弓海平

摘要：手工電弧焊應(yīng)用廣泛，操作簡單，操作人員想要獲得較高的焊接質(zhì)量，必須要掌握焊接參數(shù)對于焊縫質(zhì)量的作用效果。何種焊縫是因為那種參數(shù)不當(dāng)造成的，把握了二者之間的因果關(guān)系，在實際操作中，根據(jù)存在焊接問題，調(diào)整焊接參數(shù)。也可以根據(jù)不同材料，設(shè)置不同的焊接參數(shù)，來保證焊接質(zhì)量。同時，也要提升操作技能，不同的焊接材料，使用不同的運條、收尾方式，保證起始位置焊接質(zhì)量，繼而焊接件質(zhì)量得到全面提升。

關(guān)鍵詞：手工電弧焊;工藝參數(shù);焊縫成型;影響

一、手工電弧焊概述

手動電弧焊是使用手動控制電極的電弧焊方法，稱為手動電弧焊。

焊接工藝：手工電弧焊由焊接電源，焊接電纜，焊鉗，焊條，焊件和電弧組成。焊接時，將焊條與工件接觸以點燃電弧，然后將焊條提起并保持一定距離。當(dāng)焊接電源提供適當(dāng)?shù)碾娀‰妷汉秃附与娏鲿r，電弧穩(wěn)定地燃燒以產(chǎn)生高溫，并且焊條和焊件被局部加熱至熔融狀態(tài)。電極末端的熔融金屬與焊件的熔融金屬熔合，形成熔池。在焊接中，電弧與電極一起移動，熔池中的液態(tài)金屬逐漸冷卻并結(jié)晶形成焊縫，并將兩個焊件焊接在一起。

在焊接中，電極芯熔化并以熔滴的形式轉(zhuǎn)移到熔池中。同時，在電極涂層中產(chǎn)生一定量的氣體和液體爐渣。產(chǎn)生的氣體充滿電弧和熔池并使空氣絕緣。液態(tài)爐渣的密度小于液態(tài)金屬的密度，因此它漂浮在熔池上并保護熔池。當(dāng)熔池中的金屬冷卻凝固時，爐渣也會凝固形成覆蓋焊縫的焊渣，可以防止高溫焊縫金屬被氧化，降低焊縫的冷卻速度。在焊接過程中，液態(tài)金屬與液態(tài)渣和氣體之間會發(fā)生復(fù)雜的冶金反應(yīng)，例如脫氧，脫硫，脫磷和脫氫，從而獲得合適的焊縫金屬化學(xué)成分和組織。

手工電弧焊的優(yōu)勢在于1.設(shè)備簡單;2.操作靈活方便3.全位置焊接，適用于多種材料的焊接;4.缺點是生產(chǎn)效率低和勞動強度大。

二、焊接電流對焊接質(zhì)量的影響

（1）如果焊接電流太大，則熔池的溫度將過高，并且熔池的張力將降低。焊條很難將熔池控制成扁平形狀。焊縫在重力作用下呈凸形，會在兩側(cè)與母材之間形成夾角，導(dǎo)致應(yīng)力集中，焊縫的有效厚度減小，焊縫的機械性能下降。 大量的熱量輸入也將使?fàn)t渣緩慢固化。在焊接過程中，隨著熱源的向上運動，爐渣將繼續(xù)下落并被擾亂。過多的熔池暴露會導(dǎo)致空氣侵入。由于快速的冷卻速度，大量的珠光體將從焊縫中析出，并具有粗大的晶粒和粗糙的外觀線如圖1所示。

（2）如果焊接電流太小，熔池的體積又小又薄，冷卻過程中凝固快，爐渣和氣體不能及時浮出，造成爐渣夾雜等缺陷。 氣孔和焊縫熔合不良，這會降低焊縫的有效截面并降低焊縫的使用性能。少量的熔渣保護也會使熔池的冷卻速度過快或被氧化，從而導(dǎo)致焊縫表面線條粗糙，光澤差且難以去除熔渣。

（3）適當(dāng)?shù)暮附与娏魇谷鄢卦诒砻鎻埩Φ淖饔孟掠泄?jié)奏地擺動并拉成扁平狀，并用爐渣保護其外圍。弧形下的熔池就像水柱從下往上傾瀉形成焊縫，表面晶粒接近水平且細膩光滑。爐渣像一串燈籠，從下到上覆蓋焊縫，起到保護焊縫和退火的作用。冷卻后，顯微組織主要是鐵素體，晶粒細小，組織密度好，易除渣，光澤度好，機械性能好。

三、電弧電壓對熔池的影響

（1）電弧電壓過高或電弧過長，因此電極端的液滴無法通過電磁力和電弧吹力轉(zhuǎn)移到熔池中。熔池向外突出，這很容易導(dǎo)致焊點和焊珠凸出。另外，焊條在兩側(cè)擺動到母材上會加速母材的熔化，這很容易引起咬邊。

