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1.工作地点环境要求

（1）气焊和气割工作地点，必须有防火设备；

（2）气焊和气割工作地点有堆存大量易爆蒸汽或积聚爆炸性粉尘时禁止作业；

（3）易燃易爆物料应距工作地点10m以外；

（4）作业场地要注意改善通风和排除有害气体。

烟尘，避免发生中毒事故。

2.实际操作技术要点

（1）每个氧气减压器和乙炔减压器上只允许接一把焊炬或一把割炬。

（2）氧气胶管和乙炔胶管必须区分，氧气管为黑色，乙炔管为红色，并注意不得损坏。

（3）操作前，应检查氧气管、乙炔管与焊炬或割炬的连接是否有漏气现象，并检查焊嘴或割嘴有无堵塞现象。

（4）气焊或气割盛装过易燃易爆物、强氧化物或有毒物的各种容器、管道、设备时，必须经过彻底清洗干净后，方可进行作业。

（5）在狭窄和通风不良的地沟、坑道、管道、容器、半封闭地段等处进行气焊、气割工作，应在地面上进行调试焊炬和割炬混合气，并点火，禁止在工作地点调试和点火，焊炬和割炬都应随人进出。

（6）在封闭容器、罐、桶、舱室中气焊、气割，应先打开焊、割工作物的孔、洞，使内部空气流通，以防止焊工中毒、烫伤，必要时应有专人监护。

工作完毕和暂停时，焊炬、割炬和胶管都应随人进出，禁止放在工作地点。

（7）登高焊、割，应根据作业高度和环境条件，定出危险区的范围，禁止在作业下方及危险区内存放可燃易爆物品和停留人员。

（8）气焊工、气割工必须穿戴规定的工作服，手套和护目镜。

（9）气焊工在高处作业，应备有梯子、工作平台、安全带、安全帽、工具袋等完好的工具和防护用品。

（10）直接在水泥地面上切割金属材料，可能发生爆炸，应有防止火花喷射造成烫伤的措施。

（11）对悬挂在起重机吊钩上的工件和设备，禁止气焊和气割。

（12）露天作业遇六级大风或下雨时，应停止气焊、气割工作。

（13）在气焊发生回火时，必须立即先关闭乙炔调节阀，然后再关闭氧气调节阀；

若气割遇到回火时，应先关闭切割氧气调节阀。

（14）乙炔胶管或乙炔瓶的减压阀燃烧爆炸时，应立即关闭乙炔瓶或乙炔发生器的总阀门。

（15）氧气胶管爆炸燃烧时，应立即关紧氧气瓶总阀门。

（16）气焊或气割工作结束后，应将氧气阀和乙炔瓶阀关紧，再将减压器调节螺钉拧松。

第四节电焊烟尘的职业危害

电焊烟尘是焊条电弧焊和碳弧气泡等的主要有害因素。

在通风不良条件下可能造成职业危害。

1.尘肺病：

是指由于长期吸入超过规定浓度的电焊烟尘引起肺组织弥漫性纤维化的疾病。

焊工尘肺在过去被称为“铁末沉着症”。

目前认为是由于长期吸入超过允许浓度的氧化铁为主，并有无定型二氧化硅、硅酸盐、锰、铁、锘以及臭氧、氮氧化物等混合烟尘和有毒气体，并在肺组织中长期作用所致的混合性尘肺；

