鋼結構手工電弧焊焊接工藝標準（501-1996）
1 什麼是手弧焊？它有什麼缺點？
用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法稱為手弧焊，它是利用焊條和焊件之間產生的電弧將焊條和焊件區域性加熱到熔化狀態，焊條端部熔化後的熔滴和熔化的線母材融合一起形成熔池，隨著電弧向前移動，熔池液態金屬逐步冷卻結晶，形成焊縫，見圖1。
手弧焊的優點是使用的裝置簡單，方法簡便靈活，適應性強，對大部分金屬材料的焊接均適用。缺點是生產率較低，特別是在焊接厚板多層焊時，焊接質量不夠穩定；可焊最小厚度為 1.0mm，一般易掌握的最小焊接厚度為1.
5mm；對焊工的操作技術要求高，焊接質量在一定程度上決定於焊工的操作技術；對於活潑金屬（ti、nb、zr等）和難熔金屬（如mo）由於其保護效果較差，焊接質量達不到要求，不能採用手弧焊。另外對於低熔點金屬（如pb、sn、zn）及其合金由於電弧溫度太高，也不可能用手弧焊。
目前，由於重力焊條、立向下焊焊條、低毒、低塵焊條及鐵粉焊條等高效或專用焊條日益得到廣泛應用，使手弧焊工藝得到了進一步的發展。
2 試述手弧焊時焊接電流種類的選擇。
手弧焊時焊接電流的種類根據焊條的性質進行選擇。酸性焊條是交、直流兩種焊條，但通常選用交流電源進行焊接，因交流弧焊電源**便宜，交流電弧磁偏吹小。鹼性焊條中的低氫鈉型焊條（如e5015），由於藥皮中加入了一定量的氟石（caf2），電弧穩定性差，因此必須選用直流電源進行焊接（並採用直流反接），鹼性焊條中的低氫鉀型焊條（如e5016），由於藥皮中含有一定數量的穩弧劑，電弧的穩定性比低氫鈉型焊條好，所以可以選用交流電源進行焊接。
此外，焊接薄板時，由於採用小電流施焊，因為交流電小電流的穩定性較差，引弧比較困難，所以應選用直流電源進行焊接。
3 手弧焊的焊接工藝引數有哪些？
某一種焊接方法的焊接工藝引數，應該是指哪些焊前能預先確定其數值並在焊接過程中能夠貫徹實行的引數。因此，手弧焊時的主要焊接工藝引數是指焊條直徑、焊接電流和焊縫層數。至於電弧電壓和焊接速度不應作為手弧焊時的主要焊接工藝引數，因為手弧焊是手工操作，電弧長度（電弧電壓）和焊接速度是焊工在施焊過程中用手來控制，不能精確地執行預先的給定值，因此把兩者作為已確定的工藝引數讓焊工在操作中執行是有困難的。
焊工僅是根據本人的操作經驗來確定弧長和焊接速度。
4 試述手弧焊時焊條直徑的選擇原則。
手弧焊時焊條直徑可根據以下原則進行選用：
1）對根部不要求完全均勻焊透的開i形坡口的角接、t形接、搭接焊縫和背面清根封底焊的對接焊縫，焊條直徑可根據焊件厚度進行選用，見表1。
表1 焊條直徑的選用
2）焊件厚度相同但所處焊接位置不同，應選用不同直徑的焊條，如橫焊、立焊位置焊接時，絕少使用直徑5mm的焊條。
3）不同的接頭形式應選用不同直徑的焊條。如t形接頭，由於散熱條件比對接接頭好，所以可選用較粗直徑的焊條。
4）開坡口的接頭第一層打底焊時應選用直徑較細的焊條，如對接接頭打底焊時選用直徑為3.2mm的焊條，而其餘各層可選用直徑為4.0mm的焊條。
5 試述手弧焊時焊接電流的選擇原則。
焊接電流是手弧焊時的主要工藝引數。焊接電流太大時，焊條尾部要發紅，部分藥皮的塗層要失效或崩落，機械保護效果變差，容易產生氣孔，此外，還會導致咬邊、燒穿等焊接缺陷，並使焊接飛濺加大，使用過大的焊接電流時，還會使接頭熱影響區晶粒粗大，焊接接頭的塑性下降。焊接電流太小時，會造成未焊透、未熔合、夾渣等缺陷，且生產率降低。
因此，選擇焊接電流，首先在保證焊接質量的前提下，應盡量選用較大的電流，以提高勞動生產率。
焊接電流的選用原則是：
1）根據焊條直徑進行選用（表2）。
表2 碳鋼焊條的焊接電流和焊條直徑的關係
2)根據鋼板厚度、焊接位置進行適當的調整焊接電流。鋼板越厚，焊接熱量散失得越快，應選用電流值的上限。立、仰、橫焊時應選用較小的電流，通常應比平焊小10%左右。
3）焊接奧氏體不鏽鋼時，為防止焊條藥皮發紅開裂和減小影響晶間腐蝕的程度，焊接電流應比同樣直徑的碳鋼焊條降低20%左右。
6 試述手弧焊時焊縫層數的選擇原則。
厚板手弧焊時，應開坡口並採用多層焊（每層1條焊縫）或多層多道焊（每層有2條以上的焊縫），見圖2。多層焊和多層道焊接頭的顯微組織較細，熱影響區較窄，因此，接頭的塑性和韌性都比較好，特別是對於易淬火鋼，後焊道對前焊道有回火作用，能細化前焊道的晶粒，使接頭的組織和效能得以改善。對於低合金高強度鋼等鋼種，焊縫層數對接頭效能有明顯影響，焊縫層數少，每層焊縫厚度太大時，由於晶粒粗化，將導致焊接接頭的塑性和韌性下降。
因此，採用較細的焊條、較小的焊接電流施焊，增加焊縫層數，這些都是提高接頭質量的有效手段。
7 什麼是單面焊雙面成形操作技術？
單面焊雙面成形操作技術是採用普通焊條，以特殊的操作方法，在坡口的正面進行焊接後保證坡口正、反兩面都能得到雙面成形焊縫（該焊縫的正、背兩面均應具有良好的內在與外觀質量）的一種操作方法。
手弧單面焊雙面成形的操作技術有間斷滅弧焊法（又稱斷弧焊）和連弧焊法兩種方法。若以d表示焊條直徑，則y形坡口接縫的裝配尺寸，見表3。
表3 y形坡口接縫的裝配尺寸
若採用ф3.2mm的焊條進行斷弧焊時，焊條為酸性，則鈍邊高度為1.3～2.
0mm，根部間隙為3.2～4.2；焊條為鹼性時，則鈍邊高度為1.
3～2.0mm，根部間隙為2.6～4.
8mm。若採用ф3.2mm的焊條進行連弧焊（焊條為鹼性）時，則鈍邊高度為0.
5～1mm，根部間隙為2.6～3.2 mm。
此外，考慮到施焊過程中焊縫的橫向收縮，為保證焊縫尺寸一致，終端根部間隙應比確定值略大 0.5～1mm。
單面焊雙面成形與雙面焊相比，可省略翻轉焊件及對背面焊縫進行清根等工序，尤其適用於那些無法進行雙面施焊的場合，例如管子對接焊。
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