（2）電弧電壓太低或為負(fù)，即電弧電壓太低或未進入熔池，會降低焊條和母材的熔化速度，且渣難浮出水面，這將導(dǎo)致泳池渾濁。如果涂層不能很快反應(yīng)，它將以塊狀出現(xiàn)在熔池中，甚至使熔池處于半熔融狀態(tài)，并且在鉛焊中會出現(xiàn)夾渣和熔合不良。由于保護，焊縫也不會很好地接受。

（3）電弧電壓合適，短路電弧短路過渡是相反的焊接位置。在焊接過程中，應(yīng)確保2mm至3mm。通過過濾玻璃只能看到電弧的“彈性”間隙，即只能看到電弧的白熾部分。電極的熔化端輕輕地附著在熔池液位的中央?yún)^(qū)域并擺動，將爐渣輕輕推向熔池的外圍。焊條的角度應(yīng)盡可能接近垂直，并且不應(yīng)擠壓或接觸外部的爐渣，以使?fàn)t渣自下而上包裹并在水池周圍自然凝固，從而可以保護并保持焊縫良好焊接線的效果是降低了焊接的冷卻速度，內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是鐵素體，并且顆粒均勻而細小，并且外觀焊縫變得細膩有光澤。

四、焊接電流和電弧電壓對焊接熱影響區(qū)的影響

熱影響區(qū)（HAZ）也可以在一定程度上影響焊接接頭的性能。在考慮焊接成形時，焊接工藝參數(shù)對熱影響區(qū)的影響也是我們應(yīng)考慮的因素。熔池的形成以及熱源在母材接頭處的連續(xù)運動將對熱影響區(qū)產(chǎn)生熱處理效果。對于Q235鋼，從（奧氏體）到f（鐵素體）+ P（珠光體）的轉(zhuǎn)變過程發(fā)生在高溫熔化到低溫冷卻的過程中。在焊接過程中，電流和電弧電壓會對高溫下的變化（高溫下持續(xù)很長時間，晶粒會繼續(xù)生長）和室溫下的磷含量產(chǎn)生影響。是焊接過程中材料的微觀組織和性能發(fā)生變化的根本原因。

焊接電流和電弧電壓對熱影響區(qū)的影響如下：

（1）焊接電流和電弧電壓過小會導(dǎo)致熱影響區(qū)正常化或回火，改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)并增強材料的強度和韌性。

（2）焊接電流太大會在熱影響區(qū)引起過多的熱量輸入和過高的溫度。在裸露的環(huán)境中，過熱區(qū)域（靠近焊縫熔合線）的材料氧化和高溫差導(dǎo)致的快速冷卻會損壞結(jié)構(gòu)或引起脆性相變。

（3）弧形電壓太高（即焊接電弧過長），會導(dǎo)致熱輻射范圍擴大，熱影響區(qū)變寬并在焊趾處產(chǎn)生咬邊缺陷。因此，焊接接頭的機械性能會受到形狀突變或微觀結(jié)構(gòu)變化的影響。

五、焊接操作對焊縫的影響

焊條的運動路線包括焊條軸線的進給，沿焊縫軸線的橫向運動和縱向運動，應(yīng)根據(jù)實際的焊接操作選擇。在運條時，應(yīng)略微水平擺動以便獲得更好的焊接形狀，有效地控制焊接溫度并防止燒穿。在引弧時，焊接溫度低，敲擊電弧后金屬不能快速熔化，熔池淺。因此，在開始時，應(yīng)稍微延長電弧，對焊件進行預(yù)熱，然后減小電弧長度開始正常的焊接。在收尾時，想要獲得高質(zhì)量的焊縫，以保持焊接區(qū)域的熔池溫度，有利于焊接接頭。焊接終止的方法有很多，包括重復(fù)電弧終止法，圓弧終止法，反焊終止法和轉(zhuǎn)移終止法。在實際操作中，許多操作員很快完成加工，電弧突然熄滅，焊縫表面容易產(chǎn)生凹坑，末端的機械強度不足，容易產(chǎn)生弧坑裂紋。另外，快速終止也將導(dǎo)致液態(tài)金屬中的氣體無法消除，發(fā)生氣孔等焊接缺陷。例如，重復(fù)電弧終止的使用是將焊條保持在焊縫末端，反復(fù)熄滅電弧，并在彈坑處進行多次電弧擊打操作，以引導(dǎo)彈坑被填充，從而確保焊縫的完整性和焊縫末端的質(zhì)量。

結(jié)束語

手工電弧焊應(yīng)用廣泛，操作簡單，操作人員想要獲得較高的焊接質(zhì)量，必須要掌握焊接參數(shù)對于焊縫質(zhì)量的作用效果。何種焊縫是因為那種參數(shù)不當(dāng)造成的，把握了二者之間的因果關(guān)系，在實際操作中，根據(jù)存在焊接問題，調(diào)整焊接參數(shù)。也可以根據(jù)不同材料，設(shè)置不同的焊接參數(shù)，來保證焊接質(zhì)量。同時，也要提升操作技能，不同的焊接材料，使用不同的運條、收尾方式，保證起始位置焊接質(zhì)量，繼而焊接件質(zhì)量得到全面提升。

參考文獻

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