焊工尘肺的发病一般比较缓慢，多在接触焊接烟尘后10年，有的长达15～20年以上。

主要表现为呼吸系统症状。

2.锰中毒：

长期吸入超过允许浓度的锰及其化合物的电焊烟尘，则可能造成锰中毒。

锰的化合物和锰尘可通过呼吸道和消化道侵入机体，主要经呼吸道进入体内。

焊工锰中毒发病很慢，大多数在接触3～5年以后，甚至可长达20年才逐渐发病；

慢性锰中毒早期表现为疲劳乏力，时常头痛头晕、失眠、记忆力减退，以及植物神经功能紊乱，如舌、眼睑和手指的细微振颤等。

中毒进一步发展时，神经精神症状更明显。

而且转弯、跨越、下蹲等都较困难，走路时表现左右摇摆或前冲后到，书写时振颤不清等。

第五节焊接弧光辐射的危害

1.紫外线危害

（1）对眼睛的伤害：

紫外线过渡照射引起眼睛的急性角膜结膜炎，称为电光性眼炎。

这是明弧焊直接操作人和辅助工人的一种特殊职业性眼病。

波长很短的紫外线，能损害结膜和角膜，有时甚至侵及虹膜和视网膜。

（2）对皮肤的伤害：

皮肤受强烈紫外线作用时，可引起皮炎；

弥漫性红斑，有时出现小水泡、渗出液和浮肿，有烧灼感，发痒。

（3）对纤维的破坏：

焊接电弧的紫外线辐射对纤维的破坏能力很强，其中以棉织品为最甚。

由于光化学作用的结果，可致棉布工作服氧化变质而破碎。

2.红外线危害

红外线对人体的危害主要是引起组织的热作用。

眼部受到强烈的红外线辐射，立即感到强烈的灼伤和灼痛，长期接触可能造成红外线白内障，视力减退，严重时能导致失明。

此外还会造成视网膜灼伤。

3.可见光危害

被照射后眼睛疼痛，看不清东西，通常叫电焊“晃眼”，短时间内失去劳动能力。

4.弧光防护措施

（1）设置防护屏：

防护屏可用玻璃纤维布及薄铁板等制作，防护屏应涂刷灰色或黑色等无光漆。

（2）采用不反光并且能吸收光线的材料作室内墙壁的饰面。

（3）从工艺上采取措施。

（4）采用个人防护（包括：

护目镜、工作服等）。

第二章电弧焊

第一节手工电弧焊的目的

1.了解手工电弧焊的过程、特点和应用；

2.熟悉手工电弧焊的主要设备；

3.掌握手工电弧焊的基本操作；

4.了解接头形式、坡口形式和焊接位置种类；

5.了解常见的焊接缺陷和焊接变形；

6.熟悉手工电弧焊安全操作技术。

第二节手工电弧焊的概念

1.弧焊概念。

电弧焊是指利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。

2.手工电弧焊概念

是用手操作焊条，利用焊条与被焊金属工件间产生的电弧热量加热并熔化金属，随后形成焊缝，获得牢固接头的焊接方法。

3.手工电弧焊缺点：

焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，焊缝质量不稳定。

第三节手工电弧焊设备

1.焊钳

焊钳

焊机

焊条

焊接电缆

工件

焊缝缝缝

焊高

2.接头和焊缝名称

母材

熔合区

焊缝

热影响区

熔宽

熔深

a）焊接接头b）焊缝各部分名称

3.电焊机

手弧焊机简称电焊机或弧焊机，是手弧焊的电源。

焊接电源在结构上及特性上与一般电源不同。

手弧焊时，电焊机与电弧组成一个电源-负载系统，电弧是一个变动的负载.

在稳定状态下弧焊电源的输出电压与输出电流之间的关系称为电源的外特性。

手弧焊时为保证电弧的稳定燃烧和引弧容易，要求焊接电源外特性必须是下降的。

此外，焊接电源还应具有适当的空载电压、良好的动特性、良好的调节。

（1）交流弧焊机

交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，又称弧焊变压器。

它将电网输入的交流电变成适宜于电弧焊的交流电。

此类焊接电源通过增大主回路电感量来获得下降特性，其中有一种方式是增强变压器本身的漏磁，形成漏磁感抗。

弧焊变压器中可调感抗除用以获得下降特性外，还有稳定焊接电弧和调节焊接电流的作用。

（2）直流弧焊机

常用的直流弧焊机有两类，一类是直流弧焊发电机，它坚固耐用，工作电流稳定，但由于制造成本高，效率低，消耗电能大，噪声大，故用电动机驱动的弧焊发电机已趋于淘汰。

另一类是弧焊整流器，其结构相当于在交流弧焊机上加上整流器（如硅整流器），它将交流电变成直流电输出，既弥补了交流电焊机稳定性不好的缺点，又比直流弧焊发电机结构简单，消除了噪音。

