焊接加工通用工艺守则

焊接加工通用工艺守则

手工电弧焊

1 主要内容与适应范围

本标准规定了手工电弧焊接加工应共同遵守的基本规则，适应我公司的金属手弧焊焊接加工。

手弧焊焊接加工还应遵守SQB2930—01—2006。

2 引用标准

JB/T3228—1983《焊条质量管理规定》

SQB2930—01—2006 焊接加工通用工艺守则总则

3 焊接方法概述

3.1手弧焊接的定义：是利用焊条和焊件间产生的电弧，使焊条和焊件局部加热到熔化状态进行焊接的一种手工操作的电弧焊方法。

3.2手弧焊的工艺特点

3.2.1 手弧焊的工艺优点

a 操作灵活，可达性好。

b 设备简单，使用方便。

c 应用范围广。选择合适的焊条可以焊接许多常用的金属。

d 不需要辅助气体保护。焊条本身在生产中不仅能提供填充金属，而且能产生保护熔池和使焊接处避免氧化的保护气体，并具有较强的抗风能力。

3.2.1手弧焊的工艺缺点

a 焊接质量不稳定。焊接质量受焊工的操作技术、经验、情绪的影响

b 劳动条件差。焊工劳动强度大、还要受到弧光辐射、烟尘、臭氧、氮氧化合物、氟化物等有害物质的危害。

c 生产效率低。

d 不适应特殊金属及薄板的焊接。

3.3手弧焊的的适用范围与局限性

3.3.1 可焊工件厚度范围

焊件在1mm以下的薄板不宜用焊条电弧焊；焊接单层不开坡口的焊件，可焊厚度1～3.2mm；焊接单层开坡口的焊件，可焊厚度3.2～6.4mm；焊接单层填角的焊件。可焊厚度1.6～10mm；焊接多层有坡口的焊件，可焊厚度虽不受限制，但效率低、填充金属量大，其经济性下降，所以一般大多用在3～40 mm之间。

3.3.2 可焊金属范围

常温能焊接的金属有：碳钢、低合金钢不锈钢、耐热钢、铜、铝及其合金；能焊接但可能需预热、后热或者两者借用的金属有：铸铁、高强度钢、淬火钢等；不能焊接的金属有：低熔点金属如锌、铅、锡及其合金；难熔金属如钨、钼、钽等；活泼金属如钛、铌、锆等。

3.3.3 最适合的产品结构和生产性质

结构复杂的产品，在结构上具有很多短的或不规则的、具有各种空间位置及其它不易实现机械化或自动化焊接的焊缝，最适宜用手弧焊；单件或小

批量的焊接产品；安装或维修焊接工作量较小的场合。

3.4手弧焊焊接设备的选择

手弧焊机分三大类：交流弧焊机、直流弧焊机、交直流两用弧焊机。

3.4.1交流弧焊机的选择

这种交流弧焊机主要用于酸性焊条的电弧焊。虽然酸性焊条具有较好的操作性，但焊缝金属的力学性能比碱性焊条差得多。因此，交流弧焊机只适合于薄板结构和不重要钢结构的焊接生产。

3.4.2 直流弧焊机的选择

a 硅整流弧焊机，按焊接电流调节方式可分为磁放大器式和抽头式两种。磁放大器式硅整流弧焊机具有多种特性，电流调节方便，网络波动补偿等优点。但耗材较多，制造成本较高。抽头式硅整流弧焊机结构简单、耗材较少、便于维修，但焊接电流只能分级调节，无网络补偿功能。这两种硅整流弧焊机正逐渐被晶闸管整流弧焊机或逆变整流弧焊机所代替。

b 晶闸管整流弧焊机，是一种由电子线路控制的、技术先进的弧焊机之一。具有多特性，调节方便、动特性好、网络波动补偿、焊接参数稳定，可采用微处理器控制的特点。在工业上已得到普遍的推广应用。其缺点是电子控制线路较复杂，维修人员必须经过专门培训。

c 逆变式整流弧焊机，是当代最先进的的晶体管直流弧焊机。它具有晶闸管整流弧焊机的所有优点外，还具有反应速度更快、控制精度更高、焊接参数更稳定、耗材少、节能和制造成本更低的特点。在一些重要工业部门。该型焊机已逐步取代了晶闸管整流弧焊机。其缺点是电子控制线路复杂，可

