3.4　电弧焊的基本操作

一般来说，焊条电弧焊的操作过程主要由以下部分组成：引弧→沿焊缝纵方向直线运动，同时向焊件送焊条→收弧；或引弧→沿焊缝作直线运动，同时向焊件送焊条，并作横向摆动→收弧。

由此可见，焊条电弧焊时，引弧、运条及收弧是焊接操作中最基本的操作手法，这些基本操作方法很多，焊工之间彼此也不完全相同，不宜硬性规定，但一般可按以下介绍的一些常用操作方法进行。

3.4.1　引弧

引弧是手工电弧焊的基本技能之一，尤其在定位焊中，使用引弧更为频繁。

（1）操作姿势

平焊时，一般采用蹲式操作，如图3-29所示。蹲姿要自然，两脚之间的夹角为70°～85°，两脚距离约240～260mm。持焊钳的胳膊半伸开，要悬空无依托操作。

（2）操作步骤

①手持面罩，看准引弧位置。

②用面罩挡住面部，将焊条对准引弧位置。

③用划擦法或直击法引弧。

（3）引弧的方法

①划擦法　先将焊条末端对准焊件，然后将手腕扭转一下，使焊条在焊件表面上轻微划擦一下，动作有点似划火柴，用力不能太猛，随即将焊条提起2～4mm，即在空气中产生电弧。引燃电弧后，焊条不能离开焊件太高，然后手腕扭回平位，使电弧拉回起头位置，并保持一定的电弧和长度，开始焊接，如图3-30（a）所示。

②直击法　先将焊条前端对准焊件，然后将手腕下弯，使焊条轻轻碰一下焊件，再迅速将焊条提起2～4mm，使电弧引燃。引弧后，手腕放平，使弧长保持在与所用焊条相适应的范围内，如图3-30（b）所示。

一般来说，划擦法对初学者容易掌握，但操作不当容易损伤焊件表面，不如直击法好。但直击法对于初学者来说较难掌握，一方面焊条上拉太慢容易粘在焊件表面上；另一方面焊条上拉太高或太快，不容易产生电弧，并且用力过猛可能会使焊条表面药皮大块脱落。

（4）引弧操作注意事项

引弧时，应注意以下方面。

①无论是划擦法还是直击法引弧，都应注意手腕的运动，切不可靠手臂的运动来完成引弧动作。如采用一种引弧方法连续数次都无法引燃电弧，则应改用另一种引弧方法，两种引弧方法必定有一种能够使电弧引燃。

②引弧处应清洁，不宜有油污、锈斑等杂污，以免影响导电和使熔池产生氧化物，导致焊缝中产生气孔和夹杂。

③为便于引弧，焊条端部应裸露出焊芯，以利于导通电流。引弧时如焊条粘在焊件上不能够脱离，应立即将焊钳从焊条上取下，待焊条冷却后，用手将焊条取下；或者握焊钳的手左右摇动，也可解决。重新引弧时应注意将焊条牢固地夹持在焊钳上。

④焊条与焊件接触后，焊条提起的时间要适当。太快，不容易产生电弧；太慢，焊条与焊件容易粘在一起造成短路。

⑤引弧应在焊缝内进行，避免引弧时烧伤焊件表面。引弧质量主要是用引弧的熟练程度来衡量。在一定时间内，引燃电弧的成功次数越多，引弧位置越准确，说明越熟练。

⑥焊接过程中要保持电弧稳定，否则将产生飞溅、气孔、咬边等缺陷，同时影响到焊缝的表面成形。

电弧的稳定性取决于合适的弧长，稳定电弧的方法是：焊接过程中运条要平稳，手不能抖动，焊条要随其不断熔化而均匀地送进，并保证焊条的送进速度与熔化速度基本一致，防止出现电弧突然拉长或缩短而造成电弧不稳定，甚至使电弧熄灭。

⑦引弧操作动作幅度不宜过大。引弧动作太快或焊条提得过高，不易建立稳定的电弧，或起弧后易于熄灭；如果动作太慢，又会使焊条和工件粘在一起，产生长时短路，导致焊条过热发红，造成药皮脱落，也不能建立起电弧。

3.4.2　运条

在手工电弧焊焊接过程中，随着焊接的进行，焊条将不断地熔化，焊条下端与焊件之间的距离越来越大，为了保持适当的电弧长度和把熔池填满，必须沿着焊条轴心向熔池送焊条。如果不送焊条或者送焊条太慢，电弧自然越来越长，最后电弧必将自动熄灭。