a）交流b）逆变弧焊机

c）直流发电机d）硅整流弧焊机

4.手工电弧焊用焊条、焊钳和面罩

焊条是电焊条的简称，由药皮和焊芯两部分组成。

它实际就是涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极。

（1）焊芯焊芯是指焊条中被药皮包覆的金属芯。

其作用有二：

一是作为电极，传导电流，产生电弧；

二是熔化后作为填充金属，与熔化的母材一起组成焊缝金属。

焊芯的牌号用“H”即“焊”字汉语拼音的第一个字母表示；

其后的牌号表示方法与钢号表示方法相同。

例如：

H08MnA表示高级优质，主要合金元素为Mn，其含量％左右,含碳量为0.08％的焊接用钢丝。

手弧焊时，焊芯金属约占整个焊缝金属的50％～70％。

焊芯的化学成分将直接影响焊缝质量。

（2）焊条的种类。

焊条的分类焊条按用途可分为九大类：

即：

结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝和铝合金焊条、特殊用途焊条，其中应用最广的是结构钢焊条。

按药皮性质可分为酸性焊条和碱性焊条两大类。

药皮中含有多量酸性氧化物（如SiO2，TiO2，Fe2O3）的焊条，称为酸性焊条；

药皮中含有多量碱性氧化物（如CaO，FeO，MnO，Na2O,MgO）的焊条，称为碱性焊条。

药皮类型中前五类为酸性焊条，其余的两类为低氢型焊条，属碱性焊条。

GB5117-85规定了碳钢焊条的型号，以字母"

E"

字后加上四位数字表示。

E4303的含义如下：

字母“E”——表示焊条；

前两位数字"

43"

——表示焊缝金属的抗拉强度不小于420MPa；

第三位数字“0”——表示全位置焊接；

第四位数字“3”——表示氧化钛钙型药皮和交、直流两用。

（3）焊条的编号。

焊条牌号是以各类焊条的相应汉字（或汉字拼音的首字母）加上三位数字表示的，例如：

结507（或J507）的含义如下：

汉字"

结"

（或J）--表示结构钢焊条；

50"

--表示焊缝金属抗拉强度不小于500MPa；

第三位数字“7”——表示药皮类型是低氧钠型，只适用于直流焊接。

第四节手工电弧焊接线

焊接前，将焊钳和焊件分别接到弧焊机输出端的两极，并用焊钳夹持焊条。

焊条和焊件分别成为两个电极。

第五节焊接电弧及其特性

由焊接电源供给的、具有一定电压的两电极间或电极与焊件间、在气体介质中产生的强烈而持久稳定的放电现象，叫焊接电弧。

一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。

用钢焊条焊钢材时温度分布如下：

阳极区2600K，阴极区2400K，电弧中心6000-8000K。

使用直流电源焊接时有正接、反接两种：

正接：

正极接工件—工件温度可稍高一些。

反接：

负极接工件，工件温度可稍低一些。

交流焊机,无正反接特点，温度均为2500K。

手弧焊时，电弧产生的热量只有65％～85％用于加热和熔化金属。

其余的热量则散失在电弧周围和飞溅的金属熔滴中。

第三章手工电弧焊训练

第一节基本操作

1.引弧

引弧就是使焊条与焊件间引燃并保持稳定的电弧。

引弧方法有两种，即敲击法和摩擦法。

这两种方法都是使焊条末端与工件表面接触形成短路，然后迅速将焊条向上提起一段距离（2~4mm），即可引燃并保持稳定的电弧。

注意：

焊条不能提的太高，否则电弧易熄灭。

焊条末端与工件接触时间不能太长，以免焊条粘连在焊件上。

当发生粘连时，应迅速左右摆动焊条，以使焊条脱离工作。

2.运条

手弧焊时，焊条除了沿其轴向向熔池送进和沿焊缝方向前移外，为了获得一定宽度的焊缝，焊条还应沿垂直于焊缝的方向横向摆动。

3.熄弧

熄弧是指焊缝结束，或一根焊条用完准备连接后一根焊条时的收尾动作。

焊缝结束时的焊弧，应在熄弧前让焊条在熔池处作短暂停顿或作几次环形运条，使熔池填满，然后将焊条逐渐向焊缝前方斜拉，同时抬高焊条，使电弧自动熄灭。

连续熄弧，应在熄弧前减少焊条与焊件间的夹角，将熔池中的金属和上面的熔渣向后赶，形成弧坑后再熄弧。

连接时的引弧应在弧坑前面，然后拉回弧坑，再进行正常焊接。

第二节工艺要求

1.弧焊工艺

焊条电弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘被局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，熔化的金属形成焊接熔池。

