焊接操作技能教案

任务1 引弧、平敷焊

【教学目的】

能够正确运用焊接设备，调节焊接电流，掌握焊道的起头、运条、连接和收尾的方法。无明显的焊接缺陷，焊后焊件上无引弧痕迹。 【重点和难点】

操作姿势及弧光防护，电弧的三个基本运动方向。 【注意事项】

1.操作姿势必须规范。

2.避免长时间短路，以免烧损设备。 3.注意弧光，防止灼伤眼睛。 4.焊条头的管理。 【教学过程】

Ⅰ、基础知识讲解 1. 平敷焊的特点

平敷焊是焊件处于水平位置时，在焊件上堆敷焊道的一种操作方法。在选定焊接工艺参数和操作方法的基础上，利用电弧电压、焊接速度，达到控制熔池温度、熔池形状来完成焊接焊缝。

平敷焊是初学者进行焊接技能训练时所必须掌握的一项基本技能，焊接技术易掌握，焊缝无烧穿、焊瘤等缺陷，易获得良好焊缝成形和焊缝质量。

2. 基本操作姿势

焊接基本操作姿势有蹲姿、坐姿、站姿，如图1-6所示。

图1-6 焊接基本操作姿势

焊钳与焊条的夹角如图1-7所示。

图1-7 焊钳与焊条的夹角

辅助姿势

焊钳的握法如图1-8所示。

面罩的握法为左手握面罩，自然上提至内护目镜框与眼平行，向脸部靠近，面罩与鼻尖

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距离10～20mm即可。

图1-8 焊钳的握法

Ⅱ、实习操作练习 基本操作方法 （1）引弧

焊条电弧焊施焊时，使焊条引燃焊接电弧的过程，称为引弧。常用的引弧方法有划擦法、直击法两种。

①划擦法

优点：易掌握，不受焊条端部清洁情况（有无熔渣）。 缺点：操作不熟练时，易损伤焊件。

操作要领：类似划火柴。先将焊条端部对准焊缝，然后将手腕扭转，使焊条在焊件表面上轻轻划擦，划的长度以20～30mm为佳，以减少对工件表面的损伤，然后将手腕扭平后迅速将焊条提起，使弧长约为所用焊条外径1.5倍，作“预热”动作（即停留片刻），其弧长不变，预热后将电弧压短至与所用焊条直径相符。在始焊点作适量横向摆动，且在起焊处稳弧（即稍停片刻）以形成熔池后进行正常焊接，如图1-9（a）所示。

图1-9 引弧方法

②直击法

优点：直击法是一种理想的引弧方法。适用于各种位置引弧，不易碰伤工件。

缺点：受焊条端部清洁情况，用力过猛时药皮易大块脱落，造成暂时性偏吹，操作不熟练时易粘于工件表面。

操作要领：焊条垂直于焊件，使焊条末端对准焊缝，然后将手腕下弯，使焊条轻碰焊件，引燃后，手腕放平，迅速将焊条提起，使弧长约为焊条外径1。5倍，稍作“预热”后，压低电弧，使弧长与焊条内径相等，且焊条横向摆动，待形成熔池后向前移动，如图1-9（b）所示。

影响电弧顺利引燃的因素有：工件清洁度、焊接电流、焊条质量、焊条酸碱性、操作方法等。

（2）引弧注意事项

①注意清理工件表面，以免影响引弧及焊缝质量。

②引弧前应尽量使焊条端部焊芯裸露，若不裸露可用锉刀轻锉，或轻击地面。 ③焊条与焊件接触后提起时间应适当。

④引弧时，若焊条与工件出现粘连，应迅速使焊钳脱离焊条，以免烧损弧焊电源，待焊条冷却后，用手将焊条拿下。

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⑤引弧前应夹持好焊条，然后使用正确操作方法进行焊接。

⑥初学引弧，要注意防止电弧光灼伤眼睛。对刚焊完的焊件和焊条头不要用手触摸，也不要乱丢，以免烫伤和引起火灾。

运条方法

焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。在正常焊接时，焊条一般有三个基本运动相互配合，即沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移动、焊条横向摆动（平敷焊练习时焊条可不摆动），如图1-10所示。

图1-10 焊条角度与应用

（1） 焊条的送进

沿焊条的中心线向熔池送进，主要用来维持所要求的电弧长度和向熔池添加填充金属。焊条送进的速度应与焊条熔化速度相适应，如果焊条送进速度比焊条熔化速度慢，电弧长度会增加；反之如果焊条送进速度太快，则电弧长度迅速缩短，使焊条与焊件接触，造成短路，从而影响焊接过程的顺利进行。

长弧焊接时所得焊缝质量较差，因为电弧易左右飘移，使电弧不稳定，电弧的热量散失，焊缝熔深变浅，又曲于空气侵人易产生气孔，所以在焊接时应选用短弧。

（2）焊条纵向移动

焊条沿焊接方向移动，目的是控制焊道成形，若焊条移动速度太慢，则焊道会过高、过宽，外形不整齐，如图1-11（a）所示。焊接薄板时甚至会发生烧穿等缺陷。若焊条移动太快则焊条和焊件熔化不均造成焊道较窄，甚至发生未焊透等缺陷，如图1-11（b）所示。只有速度适中时才能焊成表面平整，焊波细致而均匀的焊缝，如图1-11（c）所示。焊条沿焊接方向移动的速度由焊接电流、焊条直径、焊件厚度、装配间隙、焊缝位置以及接头型式来决定。

图1-11 焊条沿焊接方向移动

（3）焊条横向摆动

焊条横向摆动，主要是为了获得一定宽度的焊缝和焊道，也是对焊件输入足够的热量，排渣、排气等。其摆动范围与焊件厚度、坡口形式、焊道层次和焊条直径有关，摆动的范围越宽，则得到的焊缝宽度也越大。

为了控制好熔池温度，使焊缝具有一定宽度和高度及良好的熔合边缘，对焊条的摆动可采用多种方法。

（4）焊条角度

焊接时工件表面与焊条所形成的夹角称为焊条角度。

焊条角度的选择应根据焊接位置、工件厚度、工作环境、熔池温度等来选择，如图1-12所示。

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图1-12焊条角度

（5）运条时几个关键动作及作用 ①焊条角度

掌握好焊条角度是为控制铁水与熔渣很好的分离，防止熔渣超前现象和控制一定的熔深。立焊、横焊、仰焊时，还有防止铁水下坠的作用。 ②横摆动作

作用是保证两侧坡口根部与每个焊波之间相互很好的熔合及获得适量的焊缝熔深与熔宽。

③稳弧动作（电弧在某处稍加停留之意）作用是保证坡口根部很好熔合，增加熔合面积。 ④直线动作

保证焊缝直线敷焊，并通过变化直线速度控制每道焊缝的横截面积。 ⑤焊条送进动作

主要是控制弧长，添加焊缝填充金属。

（6）运条时注意事项

①焊条运至焊缝两侧时应稍作停顿，并压低电弧。

②三个动作运行时要有规律，应根据焊接位置、接头形式、焊条直径与性能、焊接电流大小以及技术熟练程度等因素来掌握。

③对于碱性焊条应选用较短电弧进行操作。

④焊条在向前移动时，应达到匀速运动，不能时快时慢。

⑤运条方法的选择应在实习指导教师的指导下，根据实际情况确定。 接头技术

（1）焊道的连接方式

焊条电弧焊时，由于受到焊条长度的或操作姿势的变化，不可能一根焊条完成一条焊缝，因而出现了焊道前后两段的连接。焊道连接一般有以下几种方式。

①后焊焊缝的起头与先焊焊缝结尾相接，如图1-12（a）所示。 ②后焊焊缝的起头与先焊焊缝起头相接，如图1-12（b）所示。 ③后焊焊缝的结尾与先焊焊缝结尾相接，如图1-12（c）所示。 ④后焊焊缝结尾与先焊焊缝起头相接，如图1-12（d）所示。

图1-12 焊缝接头的四种情况

（2）焊道连接注意事项

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①接头时引弧应在弧坑前10mm任何一个待焊面上进行，然后迅速移至弧坑处划圈进行正常焊。

②接头时应对前一道焊缝端部进行认真地清理工作，必要时可对接头处进行修整，这样有利于保证接头的质量。 焊缝的收尾

焊接时电弧中断和焊接结束，都会产生弧坑，常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等现象。为了克服弧坑缺陷，就必须采用正确的收尾方法，一般常用的收尾方法有三种。 （1）划圈收尾法

焊条移至焊缝终点时，作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧。此法适用于厚板收尾，如图1-13（a）所示。 （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，直到填满弧坑为止。此法一般适用于薄板和大电流焊接，不适应碱性焊条，如图1-13（b）所示。 （3）回焊收尾法

