1. 概述

《焊工技能訓(xùn)練》是職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)開設(shè)的技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程，課程教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到學(xué)生畢業(yè)后的工作，要求學(xué)生通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)之后，能夠掌握焊接勞動(dòng)保護(hù)和安全檢查，焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊及其他焊割等基本操作。而焊條電弧焊由于設(shè)備簡單、成本低、工藝靈活等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到廣泛運(yùn)用，所以焊條電弧焊實(shí)訓(xùn)教學(xué)顯得尤為重要。為此，在教學(xué)中從基礎(chǔ)抓起，遵從中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，力求教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生“樂學(xué)”和“能學(xué)”，在教學(xué)環(huán)節(jié)安排上，由淺入深，循序漸進(jìn)。而立對接焊由于熔池在重力作用下極易下淌，因此掌握立焊的關(guān)鍵是選擇合適的焊接參數(shù)和正確的操作方法。

2. 焊接參數(shù)

（1）影響焊接的工藝參數(shù)  

焊條電弧焊是用手工操作焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法，是熔焊中最基本的一種焊接方法。而優(yōu)質(zhì)焊接接頭的獲得依賴于正確焊接參數(shù)的選擇，因?yàn)樗苯佑绊懞缚p的形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率。焊接參數(shù)包括焊條直徑、電源種類和極性、焊接電流、電弧電壓、焊接速度和焊接層數(shù)等。適當(dāng)?shù)碾娏鳌⒑线m的焊接速度和電弧長度是保證焊條電弧焊立對接焊質(zhì)量的重要參數(shù)，其中電流的調(diào)節(jié)更是重中之重。

（2）電流調(diào)節(jié)  

首先，焊機(jī)的電流調(diào)節(jié)一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式I=(35～55)d。式中I為焊接電流，d為焊條直徑，算出一個(gè)大概的焊接電流；然后在鋼板上進(jìn)行試焊調(diào)整，直至確定合適的電流。

電流大小的經(jīng)驗(yàn)判定有以下幾種：

第一，聽響聲。當(dāng)焊接電流大時(shí)，發(fā)出“嘩嘩”的聲音，猶如大河流水一樣；當(dāng)焊接電流較小時(shí)，發(fā)出“沙沙”的聲音，同時(shí)夾雜清脆的噼啪聲。

第二，觀察飛濺狀況。焊接電流過大時(shí)，電弧吹力大，有較大顆粒的熔液向熔池外飛濺，且焊接時(shí)爆裂聲大，焊件表面不干凈；焊接電流太小時(shí)，焊條熔化慢，電弧吹力小，熔渣和熔液很難分離。

第三，觀察焊條熔化狀況。焊接電流過大時(shí)，在焊條連續(xù)熔掉大半根之后，可以發(fā)現(xiàn)剩余部分產(chǎn)生發(fā)紅現(xiàn)象；焊接電流過小時(shí)，電弧燃燒不穩(wěn)定，焊條易粘在焊件上。

第四，看熔池形狀。當(dāng)焊接電流較大時(shí)，橢圓形熔池長軸較長；焊接電流較小時(shí)熔池呈扁形；焊接電流適中時(shí)，熔池的形狀像鴨蛋形。

第五，檢查焊縫成形狀況。焊接電流過大時(shí)，焊縫熔敷金屬低，熔深大，易產(chǎn)生咬邊；焊接電流過小時(shí)，焊縫熔敷金屬窄而高，且兩側(cè)與母材結(jié)合不良；焊接電流適中時(shí)，焊縫熔敷金屬高度適中，焊縫熔敷金屬兩側(cè)與母材結(jié)合得很好。

（3）調(diào)整焊接速度  

焊接電流調(diào)節(jié)適當(dāng)后，還要有一個(gè)合適的焊接速度。焊接速度是單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長度。焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要不燒穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和高度符合圖樣設(shè)計(jì)要求。

如果焊接速度過慢，使高溫停留時(shí)間增長，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，力學(xué)性能降低，同時(shí)使變形量增大。當(dāng)焊接較薄焊件時(shí)，則易燒穿。如果焊接速度過快，熔池溫度不夠，易造成未焊透、未熔合、焊縫成形不良等缺陷。

焊接速度直接影響焊接生產(chǎn)率，所以應(yīng)該在保證焊縫質(zhì)量的基礎(chǔ)上，采用較大的焊條直徑和焊接電流，同時(shí)根據(jù)具體情況適當(dāng)加快焊接速度，以保證在獲得焊縫的高低和寬窄一致的條件下，提高焊接生產(chǎn)率。

（4）弧長控制  

在焊接時(shí)，應(yīng)力求使用短弧焊接。因?yàn)殡娀∵^長會(huì)出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)定、易擺動(dòng)、電弧熱能分散、飛濺增多等不良現(xiàn)象，造成金屬和電能的浪費(fèi)。焊縫厚度小，容易產(chǎn)生咬邊、未焊透、焊縫表面高低不平及焊波不均勻等缺陷。對熔化金屬的保護(hù)差，空氣中氧、氮等有害氣體容易侵入，使焊縫產(chǎn)生氣孔的可能性增加，使焊縫金屬的力學(xué)性能降低。

