1、无论是在车间内，还是在野外施工现场均可采用。（2）待焊接头要求装配低由于焊接过程有焊工手工控制，可以适时调整电弧位置和运条姿势，修正焊接参数，以保证跟踪接缝和均匀熔透。因此，对焊接接头的装配精度要求相对降低。（3）可焊金属材料广焊条电弧焊广泛应用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。选配相应的焊条，焊条电弧焊也常用于不锈钢、耐热钢、低温钢等合金结构钢的焊接，还用于铸铁、铜合金、镍合金等材料的焊接，以及耐磨损、乃腐蚀等特殊使用要求的构件进行表面层堆焊。（4）焊接生产率低焊条电弧焊与其他电弧焊相比，由于其使用的焊接电流小，每焊完一根焊条后必须要换焊条，以及因清渣而停止焊接等，故这种焊接方法的熔敷速度慢，焊
2、接生产率低，劳动强度大。（5）焊缝质量依赖性强虽然焊接接头的力学性能可以通过选择与母材的力学性能相当的焊条来保证，但焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的操作技能及现场发挥，甚至焊工的精神状态也会影响焊缝质量。1.3焊条电弧焊操作要领及其应用焊条电弧焊的操作要领:（1）引弧电弧焊时，引燃焊接电弧的过程叫做引弧。焊条电弧通常采用接触引弧法，它是先将焊条与工件接触形成的短路，再拉开焊条引燃电弧的方法。根据操作手法不同又可分为：只击引弧法和划擦引弧法。直击引弧法是使焊条与焊件表面垂直的接触，当焊条的末端与焊件表面轻轻的一碰后，便迅速的提起焊条，并保持一定的距离，而将电弧引燃的方法。 划擦引燃法与划火柴有点
3、类似，先将焊条末端对准焊件，然后将焊条在焊件表面划擦一下，当电弧引燃后立即将焊条末端与被焊焊件表面距离保持在24mm，电弧就能稳定的燃烧。以上两种接触式引弧方法中，划擦法比较容易掌握，但在狭小工作面上或不允许焊件表面上有划痕时，应采用只击法。在使用碱性焊条时，为防止引弧处出现气孔，宜采用划擦法。引弧的位置应选在焊缝起点前约10mm处。引燃后将电弧适当拉长并迅速移到焊缝的起点，同时逐渐将电弧的长度调到正常范围。这样做的目的是对焊缝起点出起到预热作用，以保证焊缝始端溶深正常，并有消除引燃点气孔的作用。重要的结构往往需增加引燃板。（2）运条焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫做运条。运条包
4、括沿焊条轴线的送进1、沿焊缝轴线方向的纵向移动3和横向摆动2三个动作，如表1.2所示。表1.2 运条的基本动作运条动作运条方向作用操作要求送进焊条沿轴线向熔池方向送进控制弧长，使熔池有良好的保护，保证焊接连续不断地进行，促进焊缝成形要求焊条送进的速度与焊条熔化的速度相等，以保持电弧的长度不变移动焊条沿焊接方向的纵向移动保证焊缝直线施焊，并控制每道焊缝的横截面积移动速度必须适当才能使焊缝均匀摆动焊条的横向摆动控制焊缝所需的熔深、熔宽，获得一定宽度的焊缝，并保证坡口两侧及焊道之间良好熔合其摆动幅度应根据焊缝宽度与焊条直径决定。横向摆动力求均匀一致，才能获得宽度整齐的焊缝。焊缝宽度一般不超过焊条直径
5、的25倍。焊条向溶池送进的作用是保证焊条在不断熔化时电弧的长度保持一定，因此送进的速度应该等于焊芯熔化的速度。焊条沿焊接方向运动的作用是形成一定长度、一定尺寸的焊缝，其运动速度实际上就是焊接速度。为了抱着焊缝的宽度，焊条还必须做横向摆动。适当的横向摆动不仅可以保证焊缝的宽度，而且还可根据焊缝的位置及要求，合理的控制电弧对各部分的加热程度，从而获得良好的焊缝成形。运条的方法很多，选用时应根据接头的形式、装配间隙、焊缝的空间位置。焊条直径与性能、焊接电流及含工技术水平等方面而定。常用运条方法及适用范围见表1.3。表1.3 常用的运条方法及适用范围运条方法特点适用范围直线形焊条以直线形移动，不作摆动
