焊条电弧焊与电弧切割课件
焊条电弧焊与电弧切割
焊条电弧焊与电弧切割焊条电弧焊焊条电弧焊是一种常见的手工电弧焊接方法，适用于焊接各种不锈钢、合金钢、低碳钢和铸铁等材料。
其原理是通过焊丝和工件之间产生的电弧放电，将焊条熔化并熔汇于工件上，形成焊缝。
焊条电弧焊的特点1.适用性广：焊接各种材料，尤其适用于低碳钢和合金钢的焊接。
2.操作简单：只需将焊芯放于焊枪中，接通电源即可进行焊接。
3.焊缝质量高：熔化池温度高，熔化深度大，焊缝牢固、外观美观。
4.功率消耗低：不需要特殊设备，功率消耗低，便于移动使用。
焊条电弧焊的操作步骤1.准备工作：清理工件表面、校正焊机电流、选取适当的焊条。
2.点火：将焊枪靠近工件，按下开关，等待焊条熔化并形成电弧放电。
3.熔化：将焊条向前送，与工件表面熔汇形成熔化沟槽。
4.补充焊条：当焊条长度不足时，及时补充新的焊条，保持焊缝连续。
5.完成焊接：焊接完成后，关闭电源，待熔化池冷却后进行后续处理。
电弧切割电弧切割是一种以电弧放电为热源将金属材料熔断的切割方法。
该方法操作简单、速度快，适用于各种金属材料的切割。
电弧切割的特点1.割缝宽度窄：切割的割缝宽度较窄，不容易损坏材料周围的结构。
2.切割速度快：由于电弧热源温度高，切割速度快。
3.切割质量高：切割质量较好，表面平整，不易产生变形。
4.可以切割各种材料：适用于各种金属材料的切割，包括钢板、铝材、不锈钢等。
电弧切割的操作步骤1.准备工作：选择适当的电弧切割设备，调整气割压力和电流，清除工件表面附着物。
2.点火：将电极靠近工件表面，形成电弧。
3.开始切割：将工件置于切割台上，对准切割线进行切割。
4.停止切割：当切割完毕，关闭电源，待工件冷却后进行后续处理。
总结焊条电弧焊和电弧切割都是使用电弧放电产生高温热源进行加工的方法。
焊条电弧焊用于焊接各种材料，焊接质量高、功率消耗低、操作简单；电弧切割则用于各种金属材料的切割，切割速度快、质量好、割缝宽度窄。
在实际应用中，根据不同的加工需求选用适当的方法，可以帮助提高工作效率和产品品质。
焊条电弧焊工艺ppt课件
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2)焊接电弧的分布 焊接电弧中三个区域的温度 时不均匀的，阴极区和阳极区温度取决于电极材料， 而且一般阴极区温度低于阳极区，而且低于材料的 的沸点。
焊接电弧的热量是由焊接电源提供的电能转变而 来的。
阴极区的热量主要来自正离子碰撞阴极时的动能 和它与电子复合时释放的位能（电离能）转化而来。 阴极区所产生的热量约占电弧总热量的36％。
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二、焊接电弧的引燃、运条和收弧 1.焊接电弧的引燃 电弧焊开始时，引燃焊接电弧的过程叫引弧。引 弧的方法包括以下两类，即： (1)不接触引弧 利用高频高压使电极末端与工件 间的气体导电产生电弧。 (2)接触引弧 先使电极与工件短路，再拉开电极 引燃电弧。这是手工电弧焊时最常用的引弧方法， 根据操作手法不同又可分为：
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焊接时，如果电弧过长，会出现以下几种不良现 象：
①电弧不稳定，易摆动，电弧热能分散，熔滴金 属飞溅多。
②熔池的保护作用差，与空气的接触面大，空气 中的氧、氮等有害气体容易侵入，使焊缝产生气 孔的可能性增加，焊缝力学性能降低。
焊接时，碱性焊条应比酸性焊条的弧长短些，仰 焊、立焊长应比平焊短，以利于熔滴过渡。