焊条移至焊缝收尾处即停住，并虽改变焊条角度回焊一小段。此法适用于碱性焊条，如图1-13（c）所示。

收尾方法的选用还应根据实际情况来确定，可单项使用，也可多项结合使用。无论选用何种方法都必须将弧坑填满，达到无缺陷为止。

图1-13 焊缝的收尾方法

操作要领

手持面罩，看准引弧位置，用面罩挡着面部，将焊条端部对准引弧处，用划擦法或直击法引弧，迅速而适当地提起焊条，形成电弧。 调试电流。 （1）看飞溅

电流过大时，电弧吹力大，可看到较大颗粒的铁水向熔池外飞溅，焊接时爆裂声大；电流过小时，电弧吹力小，熔渣和铁水不易分清。 （2）看焊缝成形

电流过大时，熔深大，焊缝余高低，两侧易产生咬边；电流过小时，焊缝窄而高，熔深浅，且两侧与母材金属熔合不好；电流适中时焊缝两侧与母材金属熔合得很好，呈圆滑过渡。 （3）看焊条熔化状况

电流过大时，当焊条熔化了大半截时，其余部分均已发红；电流过小时，电弧燃烧不稳定，焊条易粘在焊件上。

操作要求：按指导教师示范动作进行操作，教师巡查指导，主要检查焊接电流、电弧长度、运条方法等，若出现问题，及时解决，必要时再进行个别示范。

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任务2 板对接平焊

【教学目的】

通过对本课题的学习，应掌握焊接工艺参数的基本选择原则。掌握板对接平焊的正确操作手法。

【重点和难点】

焊接工艺参数的选择，单面焊双面成型技术。 【注意事项】

1.焊逢几何形状符合要求。 2.定位焊的要求，电流及位置。

3.单层焊、多层多道焊，单面焊双面成型技术等焊逢形式的具体操作方法。 4.焊逢表面无常见缺陷。 【教学过程】

训练题目：V形坡口板对接平焊。 训练内容：如图11-29所示。 焊接方法：焊条电弧焊。

训练时间：45min（指引弧开始至焊完熄弧，包括过程清理，不包括施焊前的清理、装焊）。

图11-29 V形坡口板对接平焊

1．焊前准备 （1）试板准备 焊件材料：Q235

试板尺寸：300mm×100mm×12mm，二块。 坡口形式：V形坡口。 （2）设备及工具准备

设备：AX—320型或ZXG-300型电焊机均可。

工具：锤子、敲渣锤、錾子、钢丝刷、毛刷、焊条盒、钢直尺、划针、样冲、焊缝测量器等。

（3）焊材选择

因Q345钢的最低抗拉强度σb为470MPa，故应选用E40系列焊条。为提高焊接质量，焊接时，可选用E5015低氢碱性焊条进行焊接。

（4）焊前清理

用砂纸、钢丝刷或角向磨光机将坡口面及坡口正反两侧20mm以内的油污、铁锈、水分及其他污物清除干净，直至露出金属光泽。

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（5）装配与定位焊

将两块试板对齐、对平，装配成V形坡口的对接接头。装配时不能出现错边，并预留装配间隙，这样有利于焊透。装配间隙起焊处为3mm，终焊处为4 mm，如图11-30所示（方法是分别用直径为3.2 mm和4 mm的焊条芯夹在两头）。

图11-30 试板的装配

将装配好的试板在焊件坡口两侧距端头20mm以内进行定位焊，定位焊用直径为3.2mm的E5015焊条进行焊接，焊接电流为90～120A，定位焊缝长为10～15mm。焊点不宜过高、过长。

（6）试板打钢印与划线

在试板上用钢印打出考试编排号码，并在距坡口边缘一定距离（如70 mm）的钢板表面，用划针划上与坡口边缘平行的平行线，如图11-31所示。并打上样冲眼，作为焊后测量焊缝坡口每侧增宽的基准线。

图11-31 试板表面的基准线

（7）预置反变形

由于是V型坡口，正面需填充较多的金属，焊后易产生变形。为此，在焊前必须进行反变形，，反变形量可用万能角度尺测量θ值，也可测△值，如图11-32a所示，△=bsinθ=100sin3°=5.23mm。获得反变形的方法是用两手拿住其中一块钢板的两端，轻轻磕打另一块，如图11-32b所示，使两板之间呈一夹角，作为焊接反变形量，反变形量一般为3°～4°。θ角如无专用量具测量，可采用简便方法，将水平尺搁于钢板两侧，中间如正好让一根直径为3.2mm的焊条通过，则反变形角符合要求，如图11-32c所示。

图11-32 预置反变形角

a）反变形角度及尺寸；b）获得反变形的方法；c）反变形角度的测量

1—焊件；2—水平尺；3—φ3.2 mm焊条芯

由于试板厚为12 mm，需采用多层多道焊来完成。其焊道分布，如图11-33所示，采用单面焊四层四道。

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图11-33 焊道分布

1—打底焊；2、3—填充焊；4—盖面焊

（9）焊接工艺参数选择

①打底焊——焊条直径：Ф3.2mm；焊接电流：90～120A。 ②填充焊——焊条直径：Ф4mm；焊接电流：140～170A。 ③盖面焊——焊条直径：Ф4mm；焊接电流：140～160A。 （10）检查焊机各接线部位是否正确、是否牢固可靠。 2．V形坡口对接平焊操作 （1）打底焊

单面焊双面成形技术的关键在于正面打底层的焊接。打底层的焊接目前有断弧焊和连弧焊两种方法。断弧焊施焊时，电弧时灭时燃，靠调节电弧燃、灭时间的长短来控制熔池的温度，因此工艺参数选择范围较宽，是目前常用的一种打底焊方法。

打底焊时，将试板放在水平面上，间隙小的一端在左侧，并在左端定位焊缝处引弧。打底焊时焊条与焊件之间的角度如图11-34a所示。运条时采用小幅度锯齿形横向摆动，并在坡口两侧稍停留，连续向前焊接。打底焊中，还应注意以下二点。

①控制熔孔的大小。打底焊时为保证得到良好的背面成形和优质焊缝，电弧要控制短些，要注意将电弧的2/3覆盖在熔池上，电弧的1/3保持在熔池前，用来熔化和击穿坡口根部形成的熔孔，熔孔的大小如图11-34b所示。

②正确进行焊缝接头。当焊条即将焊完，需要更换焊条时，将焊条向焊接反方向拉回10～15 mm，并迅速抬起焊条收弧；然后迅速更换焊条，趁熔池还未完全凝固，在熔池前方10～20 mm处引弧，并立即将电弧退回到接头处。

图11-34 打底焊

a）打底焊时的焊条角度；b）打底焊时的熔孔

1—焊缝；2—熔池；3—熔孔

（2）填充焊

填充层施焊前先将前一道焊缝熔渣、飞溅清除干净，修正焊缝的过高处与凹槽。填充焊时，应选用较大一点的电流，焊条倾角如图11-35a所示，焊条的运条方法可采用月牙形或锯齿形，摆动幅度应逐层加大，但要注意不能太大，不能让熔池边缘超出坡口面上方的棱边，

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否则表面层焊接时看不清坡口。焊第三层填充焊时，应控制整个坡口内的焊缝比坡口边缘低0.5～1.5 mm左右，最好略呈凹形。填充焊时的接头方法如图11-35b所示。

图11-35 填充焊

a）填充焊时的焊条角度；b）填充焊接头

（3）盖面焊

盖面焊时的焊条角度、运条方法及接头方法与填充焊相同。但焊条摆动幅度比填充焊大，摆动到坡口边缘时应稍作停顿，避免产生咬边。焊接时必须注意保证熔池边沿不得超过试板坡口表面棱边2mm，否则焊缝超宽。

任务3 板对接立焊

【教学目的】

熟练掌握焊接工艺参数的选择，正确的操作手法及姿势，和对焊接电弧及金属熔滴的控制，达到比较熟练的程度。 【重点和难点】

焊接工艺参数的选择和金属熔滴的控制。 【注意事项】

1.由于焊缝的位置，决定了在焊接时易烫伤同学，首先做好防护。 2.当板材厚度相同时，注意焊缝、焊角应对称分布。 3.正、反两种握焊钳方式，经讲解后自行掌握。 4.焊件表面无明显焊接缺陷、无引弧痕迹。 【教学过程】

1.焊前准备（1）试件尺寸及要求①试件材料：20g。

②试件及坡口尺寸：300 mm×200 mmx12 mm，如图3－1所示。 ③焊接位置：立焊。

④焊接要求：单面焊双面成型。 ⑤焊接材料：E4303

图3－1 平板对接立焊试件及坡口尺寸

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（2）准备工作

①选用Bx3－300型弧焊变压器。使用前检查焊机各处的接线是否正确、牢固、可靠，按要求调试好焊接工艺参数。同时应检查焊条质量，不合格的焊条不能使用。焊接前焊条应严格按照规定的温度和时间进行烘干，然后放在保温筒内随用随取。

