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1. 概述 《焊工技能训练》是职业技术学校机械类专业开设的技术实训课程，课程教学质量的好坏直接影响到学生毕业后的工作，要求学生通过系统的学习之后，能够掌握焊接劳动保护和安全检查，焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊及其他焊割等基本操作。而焊条电弧焊由于设备简单、成本低、工艺灵活等优点在生产中得到广泛运用，所以焊条电弧焊实训教学显得尤为重要。为此，在教学中从基础抓起，遵从中等职业技术学校学生的认知规律，力求教学内容为学生“乐学”和“能学”，在教学环节安排上，由浅入深，循序渐进。而立对接焊由于熔池在重力作用下极易下淌，因此掌握立焊的关键是选择合适的焊接参数和正确的操作方法。 2. 焊接参数 （1）影响焊接的工艺参数 焊条电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法，是熔焊中最基本的一种焊接方法。而优质焊接接头的获得依赖于正确焊接参数的选择，因为它直接影响焊缝的形状、尺寸、焊接质量和生产率。焊接参数包括焊条直径、电源种类和极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接层数等。适当的电流、合适的焊接速度和电弧长度是保证焊条电弧焊立对接焊质量的重要参数，其中电流的调节更是重中之重。 （2）电流调节 首先，焊机的电流调节一般可根据经验公式I=(35～55)d。式中I为焊接电流，d为焊条直径，算出一个大概的焊接电流；然后在钢板上进行试焊调整，直至确定合适的电流。 电流大小的经验判定有以下几种： 第一，听响声。当焊接电流大时，发出“哗哗”的声音，犹如大河流水一样；当焊接电流较小时，发出“沙沙”的声音，同时夹杂清脆的噼啪声。 第二，观察飞溅状况。焊接电流过大时，电弧吹力大，有较大颗粒的熔液向熔池外飞溅，且焊接时爆裂声大，焊件表面不干净；焊接电流太小时，焊条熔化慢，电弧吹力小，熔渣和熔液很难分离。 第三，观察焊条熔化状况。焊接电流过大时，在焊条连续熔掉大半根之后，可以发现剩余部分产生发红现象；焊接电流过小时，电弧燃烧不稳定，焊条易粘在焊件上。 第四，看熔池形状。当焊接电流较大时，椭圆形熔池长轴较长；焊接电流较小时熔池呈扁形；焊接电流适中时，熔池的形状像鸭蛋形。 第五，检查焊缝成形状况。焊接电流过大时，焊缝熔敷金属低，熔深大，易产生咬边；焊接电流过小时，焊缝熔敷金属窄而高，且两侧与母材结合不良；焊接电流适中时，焊缝熔敷金属高度适中，焊缝熔敷金属两侧与母材结合得很好。 （3）调整焊接速度 焊接电流调节适当后，还要有一个合适的焊接速度。焊接速度是单位时间内完成的焊缝长度。焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要不烧穿，同时还要使焊缝宽度和高度符合图样设计要求。 如果焊接速度过慢，使高温停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，力学性能降低，同时使变形量增大。当焊接较薄焊件时，则易烧穿。如果焊接速度过快，熔池温度不够，易造成未焊透、未熔合、焊缝成形不良等缺陷。 焊接速度直接影响焊接生产率，所以应该在保证焊缝质量的基础上，采用较大的焊条直径和焊接电流，同时根据具体情况适当加快焊接速度，以保证在获得焊缝的高低和宽窄一致的条件下，提高焊接生产率。 （4）弧长控制 在焊接时，应力求使用短弧焊接。因为电弧过长会出现电弧燃烧不稳定、易摆动、电弧热能分散、飞溅增多等不良现象，造成金属和电能的浪费。焊缝厚度小，容易产生咬边、未焊透、焊缝表面高低不平及焊波不均匀等缺陷。对熔化金属的保护差，空气中氧、氮等有害气体容易侵入，使焊缝产生气孔的可能性增加，使焊缝金属的力学性能降低。 