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手工电弧焊技术实训指导书

Ⅰ.实训目的
    本焊接实训是为培养适应21世纪建设社会主义现代化需要的,德智体美全面发展的,具有创新精神和较强实践动手能力的焊接专业应用型技术人才。通过实训可获得如下目的:,①使学生在操作技能方面得以加强,为职业技能鉴定(考工)打下良好的基础;②实际操作可更好地理解课堂上所学过的理论知识,并为后续课程奠定基础;③在诸多焊接方法中,手工电弧焊是基本方法,通过手工电弧焊的实训,为其它方法起到举一反三的作用。
Ⅱ.实训安排
实训共四周(20天),具体安排如下:
基本操作练习(平焊、立焊、横焊等)    2天
平板对接(平焊、立焊)                8天
管子对接(垂直固定、水平固定)        8天
其它焊接方法观摩焊                    1天
考核                                  1天
注:其中穿插理论知识复习及观看录象。
Ⅲ.实训实例  (参考)
一、平板平位单面焊双面成形
(一)试件尺寸及要求
1.  材料:Q235钢板。
2.  尺寸:300×200×12mm。                 
3.  坡口尺寸:60oV型坡口,钝边1mm。
4.  焊接位置:平焊。
5.  焊接要求:单面焊双面成形。
6.  焊接材料:E4303             
7.  焊机:ZX7-250ST。
(二)       试件装配
1.  清除坡口面及两侧20mm范围内的油、锈、水分及其他污物,至露出金属光泽。
2.  装配:
1)  装配间隙:始端为3mm,终端为4mm。
2)  定位焊:采用与焊接相同的E4303焊条进行定位焊,在焊件反面两端点焊,焊点长度为10mm~15mm。
3)  预置反变形量3o~4o
4)  错边量≤1.4mm。
(三)       焊接工艺参数
 
焊 接 层 次
焊条直径(mm)
焊接电流(A)
打底焊(1)
3.2(2.5)
90~120(70~80)
填充焊(2、3、4)
4(3.2)
140~170(100~120)
盖面焊(5)
140~160(100~120)
 
(四)操作要点及注意事项
1.打底焊  应保证得到良好的背面成形。
单面焊双面成型的打底焊,操作方法有连弧法与断弧法两种。
连弧法的特点是焊接时,电弧燃烧不间断,具有生产效率高,焊接熔池保护的好,产生的缺陷少,但它对装配质量要求高,参数选择要求严,故其操作难度较大,易产生烧穿和未焊透等缺陷。
断弧法(又分为两点击穿法和一点击穿法两种手法)特点是依靠电弧时燃时灭的时间长短来控制熔池的温度,因此,焊接工艺参数的选择范围较宽,易掌握,但生产效率低,焊接质量不如连弧法易保证,且易出现气孔、冷缩孔等缺陷。
这里介绍的是断弧焊一点击穿法。
置试板大装配间隙于右侧,在试板左端定位焊缝处引弧,并用长弧稍作停留进行预热,然后压低电弧两钝边兼作横向摆动。当钝边熔化的铁水与焊条金属熔滴连在一起,并听到“噗噗”声响时,便形成第一个熔池,灭弧。它的运条动作特点是:每次接弧时,焊条中心应对准熔池的2/3左右处,电弧同时熔化两侧钝边。当听到“噗噗”声后,果断灭弧,使每个熔池覆盖前一个熔池的2/3左右。
    操作时必须注意:当接弧位置选在熔池后端,接弧后再把电弧拉至熔池前端灭弧,则易造成焊缝夹渣。此外,在封底焊时,还易产生缩孔。解决办法是提高灭弧频率,由正常50次/分~60次/分,提高到80次/分左右。
更换焊条时的接头方法:在换焊条收弧前,在熔池前做一个熔孔,然后回焊10mm左右,再收弧,以使熔池缓慢冷却。迅速更换焊条,在弧坑后部20mm左右处起弧,用长弧对焊缝预热,在弧坑后10mm左右处压低电弧,用连续手法运条到弧坑根部,并将焊条往熔孔中压下,听到“噗噗”击穿声后,停顿2秒左右灭弧,即可按断弧封底法进行正常操作。
2.      填充焊  试焊前先将前一道焊缝熔渣、飞溅清除干净,修正焊缝的过高处与凹槽。进行填充焊时,应选用较大的电流,并采用如图的焊条倾角,焊条的运条方法可采用月牙形或锯齿形,摆动幅度应逐层加大,并在两侧稍作停留。
在焊接第四层填充层时,应控制整个坡口内的焊缝比坡口边缘低0.5~1.5mm左右,最好略呈凹形,以便使盖面时能看清坡口和不使焊缝高度超高。
3.    盖面焊  所使用的焊接电流应稍小一点,要使熔池形状和大小保持均匀一致,焊条与焊接方向夹角应保持75o左右,焊条摆动到坡口边缘时应稍作停顿,以免产生咬边。
盖面层的接头方法:换焊条收弧时应对熔池稍添熔滴铁水迅速更换焊条,并在弧坑前约10mm左右处引弧,然后将电弧退至弧坑的2/3处,填满弧坑后就可正常进行焊接。接头时应注意:若接头位置偏后,则使接头部位焊缝过高;若偏前,则造成焊道脱节。
盖面层的收弧可采用3~4次断弧引弧收尾,以填满弧坑,使焊缝平滑为准。
二、平板立位单面焊双面成形
(一)试件尺寸及要求
1.材料:Q235钢板。                               
2.尺寸:300×200×12mm。
3.坡口尺寸:60oV型坡口,钝边1mm。
4.焊接位置:立焊。
5.焊接要求:单面焊双面成形。
6.焊接材料:E4303。
7.焊机:ZX7-250ST。
(二)试件装配
1.清除坡口面及两侧20mm范围内的油、锈、水分及其他污物,至露出金属光泽。
2.装配:
1)装配间隙:始端为3mm,终端为4mm。
2)定位焊:采用与焊接相同的ф2.5mmE4303焊条进行定位焊,在焊件反面两端点焊,焊点长度为15mm左右,并将试板与焊缝坡口垂直固定于焊接架上。
3)预置反变形量4o~5o
4)错边量≤1mm。
(三)焊接工艺参数
 