送条的要求是填满熔池并保持适当的电弧长度，因此，焊条的运条有三个方向上的基本运动：向下送进、横向摆动和沿焊缝的纵向移动，如图3-31所示。

（1）焊条的向下送进

焊条向下送进的目的是随着焊条的熔化填充焊缝，并保持电弧的连续。向下送进时，要注意电弧长度对焊缝质量的影响。

手工电弧焊正常弧长（L_弧）通常为焊条直径（d）的0.5～1.2倍，具体根据焊接条件和焊条牌号而定。焊工技术越熟练，越能保持弧长的恒定。过度地减小电弧长度，就不能充分地发挥电弧的吹力和热能，造成焊缝熔合不良，焊缝成形恶化，甚至短路或粘住工件，电弧过长，使飞溅增加，焊缝成形和力学性能也将变坏。

（2）焊条的横向摆动

焊条的横向摆动可使焊件的边缘充分熔接，使焊缝加宽，并有利于熔池中的熔渣浮出和气体逸出，改善焊缝质量。

焊条的横向摆动动作是将焊条沿焊缝宽度方向来回摆动。摆动幅度越大，焊缝越宽。直线形（）和带火形（），两种手法适用于在薄小构件和要求焊肉小的地方，焊缝宽度b为焊条直径d的0.8～1.5倍，但一般正常成形焊缝的宽度为焊条直径的3～5倍，故要求作横向摆动。

横向摆动的方式随着坡口规范的变化和焊件形状的差异，特别是厚度的不同而变化。但总的原则是保证坡口两侧的焊件边缘充分熔化。如两个厚度不同的工件焊接时，焊条应在厚度大的一侧多停一会，以保证充分熔化。常用的横向摆动主要有以下方式。

①普通焊缝常用的方式　普通焊缝常用的焊条的横向摆动方式主要有：

折线形

正半月形

反半月形

②边缘堆焊常用的方式　适用于边缘堆焊常用的焊条的横向摆动方式主要有：

斜折线形

③横焊焊缝常用的方式　适用于横焊焊缝常用的焊条的横向摆动方式主要有：

下斜线形

椭圆形

这两种方式既能使焊缝下边熔合均匀，又能使焊缝下部先堆焊一层，然后再堆焊上层，从而减少熔化铁水下垂的力量。

④加强焊缝中心的加热常用的方式　对于需加强焊缝中心的加热的焊条的横向摆动方式主要有：

三角形

⑤用在角焊或平板堆焊上常用的方式　适用于角焊或平板堆焊的焊条的横向摆动方式主要有：

圆圈形

一字形

⑥用在加强焊缝边缘加热常用的方式　适用于需加强焊缝边缘加热的焊条的横向摆动方式主要有：

八字形或

（3）焊条的纵向移动

焊条的纵向移动是沿焊缝纵方向移动焊条，目的是形成焊道。

焊道形成的好坏取决于焊条的移动速度。太快时，焊道细长，熔化金属预工件不能充分熔合，甚至出现断断续续的焊道脱节现象，同时由于焊肉薄而小，熔化金属冷却快，气体来不及从熔化金属中逸出，而在焊缝中形成气孔，但是运条速度太慢时，又容易焊穿，产生焊瘤以及熔渣越前，甚至铁水与熔渣分离不清。只有通过反复实践掌握规律，才能形成良好的焊缝。

3.4.3　起焊、接头和收弧

为保证焊缝的质量，焊接操作时，还应掌握好焊缝起头、接头和收尾的操作方法。其操作要点主要有以下方面的内容。

（1）焊缝起头的操作

焊缝的起头就是指刚开始焊接的部分。在一般情况下，由于焊件在未焊之前温度较低，而引弧后又不能迅速使这部分温度升高，所以起点部分的熔深较浅，使焊缝的强度减弱。因此，应该在引弧后先将电弧稍拉长，对焊缝端头进行必要的预热，然后适当缩短电弧长度进行正常焊接。

（2）焊缝接头的操作

后焊焊缝与先焊焊缝的连接处称为焊缝的接头。焊条电弧焊时，由于受焊条长度或焊接位置的限制，在焊接过程中产生两段焊缝接头的情况是不可避免的，接头处的焊缝应力求均匀，防止产生过高、脱节、宽窄不一致等缺陷。

①焊缝接头的方式　焊缝的接头有如表3-24所示的四种方式。由于焊缝接头处温度不同和几何形状的变化，若操作不良，则容易出现未焊透、焊瘤和密集孔、应力集中等缺陷。

a.中间接头。操作时，应在弧坑前约10mm处引弧，电弧可比正常焊接时略长些（低氢型焊条电弧不可拉长，否则容易产生气孔），然后将电弧后移到原弧坑的2/3处，填满弧坑后即向前进入正常焊接，若中途焊接时，要换焊条，则换焊条动作要快，以便使熔池温度降低，从而影响接头处焊缝的平整性，参见图3-32（a）。采用这种接头操作时应注意后移量，若电弧后移太多，则可能造成接头过高，易形成应力集中；若后移太少，则会造成接头脱节、弧坑未填满。此接头法适用于单层焊及多层焊的表层接头。

