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第六章焊接

把金属零件或材料在加热或加压下，利用原子间的结合与扩散作用，连接成为一个整体的过程
称为焊接。它是工业生产和工程建设中应用广泛的一种金属连接方法。焊接方法的种类很多，按焊
接工艺特征可以分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。生产上常用的焊接方法有手工电弧焊、气焊和
电阻焊等。
6.1手工电弧焊

6.1.1手工电弧焊的焊接过程

(a)焊接连线(b)焊接过程
图6.1焊条电弧焊过程
1—零件2—焊缝3—焊条4—焊钳1'—熔渣2'—焊缝3'—保护气体4'—药皮
5—焊接电源6—电缆7—地线夹头5'—焊芯6'—熔滴7'—电弧8'—母材9'—熔池
手工电弧焊通常又称为焊条电弧焊，属于熔化焊焊接方法之一，它是利用电弧产生的高温、高
热量进行焊接的。
如图6.1所示，焊接时电源的一极接工件，另一极与焊条相接。工件和焊条之间的空间在外电
场的作用下，产生电弧。该电弧的弧柱温度可高达6000°K（阴极温度达2400°K，阳极温度达2600°K）。
它一方面使工件接头处局部熔化，同时也使焊条端部不断熔化而滴入焊件接头空隙中，形成金属熔
池。当焊条移开后，熔池金属很快冷却、凝固形成焊缝，使工件的两部分牢固的连接在一起。手工
电弧焊的适用范围很广，是焊接生产中普遍采用的焊接方法。
6.1.2手工电弧焊的设备与工具
1．交流弧焊机
交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，它具有结构简单、噪音小、价格便宜、使用可靠、维护
方便等优点，但电弧稳定性较差。BX1-330型弧焊机是目前用得较广的一种交流弧焊机，其外形如
图6.2a所示。型号中“B”表示弧焊变压器，“X”表示下降外特征（电源输出端电压与输出端电流
的关系称为电源的外特征），“1”为系列品种序号，“330”表示弧焊机的额定焊接电流为330A。
交流弧焊机可将工业用的电压（220V或380V）降低至空载时的60~70V、电弧燃烧时的20~35V，
电流调节范围为50~450A，其工作原理如图6.2b所示。它的电流调节要经过粗调和细调两个步骤。

粗调是改变焊机一次接线板上的活动接线片，以改变二次线圈匝数来实现。具体操作方法是改变线
圈抽头的接法选定电流范围。细调是通过改变活动铁心的位置来进行。具体操作方法是借转动调节
手柄，并根据电流指示盘将电流调节到所需值。

（a）交流弧焊机外形图（b）交流弧焊机工作原理图
图6.2BX1-330交流弧焊机
1-电流指示盘2-调节手柄（细调电流）3-接地螺钉
4-焊接电源两极（接工件和焊条）5-线圈抽头（粗调电流）
2．直流弧焊机
直流弧焊机输出端有正、负极之分，焊接时电弧两端极性不变。弧焊机正、负两极与焊条、焊
件有两种不同的接线法：将焊件接到弧焊机正极，焊条接至负极，这种接法称正接，又称正极性；
反之，将焊件接到负极，焊条接至正极，称为反接，又称反极性。焊接厚板时，一般采用直流正接，
这是因为电弧正极的温度和热量比负极高，采用正接能获得较大的熔深。焊接薄板时，为了防止烧
穿，常采用反接。但在使用碱性焊条，均采用直流反接。
直流弧焊机有旋转式直流弧焊机和整体式直流弧焊机。旋转式直流弧焊机结构复杂，价格比交
流弧焊机贵得多，维修较困难，使用时噪音大，目前这种弧焊机已经被淘汰。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，从而把交流电变成直流电。它既弥补了交流弧焊机电弧稳
定性不好的缺点，又比旋转式直流弧焊机结构简单，消除了噪音。
3．工具
进行手工电弧焊时，常用的工具有焊钳、面罩、钢丝刷和尖头锤。焊钳是用来夹持焊条进行焊
接的工具。面罩是用来保护眼睛和脸部，免受弧光伤害的。钢丝刷和尖头锤则用于清理和除渣。
6.1.3电焊条的结构与分类
1．电焊条的结构
电焊条（简称焊条）是涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极，是手工电弧焊时的焊接材料，
它由焊芯和药皮两部分组成，如图6.3所示。焊芯在焊接过程中既可以作为产生电弧的电极，又可
以在熔化后作为填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝。
药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层，它由矿石粉、铁合金粉和粘结剂等原料按一定比例配置而
成。在焊接过程中，药皮主要起机械保护作用，防止空气进入焊缝（渣保护和气体保护）。它还具有
冶金作用，如脱氧、脱磷、脱硫和渗合金元素等。药皮还能使焊条有良好的工艺性能，如稳弧、脱
渣、成型美观等。

图6.3焊条结构
1—药皮2—焊芯3—焊条夹持部分
2．电焊条的种类、型号和牌号
（1）手工电弧焊所用焊条的种类很多，按我国统一的焊条牌号，共分为十大类：如结构钢焊条、
不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、特殊用途焊条等，其中应用最广的是结构钢焊条。
（2）按焊条药皮熔化后的熔渣化学性质不同，焊条可分为酸性焊条和碱性碱性两大类。药皮中
含酸性氧化物较多的焊条，熔渣呈酸性，称