电气焊常识.doc

概述
　　电焊机（electric welding machine）实际上就是具有下降外特性的变压器，将220V和380V交流电变为低压的直流电，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源的；一种是直流电的。直流的电焊

直流电焊机
机可以说也是一个大功率的整流器，分正负极，交流电输入时，经变压器变压后，再由整流器整流，然后输出具有下降外特性的电源，输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化，两极在瞬间短路时引燃电弧，利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材，冷却后来达到使它们结合的目的。焊接变压器有自身的特点，外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性。
　　焊接由于灵活简单方便牢固可靠，焊接后甚至与母材同等强度的优点广乏用于各个工业领域，如航空航天，船舶，汽车，容器等！

　　一，电焊机优点：电焊机使用电能源，将电能瞬间转换为热能，电很普遍，电焊机适合在干燥的环境下工作，不需要太多要求，因体积小巧，操作简单，使用方便，速度较

电焊机
快，焊接后焊缝结实等优点广乏用于各个领域，特别对要求强度很高的制件特实用，可以瞬间将同种金属材料（也可将异种金属连接，只是焊接方法不同）永久性的连接，焊缝经热处理后，与母材同等强度，密封很好，这给储存气体和液体容器的制造解决了密封和强度的问题。
　　二，电焊机缺点：电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场，电弧燃烧时会向周围产生辐射，弧光中有红外线，紫外线等光种，还有金属蒸汽和烟尘等有害物质，所以操作时必须要做足够的防护措施。焊接不适合于高碳钢的焊接，由于焊接焊缝金属结晶和偏析及氧化等过程，对于高碳钢来说焊接性能不良，焊后容易开裂，产生热裂纹和冷裂纹。低碳钢有良好的焊接性能，但过程中也要操作得当，除锈清洁方面较为烦琐，有时焊缝会出现夹渣裂纹气孔咬边等缺陷，但操作得当会降低缺陷的产生。

　　是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。电焊机的结构十分简单，说白了就是一个大功率的变压器，将2

电焊机
20V交流电变为低电压，大电流的电源，可以是直流的也可以是交流的。 电焊变压器有自身的特点,就是具有电压急剧下降的特性。在焊条引燃后电压下降，在...电焊机的工作电压的调节，除了一次的220/380电压变换，二次线圈也有抽头变换电压，同时还有用铁芯来调节的，可调铁芯... 电焊机一般是一个大功率的变压器，系利用电感的原理做成的，电感量在接通和断开时会产生巨大的电压变化，利用正负两极在瞬间短路时产生的高压电弧来熔化电焊条上的焊料.来达到使它们结合的目的。在焊条和工件之间施加电压，通过划檫或接触引燃电弧，用电弧的能量熔化焊条和加热母材。
类型
　　1、工矿企业主要用的焊机有：交流弧焊机、直流电焊机、氩弧焊机、二氧化碳保护焊机、对焊机、点焊机、埋弧焊机、高频焊逢机、闪光对焊机、压焊机、碰焊机 激光焊机。
　　交流焊机和直流焊机应用领域的区别主要是交流焊机一般都用在钢结构制造单位或一般通用机械或农业机械制造单位。直流主要用在制造压力容器锅炉，管道，或重要结构制

电焊机
　　造单位的焊接用焊机。
　　(1)逆变焊机的主要应用领域一样，只不过焊机更节能，轻便。
　　(2)埋弧焊机的主要应用领域大型钢结构制造单位，压力容器锅炉制造单位。
　　(3)气体保护焊机的主要应用领域大型钢结构制造单位或通用机械 农用机械，汽车制造厂，防盗门加工厂，制造压力容器锅炉的单位现在也广泛的应用了气体保护焊机。
　　(4)氩弧焊机主要用在管道，压力容器锅炉，不锈钢加工企业，
　　(5)交流氩弧焊机主要用铝焊接制造单位，铝制容器制造单位。铝制暖气片焊接。
　　2、直流焊机有二种：一种是交流电机的基础下加装整流元件，还有一种是直流发电机。直流焊机主要焊有色金属、生铁为主。交流焊机主要焊钢板为主。
　　3、氩弧焊机、二氧化碳保护焊机、高频逢焊机、闪光对焊机。氩弧焊机、二氧化碳气体保护焊机主要可焊2MM以下的薄板及有色金层。闪光对焊机主要对接铜铝接头等物体，高频逢焊机主要制管厂焊钢管。
　　4、埋弧焊主要焊钢结构件、桥梁H钢、工字房大梁等厚的钢结构材料。
　　5、气体保护焊机：氩弧焊、二氧化碳保护焊，在气体的保护下焊机时不会氧化、溶焊牢固、可焊有色金层、可焊薄材料。
　　6、激光焊机：可焊晶体管内部的引线。
　　7、对焊机：索链厂主要焊锚上的铁索等物体。可对接元钢等。
交流弧焊机
　交流弧焊机又称弧焊变压器，是一种特殊的变压器，它把网路电压的交流电变成适宜于弧焊的低压交流电，由主变压器及所需的调节部分和指示装置等组成。交流弧焊机主要有动铁芯式、同体式和动圈式三种。它具有结构简单、易造易修、成本低、效率高等优点。但其电流波形为正弦波，输出为交流下降外特性，电弧稳定性较差，功率因数低，但磁偏吹现象很少产生，空载损耗小，一般应用于手弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊等方法。