6、。熔深大，焊道窄a35mm厚度I形坡口对接平焊b多层焊的第一层焊道c多层多道焊直线往返形焊条末端沿着焊接方向作来回往返的直线形摆动。焊接速度快，焊缝窄，散热快a薄板焊b对接平焊（间隙较大）锯齿形焊条末端沿着焊接方向作锯齿形连续摆动，控制熔化金属的流动性，使焊缝增宽a对接接头（平焊、立焊、仰焊）b角接接头（立焊）月牙形焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动，使焊缝宽度及余高增加与锯齿形动条法相同三角形斜三角形焊条末端沿着焊接方向作三角形摆动a角接接头（仰焊）b对接接头（开V形坡口横焊）正三角形a角接接头（立焊）b对接接头圆圈形斜圆圈形焊条末端沿着焊接方向作圆圈形运动，同时不断地向前移动a角接接头
7、（平焊、仰焊）b对接接头（横焊）正圆圈形对接接头（厚焊件平焊）8字形焊条末端沿着焊接方向作8字形运动，使焊缝增宽，波纹美观表1.3所示的运条形式，实际上是焊条前进与摆动的合成。其中以锯齿形、月牙形和环形应用较多。总之，焊接时三个基本运动必须配合得当，以保证焊接电弧长度的稳定、焊接速度适当而均匀、摆度前后一致，才能得到外观与尺寸合格的焊缝。（3）焊缝的连接由于受焊条长度的限制，焊缝前后两段出现连接接头是不可避免的，但焊缝接头应力求均匀，防止产生过高、脱节、宽窄不一致等缺陷。焊缝的连接有一下四种情况。1）中间接头即后焊焊缝的起头与先焊焊缝的尾部相连。接头的方法是：在先焊焊缝的弧坑前约10mm附近引
8、弧，电弧长度比正常焊接时略长些（碱性焊条不可拉长，否则易产生气孔），然后将电弧后移到原弧坑的2/3处，压低电弧，稍作摆动，填满弧坑后即向前进行正常焊接。这种接头方法使用最多，适用于单层焊及多层焊的表层接头。2）相背接头即后焊焊缝的起头与先焊焊缝的起头相接。接头方法是：要求先焊的焊缝起头处略低些，接头时在先焊焊缝起头处略前一点引弧，并稍微拉长电弧，将电弧移向先焊焊缝接头处，并覆盖其端头，待起头处焊平后，再向前焊焊缝反方向进行焊接。3）相向接头即后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的结尾相连。当后焊的焊缝焊到先焊的焊缝收弧处时，焊接速度应稍慢些，填满先焊焊缝的弧坑后，以较快的速度再略向前焊一段，然后熄弧。4）
9、分段退焊接头即后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的起头相连。要求后焊焊缝焊至靠近前焊焊缝始端时，改变焊条角度，使焊条指向前焊缝的始端，拉长电弧，待形成熔池后，再压低电弧，往回移动，最后返回原来熔池处收弧。（4）收尾焊缝的收尾是指一条焊缝结束时的结尾操作方法，也称为收弧。如收尾方法不当，则在焊缝尾部会产生弧坑，从而降低焊缝强度，并且易于形成应力集中而产生弧坑裂纹。常用收尾方法有以下三种：1）划圈收尾法焊条移至焊缝终点时，在弧坑处作圆圈运动，起到填满弧坑后再拉断电弧。这种方法适用于厚板焊接，对于薄板则易烧穿。2）反复断弧收尾法焊条移至焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧、引弧数次，起到填满弧坑为止。这种方法适用于薄