多层焊时，层间接头要错开，以提高焊缝的致密性。

在多层焊的根部焊接时，为保证根部接头处焊透，可采用以下的操作方法：当电弧引燃后将电弧移到图3-32（b）中1的位置，这样电弧一半的热量将一部分弧坑重新熔化，电弧另一半热量将弧坑前方的坡口熔化，从而形成一个新的熔池。

当弧坑存在缺陷时，在电弧引燃后应将电弧移至图3-32（b）中2的位置进行接头。

b.相背接头。相背接头是两条方向不同的焊缝，在起焊处相连接的接头。这种接头要求先焊的焊缝接头处略低些，一般削成缓坡，清理干净后，再在斜坡上引弧。操作时，先稍微拉长电弧（但碱性焊条不允许拉长电弧）预热，形成熔池后，压低电弧，在交界处稍顶一下，将电弧引向起头处，并覆盖前焊缝的端头处，即可上铁水，待起头处焊缝焊平后，再沿焊接方向移动，参见图3-33。

若温度不够高就上铁水，则会形成未焊透和气孔缺陷，若上铁水后，停步不前，又会出现焊瘤、塌腰等缺陷。

c.相向接头。相向接头操作时，焊接速度应略慢些，以便填满前焊缝的弧坑，然后以较快的焊接速度再略向前焊一些熄弧，参见图3-34。

d.分段退焊接头。分段退焊接头的特点是焊波方向相同，头尾温差较大。焊接操作时，当后焊焊缝靠近先焊焊缝起头处时，改变焊条角度，使焊条指向先焊焊缝的起头处，拉长电弧，待形成熔池后，再压低电弧，往回移动，最后返回原来熔池处收弧。

②冷接头与热接头　根据施焊焊缝接头操作方法的不同，还可分为冷接头与热接头两类。不同的接头形式，可采用不同的操作方法。

a.冷接头。冷接头即焊缝与焊缝之间的接头连接。冷接头在施焊前，应使用砂轮机或机械方法将焊缝被连接处打磨出斜坡形过渡带，在接头前方10mm处引弧，电弧引燃后稍微拉长一些，然后移到接头处，稍作停留，待形成熔池后再继续向前焊接，见图3-35（a）。用这种方法可以使接头得到必要的预热，保证熔池中气体的逸出，防止在接头处产生气孔。收弧时要将弧坑填满后，慢慢地将焊条拉向弧坑一侧熄弧。

b.热接头。热接头即焊接过程中由于自行断弧或更换焊条时，熔池处在高温红热状态下的接头连接。热接头的操作方法可分为两种：一种是快速接头法；另一种是正常接头法，见图3-35（b）。快速接头法是在熔池熔渣尚未完全凝固的状态下，将焊条端头与熔渣接触，在高温热电离的作用下重新引燃电弧后的接头方法，这种接头方法适用于厚板的大电流焊接，它要求焊工更换焊条的动作要特别迅速而准确。正常接头法是在熔池前方5mm左右处引弧后，将电弧迅速拉回熔池，按照熔池的形状摆动焊条后正常焊接的接头方法。如果等到收弧处完全冷却后再接头，则以采用冷接头操作方法为宜。

③接头注意事项　接头的操作应注意以下事项。

a.接头要快。接头是否平整，与焊工操作技术水平有关，同时还和接头处的温度有关。温度越高，接头处熔合得越好，填充的金属合适（不多不少），接头平整。因此，中间接头时，熄弧时间越短越好，换焊条越快越好。

b.接头要相互错开。多层多道焊时，每层焊道和不同层的焊道的接头必须相互错开一段距离，不允许接头相互重叠或在一条线上，以免影响接头强度。

c.要处理好接头处的先焊焊缝。为了保证好接头及接头质量，接头处的先焊焊道必须处理好，没有夹渣及其他缺陷，最好焊透，接头区呈斜坡状。如果发现先焊焊缝太高，或有缺陷，最好先将缺陷清除掉，并打磨成斜坡状。

（3）焊缝收弧的操作

焊缝收弧是指一条焊缝焊完时，应把收尾处的弧坑填满。焊接结束时，若立即将电弧熄灭，则焊缝收尾处会产生凹陷很深的弧坑，不仅会降低焊缝收尾处的强度，还容易产生弧坑裂纹。过快拉断电弧，使熔池中的气体来不及逸出，就会产生气孔等缺陷。为防止出现这些缺陷，必须采取合理的收弧方法，填满焊缝收尾处的弧坑。