二氧化碳气体保护焊

二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业。

简介
二氧化碳气体保护焊的分类
二氧化碳气体保护焊的各种参数
二氧化碳气体保护焊的优点

简介
　　由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业
　　二氧化碳气体保护电弧焊（简称CO2焊）的保护气体是二氧化碳（有时采用CO2+Ar的混合气体）。由于二氧化碳气体的0热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与MIG焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。

二氧化碳气体保护焊
　　是焊接方法中的一种
　　是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业二氧化碳气体保护电弧焊（简称CO2焊）的保护气体是二氧化碳有时采用CO2+O2的混合气体）。由于二氧化碳气体的0热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与MIG焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡焊接时，焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝，可以使得内部缺陷少、质量较好。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。
二氧化碳气体保护焊的分类
按机械化程度
　　可分为自动化和半自动化
按焊丝直径
　　可分为细丝1.0~1.2 中丝1.2~1.4 粗丝 1.4~1.6
按焊丝分类
　　可分为药芯和实心焊丝两种
二氧化碳气体保护焊的各种参数
　　1）焊丝直径
　　焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用1.6mm以下的焊丝（称为细丝CO2气保焊）。焊丝直径的选择参照下表

焊丝直径（mm）
熔滴过渡形式
可焊板厚（mm）
施焊位置
0.5~0.8
短路过渡
0.4~3
各种位置

细颗粒过渡
2~4
平焊、横角
1.0~1.2
短路过渡
2~8
各种位置

细颗粒过渡
2~12
平焊、横角
1.6
短路过渡
2~12
平焊、横角

细颗粒过渡
〉8
平焊、横角
2.0~2.5
细颗粒过渡
〉10
平焊、横角
（2）焊接电流焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为60~250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一般为1mm~2mm；只有在300A以上时，熔深才明显的增大。
　　（3）电弧电压短路过渡时，则电弧电压可用下式计算：
　　U=0.04I+16±2(V)
　　此时，焊接电流一般在200A以下，焊接电流和电弧电压的最佳配合值见表2。当电流在200A以上时，则电弧电压的计算公式如下。
　　U=0.04I+20±2(V)
　　4）焊接速度
　　半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度可高达150m/h。
　　（5）焊丝的伸出长度
　　一般的焊丝的伸出长度约为焊丝的直径的10倍左右，并随焊接电流的增加而增加。
　　（6）气体的流量正常的焊接时，200A已下薄板焊接，CO2的流量为10L/min~25L/min.200A以上厚板焊接，CO2的流量为15L/min~25L/min.粗丝大规范自动焊为25L/min~50L/min。
二氧化碳气体保护焊的优点
　　1．焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的40~50%。
　　2．生产效率高。其生产率是焊条电弧焊的1~4倍。
　　3．操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。
　　4．焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。
　　5．焊后变形较小。角变形为千分之五，不平度只有千分之三。
　　6．焊接飞溅小。当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅
电渣焊
科技名词定义
中文名称：
电渣焊
英文名称：
electro-slag welding
定义：
利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。根据使用的电极形状，可分为丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊等。