10、板和大电流焊接，但碱性焊条不宜采用，否则易产生气孔。3）回焊收尾法焊条移至焊缝收尾时立即停止，并且改变焊条角度回焊一小段后熄弧。此法适用于碱性焊条。焊条电弧焊的应用:焊条电弧焊是最常用的焊接方法之一，它使用的设备简单呢、操作方便灵活，适应在各种条件下的焊接，其广泛应用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。特别适合于形状复杂的焊接结构的焊接。可以说，凡是焊条等达到的任何位置的接头，均可采用焊条电弧焊方法连接。对于复杂的结构、不规则形状的构件以及单件、非定型结构的制造，可以不用辅助工装、变位器、轮夹具就可以焊接。第2章 二氧化碳气体保护焊2.1CO2焊的实质CO2焊的是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊
11、方法。这种方法以CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔绝，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用，从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是用专用的焊枪，形成足够的CO2气体保护层，依靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或半自动熔化极气体保护焊焊接。2.2CO2焊的分类及特点CO2焊的分类:CO2气体保护焊有多种分类方法。表2.1列出了按照焊丝直径、操作方法、特殊应用和新工艺对CO2气体保护焊的分类。目前应用中，最常用的是根据焊丝形状（实芯、药芯）对CO2气体保护焊的分类。表2.1 CO2气体保护焊的分类依据分类按焊丝形状实芯CO2气体保护焊药芯CO2气体保护焊按焊丝直径细丝CO
12、2气体保护焊；焊丝直径1.2mm粗丝CO2气体保护焊;焊丝直径1.6mm按操作方法CO2自动焊CO2半自动焊按特殊应用和新工艺CO2保护电弧电焊CO2保护气电立焊CO2气体保护窄间隙焊CO2保护振动堆焊按保护形式CO2与焊剂联合保护焊； CO2+药芯焊丝 CO2+实芯焊丝带磁性焊CO2+O2或 CO2+Ar混合气体保护双层气体保护（1）实芯焊丝CO2气体保护焊CO2气体保护焊通常按采用的焊丝直径来分类，当焊丝直径小于或等于12mm，称为细丝CO2气体保护焊，主要采用短路过渡形式焊接薄板材料。应用最广泛的是焊接厚度小于3mm的低碳钢和低合金钢结构的零部件。焊丝直径大于16mm时，称为粗CO2丝气
13、体保护焊，一般采用大电流和较高的电弧电压来焊接中厚板。实芯焊丝气CO2体保护焊示意见图2.2。为了适应现代工业应用的需要，近十几年来CO2气体保护焊得到迅速发展，在生产中除了常规的气CO2体保护焊方法外，还派生出一些改进的方法，如CO2电弧点焊CO2、气体保护立焊CO2，保护窄间隙焊、CO2加其他气体（CO2+O2）的保护焊，以及CO2气体与焊渣联合保护焊等。 图2.2 实芯焊丝CO2气体保护焊示意图1-母材；2-熔池；3-焊缝；4-电弧；5-气体保护区；6-焊丝；7-导电嘴；8-喷嘴；9-气瓶；10-焊丝盘；11-送丝滚轮；12-送丝电动机；13-直流电源（2）药芯焊丝CO2气体保护焊药芯焊
14、丝CO2气体保护焊是一种CO2气体焊剂联合保护的焊接方法。焊接时焊丝的药芯（受热）熔化，从而在焊缝表面上覆盖一层薄薄的熔渣，如图2.3所示。药芯焊丝CO2气体保护焊，兼有CO2气体保护焊和手工电弧焊的某些特点。 图2.3 药芯焊丝CO2气体保护焊示意图1-导电嘴；2-药芯焊丝；3-喷嘴；4- CO2气体；5-电弧；6-熔池；7-熔渣；8-焊缝由于焊丝截面形状不同，药芯焊丝的电弧稳定性和熔化过渡特征与实芯焊丝相比有差异。由于药芯不导电，焊接过程中容易产生电弧沿焊丝截面旋转的现象，致使焊丝末端熔化不均匀、电弧稳定性稍差。采用折叠截面的药芯焊丝时电流分布较均匀，电弧燃烧稳定，焊丝熔化均匀，冶金反应完
