手工電弧焊的工藝要點與相關(guān)問題分析

摘 要：基于鋼結(jié)構(gòu)制造環(huán)節(jié)中頻頻應(yīng)用手工電弧焊焊接的實況，對手工電弧焊工藝特征、參數(shù)選擇、運送鋼條與焊接工藝技術(shù)有一個全面的認(rèn)識就顯得尤為重要了。因為電焊機等設(shè)施的空載電壓大多數(shù)在60～90V之間，與安全電壓相比較高出一大截。對鋼結(jié)構(gòu)施工進程中的手工電弧焊工藝要點與相關(guān)問題進行探究，從而確保手工電弧焊工藝實效性充分發(fā)揮出來。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)手工電弧焊；工藝要點；問題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.039

在科學(xué)技術(shù)日新月異的時代中，氣焊、電弧焊、埋弧自動焊等焊接工藝陸續(xù)被開發(fā)與應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)的制造原理大多數(shù)是以焊接形式為基準(zhǔn)，科學(xué)的應(yīng)用手工電弧焊工藝，可以優(yōu)化構(gòu)件被焊質(zhì)量。手工電弧在燒焊的環(huán)節(jié)中，需要電焊鉗、導(dǎo)線等多種帶電體的輔佐。為了確保鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，不受地形、焊接形式等因素的干擾，手工電弧焊工藝的應(yīng)用體現(xiàn)出了巨大實效性。基于此，本文從手工電弧焊技術(shù)參數(shù)、酸性焊條電流與直徑關(guān)系等方面展開論述。

1 有關(guān)的技術(shù)參數(shù)

焊接的技術(shù)參數(shù)直接關(guān)系著鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，所以選擇科學(xué)的技術(shù)參數(shù)是極為必要的，在手工電弧焊工藝中焊接技術(shù)參數(shù)主要有焊接層數(shù)、電弧電壓、焊接電流等[1]。以下本文對焊接層數(shù)、焊條、焊接電流以及焊接速率這四類技術(shù)參數(shù)進行分析。

2 手工電弧焊工藝要點分析

2.1 焊接層數(shù)

多層數(shù)焊接工序通常是在具有一定厚度的被焊物體下出現(xiàn)的，若對于尋常鋼與低碳鋼開展多層焊接工作，要對焊接厚度進行嚴(yán)格的把控，從而使被焊物體的完整性有所保障。一般情況下，是以3.0mm～4.5mm的焊縫層高度為基準(zhǔn)，去辨識鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的優(yōu)劣程度。例如，某鋼結(jié)構(gòu)的焊層為焊條直徑的0.8倍時，其焊接工藝是便捷的，制造效率也得到一定保障。此時其焊接層數(shù)大體上可以由n=h/md公式推導(dǎo)出來（n：焊接層數(shù)；h：焊接厚度；d：焊條直徑；m：經(jīng)驗系數(shù)，取值范圍為0.8～1.2）。

2.2 焊條

焊條直徑的長短與焊件厚度之間存在正相關(guān)關(guān)系，在實際生產(chǎn)過程中，需要參照一定數(shù)值去比較焊件厚度與焊條直徑，通常會出現(xiàn)以下幾種比值：一是在焊件厚度一致的情況下焊條直徑數(shù)值可以由焊縫方位坐直徑長度得到[2]。立焊時直徑（d）小于5.0mm，橫焊與仰焊時d小于4.0mm，焊條直徑合理選擇，在降低熔池、防止金屬量過度下流現(xiàn)象出現(xiàn)方面發(fā)揮巨大實效性；二是焊條接頭的選擇。鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中不會出現(xiàn)T形接頭和搭接接頭這些焊接問題，所以為了提升鋼結(jié)構(gòu)焊接工作質(zhì)量，應(yīng)該盡量擇選直徑稍大的焊條。通常情況下，手工電弧焊焊條直徑在選擇上可以參照以下數(shù)據(jù)信息：

焊件厚度（h）≤1.5；2；3；4-5；6-12；≥12

焊條直徑（d）1.5；2；3.2-4；4-5；4-6

2.3 焊接的電流

焊條直徑的長短，與焊接電流大小、焊接層數(shù)多少、接頭方式、焊縫位置等要素相關(guān)聯(lián)。在理想情況下，焊條直徑與焊接電流兩者之間存在以下關(guān)系，即所選擇85%%～90%的平焊電流作為橫焊和立焊電流值，仰焊電流則是80%～85%。如果選擇的焊條類型為低氫型，那么焊接電流取值應(yīng)該進一步減少。酸性焊條電流（A）與焊條直徑（d）之間存在如下關(guān)系：