靠性有待提高，故障率须进一步降低，难于维修。如能克服上述缺点，逆变式整流弧焊机必将成为使用单位的首选。

d 内燃机驱动直流弧焊机，是通过内燃机驱动弧焊发动机而工作。适应在尚未铺设供电网络的施工现场应用。该型焊机完全能满足焊条电弧焊的要求，但其缺点是能耗大、制造使用成本高。

e 电动机驱动直流弧焊机因高耗能、噪音大且超标，已被列为淘汰产品，目前国内已不再生产。

3.4.3交直流两用弧焊机，是由动铁式弧焊变压器和硅整流器组成。主要用于需同时采用酸性药皮焊条和碱性药皮焊条的焊接作业。

3.5 手弧焊辅助器具的选择

3.5.1 焊钳的选择

焊钳除起夹持焊条作用外，还起传导焊接电流的作用。对焊钳的要求是导电性能好、外壳应绝缘、重量轻、装换焊条方便、夹持牢固和安全耐用等。因电接触不良和超负荷使用是焊钳发热的原因，不允需用浸水的方法去冷却焊钳。

3.5.2 面罩和护目镜的选择

面罩是防止焊接时的飞溅、弧光及其它辐射对焊工面部及颈部损伤的一种遮蔽工具。分手持式和两种头盔式，应选择其质轻、坚韧、绝缘性和耐热性好的面罩；

护目镜是起减弱弧光强度，过滤红外线和紫外线以保护焊工眼睛的作用。应选择以墨绿、蓝绿和黄褐色为好的护目镜。

3.5.3 焊条保温筒的选择

焊条保温筒是装载已烘干的焊条，且能保持一定温度以防止焊条受潮的一种筒形容器。有立式和卧式两种，温度能保持在100～400℃之间，能维持焊条药皮含水率不大于0.4％。特别是在焊工用碱性焊条焊接重要结构，如压力容器等产品时，焊工应每人配备一个，做到随身携带到现场，随用随取。

3.6 手弧焊机的使用要求

3.6.1焊接时所使用的焊机应符合工艺卡片规定。

3.6.2焊机应放在避雨、通风良好且又干燥的的方，不应靠近高温热源处。

3.6.3使用新焊机或启动长期停用的焊机时，应仔细检查焊机有无损坏处，在使用前必须按产品说明书或有关技术要求进行检验。

3.6.4要保持焊机内外的清洁。焊机的表面要经常擦扫干净，焊机内部的灰尘应定期用干躁的压缩空气吹净。

3.6.5焊机的供电回路，焊接回路的接头电线应可靠合格。

3.6.6启动焊机前，焊钳和焊件不准接触，调节焊接电流和极性接法闸刀时，要在空载时进行。

3.6.7电焊机发生故障时，应立即切断电源，要及时检查和修理。

3.6.8焊工临时离开工作场地，必须切断焊机电源。工作完毕切断焊机电源，并将焊接电缆线盘起放置整齐。

4 焊接材料—焊条

4.1焊条的选用原则

4.1.1 焊接材料的力学性能和化学成分

a 对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍大于母材的焊条。

b 对于合金结构钢，通常要求焊缝金属与母材金属相同或相近。

c 在被焊结构刚性大、接头应力高、焊缝容易产上裂纹的情况下，可以选用比母材强度低一级的焊条。

d 当材料中C、S、P等元素含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，可以考虑选用抗裂性能好的低氢焊条。

4.1.2 焊件的使用性能和工作条件

a 对于承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝具有较高的韧性和塑性，应选择塑性和韧性指标较高的低型氢焊条。

b 对接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性能和腐蚀特征，选用相应的不锈钢焊条和其他耐腐蚀焊条。

c 对在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢或低温钢焊条。

SQB 2930—02—2006

4.1.3 焊件的结构特点和受力状态

a 对结构形状复杂、刚性大且大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大的应力，容易使焊缝产生更裂纹，应选用抗裂性能好的低氢性焊条。

b 对焊接部位难以清理干净的焊件，应选择氧化性强，对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。

b 对受条件限制不能翻身的焊件，有些焊缝处于非平焊位置，应选用全位

置焊接的焊条。

4.1.4 施工条件和设备

a 在没有直流电源，而焊接结构有要求必须使用低氢焊条的场合，应选用交、直流两用低氢型焊条。

b 在狭小和通风条件差的场所，应选用酸性型焊条或低尘焊条。

4.1.5 改善工艺性能

在满足产品性能要求条件下，尽量选用电弧稳定，飞溅小，焊缝成形均匀整齐，容易脱渣的工艺性好的酸性焊条。焊条的工艺性能满足施焊操作需要。如在非水平位置施焊时，应选用适合各种位置焊接的焊条。如在向下立焊、管道焊接、低层焊接、盖面焊、重力焊时，可选用相应的专用焊条。4.1.6 合理的经济效益