①收弧方法　收弧的操作方法主要有以下几种。

a.划圈收弧法。焊条在收尾处作划圈运动，待填满弧坑时拉断电弧，进行熄弧，如图3-36所示。

定位焊时，引燃电弧后，直接在焊点处进行划圈收尾操作，可获得外形圆滑的焊点。

b.后移收弧法。焊条在收尾处停止不动，压低电弧并后移，回烧一段很小的距离，同时改变焊条角度，直至熄弧，如图3-37所示。

焊条由图3-37中1的位置转到2的位置。待填满弧坑后，再拉断电弧。由于熔池中液态金属较多，凝固时会自动填满弧坑，此法适合于碱性焊条收弧。

c.反复断弧收弧法。收弧时，在较短时间内反复数次引燃和熄灭电弧，直至将弧坑填满。这种方法在焊接薄板时采用得较多。

d.转移收弧法。收弧时，焊条移至焊缝终点，在弧坑处稍做停留，将电弧慢慢抬高，引到焊缝边缘的母材坡口内，这时熔池会逐渐缩小，凝固后一般不出现缺陷。适用于换焊条或临时停弧时的收弧。

②连弧焊与断弧焊收弧的注意事项　连弧焊与断弧焊的收弧操作应注意以下事项。

a.连弧焊的收弧。连弧焊的收弧方法可分为焊接过程中更换焊条的收弧方法和焊接结束时焊缝收尾处的收弧方法。更换焊条时，为了防止产生缩孔，应将电弧缓慢地拉向后方坡口一侧约10mm后再衰减熄弧。焊缝收尾处的收弧应将电弧在弧坑处稍作停留，待弧坑填满后将电弧慢慢地拉长，然后熄弧。

b.断弧焊的收弧。采用断弧法操作时，焊接过程中的每一个动作都是起弧和收弧的动作。收弧时，必须将电弧拉向坡口边缘后再熄弧，焊缝收尾处应采取反复断弧的方法填满弧坑。

3.4.4　定位焊缝的焊接

焊前为固定焊件的相对位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸而进行的焊接操作称为定位焊，俗称点固焊。定位焊形成的短小而断续的焊缝称为定位焊缝。通常定位焊缝都比较短小，焊接过程中都不去掉，而成为正式焊缝的一部分保留在焊缝中，因此定位焊缝的质量好坏、位置、长度和高度等是否合适，将直接影响正式焊缝的质量及焊件的变形。根据经验，生产中发生的一些重大质量事故，如结构变形大，出现未焊透及裂纹等缺陷，往往是定位焊不合格造成的，因此对定位焊必须引起足够的重视。对所用的焊条及对焊工操作技术熟练程度的要求，应与正式焊缝完全一样，甚至应更高些。当发现定位焊缝有缺陷时，应该铲掉或打磨掉并重新焊接，不允许留在焊缝内。

进行定位焊缝的焊接时应注意以下几点。

①必须按照焊接工艺规定的要求焊接定位焊缝。采用与正式焊缝工艺规定的同牌号、同规格的焊条，用相同的焊接工艺参数施焊；若工艺规定焊前需预热，焊后需缓冷，则定位焊缝焊前也要预热，焊后也要缓冷；预热温度与正式焊接时相同。

②定位焊缝的引弧和收弧端应圆滑不应过陡，防止焊缝接头时两端焊不透。定位焊缝必须保证熔合良好，焊道不能太高。

③定位焊为间断焊，工件温度较正常焊接时为低，由于热量不足而容易产生未焊透，故焊接电流应采用比正式焊接时稍高10％～15％。定位焊后必须尽快焊接，避免中途停顿或存放时间过长。

④定位焊缝的长度、余高、间距等尺寸一般可按表3-25选用。但在个别对保证焊件尺寸起重要作用的部位，可适当增加定位焊的焊缝尺寸和数量。

⑤定位焊缝不能焊在焊缝交叉处或焊缝方向发生急剧变化的地方，通常至少应离开这些地方50mm才能焊定位焊缝。

⑥为防止焊接过程中工件裂开，应尽量避免强制装配。若经强行组装的结构，其定位焊缝长度应根据具体情况加大，并减小定位焊缝的间距。

⑦在低温下焊接时定位焊缝易开裂，为了防止开裂，应尽量避免强行组装后进行定位焊：定位焊缝长度应适当加大，必要时采用碱性低氢型焊条，而且特别注意定位焊后应尽快进行焊接并焊完所有接缝，避免中途停顿和过夜。