②清理坡口及其正、反两面两侧20 mm范围内的油、污、锈，直至露出金属光泽。 ③准备好工作服、焊工手套、护脚、面罩、钢丝刷、锉刀和角向磨光机等。 （3）试件装配

①装配间隙 始端为2.0 mm，终端为2.5 mm。

②定位焊 采用与焊接试件相应型号焊条进行定位焊，并在试件坡口内两端点焊，焊点长度为10～15 mm，将焊点接头端打磨成斜坡。

③预置反变形量 3°～4°。 ④错边量 ≤1.2 mm。 2.操作要点

分四层、四道施焊，如图3－2所示。

图3-2 钢板对接立焊示意图

打底焊 可采用连弧法也可采用断弧法。

①引弧 在定位焊缝上端部引弧，焊条与试板的下倾角定为75°～80°，与焊缝左右两边夹角为90°。当焊至定位焊缝尾部时，应稍作停顿进行预热，将焊条向坡口根部压一下，在熔池前方打开一个小孔（称熔孔）。此时听见电弧穿过间隙发出清脆的“哗、哗”声，表示根部已熔透。这时，应立即灭弧，以防止熔池温度过高使熔化的铁水下坠，使焊缝正面、背面形成焊瘤。

②焊接 运条方法采用月牙形或锯齿形横向短弧操作方法。弧长应小于焊条直径，电弧过长易产生气孔。在灭弧后稍等一会儿，此时熔池温度迅速下降，通过护目玻璃可看见原有白亮的金属熔池迅速凝固，液体金属越来越小直到消失。这个过程中可明显地看到液体金属与固体金属之间有一道细白发亮的交接线。这道交接线轮廓迅速变小直到一点而消失。重新引弧时间应选择在交接线长度大约缩小到焊条直径的1～1.5倍时，重新引弧的位置应为交接线前部边缘的下方1～2mm处（图3－3）。这样，电弧的一半将前方坡口完全熔化，另一半将已凝固的熔池的一部分重新熔化，形成新的熔池。这新熔池一部分压在原先的熔敷金属上，与母材及原先的熔池形成良好的熔合。在熔池温度适当的情况下，焊条可继续送进和向上运动，不断形成根部焊透程度良好的焊缝，直到再次发现熔池温度过高，再一次灭弧等待熔池冷却。如此反复焊接便可得到整条焊缝。这就是打底层的“半击穿焊法”。

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图3－3 重新引弧的位置

a）“半击穿法”接弧处 b）“不击穿法”接弧处

③收弧 打底层焊接在更换焊条前收弧时，先在熔池上方作卞个熔孔，然后回焊约10mm灭弧，并使其形成斜坡形状。

④接头 分热接头和冷接头两种。

a.热接头 当熔池还处在红热状态时，在熔池下方约15 mm坡口引弧，并做横向摆动焊至收弧处，使熔池温度逐步升高，然后将焊条沿着预先做好的熔孔向坡口根部压一下，同时使焊条与试板的下倾角度增加到约90°此时听到“哗、哗”的声音然后，稍作停顿，再恢复正常焊接。停顿时间要合适，若时间过长，根部背面容易形成焊瘤；若时间过短，则不易接上接头或背面容易形成内凹。★注意：这种接头方法要求换焊条动作越快越好。

b.冷接头 当熔池已经冷却，最好是用角向砂轮或錾子将焊道收弧处打磨成长约10 mm的斜坡。在斜坡处引弧并预热。当焊至斜坡最低处时，将焊条沿预作的熔孔向坡口根部压一下，听到“哗、哗”的声音后，稍作停顿后恢复焊条正常角度继续焊接。

⑤打底层焊缝厚度 坡口背面1～1.5 mm，正面厚度约为3 mm。

填充焊 在距焊缝始焊端上方约10 mm处引弧后，将电弧迅速移至始焊端施焊。每层始焊及每次接头都应按照这样的方法操作，避免产生缺陷。运条采用横向锯齿形或月牙彤，焊条与板件的下倾角为70°～80°。焊条摆动到两侧坡口边缘时，要稍作停顿，以利于熔合和排渣，防止焊缝两边未熔合或夹渣。填充焊层高度应距离母材表面低1～1.5 mm，并应成凹形，不得熔化坡口棱边线，以利盖面层保持平直。

盖面焊 引弧操作方法与填充层相同。焊条与板件下倾角70°～80°，采用锯齿形或月牙形运条。焊条左右摆动时，在坡口边缘稍作停顿，熔化坡口棱边线1～2 mm。当焊条从一侧到另一侧时，中间电弧稍抬高一点，观察熔池形状。焊条摆动的速度较平焊稍快一些，前进速度要均匀，每个新熔池覆盖前一个熔池2/3～3/4为佳。换焊条后再焊接时，引弧位置应在坑上方约15 mm填充层焊缝金属处引弧，然后迅速将电弧拉回至原熔池处，填满弧坑后继续施焊。

3.注意事项

①焊接过程中，要分清铁水和熔渣，避免产生夹渣。

②在立焊时密切注意熔池形状。发现椭圆形熔池下部边缘曲比较平直轮廓逐步变成鼓肚变圆时，表示熔池温度已稍高或过高，应立即灭弧，降低熔池温度，可避免产生焊瘤见图3-4。

图3－4 熔池形状和温度的关系

a）正常熔池，正常温度 b）下部边缘变圆表示熔池温度稍高

c）下部边缘变长表示熔池温度过高

③严格控制熔池尺寸。打底焊在正常焊接时，熔孔直径大约为所用焊条直径1.5倍，将坡口钝边熔化0.8～1.0 mm，可保证焊缝背面焊透，同时不出现焊瘤。当熔孔直径过小或没有熔孔时，就有可能产生未焊透。

④与定位焊缝接头时，应特别注意焊接透度。

⑤对每层焊道的熔渣要彻底清理干净，特别是边缘死角的熔渣。

⑥盖面时要保证焊缝边缘和下层熔合良好。如发现咬边，焊条稍微动一下或多停留一会，焊缝边缘要和母材表面圆滑过渡。

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任务4 板对接横焊

【教学目的】

在实际生产工作中，横焊由于其本身其特点 ，决定了在正常生产中应用比较少。其操作难度比较高。在操作中应充分利用电弧吹力和电磁作用力的同时，保持最短电弧的长度，使熔滴在很短时间内过渡到熔池中，以保证焊缝成型。 【重点和难点】

焊接工艺参数的选择、操作的姿势及焊缝成型的控制。 【注意事项】

1.缝成型均匀，无较大焊瘤。 2.焊缝宽度和余高应符合要求。 3.焊缝无夹渣和明显缺陷。 4.做好防护，避免烧伤或烫伤。 【教学过程】

1.焊前准备

（1）试件尺寸及要求 ①试件材料：16 Mn。

②试件及坡口尺寸：300 mm×200 mm×12 mm，如图3－5所示。 ③焊接位置：横焊。 ④焊接要求：单面焊双面成型。 ⑤焊接材料：E5015。

图3－5 平板对接横焊试件及坡口尺寸

（2）准备工作 选用Zx5－400型或Zx7－400型弧焊整流器，采用直流反接，基本要求与“对接立焊”相关内容相同。

（3）试件装配

①装配间隙 始端为3.0 mm，终端为4.0 mm。

②定位焊 采用与焊接试件相应型号焊条进行定位焊，并点焊于试件坡口内两端，焊点长度不得超过20 mm，将焊点接头端打磨成斜坡。

③预置反变形量 预置反变形量6°。 ④错边量 镨边量≤1。2 rnm。 2.操作要点

可采用连弧或断弧焊。采用四层八道焊接，如图3－6所示。

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图3－6 平板对接横焊示意图

（1）打底焊

①连弧焊接 在试件左端定位焊缝上引弧，并稍停进行预热。将电弧上下摆动，移至定位焊缝与坡口连接处，压低电弧待坡口熔化并击穿，形成熔孔，转入正常焊接。运条过程中要采用短弧，运条要均匀，在坡口上侧停留时间应稍长些。运条方法及焊条角度如图3－7所示。

图3－7 平板对接横焊连弧打底运条方法与

焊条角度示意图

②断弧焊接 横焊打底层焊接时采用灭弧法，焊接动作和焊条角度如图3－8所示。当电弧指向上、下坡口时，焊条角度如图3－9所示，得到的焊缝及熔孔如图3－10所示。

图3－8 图3－9 图3－10

打底运条方法与焊条角度 焊条角度 焊缝及熔孔

采用两点击穿法，在坡口内引燃电弧，顺焊点向前方施焊并预热和熔化坡口最低处，击穿根部。这时，听到击穿根部的电弧声，并看到熔孔出现，形成熔池，立即灭弧。下一次引弧始终在熔池上沿处引弧，迅速移动到上侧坡口根部，将其击穿后，马上再移动到下侧坡口，

