0109手工焊接工艺操作规程

手工焊接作业指导书PCG0109-111.焊接名词焊接——是通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子间结合的一种加工方法。

手工电弧焊——是手工操作电焊条，利用焊条与焊件两极之间电弧的热量，将焊件的焊接部件金属与焊条熔化，冷却后连成一体的一种熔化焊。

手工电弧焊接时焊接的主要操作（引弧、焊条的送进与运行）。

手工电弧焊的特点——是设备简单，操作灵活方便，焊接可达性好，可进行全位置焊接，焊缝的力学性能好，可应用于钢板≥0.5~150mm的各类接头和堆焊，但生产率不高。

电焊条——是在焊芯上涂以一定厚度的药皮用于手工电弧焊的焊接材料。

它的用途是作电极传导焊接电流和作焊缝的填充金属。

熔池——是指在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。

焊接接头——由焊缝、融合区、热影响区和母材金属组成的整体。

焊件在热能的作用下熔化形成熔池，热源离开熔池后，熔化金属（熔池里的母材金属和填充金属）冷却并结晶，与母材连成一体，即形成焊接接头。

2.焊前准备及注意事项对于焊接构件必须根据结构特点、材料、构件尺寸和设备条件、工作环境等编制焊接工艺，指导焊接操作。

较复杂的焊接组合件点焊装配完毕后需经检验其装配是否符合图纸结构要求，合格后方可施焊。

焊接构件所采用的焊条必须有注明机械性能和化学成分的出厂证明书或合格证，应符合标准GB5117—85的要求。

严禁使用牌号不明，未验收的各种焊条。

焊接工艺参数选择:同种钢按照焊接接头与母材等强度的原则，应选用强度级别相当的焊条。

异种钢的焊接，如低碳钢（Q235）与低合金钢（Q345），不同强度等级的焊接，一般选用与较低强度等级的钢材相配的焊条。

焊条直径大小的选择，主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊道层次等因素。

焊件厚度较大时，则应选用较大直径的焊条；平焊时允许使用较大电流进行焊接，焊条直径也可以大些；而立焊、仰焊及横焊，则宜选用较小直径的焊条；多层焊的第一层焊缝，为了防止产生未焊透缺陷，宜采用小直径焊条。

焊条直径的选用见表1.表1.焊条的选择应符合产品图之规定，若产品图无规定时，可参考下表2执行。

（本厂常用）表2.焊接电流的大小,主要根据焊条类型、焊条直径，焊件厚度以及接头形式，焊缝位置，焊道层数等因素确定。

在使用结构钢焊条进行平焊时，焊接电流可根据下列经验公式初选。

I=K·dI—焊接电流（A）d—焊条直径（mm）K—经验系数（A/mm）K和d的关系见表3.表3.焊接电流经验系数与焊条直径的关系立焊、横焊、仰焊时，焊接电流应比平焊电流小10~20%。

焊接电流的选择可参考表4执行.焊缝层数视焊件厚度而定。

中、厚板一般采用多层焊。

焊缝层数多些，有利用提高焊缝金属的塑性、韧性，但层数增加，焊件变形倾向亦增加，应综合考虑后确定。

电流种类和极性。

直流电源的电弧稳定、飞溅少、焊接质量好，因此重要焊件结构或厚板大刚度结构件的焊接，应采用直流弧焊电源。

其余情况下，应优先考虑采用交流弧焊电源。

碱性焊条施焊或薄板焊接，应采用直流反接。

酸性焊条施焊，宜采用直流正接。

焊条在使用前应按焊条说明规定，经一定温度的烘焙，碱性焊条要求300~400℃，酸性焊条要求150~200℃，烘焙1~2小时，并应现烘现用，对于包装好，未受潮储存时间短的，可不经烘焙。

焊前预热低碳钢（Q235）焊接通常不需要焊前预热，只是在环境温度较低或结构钢性过大时，才考虑预热措施，见表5.表5.低温环境下低碳钢焊接时预热温度低合金钢（Q345）和中碳钢（35钢、45钢）在0℃以下均需预热和回火消除应力。

见表6参加施焊的焊工，必须经过考试合格、身心健康、并持有焊工考试合格证和安全操作合格证的，方可进行焊接工作。

在露天焊接时，焊接地点应有挡风装置，焊完后应使焊缝缓冷，下雨、下雪、大雾及钢材潮湿时严禁焊接。

未注明的焊缝高度一般采用不低于联接最薄板的厚度，作为焊缝高度。

焊接时参照下表7执行。

表73.焊接工艺要点焊前应清除焊接处表面的铁锈、油污、水分等杂质，应使用烘干的与焊件材质相配的焊条。

角焊缝、对接多层焊的第一层焊缝及单道焊焊缝要避免深而窄的坡口形式，以防出现未焊透和夹渣缺陷。

为了防止空气侵入焊接区而引起气孔，降低接头性能，宜尽量采用短弧焊。

焊件的刚性增大，焊缝的裂纹倾向性也大增，因此焊接刚性大的结构件时，宜采取焊前预热和焊后消除应力热处理的措施。

低合金钢（Q345）和中碳钢（30、35、45）的焊接要点。

在要求焊缝与母材等强度时，应选用强度级别相当的低氢碱性焊条焊接。

在不要求强度相等时，可以选用强度级别低于母材的低氢碱性焊条，以提高焊缝的塑性和抗冷裂纹，热裂纹的能力。

预热可以降低热影响区的淬硬倾向，防止产生冷裂纹，是低合金钢和中碳钢行之有效的工艺措施。

预热温度与焊接材料含碳量、焊件厚度、结构刚度及焊接规范等因素有关。

为了减小母材金属焊入焊缝中的比例，焊接接头最好开成U形或V形坡口。

焊接时宜采用直流反极性及小规范参数。

多层焊时，第一道焊缝量出现裂纹，应选用小直径焊条、小电流、低焊速。

焊接过程中，宜采用锤击焊缝金属的方法，以减小焊件残余应力。

焊后进行回火以消除应力，如果有没条件，则设法使焊件缓冷。

4.手工电弧焊设备及辅助设备我厂使用的手工电弧焊机主要是BX型可调式交流电焊机，其次是IGBT逆变式可调式直流弧焊机，可根据焊接结构、焊接形式、材料厚度、焊缝宽度、环境等因素，进行可移动、可调节灵活机动的加工生产。