焊 接 层 次
焊条直径(mm)
焊接电流(A)
打底焊(1)
2.5
65~75
填充焊(2、3)
3.2
90~100
盖面焊(4)
3.2
100~110
 
(四)操作要点及注意事项
1.打底焊  应保证得到良好的背面成形。
1)引弧与焊接  在下部定位焊缝上面10~20mm处引弧,并迅速向下拉至定位焊缝上,预热1~2秒后,开始摆动并向上运动,到下部定位焊缝上端时,稍加大焊条角度,并向前送焊条压低电弧,当听到击穿声形成熔孔后,作锯齿形横向摆动,连续向上焊接,施焊时,电弧在两侧稍作停留,以达焊缝与母材熔合良好。
为使背面熔合良好,电弧应短,运条速度要均匀,间距不宜过大,应使电弧的1/3对着坡口间隙,2/3覆盖于熔池上,形成熔孔。
熔池呈水平的椭圆形较好,这时的焊条末端离试件底平面1.5~2mm,约有一半的电弧在间隙后面燃烧。
焊接过程中电弧应尽可能短,以防止气孔。更换焊条时,电弧应向左下或右下方回拉10~15mm,并将电弧迅速拉长至熄灭,以避免出现弧坑缩孔,并形成斜坡以利接头。
  2)接头  接头不当时易产生凹坑、凸起、焊瘤等缺陷。接头方法有热接法和冷接法。
热接法时更换焊条要迅速,在熔池还在红热状态下,以比正常焊条角度大10o,在熔池上方约10mm一侧坡口面上引弧,引燃电弧后拉回原弧坑进行预热,然后稍作横向摆动向上施焊,并逐渐压低电弧,待填满弧坑移至熔孔时,将焊条向试件背压送,并稍作停留,当听到击穿声形成新熔孔后,即可向上按正常方法施焊。
冷焊法是需将收弧处焊缝修磨成斜坡,再按热焊法操作。
打底层焊道正面应平整,避免两侧产生沟槽。
2.    填充焊  分两层两道进行施焊。填充焊前应清除熔渣与飞溅,将凹凸不平处修磨平整。施焊时的焊条下倾角度比打底焊时小10o~15o,以防熔化金属下淌,另外焊条的摆动幅度应随着坡口的增宽而稍加大。
    整个填充焊缝应低于母材表面1~1.5mm,并使其表面平整或呈凹形,以利盖面层施焊。
    3.盖面焊  盖面焊的关键是要保证焊缝表面成形尺寸和熔合情况,防止咬边和熔合不良。
    施焊时的焊条角度、运条方法均同填充层,但摆动幅度应宽,在两侧应将电弧进一步压低,并稍作停留,摆动的中间速度应稍快,以防止焊瘤。
三、钢管垂直固定单面焊双面成形
(一)钢管尺寸及要求
1.材料:Q235钢。
2.尺寸:ф108~114mm,壁厚6mm。                 
3.坡口尺寸:60oV型坡口,钝边0.5~1mm。
4.焊接位置:横焊。
5.焊接要求:单面焊双面成形。
6.焊接材料:E4303。
7.焊机:ZX7-250ST。
(二)试件装配
1.清除坡口面及两侧20mm范围内的油、锈、水分及其他污物,至露出金属光泽。  
2.装配:
1)装配间隙为3mm。
2)定位焊:沿圆周均分2~3个定位焊点,焊点长度为10mm~15mm左右,要求焊透并不得有焊接缺陷。
3)  错边量≤0.5mm。
(三)焊接工艺参数
 
