电焊工基本操作技能.docx

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电焊工基本操作技能

电焊工基本操作技能

什么是焊接？

通过加热或加压，或二者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工工艺方法叫焊接。

各种同类或不同类的金属、非金属（塑料、石墨、陶瓷、玻璃等）可以焊接，金属与非金属也可以焊接。

而金属焊接在现代工业中具有重要的实际意义，因此狭义的讲，焊接通常就是指金属材料的焊接。

焊接技术起始于19世纪末、20世纪初。

二、手工电弧焊设备

（一）电流种类及其对电弧燃烧稳定性的影响

1、电流种类

生产用电流可分为直流电、单相交流电和三相交流电三种。

手工电弧焊时，电焊机是电源，它的输出电流供电弧燃烧。

而电

弧本身又是作为电源的一个负载，因此电源的种类对电

弧的稳定

燃烧起着重大的影响。

用直流电源作焊接电源时，其输出的直流电源总是从一极流

向另一极，电弧电压也维持恒定，所以电弧可以持续燃

烧，比较

稳定。

当采用交流电源时，其电源电压是交变的，电流方向也不

断改变，电弧相应地不断地发生瞬时熄灭、然后重新引弧和再次

稳定燃烧的过程（每秒钟要经历100次这样的过程）。

这个过程

是电弧自动重复进行的。

因此，当采用交流弧焊电源时，其电弧

燃烧的稳定性不如采用直流弧焊的电源时好。

但是，由

于焊接技

术的发展，焊条药皮成分的不断改进和焊机性能的不断

提高，交

流电源的电弧在一定条件下也能稳定的燃烧，得到满意的焊接质

量。

此外，由于交流电源设备简单、成本低、维修容易、磁偏吹

影响小，所以交流弧焊电源仍得到广泛的应用。

目前，

在手弧焊

生产中，除了某些焊条有特定要求，必须采用直流电源

外，皆可

用交流电源进行焊接。

二）对弧焊电源的要求

电弧能否稳定燃烧，是保证获得优质焊接接头的主要因素之一。

决定电弧稳定燃烧的诸因素中，首要的因素是弧焊电源。

为了使电弧稳定燃烧，对弧焊电源有以下基本要求。

1、适当的空载电压目前我国生产的直流弧焊机，其空载电压

大多在490V之间，交流弧焊机的空载电压多在60

——85V

之间。

实践证明，交流弧焊机的空载电压低于65V时，

常常会给

焊接过程造成困难。

空载电压可以从连接在焊机输出端的电压表中直接读出。

2、陡降的外特性弧焊电源输出电压与输出电流之

间的关系称为电源的外特性。

弧焊时，要求电源在引弧时能供给电弧较高

的电压和较小的电流；当电弧稳定燃烧时，电流增大，

而电压急剧降低；当焊条与工件短路时，短路电流不应太大，而

应限制在

一定的数值；能够满足这些要求的电源，称为具有陡降

外特性的

电源。

一般照明或动力用的电源都是平外特性，即不论输出的电流

大或小，输出电压基本上是不变的，这种外特性不适应

弧焊电源

的需要。

3、可以灵活调节焊接电流为了满足焊接工艺的需

要，焊机

的输出电流在其功率范围内应能够随意调节。

一般情况下，焊机

能调出的最大电流不小于最小电流的4——5倍，即可满

足使用

要求。

抽头式焊机的输出电流只有规定的几档，不能任意调节。

4、良好的动特性焊接过程中，焊机的负荷总是在不

断的变

化。

例如，引弧时焊条与焊件短路，随后由短路突然将焊条拉开；

焊接过程中焊条金属熔滴往熔池过渡时，焊条与焊件短路，随后

焊条又与母材分开等等，都能引起焊机的负荷发生急剧变化。

由

于焊接回路中总有一定的感抗存在，焊机的输出电流和电压往往

不能及时适应这种变化，而要经过一个过渡过程才能稳定下来，

焊机的这种过度过程的性能，称为焊机的动特性。

动特性对焊机的使用性能起着重大影响。

使用动特性良好的

焊机进行焊接时，引弧时很容易起弧，焊接过程电弧突