目录
简介
生产实践

简介

　　电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。
　　电渣焊主要有熔嘴电渣焊、非熔嘴电渣焊、丝极电渣焊、板极电渣焊等。
　　它的缺点是输入的热量大，接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。
生产实践
当前情况
　　在制造业中，电渣焊过程用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，大型铸件、锻件的焊接，小管电渣焊机主要用于建筑钢结构隔板的焊接，法兰的焊接。在压水堆核电站中，最核心的反应压力容器（RPV，低碳合金钢）中的不锈钢内衬为板极电渣焊堆焊。
　　目前的重要问题制造
　　20世纪70年代，在调查、研究能够提高焊接速度的方法时，很多的人对电渣焊表示出了兴趣。它被看成是提高生产率的重要参数和减少线能量以改善热影响区和焊接金属冲击特性的方法。

电渣焊
但是从那时起，电渣焊的发展只取得了很小的成效。这些发展都局限在某些特殊应用的参数调整和裁剪技术上。
优点
　　该过程的主要优点是：
　　☆完成接缝的速度，一般是1m接缝/小时，不考虑厚度；
　　☆无角形变；
　　☆边角形变被限制在3mm /m焊缝；
　　☆形成高质量的焊缝；
　　☆简单的接头准备，如火焰切割直角边缘；
　　☆通过切割所有焊缝和重复焊接可方便地进行大型的修理。
风险
　　电渣焊的焊接过程都比较长，因为它的线能量会产生粗大的焊接金属颗粒，热影响区会导致差的断裂韧性出现。焊后需热处理或者是在焊接过程中添加特殊的金属元素，才能改善韧性、细化晶体，应使用专用的超声波无损检测设备检测

埋弧焊
科技名词定义
中文名称：
埋弧焊
英文名称：
submerged arc welding
定义：
电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。

埋弧焊过程示意图
埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%左右，且多年来一直变化不大。
目录
简介
埋弧焊的主要优点
埋弧焊的应用范围
埋弧自动焊
埋弧半自动焊

材料及焊接工艺
埋弧焊的安全操作技术

简介
　　当焊丝确定以后（通常取决于所焊的钢种），配套用的焊剂则成为关键材料，它直接影响焊缝金属的力学性能（特别是塑性及低温韧性）、抗裂性能、焊接缺陷发生率及焊接生产率等。焊丝与焊剂的配用重量比为焊丝：焊剂=1.1～1.6，视焊接接头类型、所用焊剂种类、焊接规范参数而定。与熔炼焊剂相比，烧结焊剂用量较为节省，约可少用20%左右。　
　　我国采用焊剂量在5万吨左右波动，其中70%约为熔炼焊剂，余为非熔炼焊剂。欧美工业发达国家以非熔炼型焊剂为主，约在80%、90%以上，但仍然有熔炼型焊剂生产销售，熔炼焊剂这种持久的生产力与其固有的一些特点有关。　
　　近年来，在我国出现了一种钢筋的新的焊接方法，即竖向钢筋电弧——电渣压力焊。与以前的钢筋搭接手工电弧焊法相比，可节约钢材15%以上，生产率大大提高，焊接材料消耗费用也有所降低，确有取代后者的发展趋势，应用日益广泛。该方法主要使用熔炼焊剂，它起到维弧、电渣加热、金属凝固模体等作用。目前我国熔炼焊剂的五分之一左右用于竖向钢筋的焊接。　
　　我国的锰矿资源比较缺乏，特别是适于生产熔炼焊剂的品位高、磷含量低、铁含量低的锰矿就更少了。全国仅在广西、云南、湖南等省有锰矿矿脉，经过多年开采，符合生产焊剂的锰矿商品日渐紧张。为取代高锰渣系焊剂，研制、推广中锰、低锰焊剂已成为客观需要的紧迫任务。随着含适量锰焊丝的生产供应的扩大，中锰、低锰渣系焊剂应该有广阔的市场。　
　　关于商品焊剂的技术性能说明，目前在行业上的通常作法是，熔炼焊剂给出其化学成分及配一种焊丝的熔敷金属力学性能，烧结焊剂只给出其渣系构成及配一种焊丝的熔敷金属力学性能。这似乎实用性不够。很少有用户对焊剂的化学成分逐批进行化学成分分析，因为除了分析方法及设备上的难度外，其结果与用户的使用要求之间尚相距甚远。　
　　建议焊剂生产商在产品说明中提供含如下技术内容的信息。　
　　首先是焊剂的碱度，可按IIW的推荐公式来计算。在焊接低合金高强度钢用焊剂的国家标准中，对此亦有说明，参见GB12470，《低合金钢埋弧焊用焊剂》。焊剂碱度是标志焊剂冶金性能、工艺性能、电流种类及可焊钢材等级等的第一位的技术指标。其次是提供最适合于匹配使用的几种焊丝熔敷金属的力学性能，使用户选材有较大的空间。　
　　要特别推荐焊剂生产商提供焊剂的冶金行为图，即结构钢用焊剂对合金元素的烧损——过渡图（简指增硅量、焊丝含锰量中性点百分含量），不锈钢用焊剂的增碳倾向及铬含量的烧损——过渡图。这样，用户可根据所选用焊丝的化学成分、焊剂对含金元素的烧损——过渡影响，接头类型及焊接规范参数等因素，预测出所焊焊缝金属的化学成分及力学性能，与其待焊产品的技术要求作比较，具有直接的参考作用，就目前焊剂业生产厂家的技术能力而言，完成这样的工作确实有一定的难度，建议他们与科研单位、大型用户合作，形成能反映本企业焊剂产品特点、技术内容含量高的产品说明书。进一步说，科研单位可开发出这样的软件，供用户使用或补充已有的焊接技术计算机专家系统。