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(4)电弧电 压 焊条电弧焊时电弧电压时由焊工根据具体情况掌 握的，掌握的原则一是保证焊缝符合尺寸和外形 的要求，二是保证焊透。 电弧电压主要决定于弧长，电弧长、电弧电压高； 电弧短、电弧电压低。一般弧长控制在2-4mm， 相应的电弧电压在18-26V。焊接过程中应使弧长 始终保持一定。并尽可能采用短弧焊接，所谓短 弧，一般认为弧长应是焊条直径的0.5-1.0倍。
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焊接层数主要根据板厚、焊条直径、坡口形式及 装配间隙来定
n=t/md
n----焊接层数 t-----焊件厚度,mm
常用焊接方法ppt课件
③ 比重大于空气（25%）
1) 存在问题 ① 氧化严重； ② 气孔倾向大（CO）； ③ 飞溅严重。
措施：焊丝含合金元素，用于脱氧 和渗合金。
2）CO2气体保护焊的特点及应用 ① 生产率高（是手弧焊的1~3倍）。 ② 成本低（是手弧焊的45%） 。 ③ 焊接热影响区和变形小。 ④ 可进行全位置焊接。 ⑤ 飞溅严重，焊缝成形差。
2. 电焊条的分类
结构钢焊条—J；
钼和铬耐热钢焊条—R；
低温钢焊条—W；
不锈钢焊条—A；
堆焊焊条—D；
铸铁焊条—Z；
镍及镍合金焊条—Ni ； 铜及铜合金焊条—T；
铝及铝合金焊条—L； 特殊用途焊条—TS
J422
J507
药皮种类（钙钛型）
药皮种类（低氢钠型）
抗拉强度
抗拉强度
结构钢焊条
结构钢焊条
酸性焊条：在熔渣中以酸性氧化物为主
3.3.1 焊条电弧焊
一、焊接电弧
二、焊接特点
焊条的电弧焊过程
三、电焊条
1. 电焊条的组成及作用
电焊条
焊缝的填充材料 — 填充焊缝 焊条芯 电极传导电流 — 导电
机械保护的作用 药皮 冶金的作用
改善焊接工艺，稳定电弧
焊条芯 药皮
药皮的种类： ① 氧化钛型；②氧化钛钙型； ③钛铁矿型；④氧化钛型；⑤纤维素型； ⑥低氢钾型；⑦低氢钠型； ⑧石墨型；⑨盐基型。
应用：4mm以下的薄板搭接。
人工点焊过程
机械手点焊过程
2 . 缝焊
应用：3mm以下的薄板搭接。
如：密封的容器（油箱、 水箱等）、管道等。 3 . 对焊
主要用于棒料的对接。 1）电阻对焊
应用：用于断面简单，直径 （或边长）小于20mm或强度 要求不太高的可焊相同金属，
焊条电弧焊与电弧切割(PPT)
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▪ (1)热发射 焊接时，阴极表面温度很高，阴极 中的电子运动速度很快，当电子的动能大于阴 极内部正电荷的吸引力时，电子即冲出阴极表 面，产生热发射。温度越高，则热发射作用越 强烈。
▪ (2)电场发射 在强电场的作用下，由于电场对 阴极表面电子的吸引力，电子可以获得足够的 动能，从阴极表面发射出来。当两电极的电压 越高，金属的逸出功小，则电场发射作用越大。
河北省特种作业人员安全技术培训
金属焊接与切割作业
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主讲人: 张志犇 高级讲师
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第三章 焊条电弧焊与电弧切割
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▪ 第一节 焊条电弧焊与电弧切割的工作原理、适用范围 及安全特点
▪ 一、焊条电弧焊与电弧切割的基本原理
▪ (一)焊条电弧焊的基本原理
▪ 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。
▪ 2．碳弧刨割条