然拉长一

些也不容易熄灭，飞溅也较少。

反之，用动特性不好的焊机焊接，

引弧时焊条很容易粘到焊件上，焊条拉开的距离稍大一

些就不能

起弧，只有当拉开的距离很小时才能起弧。

焊件过程中，电弧偶

尔拉长一点，就容易熄弧，而且有时飞溅较严重。

（三）手工电弧焊电源的分类

1、手工电弧焊电源的分类手工电弧焊电源按照供应的电流性质，可分为交流焊机和直流焊机两大类。

交流焊机是一种供电弧燃烧用的降压变压器，又称弧焊变压器。

直流焊机根据所产生直流电的原理不同，又分为弧焊发电机和弧焊整流器两大类。

生产中，如果采用酸性焊条（型号如E4303）,则选用弧焊变压器；如果采用碱性焊条（型号如E5015）,则应选用直流焊机，即弧焊发电机或弧焊整流器，但是弧焊发电机由于材料消耗多、空载损耗大和噪声严重，正在逐步被弧焊整流器所取代。

手工电弧焊电源不同于一般电机，它具有较低的空载电压（45

――90V）,电压迅速下降，工作电压仅为15――30V。

由于焊机

使用过程中，会频繁的出现短路现象（如引弧、熔滴过渡），为

使焊机在短路时不致被烧坏，要求其短路电流不能大。

所以，可

以认为，手工电弧焊机是一种特殊的电机，它不能被其

他电机所

取代。

（1）弧焊变压器弧焊变压器为单相供电，一般电网

供给的工

作电压为220V或380V。

其型号的编排次序及含义如下所示：

BXx—xxx

I

额定电流（单位：

A）

系列品种序号

下降外特性

弧焊变压器

常用的弧焊变压器根据其不同的构造，分为动铁心式（型号

有BX1-135、BX1-330、BX1-330-1、BX1-300、BX1-500）、动圈

式（型号有BX3-120、BX3-3O0BX3-500）、同体式（型号有

BX2-5O0BX2-7O0BX2-1OO0BX2-2000）、饱和式（型号有

BX9-3O0BX1O-1O0BX10-500）、抽头式（型号有BX-120、BX-

200BX5-120、BX6-120、BX6-120-1、BX6-120-2、BXD6-120）

和分体式（型号有BP-3X500）等五种。

1）BX1-330型弧焊变压器该焊机属于动铁心式。

焊机的空

载电压为60-70V,焊接电流调节范围为50-450A焊接电流的调节方式有粗调节和细调节两种。

粗调节是通过改变次级线圈的不同接法及匝数来实现，具体方法是改变粗调电流接线板上的搭铁位置。

当搭铁在I位置时，空载电压为70V,焊接电流调节范围为50-180A;当搭铁位置在H时，空载电压为60V,焊接电流调节范围为160-450A。

焊接电流的细调节是通过改变动铁心的位置来实现，具体方法是：

将焊机细调电流把手反时针转动，此时活动铁心向外移动，焊接电流增大;顺时针转动，则焊接电流减

小。

使用时，将粗调节搭铁和细调节把手配合使用，便能得到所需要的焊接电流值。

2）BX3-300型弧焊变压器该变压器属于动圈式。

初、次级线

圈互相独立，有较大距离，由于没有活动铁心，故可以避免因铁心振动而带来的电弧不稳定等一系列不良影响。

焊接电流的调节方法有粗调节和细调节两种。

粗调节是通过改变初、次级线圈的接线方法来实现。

接法I为串联，空载电压为75V,焊接电流

调节范围为40-150A接法H为并联，空载电压为60V,焊接电流调节范围为120-380A。

细调节是摇动焊机顶部的手把：

逆时针旋转时，次级线圈向上移动，焊接电流增加;顺时针旋转时，次级线圈向下移动，焊接电流减小。

使用时，将粗调节和细调节两种方法相配合，便能得到所需要的焊接电流值。

3）BX-500型弧焊变压器该变压器属于同体式。

焊接电流的调

节方法只有一种，即摇动手动螺杆，当螺杆顺时针方向转动时，活动铁心外移，与固定铁心的间隙增大，焊接电流增加；反之，当螺杆逆时针方向转动时，活动铁心内伸，与固定铁心的间隙减小，焊接电流减弱。