在满足产品性能要求和操作工艺性的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。对焊接工作量大的结构，应尽量选用高效率焊条，如铁粉焊条、高效率不锈钢焊条及重力焊条等，以提高焊接生产率。

4.2 焊条的分类（见图一）

4.3 焊条药皮类型和主要特点（见表一）

4.4 酸、碱性焊条工艺性对比（见表二）

4.5 常用焊条选用

4.5.1 常用钢号推荐的焊条（见表三）

4.5.2 不同钢号相焊推荐用焊条（见表四）

图一

焊条药皮类型和主要特点 表一

焊条药皮类型和主要特点 续表一

常用钢号推荐选用的焊条表三

不同钢号相焊推荐选用焊条表四

4.6 焊条的管理和应用

4.6.1 焊条的库存管理

焊条入库前要检查焊条质量保证书和焊条的型号（牌号）标识。在仓库里，焊条应按种类、牌号、批次、规格、入库时间分类堆放，并有明确标记。库房要保持通风、干燥（室温宜10～25℃，相对湿度小于60％）。堆放时不要直接放在地面上，要用木板垫高，距离的面高度不小于300mm，并离墙距离不小于300mm，上下左右空气流通。搬运时应轻拿轻放，防止包装破坏。焊条管理应遵守JB/T3228—1983《焊条质量管理规定》的规定。

4.6.2 施工中的焊条管理

焊条在领用和烘干时，都必须认真核对牌号、分清规格，并做好记录。当焊条端头有红漆着色或药皮上印有字时，要仔细核对，防止用错。不同牌号的焊条不能混放在同一烘干炉中烘干，如果使用时间较长或在野外施工，要使用焊条保温筒，随取随用。低氢焊条一般在常温下超过4小时，即应重新烘干。

4.6.3 焊条使用前的检验

焊条应由制造厂的质量合格证，凡无合格证或对其质量有怀疑时，应按批抽查检验，合格者方可使用，存放多年的焊条应进行工艺性能试验，待验合格时方可使用。如发现焊条内部用锈迹时，需经试验合格后才能使用。焊条受潮严重，已发现药皮脱落者，一般应予报废。

5 焊前准备

5.1 焊条烘干

焊条使用前一般应按说明书规定的烘焙温度、时间进行烘干。如烘干温度过高时，涂层中某些成分会发生分解，降低机械保护效果；如烘干温度过低时，则水分去除不彻底，焊接时仍会产生气孔和延迟裂纹。

a 碱性低氢型焊条烘焙温度一般为350～400℃，对含氢量有特出要求的低氢型焊条的烘焙温度提高到400～450℃，烘箱温度应缓慢升高，烘焙1h，烘干后应放在100～150℃的恒温箱内，随取随用。切不可突然将冷焊条放入高温烘箱内，以免焊条药皮开裂。焊条重复烘干次数不宜超过二次。

b 酸性焊条要根据受潮情况，在70～150℃上烘焙1～2h。若储存时间短且包装完好，用于一般钢结构的焊接，在使用前也可不在烘干。

c 焊条烘干时，每层焊条堆放的不能太厚（以1～2层为好），以免焊条受热不均和潮气不易排除。烘干时，做好记录。

5.2 焊接坡口按SQB2930—01—2006中5.10条执行。

5.3 焊前清理

焊前清理按SQB2930—01—2006中5.8条执行。

5.4 焊前预热

焊前预热按SQB2930—01—2006中附录B执行。

6 手弧焊接工艺参数

焊接工艺参数包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等。

6.1 电流种类和极性的选择

焊条电弧焊即可用交流电也可以用直流电，用直流电焊接最大特点是电

弧稳定、柔顺、飞溅小，容易获得优质的焊缝。此外直流电弧有极性和明显的磁吹偏现象。因此，在下列情况下常采用直流电进行焊条电弧焊：

a 使用低氢钠型焊条时，因这种焊条稳弧性差；

b 薄板焊接时，因为焊接电流小，电弧不稳定；

c 立焊、仰焊及短弧焊，而又没有适于全位置焊接的焊条时；

d 有极性要求时，如为了加大焊条熔化速度用正接（工件接正极）；为了加大熔深用反接（工件接负极），需要减少熔深用正接；使用碱性焊条时，为了焊接电弧稳定、减少飞溅及获得优质焊缝，要求用直流反接。厚板时用直流正接，薄板时用直流反接。

