厚相同的条件下，焊条直径与焊接位置的关系。在板厚相同的条件下，平焊位置的焊接其选用直径应比其它位置大一些，立焊、平焊位置的焊接其选用直径应比其它位置大一些，立焊、横焊和仰焊应选用较细的焊条，一般不超过横焊和仰焊应选用较细的焊条，一般不超过4 4 毫米。否则，毫米。否则，熔池加大，铁水易流下，焊缝不能很好地成形。熔池加大，铁水易流下，焊缝不能很好地成形。1 1）焊条直径的选择）焊条直径的选择 焊条直径与试件厚度的关系。一般情况下，焊
41、条直焊条直径与试件厚度的关系。一般情况下，焊条直径是随着试件厚度的增加而加大的，其参考数据如表所示。径是随着试件厚度的增加而加大的，其参考数据如表所示。焊条直径与焊接层数的关系。第一层焊道应选用小直焊条直径与焊接层数的关系。第一层焊道应选用小直径焊条焊接，焊条不能深入坡口根部，造成根部焊不透的径焊条焊接，焊条不能深入坡口根部，造成根部焊不透的现象。以后各层可以根据焊件厚度，选用较大直径的焊条。现象。以后各层可以根据焊件厚度，选用较大直径的焊条。焊条直径与接头型式的关系。焊条直径与接头型式的关系。T型接头、搭接接头都型接头、搭接接头都应选用较大直径的焊条。应选用较大直径的焊条。2）焊接电源与极性
42、的选择）焊接电源与极性的选择 酸性焊条可采用交流或直流焊接电源焊接，通常选用酸性焊条可采用交流或直流焊接电源焊接，通常选用交流电源较多。交流电源较多。低氢钠型焊条必须采用直流反接电源焊接。低氢钠型焊条必须采用直流反接电源焊接。低氢钾型焊条可采用交流或直流电源焊接。低氢钾型焊条可采用交流或直流电源焊接。采用直流电源焊接时，薄板焊接采用直流反接，中、采用直流电源焊接时，薄板焊接采用直流反接，中、厚板焊接采用直流正接。厚板焊接采用直流正接。3 3）焊接电流的选择）焊接电流的选择焊接时，流经焊接回路的电流称为焊接电流，焊接电流焊接时，流经焊接回路的电流称为焊接电流，焊接电流的选择与焊条类型、焊条直径、
43、焊件厚度、接头型式、焊的选择与焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊接位置和层数等许多因素有关。焊接电流过小，电弧不稳接位置和层数等许多因素有关。焊接电流过小，电弧不稳会造成未焊透、夹渣、焊缝成形不良等缺陷。焊接电流过会造成未焊透、夹渣、焊缝成形不良等缺陷。焊接电流过大易产生咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量，还可大易产生咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量，还可能使焊接接头的组织过热而发生变化。能使焊接接头的组织过热而发生变化。焊接电流与焊条直径的关系。手工电弧焊焊接碳钢时，焊接电流与焊条直径的关系。手工电弧焊焊接碳钢时，焊接电流可按焊接电流可按35355555倍的焊条直径进行调节。倍
44、的焊条直径进行调节。焊接电流与焊条类型的关系。在相同条件下，碱性焊焊接电流与焊条类型的关系。在相同条件下，碱性焊条使用的焊接电流一般可比酸性焊条小条使用的焊接电流一般可比酸性焊条小1010左右，否则焊左右，否则焊缝中易产生气孔。缝中易产生气孔。焊接电流与焊接位置的关系。在相同焊条直径的条件焊接电流与焊接位置的关系。在相同焊条直径的条件下，平焊时焊接电流可大些，其他位置焊接电流比平焊小下，平焊时焊接电流可大些，其他位置焊接电流比平焊小10%10%20%20%。焊接电流与焊道层数的关系。打底焊特别是要求单面焊接电流与焊道层数的关系。打底焊特别是要求单面焊双面成形时，选择的焊接电流较小，以利于操作和
45、保焊双面成形时，选择的焊接电流较小，以利于操作和保证背面焊缝的质量。填充焊道需要较大的焊接电流，可证背面焊缝的质量。填充焊道需要较大的焊接电流，可提高效率和保证熔合良好。盖面焊时焊接电流在减小些，提高效率和保证熔合良好。盖面焊时焊接电流在减小些，目的是防止咬边和美观的焊缝成形。目的是防止咬边和美观的焊缝成形。4 4）电弧电压的选择）电弧电压的选择焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定。从电弧焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定。从电弧静特性可知，电弧长度越大，电弧电压高。电弧长度越静特性可知，电弧长度越大，电弧电压高。电弧长度越短，电弧电压低，所以焊接过程中，电弧不宜过长。焊短，电弧电压