焊机的空载电压为80V,焊接电流调节范围为150-700A。

（2）弧焊发电机弧焊发电机是由三相感应电动机或柴（汽）油机拖动，产生供电弧燃烧所需要的直流焊接电源，其优点是在

焊接过程中电网电压波动时仍能保证焊接工艺参数的稳定。

弧焊

发电机为三相供电，其型号的编排次序及含义与弧焊变压器相

同，仅型号字头用A表示，如下所示：

AXx—xxx

I

额定电流（单位：

A）

系列品种序号

下降外特性

弧焊发电机

常用的弧焊发电机根据其不同的构造，可分为差复励式（型

号有AX1-160、AX1-165、AX-250、AX-300、AX1-165、AX1-500、

AX7-250、AX7-400、AX7-500、AX7-500-1、AX8-500、AX9-500）、

裂极式（型号有AX-320、AX-320-1、AXD-320）和换向极式（型

号有AX3-300、AX3-300-1、AX4-300、AX4-300-1）等三种。

1）AX1-500型弧焊发电机该发电机属于差复励式。

焊机由三

相感应电动机拖动。

焊接电流的调节分粗调节和细调节两种。

粗调节是通过改变焊机接线板上的接线位置来实现的。

焊机的接线板上有三个接线柱，其中负极用—标注，其他两个均为正极，用

+标注。

当中间的+与—分别接在焊钳与焊件时，焊接电流为120

—600A;当另一个+与一分别接焊钳与焊件时，焊接电流为300

—600A。

细调节是利用装在焊机上端的可调电阻来进行的。

当沿

顺时针方向转动调节手柄，焊接电流增大;沿反时针方向转动调节手柄，焊接电流减少。

将粗调节与细调节两种方法相配合，便能得到所需要的焊接电流值。

焊机的空载电压为60-90V,工作

电压为40V。

2）AX-320型弧焊发电机该发电机属于裂极式。

焊机由三相感

应电动机拖动。

焊接电流的调节分粗调节和细调节两种。

粗调节是通过移动焊机端部的电刷手柄来实现的。

当电刷手柄顺发电机旋转方向移动时，焊接电流减小;反之，当电刷手柄逆发电机旋转方向移动时，焊接电流增加。

电刷手柄位置共分三档，对应的

焊接电流值分别为40—110A、60-170A和105-320A焊接电流

的细调节是利用装在焊机上端的可调电阻来进行的。

当沿顺时针

方向转动调节手柄，焊接电流增大;反之，沿逆时针方向转动调

节手柄，焊接电流减小。

将粗调节和细调节两种方法相配合，便能得到所需要的焊接电流值。

焊机的空载电压为50-80V,工作

电压为30V。

（3）弧焊整流器弧焊整流器是一种通过整流元件将交流电变为

直流电的直流弧焊电源，无旋转部件。

弧焊整流器为三相供电,

整流元件为硅，其型号的编排次序及含义,

如下所示:

系列品种序号

整流元件是硅

下降外特性

弧焊整流器

号有ZXG-30、ZXG-50、ZXG-100、ZXG-120、ZXG-200、ZXG-300、

ZXG-400）、动圈式（型号有ZXG1-160、ZXG1-250、ZXG1-300、

ZXG1-400、ZXG1-500）、交、直流两用式（型号有ZXG3-300-1、

ZXG9-150）、抽头式（型号有ZPG8-250）、多站式（型号有ZPG6-

1000和高压引弧式（型号有ZXG12-165）等多种。

ZXG-300弧焊整流器该整流器属于磁放大器式。

焊接电

流的调节方法只有一种，即转动焊机面板上的电流调节器，沿顺

时针方向转动时，焊接电流增加；沿逆时针方向转动时，焊接电

流减少，焊接电流的调节范围为15-300A。

焊机的空载电压为

70V,工作电压为25-30V。

四）焊机的操作

1、焊机安装应遵循的原则

1）焊机的安装应遵循下列要求：

1）焊机的工作环境应与焊机技术说明书上的规定相符。

如在气温过低或过高、湿度过大、气压过低以及在具有腐蚀性或爆炸性等的特殊环境中作业，应使用适合特殊环境条件性能的焊机，或采取防护措施。

2）必须将电焊机平稳地放在通风良好、干燥的地方，不准靠近高温以及易燃、易爆的危险环境。

3）焊机应防止碰撞或激烈震动（特别是弧焊整流机）。

室外使用的焊机，必须有防雨、雪的防护措施。

4）焊机必须有专用独立的电源开关，其容量应符合要求，当焊机超符合时，应能自动地切断电源。

禁止多台焊机共用一个电源开关。

5）电源控制装置应装在焊机附近人手便于操作的地方，周围留有安全通道。

6）焊机的一次电源线，长度不宜超过2-3m。

当有临时任务需

要较长的电源线时，应沿墙或立柱用瓷瓶隔离布设，其高度必须

距地面2.5m以上，不允许将电源线拖在地面上。

7）焊机外露的带电部分应设有完好的防护（隔离）装置，焊机裸露接线柱必须设有防护罩。

使用插头插座连接的焊机，插销孔的接线端应用绝缘隔板隔离，并装在绝缘板平面内。

8）焊机（交流或直流）的外壳必须接地，接地装置必须经常保持连接良好，禁用氧气管道和乙炔管道等易燃、易爆气体管道作为接地装置的自然接地极，防止由于产生电阻热或引弧时冲击电流的作用，产生火花引爆。