除弧焊电源外，手工电弧焊常用的设备、工具尚有：电焊钳又称焊把，有300A、500A两种规格；面罩和护目镜，面罩有盾式（手持式）和盔式（头戴式）两种。

护目镜（又叫黑玻璃）常用规格见表8.表8.护目镜玻璃片规格电焊条保温筒，使用低氢焊条焊接重要结构时，焊条必须先进行烘箱烘焙，烘干温度和保温时间因材料和季节而异。

一般烘干温度150~400℃，保温时间为1~2h。

焊条从烘箱内取出后，应储存在烘条保温筒内，在施工现场逐根取出使用。

焊条接头尺寸检测器，用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高，缝宽、角焊缝高度等尺寸。

由直尺、探尺和角度规组成。

清渣榔头和钢丝刷，用于除锈、清渣。

夹具及变位器，夹具用于定位，防止焊接变形。

变位器用于将工件上待焊缝置于更容易焊接的位置，以提高焊接质量及生产效率。

气动打渣工具及高速角向砂轮机，用于焊后清渣，焊缝修整及坡口准备。

5.焊接操作技术引弧，应在焊接部位上进行。

引弧点最好选在离焊缝起点10mm左右的待焊部位上，电弧引燃后移至焊缝起点处，再沿焊接方向进行正常焊接。

焊缝连接时，引弧点则应选在前段焊缝的弧坑前方10mm处，电弧引燃后移至弧坑处，待填满引弧坑后再继续焊接。

运条，焊接过程中，为了稳定弧长，保持熔池形状，控制焊缝成形，以期获得均匀一致的焊缝，焊条要作必要的运动。

这种运动可分解为三个基本动作。

a).沿焊条中心线不断地向熔池送进，以稳定弧长。

b).焊条沿焊接方向均匀移动。

电弧在该方向上的行进速度，即为焊接速度。

焊接速度的大小对焊缝成形有着重要影响，应根据焊条直径、电流大小、焊件厚度、装配间隙及焊缝位置等因素正确选择。

c).如果需要，可使焊条垂直于焊接方向作某种形成的横向摆动，以获得所需的焊缝宽度。

由于焊缝位置、接头型式、焊件厚度、焊条直径及焊接电流的不同，焊条摆动方法也不同。

常用的运条方法及适用范围见表9.表9 手工电弧焊常用运条方法5.3 收弧，焊接结束时，如果直接拉断电弧，则会形成弧坑。

凹陷的弧坑会减弱焊缝接头强度和产生应力集中，从而导致弧坑裂纹。

常用的收弧方法有：a).划圈收弧法。

当电弧移至焊缝终端时，焊条端部作圆圈运动，直至填满弧坑后再拉断电弧。

此法适用于厚钢板焊接。

b).回焊收弧法。

当电弧移至焊缝收尾处稍停，且改变焊条角度回焊一小段后拉断电弧。

此法适用于碱性焊条。

c).反复熄弧——引弧法。

使用大电流或焊接薄板时，应在焊缝端作多次熄弧和引弧，直到弧坑填满为止。

5.4 各种位置焊接技术，由于焊缝所处的空间位置不同，作用于熔滴、熔池的力发生了变化，因此不同位置焊缝的焊接特点亦有所不同。

但有三个共同的要求：a.合适的工艺规范；b.正确的焊条角度；c.适当的运条方法。

焊接操作中，只要仔细观察并控制熔池的形状和大小，并根据熔池变化情况不断调整焊条角度和运条动作，就能控制焊缝成形，确保焊接质量。

各种位置焊接特点及操作要点见表10.5.5 单面焊双面成形焊接技术。

某些重要的焊接结构的接头，若要求焊透，且两面都能得到均匀整齐，无缺陷的焊缝，但又无法从背面清焊根和重新焊接，此时只能采用单面焊双面成形技术。

其关键在于第一层焊缝的熔化成形操作，其它各层操作要点和各种位置焊接技术相同。

以立焊为例。

见表11.说明反面成形的操作要点。

6.手工电弧焊的接头设计及坡口制备接头设计的主要任务是确定接头形式和坡口尺寸。

它取决于焊件的结构形状和板厚，接头的力学和冶金性能要求，以及施工条件等。

根据国标GB985-80规定，手工电弧焊接头型式分为对接接头、T形接头，角接接头及搭接接头四种。

对接接头是焊接结构中最常见的一种接头行形式。

按照坡口形式不同，对接接头又分为Ⅰ形对接头（不开坡口）.Ⅴ形坡口接头，U形坡口接头，X形坡口接头及双U形坡口接头等。

厚度在6 mm以下，一般采用不开坡口而留一定间隙的双面焊。

中等厚度及大厚度构件的对接焊，为了保证焊透，必须开坡口。

V形坡口便于加工，但焊后构件容易变形，必须校正。

X形坡口由于焊缝截面对称，焊后工件的变形及内应力比V形坡口要小。

在相同板厚度条件下，X形坡口比V形坡口要减少1/2填充金属量。

V及双U形坡口，其焊缝填充金属量更少，焊后变形也很小，但这种坡口加工困难，一般用于重要焊接结构。

T形接头。

根据焊件厚度和承载情况，T形接头可分为不开坡口、单边V形坡口和K形坡口等几种形式。

T形接头焊缝大多数情况下只承受较小剪切应力或仅作为联系焊缝，因此厚度在30mm以下可不开坡口。

对于要求承受载荷的T形接头，为了保证焊透，需要开坡口，坡口形应根据工件厚度、接头强度及焊后变形的要求来确定。

角接接头。

根据坡口形式不同，角接头分成不开坡口、V形坡口、K 形坡口及卷边等几种形式。

通常厚度在2mm以下角按接头，可采用卷边形式；厚度在8mm以下角接接头，往往不开坡口；大厚度而又必须焊透的角接头及重要构件角接头，则应开坡口，坡口形式同样根据工件厚度、结构形式及承载情况而定。

搭接接头，搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接头承载能力低，一般用在不重要的结构中。

搭接接头分为不开坡口搭接和塞焊两种形式。

不开坡口搭接一般用于厚12mm以下的钢板，搭接部分的长度为3~5δ（δ为板厚）。

碳钢和低合金钢手工电弧焊的接头基本形式与尺寸见表12。

16171819206.1.6焊缝边缘直线度焊缝边缘直线度ƒ，在任意300mm连续焊缝长度内，焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度ƒ（见图1），其值应符合表9的规定。