46、低，所以焊接过程中，电弧不宜过长。焊接弧长可根据以下几方面确定。接弧长可根据以下几方面确定。碱性焊条焊接时应比酸性焊条弧长短些，以利于电碱性焊条焊接时应比酸性焊条弧长短些，以利于电弧的稳定和防止气孔。弧的稳定和防止气孔。立、仰焊时应比平焊短些，以利于熔滴过渡，防止立、仰焊时应比平焊短些，以利于熔滴过渡，防止熔化金属下滴。熔化金属下滴。短弧一般认为应是焊条直径的短弧一般认为应是焊条直径的0.50.51.01.0倍，倍，5 5）焊接速度的选择）焊接速度的选择单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度。单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度。焊速过快，熔化温度不够，易造成未熔合、焊缝速度成形不良等焊速过快，
47、熔化温度不够，易造成未熔合、焊缝速度成形不良等缺陷。缺陷。焊速过慢，使温度停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接接头焊速过慢，使温度停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，机械性降低，同时使变形量增大。当焊接较薄焊件时，的晶粒变粗，机械性降低，同时使变形量增大。当焊接较薄焊件时，易烧穿。易烧穿。焊接速度选用的原则是在保证焊缝质量的基础上采用较大的焊条直焊接速度选用的原则是在保证焊缝质量的基础上采用较大的焊条直径和焊接电流，同时根据具体情况适当加快焊接速度，以保证在获得径和焊接电流，同时根据具体情况适当加快焊接速度，以保证在获得焊缝和高低和宽窄一致和条件下，提高生产率。焊缝和高低和宽窄
48、一致和条件下，提高生产率。6 6）焊缝层数的选择）焊缝层数的选择 一般对于质量要求较高的焊缝，每层厚度最好不大于一般对于质量要求较高的焊缝，每层厚度最好不大于4 45 5 毫毫米为宜。米为宜。7 7）焊接热输入的选择）焊接热输入的选择所谓热输入，是指由焊接热源输入到单位长度焊缝上的能量。采用所谓热输入，是指由焊接热源输入到单位长度焊缝上的能量。采用较小的焊接热输入，如降低焊接电流，增大焊接速度等，都可以减少较小的焊接热输入，如降低焊接电流，增大焊接速度等，都可以减少热影响区的尺寸。不仅如此，从防止过热组织和晶粒细化角度看，也热影响区的尺寸。不仅如此，从防止过热组织和晶粒细化角度看，也是采用小的
49、热输入比较好。是采用小的热输入比较好。五、焊条电弧焊安全操作技术五、焊条电弧焊安全操作技术焊条电弧焊操作中安全技术要点如下：焊条电弧焊操作中安全技术要点如下：焊机必须有良好的绝缘和可靠的保护接地装置，其裸露的带电焊机必须有良好的绝缘和可靠的保护接地装置，其裸露的带电部分应有安全防护罩。部分应有安全防护罩。焊机的电源线必须有足够的导电截面积和良好绝缘，电源线不焊机的电源线必须有足够的导电截面积和良好绝缘，电源线不宜过长，一般不应超过宜过长，一般不应超过3 3米。如确需要较长时，则应架空米。如确需要较长时，则应架空2.52.5米高以上。米高以上。铁壳开关的外壳和焊机的接地线，要有足够截面积，并连接
50、牢固。铁壳开关的外壳和焊机的接地线，要有足够截面积，并连接牢固。焊机接地回线应采用焊接电缆线，且接地回线应尽量短。软线焊机接地回线应采用焊接电缆线，且接地回线应尽量短。软线绝缘应良好，焊钳绝缘部分应完好。绝缘应良好，焊钳绝缘部分应完好。焊接作业处应离易燃易爆物焊接作业处应离易燃易爆物5 5 米以外。严禁在压力的容器、管米以外。严禁在压力的容器、管道上进行焊接作业。道上进行焊接作业。在场内或人多的场所焊接，应放置挡光板，以免他人受弧光伤在场内或人多的场所焊接，应放置挡光板，以免他人受弧光伤害。害。雨天禁止露天作业。雨天禁止露天作业。合理使用劳动保护用品，扣好各种钮扣，上装应束在裤腰里。合理使用劳