9）焊机接入电网时，两者的电压必须一致。

10）直流弧焊发电机接入电网后，应先启动试车，观察换向器的旋转方向是否和焊机上规定的旋转方向一致。

如相反，则应调换三相电源线中任意两相的位置。

11）焊机的接线和安装应由专门的电工负责，焊工不应自行动手

2、弧焊变压器的安装

弧焊变压器的电源为单相。

接线时要注意焊机出厂标牌上所标出的一次电压数值。

手把软电缆线和地线分别接到焊机的次级端两个接线柱上，其接法没有极性要求。

弧焊变压器的安装注意事项如下：

1）要注意配电系统开关、熔断器是否合格齐全；导线绝缘是

否完好；电网电源功率是否够用。

2）初、次级导线的截面要合格。

额定负载时，初级导线电压降不宜大于额定网路电压的5%；次级导线电压降不宜大于额定工作电压的10%。

3）多台弧焊变压器安装时，应分接在三相电网上，尽量使三相

负载平衡。

3、弧焊发电机的安装

弧焊发电机大都是由三相感应电动机拖动。

手把线和地线要

按所需的极性接法相联。

弧焊发电机的安装注意事项如下：

1）接入三相电网前，应按电压等级及标牌规定，将电动机接成三角形或星形。

如果电动机为220/380v电压，那么，在三相电网为220v时，电动机定子绕组用（△）接法；而在380v时，则

用（Y）接法。

电动机的定子三相线圈引出线固定在电机外面的

接线板上，接线板上的线头旁有各头线圈的始端和末端的符号，其中D1、D2、D3分别为始端地第一相、第二相和第三相的符号；

D4、D5、D6为末端第一相、第二相和第三相的符号。

2）鼠笼式感应电动机直接启动时，启动电流比额定电流大好几倍。

因此，网路的容量较大时，可全压直接启动；当网路容量较小时，应加星形、三角形启动器，用来降压启动。

3）多站式直流弧焊机，因为电动机容量较大，不宜直接启动，

最好加自藕变压器启动器。

4、弧焊整流器的安装

弧焊整流器和弧焊变压器所不同的是在变压器后面增加了整流部分，其变压器为三相，所以应接入三相电网，其安装与弧焊变压器大致相同。

5）焊机的使用

1、焊机使用应遵循的原则

焊机使用时应遵循下列原则：

1）焊钳与焊件接触时，不得启动焊机。

2）禁止在焊机上放置任何物体和工具。

3）焊机二次回路上禁止连接建筑、金属构架和

设备等作为焊接

电源回路。

4）焊机的外壳和焊件不能同时接地。

5）焊工工作完毕或临时离开工作场地时，不得将焊钳放在焊

件

上，并及时切断电源。

6）焊接重要的结构时，应在焊机上装设电流表和电压表，以

精确地确定焊接工艺参数，保证焊缝质量。

2、弧焊变压器的使用

1）用连接片改变焊接电流的焊机采用连接片改变焊接电流的

焊机，如BX1-330型弧焊变压器，调节焊接电流时，应先切断电源。

2）焊机的并联运行当一台焊机的电流不够用时，可用两台

焊机进行并联运行。

弧焊变压器并联运行时的注意事项：

1）空载电压相同的焊机，不论型

号、容量是否相同，都可并联应用。

2）空载电压不同的焊机不能并联

使用。

因并联时，在空载情况

下各弧焊变压器间出现不均衡环流。

如需并联，必须设法改装焊机，使彼此之间的空载电压相同，或者加装空载自动开关。

3）并联运行中的弧焊变压器要注

意负载电流协调分配，最好两台焊机各自的输出电流相同。

4）并联时，应将两台弧焊变压器

的初级绕组接在网路同一相，次级绕组也必须同相相联。

检查接线是否正确时，可先将两台弧

5）

焊接变压器次级绕组任意两个接线端相联，然后用电压表或110v灯泡接其余两接线端。

若电压表指示为零或灯泡不亮，则接法正确；否则，不正确，需调换接线端。

3、弧焊发电机的使用

1）焊机启动弧焊发电机应采用启动器启动焊机。

启动器通

常附设在焊机上，有0、Y、△三个位置。

开始时，启动手柄在0处，此时焊工应轻轻将手柄从0扳到Y处，焊机电枢开始转动，待电枢运转正常后（发出均匀的嗡嗡声），再将手柄扳到△处，焊机即转入正常工作状态。

启动时应注意切不可直接将手柄从0扳到△或停留在丫处就开始焊接。

2）极性选择采用弧焊变压器作弧焊电源时，由于输出电流

为交流电，焊机两端极性不断变化，所以没有必要考虑极性接法。

弧焊发电机由于输出电流为直流电，焊机输出端的极性固定，不同的极性连接焊件和焊钳，就出现两种不同的接法，即正接法和反接法。

正接法——焊件接正极，焊钳接负极。

反接法——焊件接负极，焊钳接正极。

手弧焊时，采用正接法还是反接法，主要从能否满足电弧稳定燃烧的条件来考虑。

例如，当采用型号为E5015的焊条时，应采用反接法。

4、弧焊整流器的使用

弧焊整流器由于有整流部分，所以使用时应注意硅元件、控制部分的运行特点。

1）弧焊整流器极性、陡降外特性

相同的即可并联运用。

它不因空载电压不同而引起串流，因为被整流元件彼此阻断（除非彼此空载电压相差太悬殊，以至于一台的电压高于另一台元件的反电压）。

2）要特别注意硅元件的保护和冷却，使用时应同时开动焊机内的冷却风扇，进行冷却。

3）硅元件和有关电子线路，要保持清洁干燥。

长期停用后，使用时要作外部或内部（先轻载通电）干燥处理。

4）磁放大器铁心为冷轧硅钢片等高导磁材料制成，不能强烈振击，以防磁性能变坏。

