3.3 电弧焊的基本操作手法

一般说来，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。这些基本的操作手法很多，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。

3.3.1 引弧

引弧是焊条电弧焊的基本操作之一，尤其在定位焊中，使用引弧更为频繁。

（1）引弧的方法 焊条电弧焊引弧的方法通常有两种：

1）接触引弧法。接触引弧法是将焊条垂直对着焊件碰击，然后迅速将焊条离开焊件表面4～5mm产生电弧的方法，这种方法多应用在运动不方便的地方（图3-6a）。

2）擦火引弧法。擦火引弧法是将焊条像擦火柴一样擦过焊件表面，随即将焊条提起距焊件表面4～5mm产生电弧的方法（图3-6b）。

两种引弧方法实际中都常使用，且后一种方法初学者更易掌握，但要注意的是焊条与焊件接触时间宜短不宜长，以免焊条与焊件发生短路而粘住。

图3-6 引弧的方法

（2）引弧注意事项 引弧时，应注意以下方面：

1）施焊开始的引弧或施焊中换焊条后的重新引弧，均应在起焊点前面15～20mm处焊缝内的母材上引燃电弧，然后将电弧拉长，带回起焊点，待稍停片刻，作预热动作后，再压短电弧，把熔池熔透并填满到所需要的厚度，再把焊条继续向前移动，如图3-7所示。

之所以采取上述引弧操作，主要有两个目的，第一：为了加热起焊点；第二：为了保持焊件的干净整齐。

2）用堆焊方法修补重要工件时，不允许在焊件上引弧，应该在堆焊处旁边放置一块小铁板作引弧用，称作用引弧板引弧（一般自动焊和大型铝容器、铝管道的钨极氩弧焊也要用引弧板）。

图3-7 断弧后的引弧

3.3.2 运条

在焊条电弧焊的焊接过程中，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，电弧就会越来越长，最后电弧必将自动熄灭。

运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3-8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。

焊条电弧焊的正常弧长（L_弧）通常为焊条直径（d）的0.5～1.2倍，具体需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，不但不能充分地发挥电弧的吹力和热能，还会造成焊缝熔合不良，焊缝成形恶化，甚至短路或粘住工件。如果电弧过长，则会使飞溅增加，焊缝的成形和力学性能也将变坏。

图3-8 三个方向的运条

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，且摆动幅度越大，焊缝越宽。直线形（）和带火形两种手法适用于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不同，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：

1）折线形

2）正半月形

3）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：

1）下斜线形

2）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，从而减少熔化金属下垂的力量。

（4）加强焊缝中心的加热的常用方式 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：

1）圆圈形

2）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

焊条的纵向移动是指沿焊缝纵方向移动焊条，目的是形成焊道。

焊道成形的好坏取决于焊条的移动速度。太快时，焊道细长，熔化金属与工件不能充分熔合，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，因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，甚至熔化金属与熔渣分离不清。只有通过反复实践，掌握规律，才能形成良好的焊缝。

3.3.3 焊缝的起头、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，使焊缝的强度也相应减弱。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后再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 焊缝接头的方式见表3-8。由于焊缝接头处温度的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。

表3-8 焊缝接头的方式

1）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，填满弧坑后再向前进入正常焊接。若中途要换焊条，则换焊条动作要快，以免使熔池温度降低，影响接头处焊缝的平整性，如图3-9a所示。采用这种接头操作时应注意电弧的后移量。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，则会造成接头脱节或弧坑未填满。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3-9b所示的1的位置，这样电弧一半的热量将一部分弧坑重新熔化，电弧的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3-9b所示的2的位置进行接头。

2）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，待起头处焊缝焊平后，再沿焊接方向移动，如图3-10所示。

若温度不够高就加入熔化金属，则会形成未焊透和气孔缺陷；若加入熔化金属后停步不前，又会出现焊瘤、塌腰等缺陷。

3）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，再以较快的焊接速度略向前焊一些，然后熄弧，如图3-11所示。

图3-9 中间接头的操作方法

a）焊缝表层接头方法 b）焊缝根部接头方法

图3-10 相背接头的操作方法

图3-11 相向接头的操作方法

4）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。其焊接操作方法是，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 施焊焊缝接头按照操作方法的不同，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。