因此，要控制弧长，立焊指焊缝倾角90°（立向上）或270°（立向下）位置的焊接（见图1）。立对接焊是指对接接头处于立焊位置时的操作，这种操作有两种方法：一种是生产中常用的由下向上施焊；另一种是采用向下专用焊条进行向下立焊。在教学中，仅对前一种方法，即立向上焊操作技能做重点指导，在多年的焊工实践教学中，针对立焊时液态金属易下淌形成焊瘤，使焊缝成形困难，采取以下解决措施：①采用小直径的焊条（f4mm以下），使用较小的焊接电流（比平对接焊小10%~15%），这样熔池体积要小，冷却凝固快，可以减少和防止液体金属下淌。②采用短弧焊接，弧长≤焊条直径，利用电弧吹力托住铁液，同时短弧也有利于焊条熔化金属向熔池中过渡。③采用合适的操作方法。焊接时焊条应处于通过两焊件接口而垂直于焊件的平面内，并与焊件成60°~80°。这样的电弧吹力对熔池有向上的推力，有利于熔滴过渡，并托住熔池。
3. 掌握操作姿势 为了便于观察熔池和熔滴过渡情况，操作时可采取手臂有依托和无依托两种姿势。所谓有依托，臂膀轻轻地贴在上体的肋部或大腿、膝盖位置，比较平稳、省力。所谓无依托，是把胳臂半伸开或全伸开悬空操作，要靠胳臂的伸缩来调节焊条位置，胳臂活动范围大，但操作难度也较大。 （1）握焊钳方法 为便于操作和观察熔池情况，握焊钳方法可适当调整。有正握法和反握法两种，一般常用正握法。当遇到较低的焊接部位和难以施焊的位置时，可用正握法，也可采用反握法，根据本人情况灵活掌握。 （2）操作方法? 第一，挑弧法。在立对接焊的操作技能教学中，为了控制熔池温度，避免熔池金属下淌，在操作手法上采用了挑弧法和灭弧法。 所谓挑弧法，就是当熔滴脱离焊条末端过渡到熔池后，立即将电弧向焊接方向提起，这时为不使空气侵入，其长度不应超过6mm。目的是让熔化金属迅速冷却凝固，形成一个“台阶”，当熔池缩小到焊条直径1～1.5倍时，再将电弧移到“台阶”上面，图2为立焊挑弧法在“台阶”上形成一个新熔池，如此不断地重复熔化→冷却→凝固再熔化的过程，就能由下向上形成一条焊缝。
第二，灭弧法。就是当熔滴从焊条末端过渡到熔池后，立即将电弧熄灭，使熔化金属有瞬时凝固的机会，随后重新在弧坑引燃电弧。灭弧时间在开始时可以短些，因为此时焊件还是冷的，随着焊接时间的延长，灭弧时间也要增加，才能避免烧穿和产生焊瘤。 不论用哪种方法焊接，起头时当电弧引燃后，应将电弧稍微拉长，以对焊缝端头稍有预热，随后再压低电弧进行正常焊接。 在焊接过程中，要注意熔池形状，如发现椭圆形熔池的下部边缘有比较平直的轮廓逐渐鼓肚变圆时，表示温度已稍高或过高，应立即灭弧，让熔池降温，避免产生焊瘤，待熔池瞬时冷却后，在熔池处引弧继续焊接。另外，立对接焊道的接头也比较困难，容易产生夹渣和造成焊缝凸起过高等缺陷。因此，接头时更换焊条要迅速，采用热接法。在接头时，往往有铁液拉不开或熔渣、铁液混在一起的现象，这主要是由于更换焊条占用的时间太长，引弧后预热不够以及焊条角度不正确等引起的。产生这种现象时，必须将电弧稍微拉长一些，并适当延长在接头处的停留时间，同时将焊条角度增大（与焊缝成90°），这样熔渣就会自然滚落下去。 （3）运条方法 在运条方法上，施焊第二层（盖面层）焊缝，一般采用锯齿形运条法和月牙形运条法，焊接时要合理地运用焊条的摆动幅度、摆动频率、以控制焊条上移的速度，掌握熔池温度和形状的变化。 无论采用哪种运条方法，焊条摆动到两侧时都要停顿或上下摆动，即两侧稳弧停顿，中间快，均衡熔池温度，并使两侧良好熔合。 4. 结语 从上面分析可以看出，要掌握好焊条电弧焊立对接焊的操作技能，关键是焊接电流要调整适当，并掌握合适的焊接速度和电弧长度，控制熔池温度，避免下淌，运条要平稳均匀。这是焊条电弧焊立对接焊的重点和难点所在。 |
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