随着焊接电弧向前移动、熔池后边缘的液态金属温度逐渐降低，液态金属以母材坡口处末完全熔化的晶粒为核心生长出焊缝金属的枝状晶体并向焊缝中心部位发展，直至彼此相遇而最后凝固。

与此同时，前面的焊件坡口边缘又开始局部熔化，使焊接熔池向前程动。

当焊接过程稳定以后，一个形状和体积均不变化的熔池随焊接电弧向前移动，形成一条连续的焊缝。

（1）焊接工艺参数

1）　焊条直径

手弧焊焊接工艺参数的选择，一般先根据焊件的厚度选择焊条直径。

焊条直径的选择还与焊接层数、接头形式、焊接位置等有关，立焊、横焊、开坡口多层焊的第一层施焊时应选用直径小一点的焊条。

2）　焊接电流

焊接电流与焊条直径有关。

I=（30~60）d

3）　焊接速度

焊接速度指焊条沿焊缝方向向前移动的速度。

一般当焊道的熔宽为焊条直径的2倍时，焊速较适当。

4）电弧长度

电弧长度指焊条末端与起弧处工作表面间的距离。

保持电弧长度约等于焊条直径。

5）焊接层数

当工件厚度较大时，需要采用多层焊接，以保证焊缝的力学性能。

一般每层厚度为焊条直径的0.8~1.2倍时，比较合适，生产率高且易控制。

2.平板焊接操作要点（下表）

序号

操作步骤

操作要点

1

备料

划线、用剪切或气割方法下料，并调直钢板

2

坡口准备

板厚为12mm，可采用ν形坡口单面焊，接口必须平整

3

焊前清理

清除水、铁锈、油污等

4

装备

将两板水平放置，对齐，两板间留3.5~4.5mm间隙

5

点固

用焊条点固焊件两端从端头起20mm以内位置，点固后应除渣。

点固长度为10~15mm，点固长度不应达到20mm。

正面ν坡口内点固焊，如没有特殊要求，可以在反面点固焊。

6

焊接

①选择合适的焊接工艺参数

②分四层焊接，注意焊接缺陷，焊后除渣

7

焊后清理

用钢丝刷等工具把焊件表面的飞溅清理干净

8

检验

目测检查外观焊缝质量、缺陷；

用X射线或超声波检查内部质量

3.焊接接头形式、坡口形式

（1）焊接接头形式。

常用焊接接头形式有：

对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头等。

接头基本形式

（2）坡口形式。

焊件较薄时，在焊件接头处只要留出一定的间隙，采用单面焊或双面焊，就可以保证焊透。

焊件较厚时，为了保证焊透，焊接前要把焊件的待焊部位加工成为所需的几何形状，即需要开坡口。

对接接头的坡口形式

加工坡口时，通常在焊件厚度方向留有直边，称为钝边，其作用是为了防止烧穿。

接头组装时，往往留有间隙，这是为了保证焊透。

（3）多道焊与多层焊。

焊接较厚焊件时，为了焊满坡口，应采用多层焊或多层多道焊（每一层由数道窄道并列组成）。

4.焊接工艺参数对焊缝成形的影响

焊接工艺参数的选择是否合适，直接影响焊缝的质量，右图表示焊接电流和焊接速度对焊缝形状的影响。

（1）焊接电流和焊接速度合适，焊缝的形状规则，焊波均匀并成椭圆形，焊缝各部分的尺寸符合要求（图a）。

（2）焊接电流太小，电弧不易引燃，燃烧也不稳定，弧声变弱，焊波呈圆形，而且堆高增大，熔宽和熔深都减小（图b）。

（3）焊接电流太大，弧声强，飞溅增多，药皮往往变得红热，焊波变尖，熔宽和熔深都增加。

焊薄板工件时，有烧穿的可能（图c）。

（4）焊接速度太慢，焊波变圆，而且堆高、熔宽和熔深都增加。

焊薄板工件时有可能烧穿（图d）。

（5）焊接速度太快，焊波变尖，焊缝形状不规则而且堆高、熔宽和熔深都减小（图e）。

5.焊接缺陷与防治

（1）焊接应力和变形的形成和危害

焊接应力增加结构工作时的应力,降低承载能力;