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击穿根部，然后再灭弧。每次灭弧、击穿应压着熔池的2／3向前移动。上下根部都不能停留时间过长。如果停留时间过长，上侧根部背面容易产生咬边，下侧根部背面容易产生下坠。一般，每侧根部停留约1s，保持被熔化的熔孔均匀，熔孔单侧约为0.8 mm更换焊条而灭弧时，必须填满弧坑，使熔池缓慢降温，以防止产生气孔、裂纹。

打底焊需要换焊条接头时，应在距前段焊道收尾处约10 mm处的坡口内引燃电弧。持续预热升温，焊至坡口根部，将焊条伸入焊缝中心击穿根部。听到击穿根部的电弧声后，看到熔化的熔孔并稍作停顿，立即灭弧，继续正常运条，完成打底焊的焊接。接头操作技术和立焊基本相同。

（2）填充焊 焊两层，填充层的焊条角度如图3－11所示。

各填充层均采用连弧多道焊接。由坡口下方开始焊接，逐道向上排列。每道焊缝压上道焊缝1／2，从左至右焊接。填充最后一层的高度距坡口边缘线1～2 mm，并不能破坏上下坡口边缘线，以它为盖面的基准线。换焊条操作技术和立焊相同。

图3－11 填充层的焊条角度

（3）盖面焊 采用连弧多道焊接。由坡口下方始焊，逐道向上排列，每道焊缝之间压1/2左右。第一道焊道以熔化下侧坡口边缘1～2 mm为宜，最后一道焊道以熔化上侧坡口边缘1～2 mm为宜。焊条角度如图3－12所示。

图3－12 横焊盖面焊时焊接夹角

3.注意事项

①保证根部熔透均匀，背面成型饱满。

②打底焊接时，要求运条动作迅速、位置准确。

③焊接各层时，必须注意观察上、下坡口熔化情况。熔池要清晰，无熔渣浮在熔池表面时，焊条才能向前移动。尤其是要注意避免上坡口处出现很深的夹沟，克服方法是电弧指向上侧坡口使其充分熔化。

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任务5 水平转动管焊

【教学目的】

通过本课题的学习，让学员熟练掌握水平转动管焊的操作方法。

【重点和难点】

焊接工艺参数的选择、手腕的灵活程度

【教学内容】

水平转动对管操作练习

【教学过程】

管子在水平位置下焊接，由全位置变为平焊或爬坡焊的位置，对焊工的操作和焊缝成型都十分有利。

1.焊前准备

（1）试件及坡口尺寸 材质：20号钢；试件尺寸：108mm×8 mm；坡口尺寸如图2-1所示。

图2－1 管道水平转动焊对口简图

（2）焊接材料及设备：E4303，2.5 mm／3.2 mm；BX3－315。

（3）焊前清理 将坡口及两侧20 mm范围内的铁锈、油污、氧化物等清理干净，使其露出金属光泽。

（4）装配与定位焊 组对间隙：2～3 mm；错边量：≤1 mm；钝边：0.5～1 mm；定位焊：定位焊缝位于管道截面上相当于“10点钟”和“2点钟”的位置，每处定位焊缝长度为10~15 rnm。

2.操作要点

（1）打底焊 打底焊道为单面焊双面成型，既要保证坡口根部焊透，又要防止烧穿或形成焊瘤。采用断弧焊，操作手法与钢板平焊基本相同。焊条直径2.5 rnm，焊接电流60~80A。

打底焊的操作顺序是：从管道截面上相当于“10点半钟”的位置起焊，进行爬坡焊，每焊完一根焊条转动一次管子，把接头的位置转到管道截面上相当于“10点半钟”的位置。焊条角度如图2－2所示。

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图2－2 水平转动焊时的焊条角度示意图

焊条伸进坡口内让1/3～1/4的弧柱在管内燃烧，以熔化两侧钝边。熔孔深人两侧母材0.5mm。更换焊条进行焊缝中间接头时，采用热焊法。与钢板平焊相同。

在焊接过程中，经过定位焊缝时，只需将电弧向坡口内压送，以较快的速度通过定位焊缝，过渡到坡口处进行施焊即可。

（2）填充焊 采用连弧焊进行焊接。施焊前应将打底层的熔渣、飞溅清理干净。焊条直径3.2 mm，焊接电流90～110A，焊条角度与打底焊相同。其他注意事项与钢板平焊相同。

（3）盖面焊 盖面焊缝要满足焊缝几何尺寸要求，外形美观，与母材圆滑过渡，无缺陷。施焊前应将填充层的熔渣、飞溅清理干净。焊条直径3.2 mm焊接电流90～110A。施焊时焊条角度、运条方法与填充焊相同，但焊条水平横向摆动的幅度应比填充焊更宽，电弧从一侧摆至另一侧时应稍怏些，当摆至坡口两侧时，电弧应进一步缩短，并要稍作停顿以避免咬边。

任务6 垂直固定管焊

【教学目的】

通过本课题的学习，让大家熟练掌握垂直固定管焊的操作方法。

【重点和难点】

焊接工艺参数的选择、手腕的灵活程度

【教学内容】

垂直固定对管操作练习

【教学过程】

1.焊前准备

（1）试件尺寸及要求 ①试件材料：20号钢。

②试件及坡口尺寸：300 mm×200 mm×12 mm。 ③焊接位置：垂直固定。 ④焊接要求：单面焊。 ⑤焊接材料：E4303。

（2）准备工作

选用Bx3－300型弧焊变压器，基本要求与“对接立焊”的相关内容相同。 （3）试件装配

①装配间隙 为3.0 mm。

②定位焊 其相对位置如图2－3所示。采用与焊接试件相应型号焊条进行定位焊，并在

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试件坡口内进行定位焊，焊点长度为10～15 mm，厚度为3～4 mm，必须焊透且无缺陷。其两端应预先打磨成斜坡，以便接头。

③错边量 错边量≤0。8 mm。

图2-3管子垂直固定焊位置

2.操作要要领

采用三层六道焊接。垂直固定管焊接操作技术基本和板状对接横焊相同。不同之处是管子有弧度，焊条要随时变换角度。

（1）打底焊 可采用连弧或断弧焊接。采用逆时针方向焊接。焊条与试件下侧夹角为75°~80°，与管子切线的焊接方向夹角为70°～75°，如图2~4所示。

图2－4焊条角度

在定位焊接点对称的坡口内引弧，采用两点击穿法进行焊接。待坡口两侧熔化时，焊条向根部压送，熔化并击穿坡口根部，听到“哗、哗”的声音，并形成第一个熔池和熔孔，使两侧钝边熔化0.5～1.0 mm，立即灭弧。待熔池收缩到原熔池的1／3时，马上重新引弧进行焊接。电弧始终从坡口上侧引燃，并在上侧根部停留约1s，然后向下侧运条。在下侧根部停留1～2s后，迅速移动焊条，使电弧沿坡口下侧后方灭弧。灭弧与接弧时间间隔要短，灭弧动作要果断，不得拉长电弧，灭弧频率每分钟70～80次。接弧位置要准确。焊接时应保持熔池形状大小一致，熔池铁水清晰明亮。

打底焊换焊条时，在距离前段焊缝收尾处后约10 mm处引弧，连弧焊接至收弧弧坑中心坡口根部时，焊条向下压一下，听到“哗、哗”的声音，表示接头熔透并形成熔孔，立即灭弧，然后正常运条施焊。

与定位焊缝接头时，当运条到定位焊缝根部时，要留一个小孔，小孔直径与所用焊条直径相当。此时不能灭弧，并将定位焊缝端预热，继续补充铁水让小孔自由封曰，在封口的同时焊条向下压一下，听到“哗、哗”的声音后，稍作停顿，继续焊接约10 mm，填满弧坑再收弧。

后半圈焊接时，引弧是从定位焊缝开始，然后接头。打底焊最后一个接头的操作方法和

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前一个接头的操作方法一样。

（2）填充焊 采用连弧手法，进行一层二道焊接操作。换焊条接头是从收弧处前方约10 mm处引弧，将电弧拉回弧坑并填满，然后正常运条施焊。从下侧坡开始排列，压第一道焊道1／3～1／2。填充层高度距离焊件表面坡口边缘线1～1.5 mm，保持坡口边缘线完整。这是盖面时的基准线。