六）根据焊机的负载持续率选用焊接电流

1、焊机的负载持续率

一台焊机能输出的电流值主要是由焊机发热来决定的。

因为发热严重时，温升过高，焊机会被烧毁，因而必须对温升有一定限制，通常最高不得超过60-80C。

焊机的温升一方面取决于焊接电流的大小，同时也取决于负荷的状态，即：

是长时间连续通电，还是间歇的通电。

取相同的焊接电流，如果长时间连续焊接，焊机的温升显然要高一些；间歇的焊接，贝耿旱机的温升就要低一些。

为了让焊机的温升不超过允许的数值，连续焊接时，焊机的输出电流应小一些；而在断续焊时，焊机的输出电流可以大一些。

负载持续率就是用百分数来表示焊机的某种负荷状态，连续焊接时，焊机内不断有焊接电流通过，其负载持续率为100%。

但是这种负荷状态在手工电弧焊时是不会出现的，因为手工电弧焊总是处于断断续续焊接的负荷状态。

因此，实际焊接时，焊机的负载持续率需要经过计算，其计算方法如下：

在选定的工作周期内焊机负载的时间

负载持续率=

选定的工作时间周期

我国有关标准规定，对于500A以下的焊机选定的工作周期为5min。

计算负载持续率时，只要在每个5min内测量出焊机输出焊接电流的时间（即电弧燃烧的时间），代入上式，即得出负载持续率。

手工电弧焊时，在5min的时间周期内，总有一段时间用来换焊条、打渣等，电弧燃烧的时间少于5min,所以负载持续率总小于100%。

我国规定手工电弧焊机的额定负载持续率为60%，标牌上规定的额定电流，即是在额定负载持续率下允许使用的焊接电流。

2、焊接电流值的选用

根据负载持续率，可以选用选用电流的最大值。

显然，负载持续率比额定负载持续率大时，允许使用的焊接电流应比额定电流小；反之，当负载持续率比额定负载持续率小时，允许使用的焊接电流可比额定电流大些。

我国出产的焊机铭牌上皆标定出不同负载持续率时，允许使用的焊接电流值。

不同负载持续率时电流值的对照表，见表2-4，根据表中的数据可以合理地使用焊机。

表2-4负载持续率和焊接电流的对照表

负载持续率①

（%）

100

80

60

40

20

116

130

150

183

260

电流值

230

257

300

363

516

（A）

387

434

500

610

868

775

868

1000

1222

1735

①表中60%为额定负载持续率。

查表方法举例：

电流值之第3行说明额定电流为500A之焊机，如果使用的工作电流为610A，其负载持续率应按40%使用，即每5min之内通焊接电流的时间总和应不超过5X40%=2min。

也就是说，如果按照610A使用焊机，就应保证焊机在5min内至少有3min的“休息”时间（此“休息”时间内，初级电源不切断），才不致使焊机超载造成温升过高。

（七）焊条

1、焊芯及药皮

涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极，叫做焊条。

焊条由药皮

和焊芯两大部分所组成。

焊条端部有一段没有药皮的夹持端，被焊钳夹住后可以传导电流（药皮不导电），焊条末端的药皮磨成锥形，便于焊接时引弧。

焊条上端药皮处印有该焊条的型号或牌号，以便焊工使用时识别。

（1）焊芯碳素结构钢和低合金结构钢焊接用的焊条，其焊芯

材料为低碳钢。

常用牌号为H08A，含义如下：

H08A

I

优质钢S、P《0.03%

平均含碳量C"0.8%焊接（汉语拼音）用实芯焊丝

H08A焊芯的化学成分，见表3-1。

碳在焊接过程中会引起飞溅，并使焊缝产生气孔和裂纹，所以必须限制焊芯中碳的含量。

表3-1H08A焊芯的化学成分（%）

C

Mn

Si

S

P

《0.10

0.30—0.55《

〈0.03《

0.03《

）.03

焊芯的长度与焊芯的直径（即焊条的直径）有关，见表3-2

焊芯直径越细，电阻越大，焊接时由于电流通过焊芯所产生的电阻热也越大，使药皮发红变质，所以其长度就越短。

生产中常用

的焊芯直径是2.5,3.2,4.0和5.0mm个四种。

表3-2焊芯的直径与长度（mm）

焊芯直径

焊芯长度

1.6

200250

2.0

250300

2.5

250300

3.2

350400

4.0

350400

5.0

400450

6.0

400450

8.0

500650

（2）药皮在焊接过程中药皮的作用是：

1）使电弧稳定燃烧。

2）产生熔渣和气体，防止空气中的氧、氮侵入焊缝金属，以提高焊缝质量。

3）产生的熔渣覆盖在焊缝上，使焊缝表面成形良好。

4）通过熔渣与熔化金属之间的化学反应，能增加焊缝金属中合金元素的含量，改善和提高焊缝金属的力学性能。

2、酸性焊条和碱性焊条

焊条药皮是由一定数量及用途的矿石、矿物、铁合金、化工材料、有机物混合而成，其中大部分是金属和非金属氧化物。

如果药皮的成分以酸性氧化物为主（如氧化钛、硅砂）的，称为酸性焊条，生产中常用的是钛钙型焊条；如果药皮的成分以碱性氧化物为主（如氧化钙）的，称为碱性焊条，生产中常用的是以碳酸盐和萤石为主的低氢型焊条。

酸性焊条和碱性焊条的操作性能比较，见表3-3。

表3-3酸性焊条和碱性焊条操