手工电弧焊操作实训教案
【教学目的】
通过本环节的实习使学生获得焊接生产经验，培养理论联系实际的工作作风，充分掌握手工电弧焊的操作技能，为今后实际工作打下基础。 【重点难点】
操作姿势及弧光防护，引弧及焊条运行的三个基本运动方向。 【注意事项】
1.操作姿势必须规范,防止触电。
2.避免长时间短路，以免烧损设备。
3.穿戴好防护用品，注意弧光防止灼伤眼睛及皮肤。
4.焊接过的工件不要用手触摸，敲击焊渣时，注意方向，要用力适当不要崩入眼里。 【教学过程】
一、基础知识讲解
1、原理
利用局部加热或者加压，或者两者同时使用，采用或不用填充材料，将两个分离金属连接在一起的工作方法。 焊接种类：钎焊、氧—乙炔焊、CO2保护焊、氩弧焊、手工电弧焊。
电弧焊的原理利用电弧放电时产生的热量,熔化焊件及填充金属,冷凝后实现焊接的。
2、设备及工具 主要设备是电焊机，电焊机由交流和直流两类。交流焊机是一特殊的变压器。可将２２０Ｖ或３８０Ｖ电压降低，空载时为６０－８０Ｖ,电弧燃烧时为２０－３０Ｖ,同时供给很大的焊接电流，并且电流可在一定范围内调节。工具有焊钳、面罩、尖头锤、钢丝刷等
3、电焊条
焊条由焊丝和药皮组成。焊丝的直径有2.5、3.
2、
4、5mm，长度300－450mm。药皮的作用是稳定电弧燃烧，防止焊缝金属的氧化和补充烧损的合金元素等，从 而保证焊缝具有良好机械性能。
4、焊缝的空间位置
平焊、立焊、横焊、仰焊。一般平焊，如其他焊采用小直径、小电流、短电弧。
5、接头形式
接头形式有对接、角接、Ｔ字接、搭接。
6、焊接的坡口形式
基本形式有I型、V型、X型、U型等。
6、确定焊接规范
根据工件、焊缝来确定焊条直径、焊接电流(30-55)ｄ、焊接速度。尽量短电弧。
7、平焊的特点
平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，利用电弧电流、焊接速度，达到控制熔池温度、熔池形状来完成焊接焊缝。
平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。
二、实习操作练习
1、基本操作姿势 焊接基本操作姿势有蹲姿、坐姿、站姿，如下图所示。平焊时,一般采用蹲式操作,蹲姿要自然,两脚夹角为70—85°.两脚距离为240—260mm,持焊钳的胳膊半伸开.要悬空无依托的操作。
焊接基本操作姿势
焊钳与焊条的夹角如下图所示。
焊钳与焊条的夹角
辅助姿势
焊钳的握法如下图所示。
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，面罩与鼻尖距离10～20mm即可。
焊钳的握法
2、基本操作方法 引弧方法
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
将焊条端部与焊件表面作划擦接触，然后迅速提起保持２－４ＭＭ距离。
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，如下图（a）所示。
引弧方法
② 直击法
先将焊条垂直对准焊件轻轻敲击，并将焊条适时提起２－４ＭＭ。
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，如上图（b）所示。
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。
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，如下图所示。
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，又由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，如下图（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，如下图（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，如下图（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。
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，如下图所示。
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焊条在向前移动时，应达到匀速运动，不能时快时慢。 ④运条方法的选择应根据实际情况确定。 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。
注意事项
①焊接时要注意对熔池的观察，熔池的亮度反映熔池的温度，熔池的大小反映焊缝的宽窄；注意对熔渣和熔化金属的分辨。
②焊道的起头、运条、连接和收尾的方法要正确。 ③正确使用焊接设备，调节焊接电流。 ④焊波均匀，无焊缝缺陷。
⑤训练时注意安全，焊后工件及焊条头应妥善保管或放好，以免烫伤。 ⑥在实习场所周围应设置有灭火器材。
⑦操作时必须穿戴好工作服、脚盖和手套等防护用品。 ⑧必须戴防护遮光面罩，以防电弧灼伤眼睛。
⑨弧焊电源外壳必须有良好的接地或接零，焊钳绝缘手柄必须完整无缺。
3、焊接缺陷
未焊透 焊件与熔敷金属在根部或层间未全部焊合。
坡口尺寸不正确，如坡口角度偏小、间隙太窄、钝边过大等。 焊接工艺参数选用不当，如焊接电流过小、焊速太快，因热量不足而造成母材根部未能充分熔化。操作时焊条或焊丝偏离坡口中心或焊条角度不正确以及电弧太长或电弧磁偏吹，使电弧热能散失或偏于一边等。焊件有氧化皮及熔渣等，阻碍焊层之间、基本金属边缘及根部的熔化。
焊穿 焊缝某处有自上而下的表面不平整的通洞。
焊接电流太大，使焊件加热过甚。 装配间隙过大。 焊接速度过慢。 电弧在焊缝某处停留时间过长。 垫板托力不足。
夹渣 焊缝内部或多层焊间有非金属夹渣。
A、坡口尺寸不合理；B、坡口有污物；C、多层焊时，层间清渣不彻底；D、焊接线能量小；E、焊缝散热太快，液态金属凝固过快；F、焊条药皮，焊剂化学成分不合理，熔点过高；G、钨极惰性气体保护焊时，电源极性不当，电、流密度大，钨极熔化脱落于熔池中。H、手工焊时，焊条摆动不良，不利于熔渣上浮。
气孔 焊缝的表面或内部有大小不等的孔。
焊接电流过大； 电弧过长； 运棒速度太快；熔接部位不洁净； 焊条受潮；母材含C、S、Si量高；焊接部位不洁净等。
裂纹 在焊缝或近缝区的焊件表面或内部产生横向或纵向的裂缝。
被焊结构刚性大；焊接电流大，焊接速度快； 焊缝金属的冷却速度太快。被焊母材的碳和硫高。
三、学生实训作业
将两根Φ15Ｘ100mm钢筋并列平焊到一起。根据焊接焊缝的情况来给学生评定实习成绩。评定成绩分别为:优秀、良好、合格、不合格。钢筋学生手工自己用钢锯切割。
2014年10月8日
