手工电弧焊的工艺要点与相关问题分析

摘 要：基于钢结构制造环节中频频应用手工电弧焊焊接的实况，对手工电弧焊工艺特征、参数选择、运送钢条与焊接工艺技术有一个全面的认识就显得尤为重要了。因为电焊机等设施的空载电压大多数在60～90V之间，与安全电压相比较高出一大截。对钢结构施工进程中的手工电弧焊工艺要点与相关问题进行探究，从而确保手工电弧焊工艺实效性充分发挥出来。

关键词：钢结构手工电弧焊；工艺要点；问题

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

在科学技术日新月异的时代中，气焊、电弧焊、埋弧自动焊等焊接工艺陆续被开发与应用。钢结构的制造原理大多数是以焊接形式为基准，科学的应用手工电弧焊工艺，可以优化构件被焊质量。手工电弧在烧焊的环节中，需要电焊钳、导线等多种带电体的辅佐。为了确保钢结构的焊接质量，不受地形、焊接形式等因素的干扰，手工电弧焊工艺的应用体现出了巨大实效性。基于此，本文从手工电弧焊技术参数、酸性焊条电流与直径关系等方面展开论述。

1 有关的技术参数

焊接的技术参数直接关系着钢结构焊接质量，所以选择科学的技术参数是极为必要的，在手工电弧焊工艺中焊接技术参数主要有焊接层数、电弧电压、焊接电流等[1]。以下本文对焊接层数、焊条、焊接电流以及焊接速率这四类技术参数进行分析。

2 手工电弧焊工艺要点分析

2.1 焊接层数

多层数焊接工序通常是在具有一定厚度的被焊物体下出现的，若对于寻常钢与低碳钢开展多层焊接工作，要对焊接厚度进行严格的把控，从而使被焊物体的完整性有所保障。一般情况下，是以3.0mm～4.5mm的焊缝层高度为基准，去辨识钢结构焊接质量的优劣程度。例如，某钢结构的焊层为焊条直径的0.8倍时，其焊接工艺是便捷的，制造效率也得到一定保障。此时其焊接层数大体上可以由n=h/md公式推导出来（n：焊接层数；h：焊接厚度；d：焊条直径；m：经验系数，取值范围为0.8～1.2）。

2.2 焊条

焊条直径的长短与焊件厚度之间存在正相关关系，在实际生产过程中，需要参照一定数值去比较焊件厚度与焊条直径，通常会出现以下几种比值：一是在焊件厚度一致的情况下焊条直径数值可以由焊缝方位坐直径长度得到[2]。立焊时直径（d）小于5.0mm，横焊与仰焊时d小于4.0mm，焊条直径合理选择，在降低熔池、防止金属量过度下流现象出现方面发挥巨大实效性；二是焊条接头的选择。钢结构焊接过程中不会出现T形接头和搭接接头这些焊接问题，所以为了提升钢结构焊接工作质量，应该尽量择选直径稍大的焊条。通常情况下，手工电弧焊焊条直径在选择上可以参照以下数据信息：

焊件厚度（h）≤1.5；2；3；4-5；6-12；≥12

焊条直径（d）1.5；2；3.2-4；4-5；4-6

2.3 焊接的电流

焊条直径的长短，与焊接电流大小、焊接层数多少、接头方式、焊缝位置等要素相关联。在理想情况下，焊条直径与焊接电流两者之间存在以下关系，即所选择85%%～90%的平焊电流作为横焊和立焊电流值，仰焊电流则是80%～85%。如果选择的焊条类型为低氢型，那么焊接电流取值应该进一步减少。酸性焊条电流（A）与焊条直径（d）之间存在如下关系：

焊条直径（d）1.6；2；2.5；3.2；73.2

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

2.4 焊接速率

速率，即在某一时间段内焊接工作产出量。钢结构焊接过程中，要对速度严格把控。当然，上述目标的实现，保证焊接无穿透现象产生是基础，同时焊接高度与焊接密度要与相关规范相匹配。在焊接工作运行速率相对较低，并在高热位置处停留时间较久的情况下，那么钢结构晶粒体积就会有不断扩展的趋势。也就是说手工电弧焊工艺技术以慢速度焊接钢结构时，在操作上存在较大难度。在面对厚度相对较薄的焊接板时，若焊接速度掌控不到位，就加大了烧穿现象出现的概率。但是，如果焊接速度过大，也会基于熔池温度较低实况而使相邻焊板间出现密封不严等问题。总之，手工电弧焊工艺在钢结构制造过程中的应用，若要使焊接质量有所保障，采用适宜的焊接速度是必要的。所以，在确保焊接电流和焊条质量的基础上，应该应用有效的速度，从而确保钢结构焊接质量与焊接宽窄高度的之间的统一性。

3 手工电弧焊操作要点解析

（1）施焊角度。在对钢结构焊接过程中，焊条的纵向轴线始终要与熔池正中线保持垂直关系[3]。尽管对于焊条倾斜方向并没有做出苛刻要求，但是规定倾斜角度与基准线之间的夹角应该小于30°，施焊角度最大的功效在优化母材线能量配置效率体现出实效性，也与钢结构焊缝外部美观性、熔透程度密切相关。

（2）电弧长度。影响手工电弧焊长度的因素可以归纳以两类，即焊条表皮材料与焊芯直径。一般情况下以焊条直径为基准，电弧长度小于上述直径时为短弧，反之为长弧。手工電弧焊操作过程中，电弧长度对电弧电压起着制约性作用，两者之间存有正相关关系。电弧长度越长，“咬边”与焊接不彻底现象越容易发生。

（3）焊条摆动模式。熔焊点极为焊条往复运行的中心点。焊条的摆动涵盖往复运动模式、停顿时间与运动速度等内容，施焊速度越快，焊板热输入和层间温度降低幅度就越小，被焊体熔合的质量就会有更大的保障，此时可以间接的推测出焊条处于较安稳的模式中进行摆动，钢结构焊缝的外部形态与质量均得到切实的保障。由此可见，恰到好处的摆动模式可以提升生产效率，优化钢结构的焊接质量。

4 结束语

由全文论述的内容，可以看出手工电弧焊在工业生产制造进程中发挥着举足轻重的作用，其地位也不是可以轻易被取代的。在应用手工电弧焊工艺开展焊接工作时，技术人员应该依据被焊体的实际情况，参照母材厚薄程度，决定是否应该使用四层焊接工艺技术还是多层焊接工艺技术。并且在焊接的整合进程中，应该对施焊角度、电弧长度等物理量进行严格监测与把控，从而使焊接质量有所保障。

参考文献：

[1]何玉辉，原建伟，王坤.基于Android平台手工电弧焊工艺专家系统的研究与实现[J].热加工工艺，2014（23）：215-218.

[2]王元清，祝瑞祥，戴国欣，施刚.工字形截面受弯钢梁负载下焊接加固试验研究[J].土木工程学报，2015（01）：1-10.

[3]张建党，丁卫松.浅析手工电弧焊管道修复技术[J].中国新技术新产品，2016（05）：184.

作者简介：王海（1981-），男，河北唐山人，本科，助理工程师，研究方向：电焊机操作、控制、焊接工艺。