焊接变形影响组装质量,矫正变形增加成本,还要降低塑性。

由于焊接是局部加热,在加热和冷却过程中,有一定的刚性约束,加热时金属受压应力,产生塑性压缩变形;

在冷却过程中,不能完全自由收缩,也能收缩一些,因此,金属受拉应力并保存下来,这就是焊接残余应力。

焊接应力过大的严重后果是焊件（工件）产生裂纹，危害极大，对重要工件焊后应探伤。

焊接裂纹与焊接材料的成分（如硫、磷含量高）有关；

和焊缝金属的结晶特点（结晶区间要小）有关。

所以焊接中应：

合理选材、采取措施减少应力、选用合理的焊接工艺、焊接参数

如：

采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序等）。

（2）减少和消除焊接应力的措施

1）设计措施:

①尽量减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉（采用型材、冲压件等）。

②采用刚度较小的接头（易变形而减小应力）。

2）工艺措施:

①采用合理的焊接顺序，使焊缝收缩较为自由。

如下图所示拼板件焊接：

②降低焊接接头的刚度。

如采用反变形法降低刚度而减小应力。

③加热减应区：

焊前或焊时在焊件的适当部位加热，使焊缝收缩时的约束减小。

④焊缝锤击:

焊后趁热锤击焊缝使之塑性伸长，以抵消焊缝受热时产生的压缩塑性变形。

⑤预热和后热：

即焊接前或后对焊件全部或局部进行适当加热。

（3）控制和矫正焊接变形的措施

1）机械矫正法:

即利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形。

手工锤击、用辊床、压力机等。

2）火焰矫正法:

即利用火焰局部加热焊件的适当部位使其产生压缩塑性变形，以抵消残余变形。

如采用气焊炬。

（4）焊缝内部缺陷

1）未焊透。

应力集中严重，降低强度，开裂根源。

2）夹渣。

减少工作截面，造成应力集中，降低焊缝强度和冲击韧性。

3）气孔。

减少有效工作截面，降低机械强度。

4）裂纹。

热裂纹和冷裂纹。

6.安全操作要点

⑴防止触电,焊前检查焊机接地是否良好，焊钳和电缆的绝缘必须良好，不得赤手接触导电部分，焊接时应站在木垫板上。

⑵防止弧光伤害和烫伤穿好工作服，焊接时戴手套和脚盖，并戴好面罩，隔离焊接场地，防止弧光伤害他人；

不要用手去触摸刚焊过的工件；

除渣时，注意防止焊渣烫伤脸和眼睛。

⑶防止中毒,焊接场地应通风良好或配置通风设备；

焊接铝。

黄铜、铅及锌时，应配戴口罩。

⑷防火，防爆焊接时，周围不能有易燃易爆物品。

⑸保证设备安全线路各连接点必须紧密接触，防止因松动接触不良而发热；

焊钳任何时候不得放在工作台上，以免短路烧坏焊机；

发现焊机或线路发热烫手时，应立即停止工作；

操作完毕或检查焊机及电路系统时必须拉闸。

第三节手弧焊单面焊双面成型技巧和要领

单面焊双面成形技术是焊条电弧难度较大的一种操作技术，熟练掌握操作要领和技巧才能保证焊出内外质量合格的焊缝与试件。

以断弧焊为例，要掌握好焊条电弧焊单面焊双面成形操作技术，必须熟练掌握“五种要领”，具体内容：

看、听、准、短、控。

还应学会“六种技巧”具体内容：

点固，起头，运条，收弧，接头，收口。

1.五要领

（1）看——焊接过程中，认真观察熔池的形状，熔化的大小及铁液与熔渣的分离情况，还应注意观察焊接过程是否正常（如偏弧、极性正确与否等），熔池一般保持椭圆形为宜（圆形时温度已高），熔孔大小以电弧将两侧钝边完全熔化并深入每侧0.5-1㎜为好，熔孔过大时，背面焊缝余高过高，易形成焊瘤或烧穿。