1）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，焊接时在接头前方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，如图3-12a所示。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。收弧时要在弧坑填满后，慢慢地将焊条拉向弧坑一侧熄弧。

2）热接头。热接头即焊接过程中由于自行断弧或更换焊条，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，如图3-12b所示。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。

图3-12 接头操作方法

a）冷接头连接 b）热接头连接

（3）接头注意事项 接头的操作应注意以下事项：

1）接头要快。接头是否平整，与焊工的操作技术水平有关，同时还和接头处的温度有关。温度越高，接头处熔合得越好，接头也越平整。因此中间接头时，熄弧时间越短越好，换焊条越快越好。

2）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。

3）要处理好接头处的先焊焊缝。为了保证接头质量，接头处的先焊焊道必须处理好，如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，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，以保证填满焊缝收尾处的弧坑。

（1）收弧方法

1）画圈收弧法。焊条在收尾处作画圈运动，待填满弧坑时拉断电弧，进行熄弧，如图3-13所示。

定位焊时，引燃电弧后直接在焊点处进行画圈收尾操作，可获得外形圆滑的焊点。

2）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3-14所示。

图3-13 画圈收弧法

图3-14 后移收弧法

焊条由图中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。此法适于碱性焊条收弧。

3）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。

4）转移收弧法。收弧时，焊条移至焊缝终点，在弧坑处稍作停留后将电弧慢慢抬高，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。这种方法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

1）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。

2）断弧焊的收弧。采用断弧焊操作时，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起弧、断弧的方法填满弧坑。

3.3.4 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叫做定位焊（俗称点固焊）。定位焊形成的短小而断续的焊缝叫做定位焊缝。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，将直接影响到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。定位焊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，甚至更高些。如果发现定位焊缝有缺陷，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，如采用与正式焊缝工艺规定同牌号、同规格的焊条，用相同的焊接参数施焊；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，防止焊缝接头的两端焊不透。定位焊缝必须保证熔合良好，焊道不能太高。

3）由于定位焊为间断焊，工件温度较正常焊接时低，因此为防止热量不足而导致未焊透，焊接电流应比正式焊接时高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、余高和间距等尺寸一般可按表3-9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。

表3-9 定位焊缝的参考尺寸

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，通常应离开这些地方至少50mm。

6）为防止焊接过程中工件裂开，应尽量避免强制装配。若是强行组装的结构，其定位焊缝的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，定位焊缝的长度应适当加大，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正式焊接并焊完所有接缝，避免中途停顿和过夜。

3.3.5 单面焊双面成形焊接技术

单面焊双面成形焊接技术是以单面施焊的方式，在具有单面V形或U形坡口的焊件上获得双面成形的焊缝（该焊缝的正、背两面均应具有良好的内在及外观质量）。它与双面焊相比，省略了翻转焊件及背面清根等工序。单面焊双面成形焊接技术广泛用于当焊件要求焊接接头完全焊透，但因受构件尺寸和形状的限制，只能在一侧进行焊接时的场合。

单面焊双面成形焊接技术只适用于V形与U形坡口的对接焊，这两种坡口形式的根部较为相似。断弧焊与连弧焊这两种单面焊双面成形技术所采用的焊件对口形式见表3-10。

表3-10 焊件对口形式的推荐值

焊条电弧焊单面焊双面成形焊接技术主要有断弧焊法和连弧焊法两种操作方法。

1.断弧焊法

断弧焊法是通过控制电弧的不断燃烧和灭弧的时间以及运条动作来控制熔池形状、熔池温度以及熔池中液态金属厚度的一种单面焊双面成形焊接技术。

断弧焊法的背面成形机理主要是靠电弧的穿透力和熔池的表面张力、电磁收缩力。电弧穿透坡口间隙后将坡口两侧和前一个熔池熔化，进而形成一个新的熔池。这种方法可以通过熄弧和熔池的表面张力来控制熔池的温度、形状和位置。由于这种方法使熔池前方出现一个大于坡口间隙的熔孔，焊接时产生的保护气体均能有效地保护背面焊缝熔池。尽管单面焊双面成形焊接技术在焊接方法上与一般的平、横、立、仰焊有所不同，但对具体位置的操作要点和要求基本上一致。断弧焊的操作手法有“两点法”和“一点法”两种，如图3-15所示。

（1）两点法的操作 先在焊件的焊接端前方10～15mm处的坡口面上引燃电弧，然后将电弧拉至始焊处稍加摆动，对焊件进行1～2s的预热。当坡口根部产生“汗珠”时，立即将电弧压低，经1～1.5s后，可听到电弧穿透坡口而发出的“噗”声，同时可看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面金属开始熔化，并形成第一个熔池。在金属尚未完全凝固，熔化中心还处于半熔化状态（护目镜下呈黄亮颜色）时，重新引燃电弧，并在该熔池左前方接近钝边的坡口面上，以一定的焊条倾角击穿焊件根部。击穿时先以短弧对焊件根部加热1～1.5s，然后迅速将焊条朝焊接方向挑划，当听到焊件被击穿的“噗”声时，即已形成第一个熔孔，如图3-16所示。

图3-15 断弧焊的操作手法

a）两点法 b）一点法

这时，要迅速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔，使其与熔化金属分别形成背面和正面的焊道熔池，此时要迅速抬起灭弧（若动作稍有迟缓，可能会造成根部烧穿）。约1s后，当上述熔池还未完全凝固，尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光点时，快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊，然后继续按上述方法施焊，便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝。

（2）一点法的操作 一点法建立第一个熔池的方法与两点法相同。施焊时应使电弧同时熔化焊件坡口的两侧钝边，听到“噗”声后，果断灭弧。为防止一点法击穿焊件过程中产生缩孔，应使灭弧频率保持在每分钟50～60次。

（3）各种位置断弧焊的工艺参数 表3-11给出了各种位置断弧焊的工艺参数及操作要点。

图3-16 熔孔形式

表3-11 各种位置断弧焊的工艺参数及操作要点

（续）

2.连弧焊法

连弧焊法是在焊接过程中，电弧连续燃烧不熄灭，采取较小的坡口钝边间隙，选用较小的焊件电流，始终保持短弧连续施焊的一种单面焊双面成形焊接技术。与断弧焊法一样，尽管其焊接操作方法与一般的平、横、立、仰焊法有所不同，但对具体位置的操作要点和要求基本上是一致的。

（1）连弧焊法的操作 连弧焊法的操作方法为：引弧后先将电弧压低到最低程度，并在施焊处以小齿距的锯齿形运条方式作横向摆动来对焊件进行加热，当坡口根部产生“出汗”现象时，尽力将焊条往根部送下，做一个击穿动作，待听到“噗”的一声形成熔孔后，迅速将电弧移到任一坡口面，随后在坡口间以一定的焊条倾角作微小摆动，时间约为2s，使电弧将坡口根部两侧各熔化1.5mm左右，然后再将焊条提起1～2mm，以小齿距的锯齿形运条方式作横向摆动，使电弧一边熔化熔孔前沿一边向前施焊。施焊时一定要将焊条中心对准熔池的前沿与母材交界处，使每一个新熔池与前一个熔池重叠。

收弧时，缓慢地把焊条向熔池后方的左侧或右侧带一下，随后将焊条提起，收弧。接头时，先在距弧坑10～15mm处引弧，以正常运条速度运至弧坑的1/2处，将焊条下压，待听到“噗”的一声之后作1～2s的微小摆动，然后再将焊条提起1～2mm，使其在熔化熔孔前沿的同时向前施焊。

在连弧焊法的施焊过程中，由于采用了较小的根部间隙与焊接参数，并在短弧条件下进行有规则的焊条摆动，因而可造成熔滴向熔池均匀过渡的良好条件，使焊道始终处于缓慢加热和缓慢冷却的状态，所以不但能获得温度均匀分布的焊缝和热影响区，而且还能得到成形整齐、表面细密的背面焊缝。

（2）各种位置连弧焊的工艺参数 各种位置连弧焊的工艺参数及操作要点见表3-12。

表3-12 各种位置连弧焊的工艺参数及操作要点