埋弧焊的主要优点
　　埋弧焊是当今生产效率较高的机械化焊接方法之一，它的全称是埋弧自动焊,又称焊剂层下自动电弧焊。优点：
1.生产效率高
　　这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次熔深可达20mm）另一方面由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅 也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加。
2.焊缝质量高
　　熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好。
3.劳动条件好
　　除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。
埋弧焊的应用范围
　　目前主要用于焊接各种钢板结构。可焊接的钢种包括碳素结构钢，不锈钢，耐热钢及其复合钢材等。埋弧焊在造船，锅炉，化工容器，桥梁，起重机械及冶金机械制造业中应用最为广泛。此外，用埋弧焊堆焊耐磨耐蚀合金或用于焊接镍基合金，铜合金也是较理想的。

埋弧自动焊
埋弧自动焊的过程
　　埋弧自动焊接时，引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成。
　　埋弧自动焊过程如图2-11所示。
　　焊剂2由漏斗3流出后，均匀地堆敷在装配好的工件1上，焊丝4由送丝机构经送丝滚轮5和导电嘴6送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电嘴和工件上。送丝机构、焊剂漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以实现焊接电弧的移动。
　　焊接过程是通过操作控制盘上的按钮开关来实现自动控制的。焊接过程中，在工件被焊处覆盖着一层30－50mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂溶化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。如图2-12所示。未熔化的焊剂可回收使用。
　　焊丝和焊剂在焊接时的作用与手工电弧焊的焊条芯、焊条药皮一样。焊接不同的材料应选择不同成分的焊丝和焊剂。如焊接低碳钢时常用H08A焊丝，配用高锰高硅型焊剂HJ431等。焊接电源通常采用容量较大的弧焊变压器。
埋弧自动焊的优点
　　埋弧自动焊的主要优点是：
　　（1）生产率高 埋弧焊的焊丝伸出长度（从导电嘴末端到电弧端部的焊丝长度）远较手工电弧焊的焊条短，一般在50mm左右，而且是光焊丝，不会因提高电流而造成焊条药皮发红问题，即可使用较大的电流（比手工焊大5－10倍），因此，熔深大，生产率较高。对于20mm以下的对接焊可以不开坡口，不留间隙，这就减少了填充金属的数量。
　　（2）焊缝质量高 对焊接熔池保护较完善，焊缝金属中杂质较少，只要焊接工艺选择恰当，较易获得稳定高质量的焊缝。
　　（3）劳动条件好 除了减轻手工操作的劳动强度外，电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，劳动条件较好。 埋弧自动焊至今仍然是工业生产中最常用的一种焊接方法。适于批量较大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。广泛应用于化工容器、锅炉、造船、桥梁等金属结构的制造。
　　这种方法也有不足之处，如不及手工焊灵活，一般只适合于水平位置或倾斜度不大的焊缝；工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时；由于是埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，因此，必须严格控制焊接规范。
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埋弧半自动焊
　　埋弧半自动焊主要是软管自动焊，其特点是采用较细直径( 2mm或2mm以下）的焊丝，焊丝通过弯曲的软管送入熔池。电弧的移动是靠手工来完成，而焊丝的送进是自动的。半自动焊可以代替自动焊焊接一些弯曲和较短的焊缝，主要应用于角焊缝，也可用于对接焊缝。