焊 接 层 次
焊条直径(mm)
焊接电流(A)
打底焊(1)
2.5
60~80
盖面层焊(2、3)
3.2
100~110
 
(四)   操作要点及注意事项
1.  打底焊  可采用断弧焊手法,也可采用连弧焊手法。
焊条与钢管下侧的夹角为75o~80o,与管子切线的焊接方向夹角为70o~75o。引弧后,待坡口两侧熔化时,焊条向根部压送,熔化并击穿坡口根部,听到“噗噗”声,形成第一个熔孔,使钝边两侧熔化约0.5~1.0mm。
焊接方向从左向右,采用斜椭圆运条,并始终保持短弧焊。
焊接过程中,防止熔池金属下坠,电弧在上坡口停留时间略长些,而在下坡口稍加停留,并且电弧在下坡口时,2/3在管内燃烧,电弧带到上坡口时,1/3电弧在管内燃烧。
当采用断弧焊时,必须逐点将铁水送到坡口根部,迅速向侧后方灭弧。灭弧与接弧时间间隔要短,灭弧动作要干净利落,不拉长弧,灭弧频率为每分钟70~80次为宜。接弧位置要准确,每次接弧时焊条中心要对准熔池的2/3左右处,使新熔池覆盖前一个熔池2/3左右。
焊接时应保持熔池形状和大小基本一致,熔池铁水清晰明亮。
与定位焊缝接头:当运条到定位焊缝根部时,焊条要前顶一下,听到“噗噗”声后,稍加停留,填满弧坑收弧。
在完成一圈打底焊时,要注意收弧口与起弧处的衔接。
2.      盖面层焊  盖面层分上下两道进行焊接,焊前应将打底焊焊缝的熔渣及飞溅等清除干净,并修平局部上凸的接头焊缝。采用直线不摆动运条,自左向右。
第一条焊道,焊条与管子下侧夹角为800左右,并且1/3落在母材上,使下坡口边缘熔化约1~2mm。第二条焊道,焊条与管子下侧夹角为900左右,并且1/3搭在第一条焊道上,2/3落在母材上,使上坡口熔化约1~2mm。
四、   钢管水平固定单面焊双面成形
(一)钢管尺寸及要求
1.材料:Q235钢。
2.尺寸:ф108~114mm,壁厚6mm。                  
3.坡口尺寸:60oV型坡口,钝边0.5~1mm。
4.焊接位置:全位置焊。
5.焊接要求:单面焊双面成形。
6.焊接材料:E4303。
7.焊机:ZX7-250ST。
(二)试件装配
1.清除坡口面及两侧20mm范围内的油、锈、水分及其他污物,至露出金属光泽。
2.装配:
1)装配间隙为2~3mm。
2)定位焊:沿圆周均分3个定位焊点,焊点长度为10mm~15mm左右,要求焊透并不得有焊接缺陷。
4)  错边量≤1mm。
(三)焊接工艺参数
 