（3）盖面焊 盖面层分三道焊接，从下侧坡口开始向上排列。焊前应将填充层的熔渣和飞溅等物清理干净，并修平局部上凸的部分。采用直线不摆动运条。第一道焊道焊条与试件下侧夹角约为80°，使下坡口边缘熔化1～2 mm。第二道焊条与试件下侧夹角85°～90°，并有1／2压在上一道焊道上。最后一道焊道焊条与焊件下侧夹角为70°～80°，并使上坡口边缘熔化1～2 mm，达到焊缝与试件表面圆滑过渡。

3.注意事项

①每层焊缝完成后，将熔渣和凸出的部分清除。

②坡口上侧、下侧和熔敷金属之间不能形成死角，以免形成夹渣及未熔合。 ③运条过程中，必须根据管道圆弧的变化而不断变换焊条角度。 ④盖面层要求高低、宽窄一致，避免上侧咬边。

任务7 水平固定管焊

【教学目的】

通过本课题的学习，让大家熟练掌握水平固定管焊的操作方法。

【重点和难点】

焊接工艺参数的选择、手腕的灵活程度

【教学内容】

水平固定管焊练习

【教学过程】

1.焊前准备

（1）试件尺寸及要求 ①试件材料：20号钢。

②试件及坡口尺寸如图2－5所示。 ③焊接位置：水平固定。 ④焊接要求：单面焊。 ⑤焊接材料：E4303。

图2－5 水平固定管焊接试件及坡口尺寸

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（2）准备工作

选用Bx3－300型弧焊变压器，基本要求 与“对接立焊”的相关要求相同。 （3）试件装配

①装配间隙 3.0 mm。

②定位焊 其相对位置如图2－3所示。采用与焊接试件相应型号焊条进行定位焊，并在试件坡口内点焊，焊点长度为10～15 mm，厚度为3～4 mm，并要求定位焊点焊透且无缺陷。其两端应预先打磨成斜坡，以便接头。

③错边量 错边量≤0.8 mm。 2.操作要点及注意事项 采用三层三道焊接。

（1）打底焊 水平固定管根部焊缝常出现的缺陷分布状况如图2－6所示。图中1、5、6处产生缺陷可能性较大；2处易出现凹坑及气孔；3、4处铁水与熔渣易分离，透度良好；5处易出现焊透程度过分及透度不均匀。

图2－6 缺陷分布状况

①打底焊时根部前半圈的焊接 焊条角度如图2－7所示。焊接水平固定管在起焊时，应从仰焊部位中心线提前5 mm处开始。操作是从仰焊缝的坡口面上引弧至始焊处，用长弧预热，当坡口内有似汗珠状铁水时，迅速压短电弧，靠近坡口钝边做微摆动。当坡口钝边之间熔化形成熔池时，焊条往坡口中心向上顶一下，并听击穿坡口根部的电弧声，便形成熔池和熔孔，立即灭弧，然后方可继续向前施焊。以半击穿焊法运条，将坡曰两侧钝边熔透造成反面成型，并按仰焊、仰立焊、立焊、斜平焊、平焊顺序完成第一半圆圈焊接。为了保证平焊接头质量，在焊接前半圈应在水平最高点过去约5 mm处灭弧。

图2－7 焊条角度

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②打底焊时后半圈的焊接 由于起焊时最容易产生凹坑、未焊透、夹渣、气孔等多种缺陷，在焊接仰焊处的接头时，应把先焊的焊缝端头用角向砂轮或錾子去掉5～8 mm并形成斜坡，以保证接头处的焊接质量。在坡口内引弧，将电弧拉至斜坡后端开始焊接。这时切勿灭弧，当运条至中心线时必须将焊条用力向上一顶，熔化根部形成熔孔，立即灭弧，并进行正常焊接。

③定位焊缝接头 当运条至定位焊缝时，用电弧熔穿根部间隙，使其充分熔合；当运条到另一端时，焊条稍作停顿，击穿坡口顿边后立即灭弧，恢复正常焊接。

④平焊接头 运条至斜平焊位置时，将焊条前倾，当运条距接头3～4 mm时，连续焊接至接点，此时不能灭弧。当接头封闭时，将焊条向下压一下，此时可昕到电弧击穿根部的“哗、哗”的声音，说明根部熔透，并在此处将焊条来回摆动一下，使其充分熔化，再继续向前焊接约10 mm，填满弧坑收弧。

（2）填充焊 清理和修整打底层熔渣和局部凸起部分后，采用锯齿形或月牙形运条方法，焊条角度与打底焊相同。焊条摆动到坡口两侧时，稍作停顿，中间速度稍快。焊缝与母材交界处不要产生夹角，焊接速度均匀一致，保持填充层平整。填充层表面距母材表面1～1.5 mm为宜，不得熔化坡口棱边。

中间接头更换焊条要迅速。应在弧坑上方10 mm处引弧，然后将电弧拉至弧坑处，填满弧坑，再按正常方法施焊。不能直接在弧坑处引弧焊接，以免产生气孔等缺陷。

填充焊在前半圈平焊收弧时，应对弧坑稍填入一些铁水，以便弧坑成斜坡形（也可采用打磨两端使接头位置成斜坡状），并将其起始端熔渣敲掉10 mm。焊缝收弧时要填满弧坑。

（3）盖面焊

盖面层的焊接运条方法、焊条角度与填充层焊接相同，但焊条的摆动幅度应适当加大。在坡口两侧应稍作停顿，并使两侧坡口边缘线各熔化1～2 mm，要防止咬边的产生。表面层的焊缝接头方法和填充焊相同。

任务8 气焊与气割操作

【教学目的】

通过本课题的学习，使大家了解火焰焊接与切割常用气体的种类，掌握可燃气体、助燃气体的性质，火焰焊接与切割的原理。设备、工具的功能与正确使用，常见故障产生的原因及排除方法，熟练掌握拆装方法。 【重点和难点】

氧、乙炔安全操作规程。 【注意事项】

1.时刻提醒大家注意易燃、易爆物品的管理。

2.熟练掌握回火的排除方法。讲解的同时，进行演示。随时观察同学们的操作过程，及时纠正操作中不正确的地方。 3.工作完毕后，按规定及时清理工作场地。 【教学过程】

一、氧乙炔手工切割（气割） 1.气割前的准备

（1）工作场地、设备及工具检查

气割前要认真检查工作场地是否符合安全生产和气割工艺的要求，检查整个气割系统的设备和工具是否正常，检查乙炔瓶、回火防止器工作状态是否正常。使用射吸式割炬时，应将乙炔胶管拔下，检查割炬是否有射吸力，若无射吸力，不得使用。将气割设备连接好，开

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启乙炔瓶阀和氧气瓶阀，调节减压器，将乙炔和氨气压力调至需要的压力。

（2）工件的准备及其放置

去除工件表面污垢、油漆、氧化皮等。工件应垫平、垫高，距离地面一定高度，有利于熔渣吹除。工件下的地面应为非水泥地面，以防水泥爆溅伤人、烧毁地面，否则应在水泥地面上遮盖石棉板等。

（3）确定气割工艺参数

根据工件的厚度正确选择气割工艺参数、割炬和割嘴规格，准备好后，开始点火并调整好火焰性质（中性焰）及火焰长度。然后试开切割氧调节阀，观察切割氧气流（风线）的形状。切割氧气流应是挺直而清晰的圆柱体，并要有适当的长度，这样才能使切口表面光滑干净、宽窄一致。如风线形状不规则，应关闭所有的阀门，用通针修理割嘴内表面，使之光洁。

2.气割操作技术 （1）操作姿势

气割时，先点燃割炬，调整好预热火焰，然后进行气割。气割操作姿势因个人习惯而不同。初学者可按基本的“抱切法”练习，如图1-29所示。手势如图1-30所示。

图1-29抱切法姿势 图1-30气割时的手势

操作时，双脚里八宇形蹲在工件一侧右臂靠住右膝，左臂空在两脚之间，以便在切割时移动方便，右手把住割炬手把，并以大拇指和食指把住预热调节阀，以便于调整预热火焰和当回火时及时切断预热氧气。左手的拇指和食指把住开关切割氧调节阀，其余三指平稳托住射吸管，掌握方向。上身不要弯得太低，呼吸要有节奏，眼睛应注视割件和割嘴，并着重注视割曰前面割线。一般从右向左切割。整个气割过程中，割炬运行要均匀，割炬与工件间的距离保持不变。每割一段移动身体时要暂时关闭切割氧调节阀。

（2）气割操作 ①点火

点燃火焰时，应先稍许开启氧气调节阀，再开乙炔调节阀，两种气体在割炬内混合后，从割嘴喷出，此时将割嘴靠近火源即可点燃。点燃时，拿火源的手不要对准割嘴，也不要将割嘴指向他人或可燃物，以防发生事故。刚开始点火时，可能出现连续的放炮声，原因是乙炔不纯，应放出不纯的乙炔，重新点火。如果氧气开的太大，会导致点不着火的现象，这时可将氧气阀关小即可。火焰点燃后，调节火焰性质和预热火焰能率，与气割的要求相一致。

