考点7 焊条电弧焊基本操作 《金属加工基础》 山东省（春季高考）机械类 知识点讲解

山东省（春季高考）机械类 金属加工 复习讲义 2—2 焊条电弧焊基本操作 【考纲要求】 （1）掌握焊条电弧焊所用工量具、安全防护用品的使用。 （2）掌握焊条电弧焊的基本操作要领。 （3）掌握焊条电弧焊对接平焊的基本操作技术。 （4）掌握焊条电弧焊的安全操作注意事项。 （5）了解焊条电弧焊常见缺陷的产生原因、影响因素及防止方法。 【知识和技能要点】 考点1 焊条电弧焊常用焊接设备 1．对焊条电弧焊电源设备的要求 （1）焊接电源在引弧时，应供给电弧以较高的电压（但考虑到操作人员的安全，这个电压不宜太高，通常规定该空载电压在50~90伏）和较小的电流（几个安培）；引燃电弧、并稳定燃烧后，又能供给电弧以较低的电压（16~40伏）和较大的电流（几十安培至几百安培）。电源的这种特性，称为陡降外特性。 （2）焊接电源还要满足可以灵活调节焊接电流，以满足焊接不同厚度的工件时所需的电流。此外，还应具有好的动特性。 2．焊机定义：为焊条电弧焊提供电源的专用设备称为电焊机，它是焊条电弧焊的主要设备。生产中按焊接电流的种类不同，可将电焊机分为直流弧焊机和交流弧焊机两类。 3．交流弧焊机：交流弧焊机实际上是一种特殊的降压变压器。焊接时，焊接电弧的电压基本稳定。当接通电源时（初级线圈形成回路），由于电磁互感作用，使次级线圈内产生感应电动势（即空载电压）。当焊条与工件接触时，次级线圈形成闭合回路，便有感应电流通过，从而产生焊接电弧，实现焊接。交流弧焊机的生产效率较高，结构简单，使用可靠，成本较低，噪声较小，维护与保养也很容易，但它的电弧燃烧时稳定性较差。采用交流弧焊机时，由于阴极和阳极在不断地变化，焊件与焊条得到的热量是相等的，所以，不存在正接和反接的问题。目前使用的交流弧焊机有动铁芯漏磁式、同体组合电抗器式、动圈式三种。 ①动铁芯漏磁式交流弧焊机：如BX1-330型，型号中“B”表示弧焊变压器；“X”表示下降外特性；“1”为系列品种序号，“330”表示弧焊机的额定焊接电流为330A。焊接电流的调节有粗调和细调两种。粗调是改变次级线圈的匝数。在次级线圈的接线板上有两种接法，当接线接在I位置时，空载电压为70V，焊接电流调节范围50~180A；接在II位置时，空载电压6OV，焊接电流调节范围160~450A。这两种接法均可转动手柄来改变动铁芯的位置，从而改变漏磁的大小，实现焊接电流的细调节，当铁芯向外移动时，漏磁减小，焊接电流增大，反之减小。 ②同体组合电抗器式交流弧焊机：如BX2-500型交流弧焊机，变压器铁芯是“日”字型，上部为电抗器，其作用是获得下降（陡降）外特性，下部为变压器将输入电压220V或380V的电压降到60~80V。在上部装有可动铁芯，改变它与固定铁芯的间隙可达到调节电流的目的。变压器的初级线圈、次级线圈分别绕在两侧的铁芯上，电抗线圈在铁芯上部，与次级线圈串联。调节电流的方法是移动可动铁芯，改变它与固定铁芯的间隙。间隙增大，焊接电流增大，反之减小。 ③动圈式交流弧焊机：如BX3系列为动绕组式单相交流弧焊机，铁芯呈口形，一次侧绕组分两部份绕在两个铁芯柱的底部。二次侧绕组也分两部分，装在铁芯柱非导磁性材料做成活动支架上，凭借手柄转动螺杆使之沿铁芯上下移动，改变一、二次侧绕组间的距离，以此来改变它们间的漏抗，一、二次侧绕组间距离越大，焊接电流越小。这种焊机没有活动铁芯，避免了焊接时由活动铁芯的震动造成的电流不稳和噪声。 4．直流弧焊机：直流弧焊机有两种：一种是直流弧焊发电机，另一种是弧焊整流器。 （1）直流弧焊发电机由一台交流电动机和一台直流弧焊发电机组成，发电机由电动机带动。常用AX5-500型旋转式直流弧焊机焊接电流的粗调是用改变发电机电刷的位置实现的，细调则是通过旋转调节手柄改变变阻器的电阻实现的。型号AX5-500中，“A”表示弧焊发电机；“X”表示下降外特性，“5”表示系列产品序号：“500”表示其额定焊接电流为500A。