熔孔过小时，容易出现未焊透或冷接现象（弯曲时易裂开）焊接时一定要保持熔池清晰，熔渣与铁夜要分开，否则易产生未焊透及夹渣等缺陷，当焊条接过程中出现偏弧及飞溅过大时，应立即停焊，查明原因，采取对策。

（2）听——焊接时要注意听电弧击穿坡口钝边时发出的“噗噗”声，没有这种声音，表明坡口钝边未被电弧击穿，如继续向前焊接，则会适成未焊透，熔合不良缺陷。

（3）准——送给铁液的位置和运条的间距要准确，并使每个熔池与前面熔池重叠2/3，保持电弧1/3部分在溶池前方，用以加热和击穿坡口钝边，只有送给铁液的位置准确，运条的间距均匀，才能使焊缝正反面形均匀、整齐、美观。

（4）短——短有2层意思，一是指灭弧与重新引燃电弧的时间间隔要短，就是说每次引弧时间要选在熔池处在半凝固熔化的状态下（通过护目玻璃能看到黄亮时），对于两点击穿法，灭弧频率大体上50～60次/㏕为宜，如果间隔时间过长，熔池温度过低，熔池存在的时间较短，冶金反应不充分，容易造成夹渣、气孔等缺陷。

时间间隔过短，溶池温度过高，会使背面焊缝余高过大，甚至出现焊瘤或烧穿；

二是指焊接时电弧要短，焊接时电弧长度等于焊条直径为宜。

电弧过长，一是对熔池保护不好，易产生气孔；

二是电弧穿透力不强，易产生未焊透等缺陷；

三是铁液不易控制，不易成形而且飞溅较大。

（5）控——是在“看、听、准、短”的基础上，完成焊接最关键的环节。

①控制铁液和溶渣的流动方向。

焊接过程中电弧要一直在铁液的前面，利用电弧和药皮熔化时产生的气体定向吹力，将铁液吹向溶池后方，既能保证熔渣与铁液很好地分离，减少产生夹渣和气孔的可能性，当铁液与溶渣分不清时，要及时调整运条的角度（即焊条角度向焊接方向倾斜），并且要压低电弧，直至铁液和熔渣分清，并且两侧钝边熔化0.5-1㎜缺口时方能灭弧，然后进行正常焊接。

②控制溶池的温度和熔孔的大小。

焊接时熔池形状由椭圆形向圆形发展，熔池变大，并出现下塌的感觉，如不断添加铁液，焊肉也不会加高，同时还会出现较大的熔孔，此时说明熔池温度过高，应该迅速熄弧，并减慢焊接频率（即熄弧的时间长一些），等熔池温度降低后，再恢复正常的焊接。

在电弧的高温和吹力的作用下，试板坡口根部熔化并击穿形成熔孔，施焊过程中要严格控制熔池的形状，尽量保持大小一致，并随时观察熔池的变化及坡口根部的熔化情况。

熔孔的大小决定焊缝背面的宽度和余高，通常熔孔的直径比间隙大1-2㎜为好，焊接过程中如发现熔孔过大，表明熔池温度过高，应迅速灭弧，并适当延长熄弧的时间，以降低熔池温度，然后恢复正常焊接，若熔孔太小则可减慢焊接速度，当出现合适的熔孔时方能进行正常焊接。

③控制焊缝成形及焊肉的高低。

影响焊缝成形，焊肉高低的主要因素有：

焊接速度的快慢，熔敷金属添加量（即燃弧时间的长短）、焊条的前后位置，熔孔大小的变化、电弧的长短及焊接位置等。

一般的规律是：

焊接速度越慢，正反面焊肉就越高；

熔敷金属添加量越多，正反面焊肉就越高；

焊条的位置越靠近熔池后部，表面焊肉就越高，背面焊肉