②起割

开始气割时，首先用预热火焰在工伴边缘预热，待呈亮红色时（既达到燃烧温度），慢慢开启切割氧气调节阀。若看到铁水被氧气流吹掉时，再加大切割氧气流，待听到工件下面发出“噗、噗”的声音时，则说明已被割透。这时应按工件的厚度，灵活掌握气割速度，沿着割线向前切割。 ③气割过程

气割时火焰焰心离开割件表面的距离为3～5mm，割嘴与割件的距离，在整个气割过程中

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保持均匀。手工气割时，可将割嘴沿气割方向后倾20°～30°，以提高气割速度。气割质量与气割速度有很大关系。气割速度是否正常，可以从熔渣的流动方向来判断，熔渣的流动方向基本上与割件表面垂直。当切割速度过快时，熔渣将成一定角度流出，既产生较大后拖量。当气箐J较长的直线或曲线割缝时，一般切割300～500mm后需移动操作位置。此时应先关闭切割氧调节阀，将割炬火焰离开割件后再移动身体位置。继续气割时，割嘴一定要对准割缝的切割处，并预热到燃点，再缓慢开启切割氧。切割薄板时，可先开启切割氧，然后 将割炬的火焰对准切割处继续气割。 ④停割

气割要结束时，割嘴应向气割方向后倾一定角度，使钢板下部提前割开，并注意余料的下落位置，这样，可使收尾的割缝平整。气割结柬后，应迅速关闭切割氧调节阀，并将割炬抬高，再关闭乙炔调节阀，最后关闭预热氧调节阀。 ⑤回火处理

在气割时，若发现鸣爆及回火时，应迅速关闭乙炔调节阀和切割氧调节阀，以防氧气倒流人乙炔管内并使回火熄灭。

（3）气割安全注意事项

①每个氧气减压器和乙炔减压器上只允许接一把焊炬或一把割炬。

②必须分清氧气胶管和乙炔胶管，GB 9448－88中规定，氧气胶管为黑色，乙炔胶管为红色。新胶管使用前应将管内杂质和灰尘吹尽，以免堵塞割嘴，影响气流流通。

③氧气管和乙炔管如果横跨通道和轨道，应从它们下面穿过（必要时加保护套管）或吊在空中。

④氧气瓶集中存放的地方，10m之内不允许有明火，更不得有弧焊电缆从瓶下通过。 ⑤气割操作前应检查气路是否有漏气现象。检查割嘴有无堵塞现象，必要时用通针修理割嘴。

⑥气割工必须穿戴规定的工作服、手套和护目镜。

⑦点火时可先开适量乙炔，后开少量氧气，避免产生丝状黑烟，点火严禁用烟蒂，避免烧伤手。

⑧气割储存过油类等介质的旧容器时，注意打开人孔盖，保持通风。在气割前做必要的清理处理，如清洗、空气吹干，化验缸内气体是否处于爆炸极限之内，同时做好防火、防爆以及救护工作。

⑨在容器内作业时，严防气路漏气，暂时停止工作时，应将割炬置于容器外，防止漏气发生爆炸、火灾等事故。

⑩气割过程中，发生回火时，应先关闭乙炔阀，再关闭氧气阀。因为氧气压力较高，回火到氧气管内的现象极少发生，绝大多数回火倒袭是向乙炔管方向蔓延。只有先关闭乙炔阀，切断可燃气源，再关闭氧气阀，回火才会很快熄灭。

⑾气割结束后，应将氧气瓶和乙炔瓶阀关紧，再将调压器调节螺钉拧松。冬季工作后应注意将回火防止器内的水放掉。

⑿工作时，氧气瓶、乙炔瓶间距应在3m以上。

⒀气割时，注意垫平、垫稳钢板等，避免工件割下时钢板突然倾斜，伤人以及碰坏割嘴。 二、氧乙炔焊接（气焊） 1．气焊

（1）气焊工艺参数

合理地选择气焊工艺参数，是保证焊接质量的重要条件。应根据工件的成分、大小、厚薄、形状及焊接位置选用不同的气焊参数，如火焰性质、火焰能率、焊丝直径、焊嘴与工件间倾斜角度以及焊接速度等。

1）焊丝直径的选择 焊丝直径要根据工件的厚度来选择。如果焊丝过细，则焊丝熔化太快，熔滴滴在焊缝上，容易造成熔合不良和焊波高低不平，降低焊缝质量。如果焊丝过粗，

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为了熔化焊丝，则需要延长加热时间，从而使热影响区增大，容易产生过热组织，降低接头质量。

2）火焰种类的选择 火焰种类的选择主要是根据工件的材质选用。

3）火焰能率的选择 火焰能率是以每小时混合气体的消耗量（L/h）来表示的。火焰能率的大小要根据工件的厚度、材料的性质（熔点及导热性等），以及焊件的空间位置来选择。在实际工作中，视具体情况在允许范围内尽量采取较大一些的火焰能率，以提高生产率。 4）焊嘴的倾斜角度 焊嘴的倾斜角度（也叫焊嘴倾角）是指焊嘴与焊件间的夹角，如图1-31所示。

图1-31焊嘴倾角示意图

焊嘴倾角的大小要根据焊件厚度、焊嘴大小及施焊位置等来确定。焊嘴倾角大，则火焰集中，热量损失小，工件受热量大，升温快；焊嘴倾角小，则火焰分散，热量损失大，工件受热量小，升温慢。

根据上述道理，在焊接厚度较大、熔点较高、导热性好的工件时，焊嘴倾角就要大些厂而焊接厚度较小、熔点较低、导热性较差的工件时，焊嘴倾角就要相应地减小。在焊接一般低碳钢时，焊嘴倾角与工件厚度的基本关系如图1-32所示。

图1-32焊炬倾角与焊件厚度的关系

5）焊丝倾角 焊丝倾角是指在焊接过程中，焊丝与工件表面的夹角。一般这个倾角为30°～40°，而焊丝相对焊嘴的角度为90°～100°，如图1-33所示。

图1-33焊炬与焊丝的位置

6）焊接速度的选择 焊接速度直接影响生产率和产品质量。根据不同产品，必须选择相应的焊接速度。焊接速度是焊工根据自己的操作熟练程度来掌握的。在保证质量的前提下，

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应尽量提高焊接速度，以提高生产率。

（2）气焊操作技术

1）左焊法和右焊法 气焊操作分左焊法和右焊法两种，如图1-34所示。

图1-34右焊法和左焊法 a）右焊法 b）左焊法

①左焊法 焊丝和焊炬都是从焊缝的右端向左端移动，焊丝在焊炬的前方，火焰指向焊件金属的待焊部分，这种操作方法叫左焊法。左焊法操作简单方便，易于掌握，适用于焊接较薄和熔点较低的工件。左焊法是应用最普遍的气焊方法。

②右焊法 焊丝与焊炬从焊缝的左端向右端移动，焊丝在焊炬后面，火焰指向金属已焊部分，这种操作方法叫右焊法。右焊法的特点是：在焊接过程中火焰始终笼罩着已焊的焊缝金属，使熔池冷却缓慢，有助于改善焊缝的金属组织，减少气孔夹渣的产生。另外，这种焊法还有热量集中、熔透深度大等优点，所以适合焊接厚度较大、熔＇点较高的工件。但是，这种方法掌握较难。

2）焊炬和焊丝的摆动 在焊接过程中，为了获得优质而美观的焊缝，焊炬与焊丝应做均匀协调的摆动。通过摆动，既能使焊缝金属熔透、熔匀、又避免了焊缝金属的过热和过烧。在焊接某些有色金属时，还要不断地用焊丝搅动熔池，以促使熔池中各种氧化物及有害气体的排出。

焊炬摆动基本上有三种动作：第一种，沿焊缝向前移动，第二种，沿焊缝做横向摆动（或做圆圈摆动）；第三种，做上下跳动，即焊丝末端在高温区和低温区之间做往复跳动，以调节熔池的热量，但必须均匀协调，不然就会造成焊缝高低不平、宽窄不下等现象。

焊炬和焊丝的摆动方法与摆动幅度，同焊件的厚度、性质、空间位置及焊缝尺寸有关。 3）焊缝的起焊、接头和收尾 一般情况下，起焊时，由于焊件温度低，焊嘴倾角应大些，对起焊处的一定范围进行预热，同时火焰应作往复运动，使起焊处加热均匀，然后集中到一点加热，当起焊处形成白亮的熔池时，才开始填加焊丝，使焊接过程转人正常化。

在焊接过程中，当中途停顿后再继续施焊时，应用火焰把原熔池重新加热至熔化，形成新的熔池后再加焊丝重新开始焊接。接头时与前焊道要重叠5～10 mm，重叠焊道要少加或不加焊丝，以保证焊缝高度合适及圆滑过渡。

