手工電弧焊操作技能
(一)平敷焊操作技能
1、平敷焊的焊前準備
(1)焊機、焊條、焊件和輔助工具
焊前,焊工必須穿戴好勞動防護用品,包括工作帽、工作服、護腳和焊工手套。然後選用合適的護目玻璃色號(參見表1-4)。並牢記焊工操作時應遵循的安全操作規程,在作業中貫徹始終。
2、選擇焊接工藝參數
焊接時,為保證焊接質量而選定的諸物理量(例如焊接電流電弧電壓、焊接速度和線能量等)的總稱,叫做焊接工藝參數。手工電弧焊時主要的焊接工藝參數是焊條直徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速度。焊接時,焊接工藝參數可以有一定範圍的波動,正確選擇適當的焊接工藝參數是保證焊縫質量的重要措施。
(1)焊條直徑
平敷焊時,焊條直徑決定於焊件厚度,,即焊件越厚,選擇的焊條直徑越粗。
(2)焊接電流
焊接電流是最重要的焊接工藝參數。焊接電流過小,會作成電弧燃燒不穩定,產生夾渣;焊接電流太大,會使焊條發熱、藥皮發紅脫落、焊縫產生咬邊,甚至將焊件燒穿。平敷焊時,焊接電流值決定於焊條直徑,見表4-2。
(3)電弧電壓
弧焊時,電弧電壓值主要決定於電弧長度。電弧長,則電壓高;電弧短,則電壓低。弧長增加時,電弧飄動不穩、飛濺大、保護效果差、惡化焊縫表面的成形,特別是採用E5015焊條焊接時,還容易焊縫中產生氣孔,所以應儘量採用短弧焊。手工電弧焊由於是手工操作,弧長難以保持穩定,所以電弧電壓並不是焊前所選定的一個焊接工藝參數。據實測,採用直徑為4mm的焊條平敷焊時,當焊接電流採用160-170A時,合適的電弧電壓值約為20-24V(可以從接於焊機上的電壓表上讀出)。
4)焊接速度
指單位時間內完成的焊縫長度。對手工電弧焊來說,即焊條向前移動的速度,它直接影響焊縫的幾何尺寸,焊接速度慢,焊成的焊道寬而高;反之,焊接速度快,焊成的焊道窄而矮。手工電弧焊時,焊接速度由焊工的手操縱,所以也不是焊前所選定的一個焊接工藝參數。據實測,手工電弧焊時合適的焊接速度為140-160mm/min。因此,焊工在進行平敷喊練習時,應根據所選用的焊件厚度,選擇對應直徑的焊條,再根據焊條的直徑選擇相應的焊接電流,而電弧電壓和焊接速度則無法預先進行選擇,在練習過程中摸索掌握其合適值。
3、平敷焊的操作技術
(1)平敷焊的操作特點
用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法,叫做手工電弧焊。操作時,焊工左手持面罩,右手拿焊鉗,焊鉗上夾持焊條,在焊條與焊件間產生電弧後,利用電弧的高溫(約6000-8000K)熔化焊條金屬和母材金屬,熔化的兩部分金屬熔合在一塊成為熔池。焊條移動後,熔池冷卻成為焊縫,通過焊縫將兩塊分離的母材牢固結合在一起,實現焊接。根據焊接部位所在的空間位臵,焊工操作時可以採用坐、蹲、立、靠、仰等各種姿勢。手工電弧焊可在室內、野外、高空以及平、橫、立、仰等各種位臵進行焊接。手工電弧焊設備簡單,操作方便靈活,對於各種不規則形狀的焊件均能進行焊接。且由於焊鉗小,所以焊接時可達性好,適合於焊接用其它焊接方法難於達到的焊接部位。將焊件臵於平焊位臵,在焊件上堆敷焊道的操作方法,叫平敷焊。它不是將兩塊分離的鋼板焊接在一起,成為一個整體,而僅僅是在一塊鋼板的表面用熔化焊條的方法堆敷出一條焊道,這是手工電弧焊一種最基本的操作方法。通過平敷焊的練習,焊工應熟練的掌握手工電弧操作中的各種基本動作和選擇相應的焊接工藝參數,熟悉各種常用焊機及輔助工具的使用方法,為以後的各種手工電弧焊操作技能打下堅實的基礎。
(2)引弧
手工電弧焊時,引燃焊接電弧的過程,叫做引弧。引弧時,首先把焊條端部與焊件輕輕接觸,然後很快將焊條提起,這時電弧就在焊條末端與焊件之間建立起來。常用的引弧方法有劃擦引弧法和直擊引弧法兩種。劃擦引弧法是先將焊條末端對準焊件,然後象劃火柴似的將焊條在焊件表面輕輕劃擦一下,引燃電弧,再迅速將焊條提升到使弧長保持2-4mm高度的位臵,並使之穩定燃燒。這種引弧方法的優點是電弧容易引燃,操作簡便,引弧效率高。缺點是容易損壞焊件的表面,造成罕見表面有電弧劃傷的痕跡在焊接正式產品時應該少用。直擊引弧法是將焊條末端垂直的在焊件起焊處輕微碰擊,然後迅速將焊條提起,電弧引燃後,立即使焊條末端與焊件保持2-4mm,使電弧穩定燃燒。這種引弧方法的優點是不會使焊件表面造成劃傷缺陷,又不受焊件表面的大小及焊件形狀的限制,所以是正式生產時採用的主要引弧方法。缺點是引弧成功率低,焊條與焊件往往要碰擊幾次才能使電弧引燃和穩定燃燒,操作不易掌握。