15、全，容易保证获得优质的焊缝。药芯焊丝CO2气体保护焊常用直流反极性和长弧焊规范，例如焊接电流一般使用范围为250750A，电弧电压2426V，焊接速度通常大于30mh。由于药芯焊丝一般用较大的电流进行焊接，获得的焊缝熔深较大，常用于焊接中厚板。CO2焊的特点:（1）优点1）焊接生产率高。由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率高，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高24倍。2）焊接成本低。CO2气体来源广，价格便宜，而且电能消耗小，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只要埋弧焊或焊条电弧焊的40%50%。3）焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时CO
16、2气流有较强的冷却作用，所以焊接变形小，特别适宜于薄板焊接。4） 焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量小，抗裂性能好哦。5） 适用范围广。可实现全位置焊接，而且对于薄板、中厚板甚至是厚板都能焊接。6） 操作简便。焊后不需清渣，且是明弧，便于监控，有利于实现机械化和自动焊焊接。（2）缺点1）飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。3）抗风能力差，给室外作业带来了一定的困难。4）不能焊接容易氧化的有色金属。CO2焊缺点可以通过提高技术水平和改进焊接材料、焊接设备加以解决，而起优点却是其他焊接方法所不能比的
17、。因此，可以认为CO2焊是一种高效率、低成本的节能焊接方法。2.3CO2焊的应用CO2焊主要运用于焊接低碳钢级低合金钢等黑色金属。对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。此外，CO2焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补等方面。目前CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿上机械、等部门得到了广泛的应用。第3章 埋弧焊3.1埋弧焊的焊接过程及原理埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法（如图3.1所示）。这种方法是利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材而形成焊缝的。焊丝作为填充金属，而焊剂则对焊接
18、区起保护和合金化作用。由于焊接时电弧掩埋在焊接层下燃烧，电弧光不外露，因此被成为埋弧焊。3.1 埋弧焊示意图埋弧焊焊接时电源的两极分别接在导电嘴和焊件上，焊丝通过导电嘴与焊件接触，在焊丝周围撒下焊剂，然后接通电源，则电流经过导电嘴、焊丝与焊件构成焊接回路。焊机的起动、引弧、送丝、机头（或焊件）移动等过程全由焊机进行机械化控制，焊工只需按动相应的按钮即可完成工作。当焊丝和焊件之间引燃电弧后，电弧的热量使周围的焊剂熔化形成熔渣，部分焊剂分解、蒸发成气体，气体排开熔渣形成一个气泡，电弧就在这个气泡中燃烧。连续送入电弧的焊丝在电弧高温作用下加热熔化，与熔化的母材混合形成金属熔池。熔池上覆盖这一层熔渣，