当焊接至焊缝的终点时，由于端部散热条件差，焊体本身温度较高，应减小焊炬与焊件的倾角，同时要加快焊接速度并多加一些焊丝，以防止焊件件烧穿。待终点熔池填满后，火焰才可慢慢离开熔池。

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课题9 二氧化碳气体保护焊

【教学目的】

通过本课题的学习，了解它的工作原理、安装与调整，适用范围。熟练掌握薄板及中厚板各种位置的 焊接操作方法。

【重点和难点】

焊接工艺参数的选择、焊丝的安装、飞溅、气孔及焊缝成型的控制

【教学内容】

1. 二氧化碳气体保护焊安全操作规程 2.基本操作练习 3.平焊操作练习

【教学过程】

Ⅰ、基础知识讲解

1.二氧化碳气体保护焊安全操作规程

（1）保证工作环境有良好的通风

由于CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体，在高温下有大量的CO2气体将发生分解，生成CO以及产生大量的烟尘。CO极易和人体血液中的血红蛋白结合，造成人体缺氧。当空气中只有很少量的CO时，会使人感到身体不适、头痛，而当CO的含量超过一定范围会造成人呼吸困难、昏迷等，严重时甚至引起死亡。如果空气中CO2气体浓度超过一定的范围，也会引起上述的反应。这就要求焊接工作环境应有良好的通风条件，在不能进行通风的局部空间施焊时，应佩戴能供给新鲜氧气的面具及氧气瓶。

（2）注意选用容量恰当的电源、电源开关、熔断器及辅助设备，以满足高负载率持续工作的要求。

(3)采用必要的防止触电措施与良好的隔离防护装置和自动断电装置；焊接设备必须保护接地或接零并经常进行检查和维修。

(4)采用必要的防火措施。由于金属飞溅引起火灾的危险性比其他焊接方法大，要求在焊接作业的周围采取可靠的隔离、遮蔽或防止火花飞溅的措施；焊工应有完善的劳动防护用具，防止人体灼伤。

(5)由于CO2气体保护焊比普通埋弧电弧焊的弧光更强，紫外线辐射更强烈，应选用颜色更深的滤光片。

(6)采用CO2气体电热预热器时，电压应低于36v，外壳要可靠接地。

(7)由于CO2是以高压液态盛装在气瓶中，要防止CO2气瓶直接受热，气瓶不能靠近热源，也要防止剧烈振动。

(8)加强个人防护。戴好面罩、手套，穿好工作服、工作鞋。

(9当焊丝送入导电嘴后，不允许将手指放在焊的末端来检查焊丝送出情况；也不允许将焊放在耳边来试探保护气体的流动情况。

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(10)使用水冷系统的焊，应防止绝缘破坏而发生触电。

(11)焊接工作结束后，必须切断电源和气源，并仔细检查工作场所周围及防护设施，确认无起火危险后方能离开。

2. 二氧化碳气体保护焊的工作原理

二氧化碳气体保护焊是利用CO2气作为保护气体的一种熔化极气体保护焊的焊接方法，简称CO2焊。由于CO2气比空气重，因此从喷嘴中喷出的CO2气可以在电弧区形成有效的保护层，防止空气进入熔池，特别是空气中氮的有害影响。熔化电极（焊丝）通过送丝轮不断的送进，与工件之间产生电弧，在电弧热的作用下，熔化焊丝和工件形成熔池，随着焊的移动，熔池凝固形成焊缝。

3. 二氧化碳气体保护焊工艺特点

（1）CO2焊主要优点

①生产率高 由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，焊丝又是连续送进，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。

②成本低CO2气价格便宜、电能消耗少，所以焊接成本低，仅为埋弧自动焊的40％，为焊条电弧焊的37％～42％。

③焊接变形和应力小 由于电弧加热集中，工件受热面积小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变形和应力小，一般结构焊后即可使用，这特别适用于薄板焊接。

④焊缝质量高 由于焊缝含氢量少，抗裂性能好，焊接接头的力学性能良好，故焊接质量高。

⑤操作简便 焊接时可以观察到电弧和熔池的情况，故操作容易掌握，不易焊偏，有利于实现机械化和自动化焊接。

（1） 缺点

①飞溅较大，并且表面成型较差，这是主要缺点。

②弧光较强，特别是大电流焊接时，电弧的光热辐射均较强。 ③很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。

④不能在有风的地方施焊；不能焊接容易氧化的有色金属。 4. 二氧化碳气体保护焊的应用范围

目前CO2焊主要用于低碳钢、低合金钢的焊接。不仅能焊薄板，也能焊中、厚板，同时可进行全位置的焊接。除了用于焊接结构制造外，还用于修理，如堆焊磨损的零件以及焊补铸铁等。

因此，目前在汽车、机车车辆、机械、石油化工、冶金、造船、航空等行业中得到广泛的应用。

Ⅱ、实习操作练习

一、 基本操作练习

1.焊的摆动方式及应用范围

为了保证焊缝的宽度和两侧坡口的熔合，CO2气体保护焊时要根据不同的接头类型及焊接位置作横向摆动。常见的摆动方式及应用范围见表5－1。

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表5－1 焊的摆动方式及应用范围

为了减少输人线能量，减小热影响区，减少变形，通常不采用大的横向摆动来获得宽焊缝，推荐采用多层多道焊接方法来焊接厚板。当坡口小时，可采用锯齿形较小的横向摆动，而当坡口大时，可采用月形的横向摆动，如图5—1、图5－2所示。

图5－1 锯齿形的横向摆动 图5－2 弯月形的横向摆动 2. 引弧及收弧操作 （1）引弧

半自动CO2气体保护焊引弧，常采用短路引弧法。

引弧前，首先将焊丝端头剪去，因为焊丝端头常常有很大的球形直径，容易产生飞溅，造成缺陷。经剪断的焊丝端头应为锐角。

引弧时，注意保持焊接姿势与正式焊接时一样。同时，捏丝端头距工件表面的距离为2～3mm。然后按下焊开关，随后自动送气、送电、送丝，直至焊丝与工件表面相碰而击回升，一定要保持喷嘴与工件表面的距离恒定。这是防止引弧时产生缺陷的关键。

重要产品进行焊接时，为消除在引弧时产生飞溅、烧穿、气孔及未焊透等缺陷，可采用引弧板，如图5－3所示。

不采用引弧板而直接在焊件端部引弧时，可在焊缝始端前20 mm左右处引弧后，立即快速返回起始点，然后开始焊接，如图5－4所示。

图5－3 使用引弧板示意图 图5－4 倒退引弧法示意图

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（2）收弧 焊接结束前必须收弧，若收弧不当则容易产生弧坑，并出现弧坑裂纹（火口裂纹）、气孔等缺陷。

对于重要产品，可采用收弧板，将火口引至试件之外，可以省去弧坑处理的操作。如果焊接电源有火口控制电路，则在焊接前将面板上的火口处理开关扳至“有火口处理”挡，在焊接结束收弧时，焊接电流和电弧电压会自动减少到适宜的数值，将火口填满。

（3）左焊法操作要点

半自动CO2气体保护焊通常都采用左焊法。这是由于左焊法有如下的特点：

①容易观察焊接方向，看清焊缝。

②电弧不直接作用于母材上，因而熔深较浅，焊道平而宽。

③抗风能力强，保护效果较好，特别适用于焊接速度较大时。右焊法的特点则刚好与此相反。

（4）定位焊

CO2气体保护焊时热输入较手弧焊时更大，这就要求定位焊缝有足够的强度。同时，由于定位焊缝将保留在焊缝中，焊接过程中也很难重熔，因此要求焊工要与焊接正式焊缝一样来焊接定位焊缝，不能有缺陷。

二、平焊操作练习

1.焊角度和指向位置

采用左焊法，单层单道。焊角度如图5-5所示。电弧指向未焊金属，有预热的作用。熔池在电弧力作用下，熔化金属被吹向前方，使电弧不能直接作用到母材上，熔池较浅，焊道平坦变宽飞溅较大，但保护效果好，且易于观察焊接方向。

图5－5 焊角度

2.焊接操作要点

①调试好焊接工艺参数后，在试板的右端引弧，从右向左方向焊接。

②焊沿装配间隙前后摆动或小幅度横向摆动，摆动幅度不能太大，以免产生气孔。熔池停留时间不宜过长，否则容易烧穿。

③在焊接过程中，正常熔池呈椭圆形，如出现椭圆形熔池被拉长，即为烧穿前兆。这时应根据具体情况，改变焊操作方式以防止烧穿。例如，加大焊前后摆动或横向摆动幅度等。

④由于选择的焊接电流较小，电弧电压较低，采用短路过渡的方式进行焊接时，要特别注意保证焊接电流与电弧电压配舍好。如果电弧电压太高，则熔滴短路过渡频率降低，电弧功率增大，容易引起烧穿，甚至熄弧；如果电弧电压太低，则可能在熔滴很小时就引起短路，产生严重的飞溅，影响焊接过程；当焊接电流与电弧电压配合好时，则焊接过程电弧稳定，可以观察到周期性的短路，听到均匀的、周期性的“啪、啪”声，熔池平稳，飞溅小，焊缝成型好。