▪ 电弧刨割条的外形与普通焊条相同，是利用 药皮在电弧高温下产生的喷射气流，吹除熔化 金属、达到刨割的目的。工作时只需交、直流 弧焊机，不用空气压缩机。操作时其电弧必须 达到一定的喷射能力，才能除去熔化金属。
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▪ 二、焊条电弧焊与电弧切割的适用范围
▪ (一)焊条电弧焊的适用范围
(6)可以用电弧切割的方法加工多种不能用气割加工的 金属，如铸铁、不锈钢、铜、铝等。
(7)设备、工具简单，操作使用安全。只要有一台直流 电焊机，有压缩空气，有专用的电弧切割极及碳棒， 就可以工作了。不需要像氧---乙炔焰切割那样使用 易燃、易爆气体，因此操作使用安全。
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（2） 直流焊机
弧焊整流器 焊接整流器是直流弧焊电
源。
典型的型号是:ZX5—
500型。
逆变弧焊电源 逆变弧焊电源是新型弧焊
电源，它的主要特点是高效 节能，重量轻、体积小。
典型的型号是:ZX7—350型。
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(二)焊条电弧焊辅助设备和工具 （1） 电焊钳：夹持焊条并传导焊接电流。 对电焊钳的要求： 任何斜度都能夹紧焊条。
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3 焊条的选用 （1）考虑焊件的机械性能和化学成。 （2）考虑焊件的工作条件及使用性能。 （3）考虑简化工艺、提高生产率和降低成本。
4 焊条直径的选择 主要根据焊件的厚度、接头的型式、焊缝的位置、焊
接层次等因素。
表10—1焊件厚度Fra bibliotekmm 焊条直径/mm
焊条直径与厚度的关系
≤2
3~4
（3）防护光辐射 操作者在操作时应戴防护面具， 穿工作服。
（4）防火防爆 焊接时清理作业现场的可燃易爆 物品；焊补燃料容器管道时，严格遵守焊补安全 措施。
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碳弧气刨的安全特点 （1）加强防火 （2）加强抽风及排烟尘措施 （3）防止焊机过载 （4）使用带铜皮的专用碳棒
为克服电弧切割的粉尘大、有气味的缺点，可采 用水碳弧气刨。
(一) 焊机的分类
图10—6 焊机分类
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（1）交流焊机
焊接电流调节分为
粗调、细调两档。细
调靠移动铁芯改变变
压器的漏磁来实现。
向外移动铁芯，磁阻
增大，漏磁减小，则
电流增大，反之，则 电流减小。
图10—7 BX1—330（动铁式）交流弧焊机 1—初级绕组；2，3—次级绕组；4—动铁芯 5—静铁芯； 6—接线板
焊条电弧焊与电弧切割
编号：SM-ZD-21063 焊条电弧焊与电弧切割Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives编制：____________________审核：____________________时间：____________________本文档下载后可任意修改焊条电弧焊与电弧切割简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。
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第一节焊条电弧焊与电弧切割的工作原理、适用范围及安全特点一、焊条电弧焊与电弧切割的基本原理(一)焊条电弧焊的基本原理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，如图3—1所示。
图3—1 焊条电弧焊示意图1—焊条芯；2—焊药：3—液态熔渣；4—凝固的熔渣；5—保护气体；6—熔滴；7—熔池；8—焊缝；9—工件；10—电弧；11—焊钳在工件与焊条两电极之间的气体介质中持续强烈的放电现象称为电弧。
焊条电弧焊焊接低碳钢或低合金钢时，电弧中心部分的温度可达6000～8000℃，两电极的温度可达到2400～2600℃，如图3—2所示。
电弧燃烧的必要条件是气体电离及阴极电子发射。
1．气体电离气体和自然界的一切物质一样，其电子是按一定的轨道环绕原子核运动，在常态下原子是呈中性的，气体的分子也是呈中性的，气体中几乎没有带电质点，因此常态下气体不能导电，电流也通不过，电弧不能自发地产生。
第三节 焊条电弧焊与电弧切割设备的基本结构和工作原理
第三节焊条电弧焊与电弧切割设备的基本结构和工作原理图3—6焊机分类焊条电弧焊所用焊机按电源的种类可分为交流弧焊机和直流弧焊机两大类。
其中直流弧焊机按变流的方式不同又分为：弧焊整流器、逆变弧焊机和旋转式直流弧焊发电机(现已淘汰)等。
每一类型的焊机根据原理和结构特点又可分为多种型式，具体见图3—6一、交流弧焊机(一)结构交流弧焊机的三个类别的结构分别如图3—7～图3—9所示。
图3—7 BX1—330交流弧焊机1—初级绕组；2、3—次级绕组；4—动铁芯；5—静铁芯；6—接线板；7—摇把图3—8 BX2—500型(同体式)焊机结构示意图1—固定铁心2—初级绕组3—次级绕组4—电抗线圈5—活动铁心图3—9 BX3—300型(动圈式)焊机结构示意图1—初级线圈2—次级线圈3—铁心(二)工作原理目前应用最广泛的“动铁式”交流焊机如图3—7所示。
它是一个结构特殊的降压变压器，属于动铁芯漏磁式类型。
焊机的空载电压为60～70V。
工作电压为30V，电流调节范围为50～450A。
铁芯由两侧的静铁芯5和中间的动铁芯4组成，变压器的次级绕组分成两部分，一部分紧绕在初级绕组1的外部，另一部分绕在铁芯的另一侧。
前一部分起建立电压的作用，后一部分相当于电感线圈。
焊接时，电感线圈的感抗电压降使电焊机获得较低的工作电压，这是电焊机具有陡降外特性的原因。
引弧时，电焊机能供给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，也限制了短路电流。
焊接电流调节分为粗调、细调两档。
电流的细调靠移动铁芯4改变变压器的漏磁来实现。
向外移动铁芯，磁阻增大，漏磁减小，则电流增大，反之，则电流减少。
电流的粗调靠改变次级绕组的匝数来实现。
该电弧焊机的工作条件为应在海拔不超过1000m，周围空气温度不超过+40℃、空气相对湿度不超过85％等条件下使用，不应在有害工业气体、水蒸汽、易燃、多灰尘的场合下工作。
二、直流弧焊机(一)结构由于整流或直流弧焊机与直流弧焊发电机比较，因没有机械旋转部分，具有噪音小，空载损耗小、效率高、成本低和制造维护简单等优点。
焊条电弧焊基本操作ppt课件
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焊缝的接头
相向接头：尾尾接头
填满 弧坑
如图
1
2
是两条焊缝的尾部相接。 当后焊的焊缝焊到先焊的焊缝的收弧处时， 填满弧坑后在略向前焊一段，然后灭弧。
焊缝的接头
退焊接头：尾头接头
2
如图
1
后焊焊缝的尾部和先焊焊缝的头部想接。
要求：后焊焊缝焊至先焊焊缝的头部时，改动焊 条角度，并拉长电弧指向先焊焊缝的头部，构 成熔池后，再压低电弧，往回挪动，前往到原 来的熔池处收弧。
焊条沿焊接方向的纵向挪动即焊接速 度，应保证足够的熔深，又不致烧穿，焊 接速度太快，容易产生未焊透未熔合或焊 缝较窄；焊接速度太慢，会构成焊缝余高 过高，焊缝过宽，较薄焊件时容易焊穿。