引弧時的注意事項:
1)引弧過程中最常見的現象是焊條末端與焊件粘在一起,焊工無法提起焊條產生電弧,這時焊機處在短路狀態下工作,會發出較大的嗡嗡聲,如果時間較長,會導致焊機的過載與燒壞,並且焊條中由於通過較大的電流而使藥皮迅速發紅,嚴重時焊芯會發軟變彎。產生這種現象的原因是焊條與焊件接觸以後焊條沒有迅速提起,此時應將焊條左右扭擺幾下,即可將焊條脫離焊件,如仍不奏效,可立即將焊鉗脫開焊條。脫開後,焊工不應立即用手將焊條扳下,以免高溫焊條燙傷手指。
2)鹼性焊條的引弧比酸性焊條要困難一些。
3)焊工引弧時,可以發現,E4303焊條可以同時用交流或直流弧焊機直接引弧,而E5015焊條只能用直流弧焊機進行引弧,採用交流弧焊機時電弧無法引燃,這是因為E5015焊條藥皮中含有螢石,惡化了電弧燃燒的穩定性。因此,E5015焊條一定要採用直流弧焊機進行焊接。
(3)運條
運條是整個焊接過程中最重要的環節,它會直接影響到焊縫的外表成形,是衡量焊工操作水平的重要標誌之一。運條分三個基本動作:沿焊條中心線向熔池送進、沿焊接方向移動和橫向擺動。練習平敷焊時焊條可不做橫向擺動。焊條向熔池方向送進的目的是隨著焊條的熔化來維持弧長不變。焊條下送速度太慢,會使電弧逐漸拉長,直到斷弧;如果下送速度太快,會使電弧逐漸縮短,直至焊條與熔池發生接觸短路,同樣導致電弧熄滅。焊條沿焊接方向移動,隨著焊條的不斷熔化,逐漸形成一條 焊道。若焊條移動速度太慢,則焊道會過高、過寬,外形不整齊,焊接薄板時甚至會產生燒穿現象;若焊條的移動速度太快,則焊條與焊件會熔化不均,焊道較窄。焊條移動時,應與前進方向成70°——80°的夾角,以使熔化金屬和熔渣推向後方,否則如果熔渣流向電弧的前方,則會造成夾渣等缺陷。運條的這兩個動作不能機械地分開,而應融合在一起,才能焊出外形美觀的焊縫。運條的關鍵是要平穩和均勻。這一點可在連接於焊機上的電流表和電壓表上觀察到:如果運條時兩表指針來回僅做微小擺動,則表示運條動作十分均勻;如果兩表指針大幅度的來回擺動,則表示運條動作還不夠熟練,需要進一步練習.
(4)焊道的連接焊接長焊道時,由於受焊條長度的限制,一根焊條不能焊完整條焊道。為了保證焊道的連續性,要求每根焊條所焊的焊道相連接,此連接處就稱為焊道的接頭。實踐指出,焊縫經X射線探傷後,在接頭處往往會發現夾渣、氣孔等缺陷,因此接頭的質量對於整條焊道來說,顯得非常重要,也是焊工練習的重點。
焊道的連接有四種方式。
第一種連接方式用得最多。連接的方法是在先焊焊道前面10mm處引弧,弧長比正常焊接稍長些,然後將電弧移到原弧坑的2/3處,添滿弧坑後,即可進入正常焊接。如果電弧後移太多,則可能造成接頭過高;後移太少,將造成接頭脫節,弧坑添不滿。
第二種連接方式要求先焊焊道的起頭處要略低些,連接時在先焊焊道的起頭略前處引弧,並稍微拉長電弧,將電弧引向先焊焊道的起頭處,並覆蓋其端頭,待起頭處焊道焊平後再向先焊焊道相反的方向移動。
第三種連接方式是後焊焊道從接口的另一端引弧,焊到前焊道的結尾處,焊接速度略慢些,以添滿焊道的弧坑,然後以較快的焊接速度再略向前、熄弧。
第四種連接方式是後焊焊道結尾與先焊的焊道起頭相連接,再利用結尾時的高溫重複融化先焊焊道的起頭處,將焊道焊平後快速收尾。
(五)焊道的收尾
焊道的收尾是指一根焊條焊完後如何熄弧。焊接過程中由於電弧的吹力,熔池呈凹坑狀,並且低於已凝固的焊道。因此,如果收尾時立即拉斷電弧,則會產生一個低於焊道表面甚至低於焊件平面的弧坑,過深的弧坑使焊道收尾處強度降低,甚至產生裂紋。所以收尾動作不僅是熄弧,還要添滿弧坑。
常用焊道的收尾方法有下列三種:
1)劃圈收尾法
焊條移至焊道終點時,利用手腕動作(臂 不動)作圓圈運動,直到添滿弧坑後再拉斷電弧。此法使用於厚板焊接,用於薄板則有燒穿的危險。
2)反覆斷弧收尾法
焊條移至焊道終點時,在弧坑上需做數次反覆熄弧——引弧,直至添滿弧坑為止,此法使用於薄板焊接,但鹼性焊條不宜用此法,因為容易在弧坑處產生氣孔。
3)回焊收尾法
焊條移至焊道收尾處即停止,但未熄弧,此時適當改變焊條角度,即焊條由位臵1轉到位臵2,待添滿弧坑後再轉到位臵3,然後慢慢拉斷電弧。鹼性焊條長用此法熄弧。