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任务10 手工钨极氩弧焊

【教学目的】

了解手工钨极氩弧焊与手工电弧焊在操作及原理上的不同。熟练掌握其基本操作技能，安全基本知识及相关注意事项。能掌握氩弧焊的各种位置、不同材质、厚度的各种工件的焊接方法。利用理论基本知识，解释在操作中一些常见问题。

【重点和难点】

焊接工艺参数的选择、短路、熔化时间与停留时间对焊缝的影响

【教学内容】

1. 钨极氩弧焊安全操作规程 2.平板对接平焊操作练习

【教学过程】

Ⅰ、基础知识讲解

一、钨极氩弧焊安全操作规程

1.焊接工作场所必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品距离焊接场所不得小于5m。若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火星落入易燃物品。易爆物品距离焊接场所不得小于10m。氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属烟尘的危害。

2.钨极氩弧用焊机应放置在干燥通风处。严格按照焊机使用说明书操作。使用前应对焊机进行全面检查。确定焊机没有隐患，再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接线正确，必须良好、牢靠接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免开关触头烧损。

3.常检查氩弧焊冷却水或供气系统的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊和影响焊接质量。

4.人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。焊机应每年除尘清洁一次。

5.氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。因此，焊接时应尽量减少高频电磁场作用时间，引燃电弧后立即切断高频电源。焊和焊接电缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊上，另一端接地，外面不包绝缘）。如有条件，应尽量采用晶体脉冲引弧取代高频引弧。

6. 氩弧焊时，紫外线强度很大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化物刺激呼吸道。因此，焊工操作时应穿白色帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手套、脚盖等。为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝缘胶鞋。

二、钨极氩弧焊的特点

1.氩弧焊与其他电弧焊相比具有的优点

①保护效果好，焊缝质量高 氩气不与金属发生反应，也不溶于金属，焊接过程基本上是金属熔化与结晶的简单过程，因此能获得较为纯净及质量高的焊缝。

②焊接变形和应力小 由于电弧受氩气流的压缩和冷却作用，电弧热量集中，热影响区很窄，焊接变形与应力均小，尤其适于薄板焊接。

③易观察、易操作 由于是明弧焊，所以观察方便，操作容易，尤其是适用于全位置焊接。

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④稳定 电弧稳定，飞溅少，焊后不用清渣。

⑤易控制熔池尺寸 由于焊丝和电极是分开的，焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。 ⑥可焊的材料范围广 几乎所有的金属材料都可以进行氩弧焊。特别适宜焊接化学性能活泼的金属和合金，如铝、镁、钛等。 2.缺点

①设备成本较高。

②氩气电离势高，引弧困难，需要采用高频引弧及稳弧装置。

③氩弧焊产生的紫外线是手弧焊的5～30倍，生成的臭氧对焊工也有危害，所以要加强防护。

④接时需有防风措施。 三、应用范围

钨极氩弧焊是一种高质量的焊接方法，因此在工业行业中均广泛的被采用。特别是一些化学性能活泼的金属，用其他电弧焊焊接非常困难，而用氩弧焊则可容易地得到高质量的焊缝。另外，在碳钢和低合金钢的压力管道焊接中，现在也越来越多地采用氩弧焊打底，以提高焊接接头的质量。

Ⅱ、实习操作练习

一、平板对接平焊操作练习

1.焊前准备：

（1）试件尺寸及要求 ①试件材料：Q235。

②试件及坡口尺寸：如图4-1所示。

③焊接位置：平焊。 ④焊接要求：单面焊双面成型。

⑤焊接材料：焊丝为H08Mn2SiA。电极为铈钨极，为使电弧稳定，将其尖角磨成如图4-2所示形状。氩气纯度99.9﹪ 。

图4-1 试件及坡口尺寸 图4-2 钨极尺寸 （2）准备工作

①选用钨极氩弧焊机，采用直流正接。使用前应检查焊机各处的接线是否正确、牢固、可靠，按要求调试好工艺参数。同时应检查氩弧焊系统水冷却和气冷却有无堵塞、泄露，如发现应及时解决。

②清理坡口及其正、反两面两侧20mm范围内和焊丝表面的油污、锈蚀，直至露出金属光泽，然后用丙酮进行清洗。

③准备好工作服、焊工手套、护脚、面罩、钢丝刷、锉刀、角向磨光机和焊缝量尺等。 （3） 试件装配

①装配间隙 装配间隙为1.2~2.0 mm。

②定位焊 采用手工钨极氩弧焊，在试件正面坡口内两端进行定位焊，焊点长度为10～

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15 mm，将焊点接头端预先打磨成斜坡。

③错边量 错边量≤0.6 mm。 2.操作要点

由于钨极氩弧焊对熔池的保护及可见性好，熔池温度又容易控制，所以不易产生焊接缺陷，适合于各种位置的焊接。焊接操作技能要求如下：

（1）打底焊 手工钨极氩弧焊通常采用左向焊法（焊接过程中焊接热源从接头右端向左端移动，并指向待焊部分的操作法），故将试件装配间隙大端放在左侧。

①引弧 在试件右端定位焊缝上引弧。引弧时采用较长的电弧（弧长约为4～7 mm），使坡口外预热4～5s。

②焊接 引弧后预热引弧处，当定位焊缝左端形成熔池并出现熔孔后开始送丝。焊丝、焊与焊件角度如图4－3所示。焊接打底层时，采用较小的焊倾角和较小的焊接电流。由于焊接速度和送丝速度过快，容易使焊缝下凹或烧穿，因此焊丝送人要均匀，焊移动要平稳、速度一致。焊接时，要密切注意焊接熔池的变化，随时调节有关工艺参数，保证背面焊缝成型良好。当熔池增大、焊缝变宽并出现下凹时，说明熔池温度过高，应减小焊与焊件夹角，加快焊接速度；当熔池减小时，说明熔池温度过低，应增加焊与焊件夹角，减慢焊接速度。

图4－3 焊丝、焊与焊件角度示意图

③接头 当更换焊丝或暂停焊接时，需要接头。这时松开焊上按钮开关（使用接触引孤焊时，立即将电弧移至坡曰边缘上快速灭弧），停止送丝，借焊机电流衰减熄弧，但焊仍需对准熔池进行保护，待其完全冷却后方能移开焊。若焊机无电流衰减功能，应在松开按钮开关后稍抬高焊，待电弧熄灭、熔池完全冷却后移开焊。进行接头前，应先检查接头熄弧处弧坑质量。如果无氧化物等缺陷，则可直接进行接头焊接。如果有缺陷，则必须将缺陷修磨掉，并将其前端打磨成斜面，然后在弧坑右侧15～20 mm处引弧，缓慢向左移动，待弧坑处开始熔化形成熔池和熔孔后，继续填丝焊接。

④收弧 当焊至试件末端时，应减小焊与试件夹角，使热量集中在焊丝上，加大焊丝熔化量以填满弧坑。切断控制开关，焊接电流将逐渐减小，熔池也随着减小，将焊丝抽离电弧（但不离开氩气保护区）。停弧后，氩气延时约10s关闭，从而防止熔池金属在高温下氧化。

（2）填充焊 按填充层焊接工艺参数调节好设备，进行填充层焊接，其操作与打底层相同。焊接时焊可做圆弧“之”字形横向摆动，其幅度应稍大，并在坡口两侧停留，保证坡口两侧熔合好，焊道均匀。从试件右端开始焊接，注意熔池两侧熔合情况，保证焊缝表面平整且稍下凹。盖面层的焊道焊完后应比焊件表面低1.0～1.5 mm，以免坡口边缘熔化导致盖面层产生咬边或焊偏现象，焊完后将焊道表面清理干净。

（3）盖面焊 按盖面层焊接工艺参数调节好设备进行盖面层焊接，其操作与填充层基本相同，但要加大焊的摆动幅度，保证熔池两侧超过坡口边缘0.5～1 mm，并按焊缝余高决定填丝速度与焊接速度，尽可能保持焊缝速度均匀，熄弧时必须填满弧坑。

（4）焊后清理检查

焊接结束后，关闭焊机，用钢丝刷清理焊缝表面；用肉眼或低倍放大镜检查焊缝表面是否有气孔、裂纹、咬边等缺陷；用焊缝量尺测量焊缝外观成型尺寸。

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