摘要
　　采用普通埋弧焊和添加合金粉末埋弧焊技术，焊接了20G和16MnR钢，结果表明，添加合金粉末埋弧自动焊技术能够采用大线能量(因为添加的合金粉末改善了焊缝组织，焊缝深宽比显著提高，而焊缝及HAZ组织晶粒没有粗化)，焊接工艺性能良好，焊接熔敷速率是传统埋弧焊的2倍，接头角变形明显减小，焊接接头的力学性能满足要求。
关键词
　　埋弧焊　合金粉末　低碳钢　低合金高强钢
　　在满足焊接接头力学性能要求的前提下，提高熔敷速率可以提高生产率。用常规的埋弧焊（SAW）焊接中厚板结构，如果提高熔敷速率，就要加大焊接线能量，其结果是焊接熔池变大，母材熔化量增加，焊缝化学成分变差，焊缝组织粗化，焊接热影响区扩大并且性能变坏。添加合金粉末的埋弧焊(submerged arc welding with alloyed metal powders，SAW-AMP）是一种能够提高熔敷速率，又不使焊接接头性能变差的高效焊接技术。基本做法是在坡口中预先铺放一层金属粉末(或金属细粒、切断的短焊丝等)，然后进行埋弧焊。国外从60年代末期至今一直在研究、开发和应用这种技术，已研究了系列合金粉末、焊剂和合金粉末添加装置，广泛用于造船、压力容器、重型机器、桥梁、建筑和海洋石油平台等领域。
　　笔者用该技术焊接了Q235钢和16MnR钢，并应用于实际焊接生产。
材料及焊接工艺
材料
　　1．材料
　　母材板厚为18 mm，试板尺寸为300 mm×500 mm，焊丝直径为4.0 mm，焊剂粒度为8～60目，合金粉末粒度为80～200目。化学成分见表1。
　　表1 木材、焊丝和合金表面的化学成分 单位：%
焊接工艺
　　2．焊接工艺
　　对接，焊接规范见表2。焊机为MZ-1000，DCRP。V型坡口，SAW角度为60～65°，钝边为4 mm；SAW-AMP角度为40°～45°，钝边为2 mm。
　　表2 焊接工艺规范
　　二、试验结果及讨论
焊缝化学成分
　　1．焊缝化学成分
　　采用SAW和SAW-AMP技术焊接的20G、16MnR钢焊缝化学成分见表3。结果表明，用SJ301焊接的焊缝，C、Si和Mn元素增加，P含量与HJ431焊缝相当，S含量却没有减少。由于SJ301和HJ431本身的S、P含量对其焊缝中的S和P含量有相当显著的影响，而不同厂家生产的焊剂S、P含量有很大差别，故可以理解本文的成分分析结果。SAW-AMP焊缝的S含量与SAW焊缝相当，P含量显著减少，但均低于0.030%，焊缝的成分完全符合GB6654-86的要求。添加合金粉末有利于焊缝脱S和脱P。
　　表3 焊缝的化学成分 单位：%
焊缝和HAZ的显微组织
　　2．焊缝和HAZ的显微组织
　　SAW的线能量一般为1.6 kJ/mm，焊接18 mm厚的钢板需要5～6道焊满，未经再热的焊缝组织细小，针状铁素体较多，先共析铁素体少且窄，柱状晶方向性不明显，HAZ粗晶区晶粒尺寸较小。如果采用大线能量，线能量达到3.6 kJ/mm，18 mm厚的钢板2道即可焊满，但是焊缝组织粗大，几乎无针状铁素体，先共析铁素体宽，HAZ粗晶区晶粒尺寸较大，有较多的魏氏组织。
　　用大线能量、SAW-AMP技术，18 mm厚的钢板一道就可焊满，但是，合金粉末的成分对焊缝抗裂性和组织有显著影响。合金粉末中Mn、Ti等合金元素含量非常少，其成本较低，但焊接过程中电弧燃烧不稳定，焊道忽宽忽窄，焊缝组织中几乎没有针状铁素体，先共析铁素体连成一片，焊缝与HAZ在熔合区明显分开。采用含有较少Mn、Ti元素的合金粉末焊接，焊缝中针状铁素体细小且多，
　　本文引用地址：
埋弧焊的安全操作技术
　　(1)埋弧自动焊机的小车轮子要有良好绝缘，导线应绝缘良好，工作过程中应理顺导线，防止扭转及被熔渣烧坏。
　　(2)控制箱和焊机外壳应可靠的接地（零）和防止漏电。接线板罩壳必须盖好。
　　(3)焊接过程中应注意防止焊剂突然停止供给而发生强烈弧光裸露灼伤眼睛。所以，焊工作业时应戴普通防护眼镜。
　　(4)半自动埋弧焊的焊把应有固定放置处，以防短路。
　　(5)埋弧自动焊熔剂的成分里含有氧化锰等对人体有害的物质。焊接时虽不像手弧焊那样产生可见烟雾，但将产生一定量的有害气体和蒸气。所以，在工作地点最好有局部的抽气通风设备。
埋弧焊工艺
　　焊前准备：埋弧焊在焊接前必须做好准备工作，包括焊件的坡口加工、待焊部位的表面清理、焊件的装配以及焊丝表面的清理、焊剂的烘干等。
①坡口加工
　　坡口加工要求按GB 986—1988执行，以保证焊缝根部不出现未焊透或夹渣，并减少填充金属量。坡口的加工可使用刨边机、机械化或半机械化气割机、碳弧气刨等。
②待焊部位的清理
　　焊件清理主要是去除锈蚀、油污及水分，防止气孔的产生。一般用喷砂、喷丸方法或手工清除，必要时用火焰烘烤待焊部位。在焊前应将坡口及坡口两侧各20mm区域内及待焊部位的表面铁锈、氧化皮、油污等清理干净。
③焊件的装配
　　装配焊件时要保证间隙均匀，高低平整，错边量小，定位焊缝长度一般大于30mm，并且定位焊缝质量与主焊缝质量要求一致。必要时采用专用工装、卡具。
　　对直缝焊件的装配，在焊缝两端要加装引弧板和引出板，待焊后再割掉，其目的是使焊接接头的始端和末端获得正常尺寸的焊缝截面，而且还可除去引弧和收尾容易出现的缺陷。
④焊接材料的清理
　　埋弧焊用的焊丝和焊剂对焊缝金属的成分、组织和性能影响极大。因此焊接前必须清除焊丝表面的氧化皮、铁锈及油污等。焊剂保存时要注意防潮，使用前必须按规定的温度烘干待用。
埋弧焊的工艺参数
　　埋弧焊的焊接参数主要有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和伸出长度等。
①焊接电流
　　当其他参数不变时，焊接电流对焊缝形状和尺寸的影响如图所示。

电流对焊缝的影响
　　一般焊接条件下，焊缝熔深与焊接电流成正比。
　　随着焊接电流的增加，熔深和焊缝余高都有显著增加，而焊缝的宽度变化不大。同时，焊丝的熔化量也相应增加，这就使焊缝的余高增加。随着焊接电流的减小，熔深和余高都减小。
②电弧电压
　　电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，而熔深和焊缝余高则有所下降。但是电弧电压太大时，不仅使熔深变小，产生未焊透，而且会导致焊缝成形差、脱渣困难，甚至产生咬边等缺陷。所以在增加电弧电压的同时，还应适当增加焊接电流。
③焊接速度
　　当其他焊接参数不变而焊接速度增加时，焊接热输入量相应减小，从而使焊缝的熔深也减小。焊接速度太大会造成未焊透等缺陷。为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入量，即为了提高生产率而提高焊接速度的同时，应相应提高焊接电流和电弧电压。
④焊丝直径与伸出长度
　　当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直径随之增加，即电流密度减小，会造成焊缝宽度增加，熔深减小。反之，则熔深增加及焊缝宽度减小。
　　当其他焊接参数不变而焊丝长度增加时，电阻也随之增大，伸出部分焊丝所受到的预热作用增加，焊丝熔化速度加快，结果使熔深变浅，焊缝余高增加，因此须控制焊丝伸出长度，不宜过长。
⑤焊丝倾角
　　焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾。倾角的方向和大小不同，电弧对熔池的力和热作用也不同，从而影响焊缝成形。当焊丝后倾一定角度时，由于电弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了预热作用，电弧对熔池的液态金属排出作用减弱，而导致焊缝宽而熔深变浅。反之，焊缝宽度较小而熔深较大，但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边，并且使焊缝成形变差
电弧焊
科技名词定义
中文名称：
电弧焊
英文名称：
electric arc welding;arc welding
其他名称：
弧焊
定义
利用电弧作为热源的熔焊方法。

电弧焊
焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电（俗称电弧燃烧）所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。
目录
电弧
电弧燃烧的必要条件
焊条电弧焊的适用范围
电弧焊的分类
基本工艺
主要参数
电弧焊焊接时产生火灾爆炸事故的预防措施
电弧焊的使用及注意事项
电弧
　　由焊接电源供给的，在工件与焊条两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧

电弧燃烧的必要条件
　　气体电离及阴极电子发射。
焊条电弧焊的适用范围
　　焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接工作的，可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。另

电弧
　　外由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊条电弧焊可以在任何有电源的地方进行焊接作业。适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。
　　焊条电弧焊的安全特点：焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为50V-90V ，而人体所能承受的安全电压为30V-45V，由此可见，手工电弧焊焊接设备，会对人造成生命危险，施焊时，必须穿戴好劳保用品。
电弧焊的分类
　　电弧焊可分为手工电弧焊、半自动（电弧）焊、自动（电弧）焊。自动（电弧）焊通常是指埋弧自动焊-在焊接部位覆有起保护作用的焊剂层，由填充金属制成的光焊丝插入焊剂层，与焊接金属产生电弧，电弧埋藏在焊剂层下，电弧产生的热量熔化焊丝、焊剂和母材金属形成焊缝，其焊接过程是自动化进行的。最普遍使用的是手工电弧焊。
　　电弧焊示意图
基本工艺
　　手工电弧焊的基本工艺如下：
　　a. 在焊接前清理焊接表面，以免影响电弧引燃和焊缝的质量。
　　b. 准备好接头形式（坡口型式）。
　　坡口的作用是使焊条、焊丝或焊炬（气焊时喷射乙炔-氧气火焰的喷嘴）能直接伸入坡口底部以保证焊透，并有利于脱渣和便于焊条在坡口内作必要的摆动，以获得良好的熔合。
　　坡口的形状和尺寸主要取决于被焊材料及其规格（主要是厚度）以及采取的焊接方法、焊缝形式等。
　　在实际应用中常见的坡口型式有：
　　弯边接头-适用于厚度<3mm的薄件；
　　平坡口-适用于3~8mm的较薄件；
　　V型坡口-适用于厚度6~20mm的工件（单面焊接）；
　　焊缝坡口型式示意图
　　X型坡口-适用于厚度12~40mm的工件，并有对称型与不对称型X坡口之分（双面焊接）；
　　U型坡口-适用于厚度20~50mm的工件（单面焊接）；
　　双U型坡口-适用于厚度30~80mm的工件（双面焊接）。
　　坡口角度通常取60~70°，采用钝边（也叫做根高）的目的是防止焊件烧穿，而间隙则是为了便于焊透。
主要参数
　　电弧焊的焊接规范中最主要的参数有：
　　焊条种类（取决于母材的材料）、焊条直径（取决于焊件厚度、焊缝位置、焊接层数、焊接速度、焊接电流等）、焊接电流、焊接层数、焊接速度等。
　　除了上述的普通电弧焊外，为了进一步提高焊接质量，还采用：
　　气体保护电弧焊：例如利用氩气作为焊接区域保护气体的氩弧焊、利用二氧化碳作为焊接区域保护气体的二氧化碳保护焊等，其基本原理是在以电弧为热源进行焊接时，同时从喷枪的喷嘴中连续喷出保护气体把空气与焊接区域中的熔化金属隔离开来，以保护电弧和焊接熔池中的液态金属不受大气中的氧、氮、氢等污染，以达到提高焊接质量的目的。
　　钨极氩弧焊：以高熔点的金属钨棒作为焊接时产生电弧的一个电极，并处在氩气保护下的电弧焊，常用于不锈钢、高温合金等要求严格的焊接。
　　等离子电弧焊：这是由钨极氩弧焊发展起来的一种焊接方法，在喷嘴孔道的机
　　电弧焊电流大小的判断：
　　电流小：焊道窄，熔深浅，易形成过高，未熔合，未焊透，夹渣，气孔，焊条粘连，断弧，不引弧等等
　　电流大：焊道宽，熔深大，咬边，烧穿，缩孔，飞溅大，过烧，变形大，焊瘤等等
电弧焊焊接时产生火灾爆炸事故的预防措施
　　1、焊接处10米以内不得有可燃物、易燃物，工作地点通道宽度应大于1米。高空作业更应注意火花的飞向。
　　2、储放易燃易爆的容器未经清洗严禁焊接。在此情况下，首先要把残剩的油除尽，排除可燃气体，在确认没有爆炸的危险性之后才可以焊接。如使用气体探测器检查将更加安全。
　　3、焊接管子、容器时，必须把孔盖，阀门打开。
　　4、保证焊接设备、橡皮绝缘电缆的连接部分无松散的现象，破损部分绝缘良好，防止漏电和过热。
　　5、严禁将易燃易爆管道作焊接回路使用.
　　6、使用二氧化碳气瓶及氩气瓶时，应遵守《气瓶安全监察规程》。
电弧焊的使用及注意事项
　　一、易引起触电事故
　　1、焊接过程中，因焊工要经常更换焊条和调节焊接电流，操作时要直接接触电极和极板，而焊接电源通常是220V/380V，当电气安全保护装置存在故障、劳动保护用品不合格、操作者违章作业时，就可能引起触电事故。如果在金属容器内、管道上或潮湿的场所焊接，触电的危险性更大。
　　2、焊机空载时，二次绕组电压一般都在60~90V，由于电压不高，易被电焊工所忽视，但其电压超过规定安全电压36V，仍有一定危险性。假定焊机空载电压为70V，人在高温、潮湿环境中作业，此时人体电阻R约1600Ω，若焊工手接触钳口，通过人体电流I为：
　　I=V/R=70/1600=44Ma，在该电流作用下，焊工手会发生痉挛，易造成触电事故。
　　3、因焊接作业大多在露天，焊机、焊把线及电源线多处在高温、潮湿（建筑工地）和粉尘环境中，且灶机常常超负荷运行，易使电源线、电器线路绝缘老化，绝缘性能降低，易导致漏电事故。
　　二、易引起火灾爆炸事故
　　由于焊接过程中会产生电弧或明火，在有易燃物品的场所作业时，极易引发火灾。特别是在易燃易爆装置区（包括坑、沟、槽等），贮存过易燃易爆介质的容器、塔、罐和管道上施焊时危险性更大。
　　三、易致人灼伤
　　因焊接过程中会产生电弧、金属熔渣，如果焊工焊接时没有穿戴好电焊专用的防护工作服、手套和皮鞋，尤其是在高处进行焊接时，因电焊火花飞溅，若没有采取防护隔离措施，易造成焊工自身或作业面下方施工人员皮肤灼伤。
　　四、易引起电光性眼炎
　　由于焊接时产生强烈火的可见光和大量不可见的紫外线，对人的眼睛有很强的刺激伤害作用，长时间直接照射会引起眼睛疼痛、畏光、流泪、怕风等，易导致眼睛结膜和角膜发炎（俗称电光性眼炎）。
　　五、具有光辐射作用
　　焊接中产生的电弧光含有红外线、紫外线和可见光，对人体具有辐射作用。红外线具有热辐射作用，在高温环境中焊接时易导致作业人员中暑；紫外线具有光化学作用，对人的皮肤都有伤害，同时长时间照射外露的皮肤还会使皮肤脱皮，可见光长时间照射会引起眼睛视力下降。
　　六、易产生有害的气体和烟尘
　　由于焊接过程中产生的电弧温度达到4200℃以上，焊条芯、药皮和金属焊件融熔后要发生气化、蒸发和凝结现象，会产生大量的锰铬氧化物及有害烟尘；同时，电弧光的高温和强烈的辐射作用，还会使周围空气产生臭氧、氮氧化物等有毒气体。长时间在通风条件不良的情况下从事电焊作业，这些有毒的气体和烟尘被人体吸入，对人的身体健康有一定的影响。
　　七、易引起高空坠落
　　因施工需要，电焊工要经常登高焊接作业，如果防高空坠落措施没有做好，脚手架搭设不规范，没有经过验收就使用；上下交叉作业采取防物体打击隔离措施；焊工个人安全防护意识不强，登高作业时不戴安全帽、不系安全带，一旦遇到行走不慎、意外物体打击作用等原因，有可能造成高坠事故的发生。
　　八、易引起中毒、窒息
　　电焊工经常要进入金属容器、设备、管道、塔、储罐等封闭或半封闭场所施焊，如果储运或生产过有毒有害介质及惰性气体等，一旦工作管理不善，防护措施不到位，极易造成作业人员中毒或缺氧窒息，这种现象多发生在炼油、化工等企业。
　　九、防触电措施
　　总的原则是采取绝缘、屏蔽、隔绝、漏电保护和个人防护等安全措施，避免人体触及带电体。具体方法有：
　　1、提高电焊设备及线路的绝缘性能。使用的电焊设备及电源电缆必须是合格品，其电气绝缘性能与所使用的电压等级、周围环境及运行条件要相适应；焊机应安排专人