電焊

電焊是指利用電能，通過加熱或加壓，或兩者並用，並且用或不用填充材料，使焊件達到原子結合的焊接方法。用於電焊的加工設備叫電焊機。

基本介紹

• 中文名：電焊
• 外文名：electric welding
• 發展時間：19世紀末
• 設備：點焊機
• 套用：機械、電子、建築等行業
• 學科：機械工程

簡述

電焊是利用焊條通過電弧高溫融化金屬部件需要連線的地方而實現的一種焊接操作。其工作原理是：通過常用的220V或380V電壓，通過電焊機里的變壓器降低電壓，增強電流，並使電能產生巨大的電弧熱量融化焊條和鋼鐵，而焊條熔融使鋼鐵之間的融合性更高。電弧焊是套用最廣泛的焊接方法，包括手弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護電弧焊、等離子弧焊、熔化極氣體保護焊等。因電弧焊使用電源，其產生的高溫電弧容易引發火災爆炸，危險I生較大。

電焊是材料連線加工中的一種經濟、適用、技術先進的方法。用電焊幾乎可實現任何兩種金屬材料，以及某些金屬材料與非金屬材料之間的焊接；可實現以小拼大，製成大型的、經濟合理的結構；可以在結構的不同部位採用不同性能的材料，充分發揮各種材料的特點；電焊件具有氣密性好、重量輕的特點；用電焊還可實現超薄、超細材料之間的焊接。

發展

電焊是在19世紀末隨著電力工業的發展而發展起來的。

1885年俄國H.H.別納爾多斯發現了碳極電弧。

1887年美國E.湯姆森（Elihu Thomson）發明了用於薄板焊接的電阻焊。

20世紀初，手弧焊已進入實用階段。20年代美國製成了自動電弧焊機。

1930年美國發明了埋弧焊。

40年代和50年代初，鎢極和熔化極惰性氣體保護焊，以及二氧化碳氣體保護焊相繼在美國和蘇聯問世，促進了氣體保護電弧焊的套用和發展。

1951年蘇聯發明了電渣焊，成為大厚度焊件的高效焊接方法。

50年代中，超音波焊、摩擦焊和擴散焊又相繼在美國和蘇聯問世。50年代末和60年代中出現的等離子弧焊、電子束焊和雷射焊標誌著高功率密度熔焊的發展，使得許多難以用其他方法焊接的材料和結構得以焊接。

如今電焊已廣泛用於機械、電子、建築、船舶、航天、航空、能源等各工業部門中。電焊鋼結構件的重量已占世界鋼產量的約45%。鋁和鋁合金的焊接結構的比重也在不斷增加。展望未來，一方面是新的電焊方法、電焊設備和電焊用材料將得到進一步開發，焊接工藝性能和焊接質量將提高和改善；另一方面焊接過程的機械化自動化水平將會進一步提高，焊接機器人和焊接機械手將進一步推廣。

焊接方法

焊接方法根據焊接時加熱和加壓情況的不同，通常分熔焊、壓焊和釺焊三類。

熔焊是在焊接過程中將焊件接縫處金屬加熱到熔化狀態，一般不加壓力而完成焊接的方法。熔焊時，熱源將焊件接縫處的金屬和必要時添加的填充金屬迅速熔化形成熔池，熔池隨熱源的移動而延伸，冷卻後形成焊縫。利用電能的熔焊，根據電加熱的方法不同，分為電弧焊、電渣焊、電子束焊和雷射焊幾種。熔焊的適用面很廣，在各種焊接方法中用得最普遍，尤其是其中的電弧焊。

壓焊是在加壓條件下（加熱或不加熱）使焊件接縫連線在一起的焊接方法。在壓焊過程中一般不加填充金屬。壓焊根據焊接機理的不同可分為電阻焊、高頻焊、擴散焊、摩擦焊、超音波焊等。其中以電阻焊套用最廣。多數壓焊方法沒有熔化過程，沒有像熔焊那樣有有益合金元素燒損和有害元素浸入焊縫的問題。但壓焊的施焊條件苛刻，適用面較窄。

釺焊是用熔點比焊件低的材料(釺料)熔化後粘連焊件，冷卻後使焊件接縫連線在一起的焊接方法。

基本操作

電焊操作是在面罩下觀察和進行的。由於視野不清，工作條件較差，因此要保證焊接質量，不僅要有較為熟練的操作技術，還應高度集中注意力。

焊接前，應把工件接頭兩側20mm範圍內的表面清理乾淨（如消除鐵鏽、油污、水分），並使焊條芯的端部金屬外露，以便進行短路引弧。引弧方法有敲擊法和劃擦法兩種，其中劃擦法比較容易掌握，適合初學者引弧操作。