〔1〕 〔3〕
〔2〕
运条
直线运条：没有焊条的横向摆动。 运条表示图： 适用范围： 3~5mm厚度Ⅱ形坡口对接平焊； 多层焊的第一层焊道； 多层多道焊。
移，至熔池减少。
焊缝的接头
后焊焊缝与先焊焊缝的衔接处称为焊缝的
接头。焊缝接头应力求均匀，防止产生过高、脱
节、宽窄不一致等缺陷。常用焊缝的接头有：
中间接头法、
头尾相接
向背接头法、
头头相接
相向接头法、 分段退焊接头法。
尾尾相接
1 尾头相接
2
1
2
1
2
2
1
焊缝的接头
中间接头法：如图 10mm
1 压低
2
后焊的焊缝从先焊的焊缝尾部开场焊接。 要求：在弧坑前10毫米引弧，电弧长度稍长些，
适用范围： 正圆圈形 对接接头厚板平焊。
运条 八字形运条：沿焊缝方向作八字形摆动。 运条表示图：
适用范围： 对接接头厚板的平焊。
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• 电场发射：
在强电场的作用下，由于电场对阴极表 面电子的吸引力，电子可以获得足够的动 能，从阴极表面发射出来。
• 撞击发射：
当运动速度较高，能量较大的正离子撞 击阴极表面时，将能量传递给阴极而产生 的电子发射现象，叫撞击发射。
1、碳弧气割
碳弧气割是利用碳 极电弧的高温，把金属 的局部加热到熔化状态 ，同时用压缩空气的气 流把熔化金属吹掉，从 而达到对金属进行切割 的一种加工方法。
焊条的分类 按焊条的用途分
• 低碳钢和低合金高强钢焊 条（结构钢焊条） • 钼和铬钼耐热钢焊条 • 不锈钢焊条 • 堆焊焊条 • 低温钢焊条 • 铸铁焊条 • 镍及镍合金焊条 • 铜及铜合金焊条 • 铝及铝合金焊条
二、 焊条电弧焊与电弧切割的适用范围
（一）焊条电弧焊的适用范围 适用于绝大多数金属材料及各种厚度、各
种结构形状的焊接。可以进行平焊、立焊、横 焊、仰焊等多位置焊接。 （二）电弧切割的适用范围 1）对焊缝进行清根； 2）加工坡口； 3）对窄小空间位置的焊缝进行切割； 4）清除不合格焊缝中的缺陷； 5）切割铸铁、不锈钢、铜、铝等金属
（二）电弧切割的安全特点
（1）露天操作应顺风方向操作，防止熔渣灼伤和引 起火灾；
（2）在容器或舱室等狭小地方操作时，应加强抽风 和排除烟尘；
（3）切割时适用带铜皮的专用碳棒； （4）防止焊机超载，以免烧坏焊机。
第二节 焊条及焊接参数的选择方法
一、焊条的选择方法
（一）焊条的组成
焊条是涂有药皮供焊条电弧焊使用的熔化电 极。它由焊芯和药皮两部分组成，常用的有 Φ2.5、 Φ3.2、Φ4、Φ5几种规格，其长度一般 在250～450mm之间。
性↓。低碳钢焊芯含C量一般≤0.1％。 2）Mn：一种较好的合金剂、脱氧剂，含Mn↑-----强
度、韧性↑，与S化合形成硫化锰，减少了焊缝的热裂倾 向。碳素结构钢焊芯的含Mn量为0.30％～0.55％。
3) Si ：一种较好的合金剂、脱氧剂，含Si适量-----屈 服强度、弹性、抗酸性↑，含量过高------塑、韧性↓。
4）Cr：提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，易于氧 化成Cr2O3,提高了渣的粘度，增加了金属夹杂物的可能 性。
5）Ni：能提高钢的韧性。
6）S：一种有害杂质，S↑---热裂倾向↑。焊 芯中含S≤0.04％，重要结构≤0.03％。
7）P：一种有害杂志，P ↑---韧性，特别是 低温冲击韧性↓，产生冷脆。焊芯中含 P≤0.04％，重要结构≤0.03％。
焊芯的分类
焊接用钢丝可分为
碳素结构钢 合金结构钢
不锈钢
2、药皮 压涂在焊芯表面的途层称药皮。 焊条药皮的作用
1）机械保护作用
气保护 渣保护