焊 接 层 次
焊条直径(mm)
焊接电流(A)
打底焊(1)
2.5
60~80
填充焊及盖面层焊(2、3)
3.2
100~110
 
(四)       操作要点及注意事项 
1.  打底焊  可采用断弧焊手法,也可采用连弧焊手法。
将按要求组装好的试管水平固定于焊接架上,注意:时钟6点位置应无定位焊缝。
在时钟6点位置前约8mm处引弧起焊,按逆时针方向焊接,至过时钟12点位置收弧,完成前半圈打底焊。再由前半圈起弧处开始起弧,按顺时针方向焊接后半圈,至前半圈收弧处重叠5~10mm。焊接时应注意引弧后,待坡口两侧熔化时,焊条向根部压送,熔化并击穿坡口根部,听到“噗噗”声,使钝边两侧熔化约0.5~1.0mm。在整个焊接时也须遵照执行。
2.填充焊 
   1)清理和修整打底焊道氧化物及局部凸起的接头等。
   2)采用锯齿形或月牙形运条方法施焊时的焊条角度见图。
   3)焊条摆动到坡口两侧时,稍作停顿,中间过渡稍快,以防焊缝与母材交界处产生夹角。焊接速度应均匀一致,应保持填充焊道平整。
   4)填充层高度应低于母材表面1~1.5mm为宜,并不得熔化坡口棱边。
   5)中间接头更换焊条要迅速,应在弧坑上方10mm处引弧,然后把焊条拉至弧坑处,填满弧坑,再按正常方法施焊,不得直接在弧坑处引弧焊接,以免产生气孔等缺陷。
   6)填充焊缝的封口和接头  在前半圈收弧时,应对弧坑稍填一些铁水,以使弧坑成斜坡状(也可采用打磨两端使接头部位成斜坡状),并将起始端焊渣敲掉10mm,焊缝收口时要填满弧坑。
3.盖面焊  盖面层的焊接运条方法、焊条角度与与填充层焊接相同。不过焊条的摆动幅度应适当加大。在坡口两侧应稍作停留,并使两侧坡口棱边各熔化1~2mm,以免咬边。
盖面层的中间焊接应特别注意,当焊接位置偏下时,则使接头过高,当偏上时,则造成焊缝脱节。焊缝接头的方法同填充层。
 
Ⅳ.评分标准
 
 评分标准
低碳钢板平位、立位对接手工电弧焊
 
低碳钢管垂直、水平固定对接手工电弧焊
考核内容
及要求
评 分 标 准
考核内容
及要求
评 分 标 准
 
咬边
 
10
1)     深度≤0.5mm,两侧总长≤26mm时,每7mm扣1分。
2)     深度>0.5mm或两侧总长>26mm时扣10分。
 
咬边
 
10
1)     深度≤0.5mm,两侧总长≤36mm时,每9mm扣1分。
2)     深度>0.5mm或两侧总长>36mm时,扣10分。
 
未焊透
 
10
1)     深度≤1.5mm,总长≤26mm时,每7mm扣1分。
2)     深度>1.5mm或总长>26mm时,扣10分。
 
未焊透
 
10
1)     深度≤1.5mm,总长≤36mm时,每9mm扣1分。
2)     深度>1.5mm或总长>36mm时,扣10分。
 
背面凹坑
 
5
1)     深度≤1mm,总长≤26mm时,每7mm扣1分。
2)     深度>1mm或总长>26mm,扣5分。
 
背面凹坑
 
5
1)     深度≤1mm,总长≤36mm时,每9mm扣1分。
2)     深度>1mm或总长>36mm时扣5分。
 
表面气孔
 
2.5
1) 气孔直径≤1mm,总数≤4个时,每1个扣1分。
2) 气孔直径>1mm或总数>4个时,扣2.5分。
 
表面气孔
 
5
1)     气孔直径≤1mm,总数≤4个时,每1个扣1分。
2)     气孔直径>1mm或总数>4个时,扣5分。
 
表面夹渣
 
2.5
1) 深度≤1.2mm,长度≤3.6mm的夹渣,每1个扣1分。
2) 深度>1.2mm或总长>3.6mm时,扣2.5分。
 
表面夹渣
 
5
1)     深度≤1.2mm,长度≤3.6mm的夹渣,每1个扣1分。
2)     深度>1.2mm或总长>3.6mm时,扣5分。
余高
5
1)     余高≤3mm时,不扣分。
2)     余高>3mm时,扣5分。
余高
5
1) 余高≤3mm时,不扣分。
2) 余高>3mm时,扣5分。
焊缝宽度差
5
1)     宽度差≤2mm时,不扣分。
2)     宽度差>2mm时,扣5分。
焊缝宽度差
5
1)        宽度差≤2mm时,不扣分。
2)   宽度差>2mm时,扣5分。
角变形
5
1)  00≤θ≤30时,不扣分。
2) θ>30时,扣5分。
错口
5
1)     错口量≤1.2mm时,不扣分。
2)     错口量>1.2mm时,扣5分。
错边
5
1)     错边量≤1.2mm时,不扣分。
2)     错边量>1.2mm时,扣5分。
 
 
 
合计
50
 
合计
50
 
扣  分
扣  分
裂纹
焊瘤
未熔合
 
-20
 
任出一项,扣20分。
裂纹
焊瘤
未熔合
 
-20
 
任出一项,扣20分。
 
 
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