19、熔渣外层是未熔化的焊剂，它们一起保护这熔池，使其与周围空气隔离，并使有障操作的电弧光辐射不能散射出来。电弧向前移动时，电弧力将熔池中的液态金属排向后方，则熔池前方的金属就暴露在电弧的强烈辐射作用下而熔化，形成新的熔池，而熔池后方的熔池金属则冷却凝固成焊缝，熔渣也在凝固成熔渣覆盖在焊缝表面。熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，焊接过程中还与熔化金属发生冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分。由于熔渣的凝固温度低于液态金属的结晶温度，熔渣总是比液态金属凝固迟一些。这就使混入熔池的熔渣、溶解在液态金属中的气体和冶金反应中产生的其他能够不断地溢出，使焊缝不易产生夹渣和气孔等缺陷。未融化的焊剂不仅具
20、有隔离空气、屏蔽电弧光的作用，也提高了电弧的热效率。埋弧焊的特点:1）焊接生产率高 这主要是因为埋弧焊是经过导电嘴将焊接电流导入焊丝的，与焊条电弧焊相比，导电的焊丝长度短，其表面又无药皮包裹，不存在药皮成分受热分解的限制，所以允许使用比焊条电弧焊大的多的电流，使得埋弧焊的电流功率、熔透深度及焊丝的熔化速度都有相应增大。在特定条件下，可实现20mm以下钢板开形坡口一次焊透。另外，由于焊剂的熔渣的隔热作用，电弧基本上没有热的辐射散失，金属飞溅也小，虽然用于熔化焊剂的热量损失较大，但总的热效率仍然大大增加。因此使埋弧焊的焊接速度大大提高，最高哦可达60150m/h，而焊条电弧焊不超过68m/h，故埋
21、弧焊与焊条电弧焊相比有更高的生产率。2）焊缝质量好 这首先是因为埋弧焊时电弧及熔池均处在焊剂与熔渣的保护之中，保护效果比焊条电弧焊好。从其他电弧气氛组成来看，主要成分是CO和H2气体，是具有一定还原性的气体，因而可使焊缝金属中的氮含量、氧含量大大降低。其次，焊剂的存在也使熔池金属凝固速度减缓，液态金属与熔化的焊剂之间有较多的时间进行冶金反应，减少焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性，焊缝化学成分稳定，表面成形美观，力学性能好。此外埋弧焊时，焊接参数可通过自动调节保持稳定，焊缝质量对焊工操作技术依赖程度亦可大大降低。3）焊接成本较低 这首先是埋弧焊使用的焊接电流大，可使焊件获得较大的熔深，故埋弧焊
22、时焊件可开形坡口或开小角度坡口，因而既节约了因加工坡口而消耗掉的焊件金属和加工工时，也减小了焊缝中焊丝的填充量。而且，由于焊接时金属飞溅极少，又没有焊条头的损失，所以也节约了填充金属。此外，埋弧焊的热量集中，热效率高，故在单位长度焊缝上所消耗的电能也大大减小。正是由于上述原因，在使用埋弧焊焊接厚大焊件时，可获得较好的经济效益。4）劳动条件好 由于埋弧焊实现了焊接过程的机械化，操作较简便，焊接过程中操作者只是监视焊机，因而大大减轻了焊工的劳动强度。另外，埋弧焊时电弧是在焊剂层下燃烧，没有弧光的有害影响，放出的烟尘和有害气体也较少，所以焊工的劳动条件大为改善。1）难以在空间位置使焊 这主要是因为采
23、用颗粒状焊剂，而且埋弧焊的熔池也比焊条电弧焊的大的多，为保证焊剂、熔池金属和熔渣不流失，埋弧焊通常只适用于平焊或倾斜度不大的位置焊接。其他位置的埋弧焊须采用特殊措施保证焊接能覆盖焊接区时才能进行焊接。2）对焊件装配质量要求高 由于电弧埋在焊剂层下，操作人员不能直接观察电弧与坡口的相当位置，当焊件装配质量不好时易焊偏而影响焊接质量。因此，埋弧焊时焊件装配必须保证接口中间隙均匀、焊件平整无错边现象。3）不适合焊接薄板和短焊缝 这是由于埋弧焊的电场强度较高，焊接电流小于100A时电弧稳定性不好，故不适合焊接太薄的焊件。另外，埋弧焊受焊接小车的限制，机动灵活性差，一般只适合焊接长直焊缝或大圆弧焊缝；对