除上述特殊情况外，一般都选用交流电作焊条电弧焊，特别是用铁粉焊条在平焊位置焊接可选用较大的焊条直径，较高的焊接电流，以提高生产率。

6.2 焊条直径

焊条直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头形式、焊接层数等进行选择的。

a 厚度较大的焊件，搭接和T形接头的焊缝应选用直径较大的焊条，按板厚选用焊条直径如下表。

焊条直径与焊件厚度的关系

b 对于小坡口焊件，为了保证底层的熔透，宜采用直径较小的焊条，如打底焊时一般用φ2.5mm或φ3.2mm焊条，以后各层可用大直径焊条以加大熔深和提高熔敷率，可达到快速填满坡口。

c 不同的焊接位置，选用的焊条直径也不同，通常平焊时选用较粗的φ（4.0～6.0）mm的焊条，立焊和仰焊时选用φ（3.2～4.0）mm的焊条，横焊时选用φ（3.2～5.0）mm的焊条；对在“船形”位置上焊接角焊缝时，焊条直径不得大于角焊缝的尺寸。

d 对某些特殊金属材料要求严格控制焊接线能量时，只能选用小直径焊条。

6.3 焊接电流

6.3.1 焊接电流的选用

焊接电流应根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊缝位置及焊接层数来综合考虑。它是焊条电弧焊的主要工艺参数，焊工在焊接过程中需要调节的只有焊接电流，而焊接速度和焊接电压都是由焊工控制的。焊接电流的选用直接影响着焊接质量和劳动生产率。通常焊接电流的选用主要考虑焊条直径、焊接位置和焊接层数等因素。

a考虑焊条直径焊条直径越粗，熔化时焊条所需的热量越大，必须增大电流，每种焊条都有一个最合适电流范围，下表是各种直径焊条合适的焊接电流参考值：

各种直径焊条使用电流参考值

当使用碳钢焊条焊接时，还可以根据选定的焊条直径，用下面经验公式计算焊接电流：

I=dk

式中I—焊接电流（A）

d—焊条直径（mm）

k—经验系数（A／mm）

焊接电流经验系数与焊条直径的关系

b考虑焊接位置在平焊位置时，可选用偏大的焊接电流，非平焊位置时为了易于控制焊缝成形，焊接电流比平焊位置小10％～20％。

c考虑焊接层数通常焊接打底焊道时，为了保证背面焊道的质量，使用的焊接电流较小；焊接填充焊道时，为了提高效率，保证熔合好，使用较大的焊接电流；焊接盖面焊道时，为了防止咬边和保证焊道成形美观，使用的焊接电流较小些。

焊接电流一般通过焊条直径进行初步选定后，要经过焊接试焊、检查焊缝成形和缺陷，才能确定。对于有力学性能要求的锅炉、压力容器等重要结构，要经过焊接工艺评定合格以后，才能最后确定焊接电流等工艺参数。

6.3.2 判断选用的焊接电流是否合适的方法

a 看飞溅电流过大时，有较大颗粒的钢水向熔池外飞溅，爆裂声大。电流过小时，熔渣和钢水不易分清。

b 看焊缝成形电流过大时，熔深大，焊缝下陷，焊缝两则易咬边。电流过小时，焊缝窄而高，两则与母材熔合不良。

c 看焊条熔化状况电流过大时，焊条熔化很快并会过早发红。电流过小时，电弧不稳定，焊条易粘在工件上。

6.4电弧电压

当焊接电流调好以后，焊机的外特性曲线就决定了。实际上电弧电压主要是由电弧长度来决定的。电弧长，电弧电压高，反之则低。焊接过程中，电弧长度如果过长，就会出现电弧燃烧不稳定、飞溅大、熔深浅及产生咬边、气孔等缺陷；电弧长度如果过短，容易粘焊条。一般情况下，电弧长度等与焊条直径的0.5～1倍为好，相应的电弧电压为16～25V。碱性焊条的弧长应为焊条直径的1／2，酸性焊条的弧长等于焊条直径。

6.5 焊接速度

焊接速度一般以焊缝成形良好及符合技术要求为准。焊接速度过快会造成焊缝变窄，严重凸凹不平，容易产生咬边及焊缝波形变尖；焊接速度过慢会使焊缝变宽，余高增加，功效降低。焊接速度还直接决定着热输入量的大小，一般根据钢材淬硬倾向来选择。

6.6 焊缝层数

厚板焊接时，一般要开坡口并采用多层焊或多层多道焊。多层焊或多层多道焊接头的显微组织较细，热影响区较窄。前一道焊缝对后一道焊缝起预热作用，而后一道焊缝对前一道焊缝起热处理作用。因此，多层焊或多层多道焊接头的延性和韧性都比较好。特别是对易淬火钢，后道焊缝对前道焊缝起回火作用，可改善接头组织和性能。但随着焊接层数的增加，生产效率下降，往往焊接变形也随之增加。焊接层数过少，每层焊接厚度过大，接头易过热引起晶粒粗化，反而不利。一般每层焊接厚度以不大于4～5mm为好。