焊條直徑（d）1.6；2；2.5；3.2；73.2

電流（A）25-40；40-65；50-80；100-130；（35-40）d

2.4 焊接速率

速率，即在某一時間段內(nèi)焊接工作產(chǎn)出量。鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中，要對速度嚴(yán)格把控。當(dāng)然，上述目標(biāo)的實現(xiàn)，保證焊接無穿透現(xiàn)象產(chǎn)生是基礎(chǔ)，同時焊接高度與焊接密度要與相關(guān)規(guī)范相匹配。在焊接工作運行速率相對較低，并在高熱位置處停留時間較久的情況下，那么鋼結(jié)構(gòu)晶粒體積就會有不斷擴展的趨勢。也就是說手工電弧焊工藝技術(shù)以慢速度焊接鋼結(jié)構(gòu)時，在操作上存在較大難度。在面對厚度相對較薄的焊接板時，若焊接速度掌控不到位，就加大了燒穿現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。但是，如果焊接速度過大，也會基于熔池溫度較低實況而使相鄰焊板間出現(xiàn)密封不嚴(yán)等問題。總之，手工電弧焊工藝在鋼結(jié)構(gòu)制造過程中的應(yīng)用，若要使焊接質(zhì)量有所保障，采用適宜的焊接速度是必要的。所以，在確保焊接電流和焊條質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)該應(yīng)用有效的速度，從而確保鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量與焊接寬窄高度的之間的統(tǒng)一性。

3 手工電弧焊操作要點解析

（1）施焊角度。在對鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中，焊條的縱向軸線始終要與熔池正中線保持垂直關(guān)系[3]。盡管對于焊條傾斜方向并沒有做出苛刻要求，但是規(guī)定傾斜角度與基準(zhǔn)線之間的夾角應(yīng)該小于30°，施焊角度最大的功效在優(yōu)化母材線能量配置效率體現(xiàn)出實效性，也與鋼結(jié)構(gòu)焊縫外部美觀性、熔透程度密切相關(guān)。

（2）電弧長度。影響手工電弧焊長度的因素可以歸納以兩類，即焊條表皮材料與焊芯直徑。一般情況下以焊條直徑為基準(zhǔn)，電弧長度小于上述直徑時為短弧，反之為長弧。手工電弧焊操作過程中，電弧長度對電弧電壓起著制約性作用，兩者之間存有正相關(guān)關(guān)系。電弧長度越長，“咬邊”與焊接不徹底現(xiàn)象越容易發(fā)生。

（3）焊條擺動模式。熔焊點極為焊條往復(fù)運行的中心點。焊條的擺動涵蓋往復(fù)運動模式、停頓時間與運動速度等內(nèi)容，施焊速度越快，焊板熱輸入和層間溫度降低幅度就越小，被焊體熔合的質(zhì)量就會有更大的保障，此時可以間接的推測出焊條處于較安穩(wěn)的模式中進行擺動，鋼結(jié)構(gòu)焊縫的外部形態(tài)與質(zhì)量均得到切實的保障。由此可見，恰到好處的擺動模式可以提升生產(chǎn)效率，優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量。

4 結(jié)束語

由全文論述的內(nèi)容，可以看出手工電弧焊在工業(yè)生產(chǎn)制造進程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，其地位也不是可以輕易被取代的。在應(yīng)用手工電弧焊工藝開展焊接工作時，技術(shù)人員應(yīng)該依據(jù)被焊體的實際情況，參照母材厚薄程度，決定是否應(yīng)該使用四層焊接工藝技術(shù)還是多層焊接工藝技術(shù)。并且在焊接的整合進程中，應(yīng)該對施焊角度、電弧長度等物理量進行嚴(yán)格監(jiān)測與把控，從而使焊接質(zhì)量有所保障。

參考文獻：

[1]何玉輝，原建偉，王坤.基于Android平臺手工電弧焊工藝專家系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].熱加工工藝，2014（23）：215-218.

[2]王元清，祝瑞祥，戴國欣，施剛.工字形截面受彎鋼梁負(fù)載下焊接加固試驗研究[J].土木工程學(xué)報，2015（01）：1-10.

[3]張建黨，丁衛(wèi)松.淺析手工電弧焊管道修復(fù)技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（05）：184.

作者簡介：王海（1981-），男，河北唐山人，本科，助理工程師，研究方向：電焊機操作、控制、焊接工藝。