第四节焊条电弧焊的操作和安全要求

第四节焊条电弧焊的操作和安全要求一、焊条电弧焊的操作焊条电弧焊最基本的操作是引弧、运条和收尾(一)引弧引弧即产生电弧。焊条电弧焊是采用低电压、大电流放电产生电弧，依靠电焊条瞬时接触工件实现。引弧时必须将焊条末端与焊件表面接触形成短路，然后迅速将焊条向上提起2～4mm的距离，此时电弧即引燃。引弧的方法有两种：碰击法和擦划法，详见图3—14图3—14引弧方法(1)碰击法。也称点接触法或称敲击法。碰击法是将焊条与工件保持一定距离，然后垂直落下，使之轻轻敲击工件，发生短路，再迅速将焊条提起，产生电弧的引弧方法。此种方法适用于各种位置的焊接。(2)擦划法。也称线接触法或称摩擦法。擦划法是将电焊条在坡口上滑动，成一条线，当端部接触时，发生短路，因接触面很小，温度急剧上升，在未熔化前，将焊条提起，产生电弧的引弧方法。此种方法易于掌握，但容易沾污坡口，影响焊接质量。上述两种引弧方法应根据具体情况灵活应用。擦划法引弧虽比较容易，但这种方法使用不当时，会擦伤焊件表面。为尽量减少焊件表面的损伤，应在焊接坡口处擦划，擦划长度以20～25mm为宜。在狭窄的地方焊接或焊件表面不允许有划伤时，应采用碰击法引弧。碰击法引弧较难掌握，焊条的提起动作太快并且焊条提得过高，电弧易熄灭；动作太慢，会使焊条粘在工件上。当焊条一旦粘在工件上时，应迅速将焊条左右摆动，使之与焊件分离；若仍不能分离时，应立即松开焊钳切断电源，以免短路时间过长而损坏电焊机。(3)引弧的技术要求。在引弧处，由于钢板温度较低，焊条药皮还没有充分发挥作用，会使引弧点处的焊缝较高，熔深较浅，易产生气孔，所以通常应在焊缝起始点后面10mm处引弧，如图3—15。引燃电弧后拉长电弧，并迅速将电弧移至焊缝起点进行预热。预热后将电弧压短，酸性焊条的弧长约等于焊条直径，碱性焊条的弧长应为焊条直径的一半左右，进行正常焊接。采用上述引弧方法即使在引弧处产生气孔，也能在电弧第二次经过时，将这部分金属重新熔化，使气孔消除，并且不会留引弧伤痕。为了保证焊缝起点处能够焊透，焊条可作适当的横向摆动，并在坡口根部两侧稍加停顿，以形成一定大小的熔池。图3—15引弧点的选择引弧对焊接质量有一定的影响，经常因为引弧不好而造成始焊的缺陷。综上所述，在引弧时应做到以下几点：(1)工件坡口处无油污、锈斑，以免影响导电能力和防止熔池产生氧化物。(2)在接触时，焊条提起时间要适当。太快，气体未电离，电弧可能熄灭；太慢，则使焊条和工件粘合在一起，无法引燃电弧。(3)焊条的端部要有裸露部分，以便引弧。若焊条端部裸露不均，则应在使用前用锉刀加工，防止在引弧时，碰击过猛使药皮成块脱落，引起电弧偏吹和引弧瞬间保护不良。(4)引弧位置应选择适当，开始引弧或因焊接中断重新引弧，一般均应在离始焊点后面10～20mm处引弧，然后移至始焊点，待熔池熔透再继续移动焊条，以消除可能产生的引弧缺陷。(二)运条电弧引燃后，就开始正常的焊接过程。为获得良好的焊，缝成形，焊条得不断地运动。焊条的运动称为运条。运条是电焊工操作技术水平的具体表现。焊缝质量的优劣、焊缝成形的好坏，主要由运条来决定。运条由三个基本运动合成，分别是焊条的送进运动、焊条的横向摆动运动和焊条的沿焊缝移动运动，详见图3—16。图3—16焊条的三个基本运动1—焊条送进2—焊条摆动3—沿焊缝移动(1)焊条的送进运动。主要是用来维持所要求的电弧长度。由于电弧的热量熔化了焊条端部，电弧逐渐变长，有熄弧的倾向。要保持电弧继续燃烧，必须将焊条向熔池送进，直至整根焊条焊完为止。为保证一定的电弧长度，焊条的送进速度应与焊条的熔化速度相等，否则会引起电弧长度的变化，影响焊缝的熔宽和熔深。(2)焊条的摆动和沿焊缝移动。这两个动作是紧密相联的，而且变化较多、较难掌握。通过两者的联合动作可获得一定宽度、高度和一定熔深的焊缝。所谓焊接速度即单位时间内完成的焊缝长度。如图3—17，表示焊接速度对焊缝成形的影响。焊接速度太慢，会焊成宽而局部隆起的焊缝；太快，会焊成断续细长的焊缝；焊接速度适中时，才能焊成表面平整，焊波细致而均匀的焊缝。图3—17焊接速度对焊缝成形的影响(3)运条手法。为了控制熔池温度，使焊缝具有一定的宽度和高度，在生产中经常采用下面几种运条手法。1)直线形运条法。采用直线形运条法焊接时，应保持一定的弧长，焊条不摆动并沿焊接方向移动。由于此时焊条不作横向摆动，所以熔深较大，且焊缝宽度较窄。在正常的焊接速度下，焊波饱满平整。此法适用于板厚3～5mm的不开坡口的对接平焊、多层焊的第一层焊道和多层多道焊。2)直线往返形运条法。此法是焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线形摆动，如图3—18所示，主要适用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。其特点是焊接速度快，焊缝窄，散热快。图3—18直线往返形运条法3)锯齿形运条法。此法是将焊条末端作锯齿形连续摆动并向前移动，如图3—19所示，在两边稍停片刻，以防产生咬边缺陷。这种手法操作容易、应用较广，多用于比较厚的钢板的焊接，适用于平焊、立焊、仰焊的对接接头和立焊的角接接头。图3—19锯齿形运条法4)月牙形运条法。如图3—20所示，此法是使焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动，并在两边的适当位置作片刻停留，以使焊缝边缘有足够的熔深，防止产生咬边缺陷。此法适用于仰、立、平焊位置以及需要比较饱满焊缝的地方。其适用范围和锯齿形运条法基本相同，但用此法焊出来的焊缝余高较大。其优点是，能使金属熔化良好，而且有较长的保温时间，熔池中的气体和熔渣容易上浮到焊缝表面，有利于获得高质量的焊缝。图3—20月牙形运条法5)三角形运条法。如图3—21所示，此法是使焊条末端作连续三角形运动，并不断向前移动。按适用范围不同，可分为斜三角形和正三角形两种运条方法。其中斜三角形运条法适用于焊接T形接头的仰焊缝和有坡口的横焊缝。其特点是能够通过焊条的摆动控制熔化金属，促使焊缝成形良好。正三角形运条法仅适用于开坡口的对接接头和T形接头的立焊。其特点是一次能焊出较厚的焊缝断面，有利于提高生产率，而且焊缝不易产生夹渣等缺陷。图3—21三角形运条法6)圆圈形运条法。如图3—22所示，将焊条末端连续作圆圈运动，并不断前进。这种运条方法又分正圆圈和斜圆圈两种。正圆圈运条法只适于焊接较厚工件的平焊缝，其优点是能使熔化金属有足够高的温度，有利于气体从熔池中逸出，可防止焊缝产生气孔。斜圆圈运条法适用于T形接头的横焊(平角焊)和仰焊以及对接接头的横焊缝，其特点是可控制熔化金属不受重力影响，能防止金属液体下淌，有助于焊缝成形。图3—22圆圈形运条法(三)收尾电弧中断和焊接结束时，应把收尾处的弧坑填满。若收尾时立即拉断电弧，则会形成比焊件表面低的弧坑。在弧坑处常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等现象，因此焊缝完成时的收尾动作不仅是熄灭电弧，而且要填满弧坑。收尾动作有以下几种：(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。主要适用于厚板焊接的收尾。(2)反复断弧收尾法。收尾时，焊条在弧坑处反复熄弧、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，但碱性焊条不宜采用，因其容易产生气孔。(3)回焊收尾法。焊条移至焊缝收尾处立即停止，并改变焊条角度回焊一小段。此法适用于碱性焊条。当换焊条或临时停弧时，应将电弧逐渐引向坡口的斜前方，同时慢慢抬高焊条，使得熔池逐渐缩小。当液体金属凝固后，一般不会出现缺陷。二、焊条电弧焊的安全要求(1)电焊机1)电焊机必须符合现行有关焊机标准规定的安全要求。2)电焊机的工作环境应与焊机技术说明书上的规定相符。特殊环境条件下，如在气温过低或过高、湿度过大、气压过低以及在腐蚀性或爆炸性等特殊环境中作业，应使用适合特殊环境条件性能的电焊机，或采取必要的防护措施。3)防止电焊机受到碰撞或剧烈振动(特别是整流式焊机)。室外使用的电焊机必须有防雨雪的防护设施。4)电焊机必须装有独立的专用电源开关，其容量应符合要求。当焊机超负荷时，应能自动切断电源。禁止多台焊机共用一个电源开关。①电源控制装置应装在电焊机附近人手便于操作的地方，周围留有安全通道。②采用启动器启动的焊机，必须先合上电源开关，再启动焊机。③焊机的一次电源线，长度一般不宜超过2～3m，当有临时任务需要较长的电源线时，应沿墙或立柱用瓷瓶隔离布设，其高度必须距地面2．5m以上，不允许将电源线拖在地面上。5)电焊机外露的带电部分应设有完好的防护(隔离)装置，电焊机裸露接线柱必须设有防护罩。6)使用插头插座连接的焊机，插销孔的接线端应用绝缘板隔离，并装在绝缘板平面内。7)禁止用连接建筑物金属构架和设备等作为焊接电源回路。8)电弧焊机的安全使用和维护。①接入电源网路的电焊机不允许超负荷使用。焊机运行时的温升，不应超过标准规定的温升限值。②必须将电焊机平稳地安放在通风良好、干燥的地方，不准靠近高热及易燃易爆危险的环境。③要特别注意对整流式弧焊机硅整流器的保护和冷却。④禁止在焊机上放置任何物件和工具，启动电焊机前。焊钳与焊件不能短路。⑤采用连接片改变焊接电流的焊机，调节焊接电流前应先切断电源。⑥电焊机必须经常保持清洁。清扫尘埃时必须断电进行。焊接现场有腐蚀性、导电性气体或粉尘时，必须对电焊机进行隔离防护。⑦电焊机受潮，应当用人工方法进行干燥。受潮严重的，必须进行检修。⑧每半年应进行一次电焊机维修保养。当发生故障时，应立即切断焊机电源，及时进行检修。⑨经常检查和保持焊机电缆与电焊机的接线柱接触良好，保持螺帽紧固。⑩工作完毕或临时离开工作场地时，必须及时切断焊机电源。9)电焊机的接地①各种电焊机(交流、直流)、电阻焊机等设备或外壳、电气控制箱、焊机组等，都应按现行(SDJ)《电力设备接地设计技术规程》的要求接地，防止触电事故。②焊机的接地装置必须经常保持连接良好，定期检测接地系统的电气性能。③禁用氧气管道和乙炔管道等易燃易爆气体管道作为接地装置的自然接地极，防止由于产生电阻热或引弧时冲击电流的作用，产生火花而引爆。④电焊机组或集装箱式电焊设备都应安装接地装置。⑤专用的焊接工作台架应与接地装置联接。10)为保护设备安全，又能在一定程度上保护人身安全，应装设熔断器、断路器(又称过载保护开关)、触电保安器(也叫漏电开关)。当电焊机的空载电压较高，而又在有触电危险的场所作业时，则对焊机必须采用空载自动断电装置。当焊接引弧时电源开关自动闭合，停止焊接、更换焊条时，电源开关自动断开。这种装置不仅能避免空载时的触电，也减少了设备空载时的电能损耗。11)不倚靠带电焊件。身体出汗而衣服潮湿时，不得靠在带电的焊件上施焊。(2)焊接电缆1)焊机用的软电缆线应采用多股细铜线电缆，其截面要求应根据焊接需要载流量和长度，按焊机配用电缆标准的规定选用。电缆应轻便柔软，能任意弯曲或扭转，便于操作。2)电缆外皮必须完整、绝缘良好、柔软，绝缘电阻不得小于1MΩ，电缆外皮破损时应及时修补完好。3)连接焊机与焊钳必须使用软电缆线，长度一般不宜超过20～30m。截面积应根据焊接电流的大小来选取，以保证电缆不致过热而损伤绝缘层。4)焊机的电缆线应使用整根导线，中间不应有连接接头。当工作需要接长导线时，应使用接头连接器牢固连接，连接处应保持绝缘良好，而且接头不要超过两个。5)焊接电缆线要横过马路或通道时，必须采取保护套等保护措施，严禁搭在气瓶、乙炔发生器或其它易燃物品的容器的材料上。6)禁止利用厂房的金属结构、轨道、管道、暖气设施或其它金属物体搭接起来作电焊导线电缆。7)禁止焊接电缆与油脂等易燃物料接触。(3)电焊钳1)电焊钳必须有良好的绝缘性与隔热能力，手柄要有良好的绝缘层。2)焊钳的导电部分应采用紫铜材料制成。焊钳与电焊电缆的连接应简便牢靠，接触良好。3)焊条在位于水平45°、90°等方向时焊钳应都能夹紧焊条，并保证更换焊条安全方便。4)电焊钳应保证操作灵便、焊钳重量不得超过600g。5)禁止将过热的焊钳浸在水中冷却后立即继续使用。(4)焊接场所应有通风除尘设施，防止焊接烟尘和有害气体对焊工造成危害。(5)焊接作业人员应按LD／T75—1995《劳动防护用品分类与代码》选用个人防护用品和合乎作业条件