2）冶金作用：通过熔渣与熔化金属冶金反应，除去 有害杂质O、H、S、P和添加有益的合金元素，使 焊缝获得合乎要求的机械性能。
3）改善焊接工艺性能
使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣 和熔敷效率高。
第一节
焊条电弧焊与电弧切割的工作 原理、适用范围及安全特点
一、 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理 （一）焊条电弧焊的基本原理
它是利用电弧放电（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。
（二）电弧切割的基本原理 电弧切割主要有碳弧气割、碳弧刨割条和
等离子弧切割
（3）光电离 中性粒子在光辐射的作用下产生的电离称为光
电离。
2、阴极电子发射
阴极的金属表面连续地向外发射电子的现象， 称为阴极电子发射。
（1）热发射 （2）电场发射 （3）撞击发射
热发射：
焊接时，阴极表面温度很高，阴极中的电子
运动速度很快，当电子的动能大于阴极内部正电 荷的吸引力时，电子即冲出阴极表面，产生热发 射。
2、碳弧刨割条
利用药皮在电弧高温下产生的喷射气流 ，吹除熔化金属，达到刨割的目的。电弧 刨割条的外形与普通焊条相同。
1、焊芯 焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。
焊芯的作用： 1）传导焊接电流，把电能转换成热能； 2）本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成
焊缝。
焊芯中合金元素对焊接的影响 1）C： 钢中的主要元素，含C↑-----强度、硬度↑，塑
电弧燃烧的必要条件：
气体电离、阴极电子发射
1、气体电离
使中性的气体分子或原子释放电子形成正离 子的过程称为气体电离。
（1）热电离 气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电
离。
（2）电场作用下的电离 带电粒子在电场的作用下，各作定向高速运
动，产生较大的动能，当不断与中性粒子相碰撞 时，则不断产生电离。
焊条药皮的组成 焊条药皮由各种矿物类、铁合金有机物和化工 产品组成。 按其在焊接过程中所起的作用通常分为： 稳弧剂，如碳酸钾、碳酸钠 造渣剂，如钛铁矿、萤石 造气剂，如大理石、纤维素 脱氧剂，如锰铁、硅铁 合金剂，如铬、锰、硅 稀释剂，如萤石、钛白粉 粘结剂，如水玻璃 增塑剂，如云母、钛白粉
第四节 焊条电弧焊的操作和安全要求
一、焊条电弧焊的操作 （一）引 （二）运条 （三）收尾 二、焊条电弧焊的安全要求 （1）电焊机 （2）焊接电缆 （3）电焊钳 （4）其他要求
电弧
在工件与焊条两极之间的气体介质中持续强 烈的放电现象。
电弧中心部分的温度可达6000～8000℃，两电 极的温度可达2400～2600℃。
（二）焊条的分类 （三）焊条的选用
二、焊接参数的选择方法
焊条电弧焊的焊接工艺参数主要 有焊条直径、焊接电流、电弧电压 、焊接层数、电源种类及极性等。
第三节 焊条电弧焊与电弧切割设 备的基本结构和原理
焊条电弧焊焊机按结构不同分为：弧焊变 压器、弧焊发电机、弧焊整流器三种；按电源 的种类不同分为：交流弧焊机、直流弧焊机两 大类。
三、 焊条电弧焊与电弧切割的安全特点
（一）焊条电弧焊的安全特点 （1）焊接设备空载电压高于安全电压，有触电危险
； （2）在电弧高温作用下，焊接区内产生大量粉尘，
在电弧强烈辐射作用下，产生有毒气体，会引起 危害焊工健康的多种疾病； （3）弧光辐射会引起操作者眼睛、皮肤疾病； （4）由于焊机线路故障或飞溅会引起爆炸和火灾事 故。