6.7 热输入

焊接时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量称为热输入。其计算

公式如下：Array

Q＝

式中 Q —单位长度焊缝热输入（J/cm

I —焊接电流（A）

U —电弧电压（V）

μ—焊接速度（cm/s）

η—热效率系数，焊条电弧焊为0.7～0.8

热输入对低碳钢焊接接头性能的影响不大，因此，对于低碳钢焊条电弧

焊一般不规定热输入。对于低合金钢和不锈钢等钢种，热输入太大时，接头

性能可能降低；热输入太小时，有些钢种焊接时可能产生裂纹。因此，焊接

工艺规定热输入。焊接电流和热输入规定后，电弧电压和焊接速度就间接的

大致确定了。

一般要通过试验来确定既不产生焊接裂纹、又能保证接头性能合格的热

输入范围。允许的热输入范围越大，越便于焊接操作。

6.8 后热和焊后热处理

后热和焊后热处理按SQB2930—01—2006中附录B执行。

7 各种位置的手工电弧焊操作技术特点

7.1 平焊操作技术特点

a焊缝处于水平位置。焊接时，焊滴主要靠自重自然过渡，操作技术容易

掌握，便于观察，允许用较大直径的焊条和较大电流，生产效率高，容易获

得优质焊缝。因此，应尽可能使焊件处于平焊位置；

b若工艺参数和操作不当，则在打底焊时容易形成焊瘤和未焊透；

c熔渣和熔池金属易出现搅混现象或熔渣超前形成夹渣。

7.2立焊操作技术特点

a立焊时，熔池金属和熔渣因自重下坠，容易分离。但熔池温度较高时，熔池金属易下淌形成焊瘤。

b熔透程度容易掌握。

c容易产生咬边，焊缝不易焊得平整。

因此、为了防止熔化金属下淌，应掌握好运条角度、运条方法，选取较小直径的焊条和较小的焊接电流，采用短弧焊。

7.3横焊操作技术特点

a熔化金属因自重易下淌至坡口上，形成咬边、焊瘤、未融合和层间夹渣等缺陷。

b采用多层多道焊能防止熔化金属下坠，但外观不整齐。

因此，用采用短弧焊、小直径焊条、适当的小电流和运条方法。

7.4仰焊操作技术特点

a熔化金属因自重易下坠，熔池形状和大小不易控制，易出现夹渣、未焊透、凹陷、焊瘤及焊缝形成不好等缺陷。

b运条困难，焊缝表面不易焊得平整。

因此，为了减少熔池面积，使焊缝容易成形，所用焊条直径和焊接电流均比平焊小。此外，要保持最短的电弧长度，以使熔滴在很短的时间内过渡到熔池中去，并充分利用焊接时气体吹力、电磁力和流体表面的张力的有利

熔滴过渡的作用，促使焊缝成形良好。熔池宜薄不宜厚，熔池温度过高时，可以抬弧降温。

8 单面焊双面成形操作技术要点

单面焊双面成形操作技术是采用普通焊条，以特殊的操作方法，在坡口背面没有任何辅助措施的条件下，在坡口的正面进行焊接，焊后保证坡口的正反面都得到均匀整齐、成形良好、符合质量要求的焊缝焊接操作方法。此种方法主要是用于板状对接接头、管状对接接头、骑座式管板接头的开单面V 或U形坡口多层焊的焊件上。按操作方法不同，可分为连弧焊法和断弧焊法两种。

8.1 连弧焊操作技术要点（见表五）

连弧焊法是在焊接过程中电弧连续燃烧，采用较小的坡口钝边间隙，选用较小的焊接电流，短弧连续施焊。要求运条平稳均匀，操作手法变化小、易掌握，焊缝背面成形细密整齐，能保证焊缝内在质量的要求。

8.2 断弧焊操作技术要点（见表六）

断弧焊法是在焊接过程中，通过电弧反复燃烧与熄灭，并控制熄灭时间，从而控制熔池温度、形状和位置，以获得良好的背面成形和内部质量。断弧焊采用的坡口钝边间隙比连弧焊稍大，选用的焊接电流范围也较宽，比连弧焊灵活，适应性强。但其操作手法变化大，掌握起来有一定难度。生产中断弧焊法主要有两种：一点法和两点法，一点法适用于薄板、小直径管（φ60mm）及小间隙（1.5mm～2.5mm）条件下的焊接，两点法适用于厚板、大直径、大

间隙条件下的焊接。

各种位置连弧焊的工艺参数及操作要点表五

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