手工電弧焊的工藝要點與相關問題分析

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

關鍵詞：鋼結構手工電弧焊；工藝要點；問題

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

在科學技術日新月異的時代中，氣焊、電弧焊、埋弧自動焊等焊接工藝陸續被開發與應用。鋼結構的制造原理大多數是以焊接形式為基準，科學的應用手工電弧焊工藝，可以優化構件被焊質量。手工電弧在燒焊的環節中，需要電焊鉗、導線等多種帶電體的輔佐。為了確保鋼結構的焊接質量，不受地形、焊接形式等因素的干擾，手工電弧焊工藝的應用體現出了巨大實效性?；诖?，本文從手工電弧焊技術參數、酸性焊條電流與直徑關系等方面展開論述。

1 有關的技術參數

焊接的技術參數直接關系著鋼結構焊接質量，所以選擇科學的技術參數是極為必要的，在手工電弧焊工藝中焊接技術參數主要有焊接層數、電弧電壓、焊接電流等[1]。以下本文對焊接層數、焊條、焊接電流以及焊接速率這四類技術參數進行分析。

2 手工電弧焊工藝要點分析

2.1 焊接層數

多層數焊接工序通常是在具有一定厚度的被焊物體下出現的，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，去辨識鋼結構焊接質量的優劣程度。例如，某鋼結構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。此時其焊接層數大體上可以由n=h/md公式推導出來（n：焊接層數；h：焊接厚度；d：焊條直徑；m：經驗系數，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關系，在實際生產過程中，需要參照一定數值去比較焊件厚度與焊條直徑，通常會出現以下幾種比值：一是在焊件厚度一致的情況下焊條直徑數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象出現方面發揮巨大實效性；二是焊條接頭的選擇。鋼結構焊接過程中不會出現T形接頭和搭接接頭這些焊接問題，所以為了提升鋼結構焊接工作質量，應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據信息：

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、焊接層數多少、接頭方式、焊縫位置等要素相關聯。在理想情況下，焊條直徑與焊接電流兩者之間存在以下關系，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，即在某一時間段內焊接工作產出量。鋼結構焊接過程中，要對速度嚴格把控。當然，上述目標的實現，保證焊接無穿透現象產生是基礎，同時焊接高度與焊接密度要與相關規范相匹配。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，那么鋼結構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以慢速度焊接鋼結構時，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，就加大了燒穿現象出現的概率。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密封不嚴等問題?？傊?，手工電弧焊工藝在鋼結構制造過程中的應用，若要使焊接質量有所保障，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量的基礎上，應該應用有效的速度，從而確保鋼結構焊接質量與焊接寬窄高度的之間的統一性。

3 手工電弧焊操作要點解析

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

（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，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關系。電弧長度越長，“咬邊”與焊接不徹底現象越容易發生。

（3）焊條擺動模式。熔焊點極為焊條往復運行的中心點。焊條的擺動涵蓋往復運動模式、停頓時間與運動速度等內容，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的模式中進行擺動，鋼結構焊縫的外部形態與質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效率，優化鋼結構的焊接質量。

4 結束語

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

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的研究與實現[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載下焊接加固試驗研究[J].土木工程學報，2015（01）：1-10.

[3]張建黨，丁衛松.淺析手工電弧焊管道修復技術[J].中國新技術新產品，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。