旋转式直流弧焊机的电弧稳定性好，焊接质量较好，但其结构复杂，制造成本较高，维修较困难，且使用时噪声大。 （2）整流式直流弧焊机的结构相当于在交流弧焊机上加上整流器，从而将交流电变为直流电，故又称弧焊整流器。常用的ZXG-300型整流弧焊机。型号ZXG-300中，“Z”表示弧焊整流器，“X”表示下降外特性；“G”表示该弧焊整流器采用硅整流元件；“300”表示其额定焊接电流为300A。 （3）与交流弧焊机相比，直流弧焊机具有电弧燃烧稳定，适宜焊接不锈钢、薄板材。但直流弧焊机构造复杂，维修不便，噪声大，成本高，能耗大，适用于焊接较重要的焊件，如铜合金及铝合金等。直流弧焊机的输出端有正极和负极之分。采用直流弧焊机焊接时，当把焊件接阳极、焊条接阴极时，称为正接法，正接法的电弧热量大部分集中在焊件上，工件熔化较快，熔池深度大，焊件易焊透，故适用于焊接较厚的焊件；相反，如果焊件接阴极、焊条接阳极时，称为反接法，反接法的焊条熔化快，熔池深度浅，焊件不易焊透，故适合于焊接较薄的焊件或不需要较多热量的焊件，碱性、不锈钢焊条一般使用直流反接。 考点2 焊条电弧焊所用工量具、安全防护用品 1．焊钳 焊钳是一种夹持器，起着从焊接电缆向焊条传导焊接电流的作用，使操作者能夹住焊条和控制焊条。焊钳上的绝缘手柄将操作者的手与焊接回路隔绝。焊钳必须夹紧焊条并将其保持在良好的电接触状态，要求焊钳的重量轻、易于掌握，而且坚固耐用。焊钳分各种规格，以适应各种焊条直径。每种规格焊钳按所要夹持的最大直径焊条需用的电流设计。常用的市售焊钳有300A和500A两种，应根据焊接电流选用不致过热的最小规格的焊钳。 2．焊接电缆 是焊接回路的一部分，应具有最大的挠度，以便容易操作，特别是操纵焊钳， 焊接电缆必须耐磨和耐擦伤。焊接电缆由多股绞合在一起的细铜丝或铝丝组成，并且包在软的绝缘包皮内。包皮是用合成橡胶或韧性好、电阻高和耐热性好的塑料制成的（绝缘电阻不小于1MΩ）。在绞合导线和包皮之间缠绕有保护层，使导线和包皮之间有一些活动余地而获得最大的柔软性。焊接电缆可制成各种规格。每一特定用途所要求的电缆规格取决于最大焊接电流、焊接电路长度（焊接电缆和接地电缆的总和，一般取20~30m）以及焊机的负载持续率，电缆随着焊接电流增加而增大，使电缆中的电压降和电能损耗保持在允许的水平。如果需要长电缆，可用相配的电缆接头将短电缆连接起来（接头不得超过2个）。利用每根电缆端头的接线片将电缆接到焊机上。电缆和接头或接线片之间的连接必须牢固，而且电阻要小。焊机与配电盘连接的电源线长度不应超过3m，如需较长导线时，应离地面25m以上沿墙用瓷瓶布设。 3．焊接检验尺：焊接检验尺主要有主尺、高度尺、咬边深度尺和多用尺四个零件组成，是一种焊接检验尺，用来检测焊件的各种坡口角度、高度、宽度、间隙和咬边深度。适用于锅炉、桥梁、造船、压力容器和油田管道的测检。也适用于测量焊接质量要求较高的零部件。采用不锈钢材料制造，结构合理、外型美观、使用方便、测量范围广。 （1）测量平面焊缝高度：首先把咬边深度尺对准零，并紧固螺丝。然后滑动高度尺与焊点接触，高度尺的示值，即为焊缝高度（余高）。 （2）测量角焊缝高度：用该尺的工作面紧靠焊件和焊缝，并滑动高度尺与焊件另一边接触看高度尺指示线，指示值为焊缝高度。 （3）测量角焊缝：在45度时的焊点为角焊缝厚度。首先把主体的工作面与焊件靠紧，并滑动高度尺与焊点接触，高度尺所指示值为焊缝厚度。 （4）测量焊缝咬边深度：首先把高度尺对准零位，并紧螺丝，然后使用咬边尺测量咬边深度，看咬边尺示值，即为咬边深度。 （5）测量焊件坡口角度：根据焊件所需要的坡口角度，用主尺与多用尺配合。看主尺工作面与多用尺工作形成的角度，多用尺指示线所指示值为坡口角度。 （6）测量焊缝宽度：先用主体测量角靠紧焊缝的一边，然后旋转多用尺的测量角靠紧焊缝的另一边，然后看多用尺上的指示值，即为焊缝宽度。 （7）测量装配间隙：用多用尺插入两焊件之间，看多用尺上间隙尺所指值，即为间隙值。 4．角向磨光机：角向磨光机可用来打磨工件上的氧化物及修整坡口和焊缝接头处的缺陷。