因此，要控制弧長，立焊指焊縫傾角90°（立向上）或270°（立向下）位置的焊接（見圖1）。立對接焊是指對接接頭處于立焊位置時(shí)的操作，這種操作有兩種方法：一種是生產(chǎn)中常用的由下向上施焊；另一種是采用向下專用焊條進(jìn)行向下立焊。在教學(xué)中，僅對前一種方法，即立向上焊操作技能做重點(diǎn)指導(dǎo)，在多年的焊工實(shí)踐教學(xué)中，針對立焊時(shí)液態(tài)金屬易下淌形成焊瘤，使焊縫成形困難，采取以下解決措施：①采用小直徑的焊條（f4mm以下），使用較小的焊接電流（比平對接焊小10%~15%），這樣熔池體積要小，冷卻凝固快，可以減少和防止液體金屬下淌。②采用短弧焊接，弧長≤焊條直徑，利用電弧吹力托住鐵液，同時(shí)短弧也有利于焊條熔化金屬向熔池中過渡。③采用合適的操作方法。焊接時(shí)焊條應(yīng)處于通過兩焊件接口而垂直于焊件的平面內(nèi)，并與焊件成60°~80°。這樣的電弧吹力對熔池有向上的推力，有利于熔滴過渡，并托住熔池。

圖1

3. 掌握操作姿勢

為了便于觀察熔池和熔滴過渡情況，操作時(shí)可采取手臂有依托和無依托兩種姿勢。所謂有依托，臂膀輕輕地貼在上體的肋部或大腿、膝蓋位置，比較平穩(wěn)、省力。所謂無依托，是把胳臂半伸開或全伸開懸空操作，要靠胳臂的伸縮來調(diào)節(jié)焊條位置，胳臂活動(dòng)范圍大，但操作難度也較大。

（1）握焊鉗方法  

為便于操作和觀察熔池情況，握焊鉗方法可適當(dāng)調(diào)整。有正握法和反握法兩種，一般常用正握法。當(dāng)遇到較低的焊接部位和難以施焊的位置時(shí)，可用正握法，也可采用反握法，根據(jù)本人情況靈活掌握。

（2）操作方法?

第一，挑弧法。在立對接焊的操作技能教學(xué)中，為了控制熔池溫度，避免熔池金屬下淌，在操作手法上采用了挑弧法和滅弧法。

所謂挑弧法，就是當(dāng)熔滴脫離焊條末端過渡到熔池后，立即將電弧向焊接方向提起，這時(shí)為不使空氣侵入，其長度不應(yīng)超過6mm。目的是讓熔化金屬迅速冷卻凝固，形成一個(gè)“臺階”，當(dāng)熔池縮小到焊條直徑1～1.5倍時(shí)，再將電弧移到“臺階”上面，圖2為立焊挑弧法在“臺階”上形成一個(gè)新熔池，如此不斷地重復(fù)熔化→冷卻→凝固再熔化的過程，就能由下向上形成一條焊縫。

圖2?挑弧法

第二，滅弧法。就是當(dāng)熔滴從焊條末端過渡到熔池后，立即將電弧熄滅，使熔化金屬有瞬時(shí)凝固的機(jī)會(huì)，隨后重新在弧坑引燃電弧。滅弧時(shí)間在開始時(shí)可以短些，因?yàn)榇藭r(shí)焊件還是冷的，隨著焊接時(shí)間的延長，滅弧時(shí)間也要增加，才能避免燒穿和產(chǎn)生焊瘤。

不論用哪種方法焊接，起頭時(shí)當(dāng)電弧引燃后，應(yīng)將電弧稍微拉長，以對焊縫端頭稍有預(yù)熱，隨后再壓低電弧進(jìn)行正常焊接。

在焊接過程中，要注意熔池形狀，如發(fā)現(xiàn)橢圓形熔池的下部邊緣有比較平直的輪廓逐漸鼓肚變圓時(shí)，表示溫度已稍高或過高，應(yīng)立即滅弧，讓熔池降溫，避免產(chǎn)生焊瘤，待熔池瞬時(shí)冷卻后，在熔池處引弧繼續(xù)焊接。另外，立對接焊道的接頭也比較困難，容易產(chǎn)生夾渣和造成焊縫凸起過高等缺陷。因此，接頭時(shí)更換焊條要迅速，采用熱接法。在接頭時(shí)，往往有鐵液拉不開或熔渣、鐵液混在一起的現(xiàn)象，這主要是由于更換焊條占用的時(shí)間太長，引弧后預(yù)熱不夠以及焊條角度不正確等引起的。產(chǎn)生這種現(xiàn)象時(shí)，必須將電弧稍微拉長一些，并適當(dāng)延長在接頭處的停留時(shí)間，同時(shí)將焊條角度增大（與焊縫成90°），這樣熔渣就會(huì)自然滾落下去。

（3）運(yùn)條方法  

在運(yùn)條方法上，施焊第二層（蓋面層）焊縫，一般采用鋸齒形運(yùn)條法和月牙形運(yùn)條法，焊接時(shí)要合理地運(yùn)用焊條的擺動(dòng)幅度、擺動(dòng)頻率、以控制焊條上移的速度，掌握熔池溫度和形狀的變化。

無論采用哪種運(yùn)條方法，焊條擺動(dòng)到兩側(cè)時(shí)都要停頓或上下擺動(dòng)，即兩側(cè)穩(wěn)弧停頓，中間快，均衡熔池溫度，并使兩側(cè)良好熔合。

4. 結(jié)語

從上面分析可以看出，要掌握好焊條電弧焊立對接焊的操作技能，關(guān)鍵是焊接電流要調(diào)整適當(dāng)，并掌握合適的焊接速度和電弧長度，控制熔池溫度，避免下淌，運(yùn)條要平穩(wěn)均勻。這是焊條電弧焊立對接焊的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。