专题五 焊条电弧焊的焊接原理（教案）-山东省职教高考《普通焊接方法与工艺》(高教版) 专题复习讲练测

专题五.焊条电弧焊的焊接原理（讲义）-《普通焊接方法与工艺》（高教版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解焊条电弧焊的焊接原理，包括电弧的产生、稳定和维持。 2. 掌握不同类型焊条的分类及其特点，以及与工作材料之间的匹配关系。 3. 能够描述焊条电弧焊的工艺流程，包括准备、点火、焊接和冷却等步骤。 4. 熟悉焊条电弧焊中常见的问题及其解决方法，例如焊缝质量不良、电弧不稳定等。 5. 能够掌握焊条电弧焊的安全操作要求，包括个人防护、设备检查和应急措施等。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、焊条电弧焊的基本原理 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的一种电弧焊方法,如图3-5 所示。焊接电弧是一种气体放电现象。焊条电弧焊引弧时,焊条与焊件接触时焊接回路短路,很快拉起焊条以后,焊条与焊件之间的空气在引弧电压的作用下电离,发光、发热,产生强烈而持久的气体放电现象,形成焊条电弧焊的电弧。 焊条电弧焊时,焊件为一个电极,焊条为另一个电极。电弧在焊条和焊件之间形成,通过外加电压燃烧。在电弧热的作用下,焊件和焊条的焊芯熔化共同形成熔池,涂敷于焊芯外面的焊条药皮会分解产生CO、HCO，等保护气体,阻止空气与熔池的接触。 二、焊条电弧焊的特点 1.焊条电弧焊的优点 1)焊条电弧焊时,焊条的药皮在电弧热的作用下产生保护气体和保护熔渣,对熔池进行气-渣联合保护,保护效果好。 2)焊条电弧焊配用相应的焊条,能够焊接非合金钢、合金钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金等绝大多数材质的焊件,应用范围广。 3)焊条电弧焊采用手工操作,灵活方便,能够焊接各种厚度,、各种结构形状的焊件,可以进行平、横、仰、立各种位置的焊接,特别是在维修、返修、装配以及点固焊时,有其他焊接方法所不可替代的优势。 4)焊条电弧焊时,遇到焊接接头装配不规则的地方,焊工可有意识地控制电弧的长度、焊条角度、焊接速度等焊接参数,以弥补装配的缺陷。焊条电弧焊对焊接接头装配的要求较低。 5)焊条电弧焊时,焊工可以采用对称焊、分段焊、退步焊等焊接技术来控制焊接应力与变形。 6)焊条电弧焊设备结构简单,价格低廉,使用、维护方便。 2.焊条电弧焊的缺点 1)与埋弧自动焊、CO,气体保护焊、氩弧焊等焊接方法相比,焊条电弧焊由于用手工操纵焊条,要不断更换焊条、清渣,所以焊接生产率低、焊工劳动强度大。 2)焊条电弧焊的焊接质量主要依赖于焊工手工操作的熟练程度,对于焊工的操作技术水平要求较高,因此焊接质量不稳定。 3)焊条电弧焊时,焊工要承受弧光辐射、有害气体、烟尘和焊接高温等的危害,劳动条件较差,因此必须要采取防护措施。 焊条是带有涂层的供焊条电弧焊使用的熔化电极。焊条电弧焊时,焊条既作为电极引弧和维持电弧,熔化后又作为填充金属与熔化的母材一起形成焊缝。因此,焊条不仅能使焊接正常进行,而且直接影响焊缝金属的化学成分和力学性能。 一、焊条的组成 焊条由焊芯和药皮两部分组成,如图3-6和图3-7所示。焊条前端药皮应加工成45°的倒角,以便于引弧。焊条尾部的夹持端不涂敷药皮,长10~15 mm,以便于焊钳夹持和导电。 1.焊芯：焊条中被药皮包敷的金属芯。焊条的种类不同,焊芯也不同。焊芯成分直接影响焊缝金属的化学成分和力学性能,因此对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定,特别是对有害杂质的含量更有严格的限制,如硫、磷的含量等。表3-1列出了H08A焊芯和H0Cr21Ni10不锈钢焊芯的化学成分。 2.药皮压敷在焊芯表面的涂料层称为药皮。焊条药皮由碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金等多种材料组成,将这些材料研磨成极细的粉末,并按照一定的比例混合制成。焊接时,药皮起到稳弧、造气、造渣、补充合金元素等作用。根据焊条药皮中主要成分的不同,药皮可分为八种不同类型,其工艺性能和适用范围有很大不同,见表3-5。 二、焊条的分类 焊条可按用途、药皮熔化后熔渣的特性等进行分类。 1.按焊条的用途分类 根据国家标准,焊条可分为非合金钢及细晶粒钢焊条、热强钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条及特殊用途焊条等。 2.按焊条药皮熔化后的熔渣特性分类 按照焊条药皮熔化后的熔渣特性不同,焊条可分为酸性焊条和碱性焊条两大类。酸性焊条药皮中含有较多的二氧化钛、二氧化硅等酸性氧化物和一定数量的碳酸盐等物质。这类焊条的优点是工艺性好,容易引弧,电弧稳定,飞溅小,脱渣性能好,焊缝成形美观。酸性焊条可使用交、直流焊接电源,适用于各种位置焊接。焊条烘干温度较低,焊工容易掌握施焊技术。 三、焊条的型号 1.非合金钢及细晶粒钢焊条的型号 国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》(GB/T 5117-2012)规定,非合金钢及细晶粒钢焊条的型号按熔敷金属力学性能、药皮类型、焊接