24、于焊接弯曲、不规则的焊缝或或短焊缝比较困难。3.2埋弧焊的的分类及应用范围（1）分类近年来，埋弧焊作为一种高效、优质的焊接方法有了很大的发展，已演变出多种埋弧焊工艺方法并在工业生产中得到实际应用。埋弧焊按焊丝方式、焊丝数量及形状、焊缝成形条件等分成多种类型，见表3.1。表3.1 埋弧焊工艺方法分类分类依据分类名称应用范围按送丝方式等速送丝埋弧焊细焊丝高电流密度变速送丝埋弧焊粗焊丝低电流密度按焊丝丝数或形状单丝埋弧焊常规对接、角接、简体纵缝、环焊缝双丝埋弧焊高生产率对接、角接焊多丝埋弧焊螺旋焊管等超高生产率对接焊带极埋弧焊耐磨、耐蚀合金堆焊按焊缝成形条件双面埋弧焊常规对接焊单面焊双面成形埋弧焊高
25、生产率对接焊，难以双面焊的对接焊（2）.应用1）焊缝类型和焊件厚度 凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜度不大的焊件，不管是对接，角接和搭接接头，都可以用埋弧焊焊接，如平板的拼接缝、圆筒形焊缝的纵缝和环缝、各种焊接结构中的角缝和搭接缝等。埋弧焊可焊接的焊接厚度范围很大。除了厚度在5mm以下的焊件由于容易烧穿，埋弧焊用的不多外，较厚的焊件都适于用埋弧焊焊接。目前，埋弧焊焊接的最大厚度已达650mm。2）焊接材料种类 随着焊接冶金技术和焊接材料生产技术的发展，适合埋弧焊的的材料已从碳素结构发展到低合金机构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属，如镍基合金、铜合金等。此外，埋弧焊还可在基体金属表面堆焊耐磨或
26、耐腐蚀的合金层。铸铁因不能承受高热输入量引起的热应力，一般不能用埋弧焊焊接。铝、镁及其合金因没有适用的焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接。铅、锌等低熔点金属材料也不适合用埋弧焊焊接。可以看出，适宜于埋弧焊的范围是很广的。最能发挥埋弧焊那快速、高效特点的生产领域，是造船、锅炉、化工容器、大型金属结构和工程机械等工业制造部门，是当今焊接生产中普遍使用的焊接方法之一。埋弧焊还在不断发展之中，如多丝埋弧焊等达到厚板一次成形；窄间隙埋弧焊可使特厚板焊接提高生产效率，减低成本；埋弧焊堆焊能使焊件在满足使用要求的前提下节约贵重金属或提高使用寿命。这些新的、高效率的埋弧焊方法的出现，更进一步拓展了埋弧焊的应用范围
27、。第4章 钨极惰性气体保护焊4.1钨极惰性气体保护焊的原理钨极惰性气体保护焊是指使用纯钨或活化钨作为电极的非熔化极惰性气体保护焊方法，简称TIG焊（Tungsten Inert Gas Welding）。TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可以不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，保护电极和焊接熔池以及临近热影响区，以形成优质的焊接接头。TIG焊分为手工和自动两种。焊接时，用难溶金属钨或钨合金制成的电极基本上不熔化，故容易维持电弧长度的恒定。填充焊丝在电弧前方前方添加，当焊接薄焊件时，一般不需要开坡口和填充焊丝；还可采用脉冲电流以防止烧穿焊件。焊接厚大焊件时，也可以将焊丝预热后，再添加到熔池中去，以提高熔敷速度。TIG焊一般采用氩气作保护气体，成为钨极氩弧焊。在焊接厚板、高导热率或高熔点金属等情况下，也可采用氦气或氦氩混合气体作保护气体。在焊接不锈钢、镍基合金和镍铜合金时可采用氩-氢混合气体作保护气体。4.2钨极惰性气体保护焊的特点和应用钨极惰性气体保护焊的特点:（1）可焊金属多 氩气能有效隔绝焊剂区域周围的空气，它本身又不熔于金属，不和金属反应TIG焊过程中电弧还有自动清除焊件表面氧化膜的作用。因此，可成功的焊接其他焊接方法