一、引弧

(1)劃擦法。先將焊條對準焊件．再將焊條像劃火柴似的在焊件表面輕輕劃擦，引燃電弧，然後迅速將焊條提起2～4mm，並使之穩定燃燒。

(2)敲擊法。將焊條末端對準焊件，然後手腕下彎，使焊條輕微碰一下焊件，再迅速將焊條提起2～4mm，引燃電弧後手腕放平，使電弧保持穩定燃燒。這種引弧方法不會使焊件表面劃傷，又不受焊件表面大小、形狀的限制，所以它是焊接過程中主要採用的引弧方法。但這種引弧方法操作不易掌握，需提高熟練程度。

二、運條

運條是焊接過程中最重要的環節，它直接影響焊縫的外表成形和內在質量。電弧引燃後，在正常操作面上焊條有幾個基本運動：朝熔池方向逐漸送進、沿焊接方向逐漸移動、橫向擺動。

(1)直線形運條法。採用這種運條方法焊接時，焊條不做橫向擺動，沿焊接方向做直線移動。它常用於Ⅰ形坡口的對接平焊，多層焊的第一層焊或多層多道焊。

(2)直線往復運條法。採用這種運條方法焊接時，焊條末端沿焊縫的縱向做來回擺動。它的特點是焊接速度快，焊縫窄，散熱快。它適用於薄板和接頭間隙較大的多層焊的第一層焊。

(3)鋸齒形運條法。採用這種運條方法焊接時，焊條末端做鋸齒形連續擺動及向前移動，並在兩邊稍停片刻。擺動的目的是為了控制熔化金屬的流動和得到必要的焊縫寬度，以獲得較好的焊縫成形。這種運條方法在生產中套用較廣，多用於厚鋼板的焊接，平焊、仰焊、立焊的對接接頭和立焊的角接接頭。

(4)月牙形運條法。採用這種運條方法焊接時，焊條的末端沿著焊接方向做月牙形的左右擺動。擺動的速度要根據焊縫的位置、接頭形式、焊縫寬度和焊接電流值來決定。同時需在接頭兩邊停留片刻，這是為了使焊縫邊緣有足夠的熔深，防止咬邊。這種運條方法的特點是金屬熔化良好，有較長的保溫時間，氣體容易析出，熔渣也易於浮到焊縫表面上來，焊縫質量較高，但焊出來的焊縫余高較高。這種運條方法的套用範圍和鋸齒形運條法基本相同。

(5)三角形運條法。採用這種運條方法焊接時，焊條末端做連續三角形運動，並不斷向前移動。按照擺動形式的不同，可分為斜三角形和正三角形兩種，斜三角形運條法適用於焊接平焊和仰焊位置的T形接頭焊縫和有坡口的橫焊縫，其優點是能夠借焊條的擺動來控制熔化金屬，促使焊縫成形良好。正三角形運條法只適用於開坡口的對接接頭和T形接頭焊縫的立焊，特點是能一次焊出較厚的焊縫斷面，焊縫不易產生夾渣等缺陷，有利於提高生產效率。

(6)圓圈形運條法。採用這種運條方法焊接時．焊條末端連續做正圓圈或斜圓圈形運動，並不斷前移。正圓圈形運條法適用於焊接較厚焊件的平焊縫，其優點是熔池存在時間長，熔池金屬溫度高，有利於溶解在熔池中的氧、氮等氣體的析出，便於熔渣上浮。斜圓圈形運條法適用於平、仰位置T形接頭焊縫和對接接頭的橫焊縫，其優點是利於控制熔化金屬不受重力影響而產生下淌現象，有利於焊縫成形。

三、焊縫收尾

(1)劃圈收尾法。焊條移至焊道的終點時，利用手腕的動作做圓圈運動，直到填滿弧坑再拉斷電弧。該方法適用於厚板焊接，用於薄板焊接會有燒穿危險。

(2)反覆斷弧法。焊條移至焊道終點時，在弧坑處反覆熄弧、引弧數次，直到填滿弧坑為止。該方法適用於薄板及大電流焊接，但不適用於鹼性焊條，否則會產生氣孔。