根据砂轮片直径大小不同可分为100mm、125mm、150mm、180mm等四种类型。角向磨光机的转速很高，操作时应戴好防护手套和护目镜，打磨时注意火花飞向，更换砂轮片时必须拔掉电源插头。 5．面罩：面罩是保护操作者的眼镜和面部不受电弧直接辐射与飞溅物伤害的防护罩，操作者通过面罩上的黑玻璃能清楚地观察焊接熔池。面罩通常用暗色的压缩纤维或玻璃纤维绝缘材料制成。面覃应该重量轻，而且应设计成使操作者尽可能感到舒适。焊接面罩上有一放置滤光片的“窗口”，其标准尺寸为51mmx130mm。也可用大一些的开口。滤光片应能吸收由电弧发射的红外线、紫外线以及大多数可见光线。目前使用的滤光片可吸收由电弧发射的99％以上的红外线和紫外线。可根据工作电流大小选用滤光片，常用的是8~12号滤光片。使用直径4mm焊条时，根据镜片的黑度建议采用10号滤光片。滤光片需加保护，以防止被熔滴飞溅玷污和破碎。 这可在滤光片的两侧放置透明玻璃片或其他保护材料。电弧焊时：焊接电流≤30A时，黑玻璃的号数可选5-6；焊接电流在30~75A时，黑玻璃的号数可选7-8；焊接电流在75~200A时，黑玻璃的号数可选8-10；焊接电流在200~400A时，黑玻璃的号数可选11-12。 6．接地夹钳和挡板：接地夹钳是将焊接导线或接地电缆接到工件上的一种夹持装置。接地夹钳必须能形成牢固的连接，又能快速方便地夹到工件上。低负载持续率时，弹簧夹钳可能是合适的。但使用大电流时，可能需要螺栓夹钳，以使夹钳不过热并形成良好的连接。挡板用于将焊接区与外界隔离开，防止焊接弧光影响他人工作，避免火花飞溅引起火灾。在室外工作时，设置挡板还可防止风吹而引起的偏弧。 7．防护手套和防护服：焊接电弧中会飞溅火花或熔滴，特别是在非平焊位置或大电流焊接时，飞溅问题更为突出。为了防止焊接时被弧光和飞溅物伤害，操作者必须戴皮革防护手套（长度不应小于300mm)，穿护裙或工作服。也要求防护操作者的踝关节和脚不受熔渣和飞溅物的烧伤。建议穿平脚裤、带护脚套或穿防护皮鞋；操作者在敲焊渣时应戴平光眼睛。 8．焊条保温桶：焊条保温桶是焊接操作者现场必备的辅具。将已烘干的焊条放置在保温桶内供现场使用，可起到干燥、防潮、防雨淋等作用，能够避免使用中焊条药皮的含水率上升，这对于低氢型焊条的施焊尤为重要。焊条从烘干箱取出后，应立即放入焊条保温桶内送到施工现场。 9．焊工所用的移动式照明灯具的电源线，应采用YQ或YQW型橡胶套绝缘电缆，导线完好无破损，灯具开关无漏电，电压应根据现场情况确定或用12V的安全电压，灯具的灯泡应有金属网罩防护。 10．其他辅助工具如尖锤、钢丝尉、扁錾、手锤等。主要用来清理焊接工件上的熔渣、锈蚀和氧化物等，常用的有尖形锤和钳工手锤。扁錾用以开小坡口及清除焊瘤等缺陷。在排烟情况不好的场所焊接时，应配备烟雾吸尘器或排风扇等辅助器具。此外，还应配备钢丝钳、螺丝刀、扳手、试电笔等，供操作者维护焊接设备和排除一般故障用。 【练习题】 一、单项选择题 1．下列方法中，不属于熔焊的是( ) A.气焊 B.电弧焊 C.电渣焊 D.电阻焊 2.下列焊接中最不易操作的是 ( ) A.平焊 B.竖焊 C.横焊 D.仰焊 3.下列不属于焊接优点的是 ( ) A.设备费用低廉 B.优良的接头密封性 C.工作过程中无噪声 D.便于拆卸 4.通常焊条的直径根据进行选择 ( ) A.焊接速度 B.焊接电流 C.焊件的厚度 D.焊件的材料 5.电弧焊时，焊接电流主要影响焊缝的 ( ) A.熔宽 B.熔深 C.余高 D.熔合比 6.薄板电弧焊接时，宜采用＿运条法 ( ) A.锯齿形 B.月牙形 C.直线往复 D.三角形 7.电弧焊接过程中收弧不当时，会产生气孔及等 ( ) A.夹渣 B.弧坑 C.咬边 D.焊瘤 【答案】 一、单项选择题 1. D 2.D 3. B 4．C 5.B 6.C 7.B 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $