電焊

電焊是指利用電能，通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的焊接方法。用于電焊的加工設(shè)備叫電焊機(jī)。

中文名:電焊

英文名:electric welding

發(fā)展時(shí)間:19世紀(jì)末

設(shè) 備:電焊機(jī)

應(yīng) 用:機(jī)械、電子、建筑等行業(yè)

學(xué) 科:機(jī)械工程

電焊是利用焊條通過電弧高溫融化金屬部件需要連接的地方而實(shí)現(xiàn)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(jī)里的變壓器降低電壓，增強(qiáng)電流，并使電能產(chǎn)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。電弧焊是應(yīng)用最廣泛的焊接方法，包括手弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊等。因電弧焊使用電源，其產(chǎn)生的高溫電弧容易引發(fā)火災(zāi)爆炸，危險(xiǎn)I生較大。

電焊是材料連接加工中的一種經(jīng)濟(jì)、適用、技術(shù)先進(jìn)的方法。用電焊幾乎可實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)以小拼大，制成大型的、經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)；可以在結(jié)構(gòu)的不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特點(diǎn)；電焊件具有氣密性好、重量輕的特點(diǎn)；用電焊還可實(shí)現(xiàn)超薄、超細(xì)材料之間的焊接。

發(fā)展

電焊是在19世紀(jì)末隨著電力工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。

1885年俄國H.H.別納爾多斯發(fā)現(xiàn)了碳極電弧。

1887年美國E.湯姆森（Elihu Thomson）發(fā)明了用于薄板焊接的電阻焊。

20世紀(jì)初，手弧焊已進(jìn)入實(shí)用階段。20年代美國制成了自動(dòng)電弧焊機(jī)。

1930年美國發(fā)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(hù)焊，以及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊相繼在美國和蘇聯(lián)問世，促進(jìn)了氣體保護(hù)電弧焊的應(yīng)用和發(fā)展。

1951年蘇聯(lián)發(fā)明了電渣焊，成為大厚度焊件的高效焊接方法。

50年代中，超聲波焊、摩擦焊和擴(kuò)散焊又相繼在美國和蘇聯(lián)問世。50年代末和60年代中出現(xiàn)的等離子弧焊、電子束焊和激光焊標(biāo)志著高功率密度熔焊的發(fā)展，使得許多難以用其他方法焊接的材料和結(jié)構(gòu)得以焊接。

如今電焊已廣泛用于機(jī)械、電子、建筑、船舶、航天、航空、能源等各工業(yè)部門中。電焊鋼結(jié)構(gòu)件的重量已占世界鋼產(chǎn)量的約45%。鋁和鋁合金的焊接結(jié)構(gòu)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(shè)備和電焊用材料將得到進(jìn)一步開發(fā)，焊接工藝性能和焊接質(zhì)量將提高和改善；另一方面焊接過程的機(jī)械化自動(dòng)化水平將會(huì)進(jìn)一步提高，焊接機(jī)器人和焊接機(jī)械手將進(jìn)一步推廣。

焊接方法

焊接方法根據(jù)焊接時(shí)加熱和加壓情況的不同，通常分熔焊、壓焊和釬焊三類。

熔焊是在焊接過程中將焊件接縫處金屬加熱到熔化狀態(tài)，一般不加壓力而完成焊接的方法。熔焊時(shí)，熱源將焊件接縫處的金屬和必要時(shí)添加的填充金屬迅速熔化形成熔池，熔池隨熱源的移動(dòng)而延伸，冷卻后形成焊縫。利用電能的熔焊，根據(jù)電加熱的方法不同，分為電弧焊、電渣焊、電子束焊和激光焊幾種。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）使焊件接縫連接在一起的焊接方法。在壓焊過程中一般不加填充金屬。壓焊根據(jù)焊接機(jī)理的不同可分為電阻焊、高頻焊、擴(kuò)散焊、摩擦焊、超聲波焊等。其中以電阻焊應(yīng)用最廣。多數(shù)壓焊方法沒有熔化過程，沒有像熔焊那樣有有益合金元素?zé)龘p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。

釬焊是用熔點(diǎn)比焊件低的材料(釬料)熔化后粘連焊件，冷卻后使焊件接縫連接在一起的焊接方法。

基本操作

電焊操作是在面罩下觀察和進(jìn)行的。由于視野不清，工作條件較差，因此要保證焊接質(zhì)量，不僅要有較為熟練的操作技術(shù)，還應(yīng)高度集中注意力。

焊接前，應(yīng)把工件接頭兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的表面清理干凈（如消除鐵銹、油污、水分），并使焊條芯的端部金屬外露，以便進(jìn)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(xué)者引弧操作。

一、引弧

(1)劃擦法。先將焊條對(duì)準(zhǔn)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，然后迅速將焊條提起2～4mm，并使之穩(wěn)定燃燒。

(2)敲擊法。將焊條末端對(duì)準(zhǔn)焊件，然后手腕下彎，使焊條輕微碰一下焊件，再迅速將焊條提起2～4mm，引燃電弧后手腕放平，使電弧保持穩(wěn)定燃燒。這種引弧方法不會(huì)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采用的引弧方法。但這種引弧方法操作不易掌握，需提高熟練程度。

二、運(yùn)條

運(yùn)條是焊接過程中最重要的環(huán)節(jié)，它直接影響焊縫的外表成形和內(nèi)在質(zhì)量。電弧引燃后，在正常操作面上焊條有幾個(gè)基本運(yùn)動(dòng)：朝熔池方向逐漸送進(jìn)、沿焊接方向逐漸移動(dòng)、橫向擺動(dòng)。

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

(2)直線往復(fù)運(yùn)條法。采用這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條末端沿焊縫的縱向做來回?cái)[動(dòng)。它的特點(diǎn)是焊接速度快，焊縫窄，散熱快。它適用于薄板和接頭間隙較大的多層焊的第一層焊。

(3)鋸齒形運(yùn)條法。采用這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條末端做鋸齒形連續(xù)擺動(dòng)及向前移動(dòng)，并在兩邊稍停片刻。擺動(dòng)的目的是為了控制熔化金屬的流動(dòng)和得到必要的焊縫寬度，以獲得較好的焊縫成形。這種運(yùn)條方法在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣，多用于厚鋼板的焊接，平焊、仰焊、立焊的對(duì)接接頭和立焊的角接接頭。

(4)月牙形運(yùn)條法。采用這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條的末端沿著焊接方向做月牙形的左右擺動(dòng)。擺動(dòng)的速度要根據(jù)焊縫的位置、接頭形式、焊縫寬度和焊接電流值來決定。同時(shí)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(yùn)條方法的特點(diǎn)是金屬熔化良好，有較長的保溫時(shí)間，氣體容易析出，熔渣也易于浮到焊縫表面上來，焊縫質(zhì)量較高，但焊出來的焊縫余高較高。這種運(yùn)條方法的應(yīng)用范圍和鋸齒形運(yùn)條法基本相同。

(5)三角形運(yùn)條法。采用這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條末端做連續(xù)三角形運(yùn)動(dòng)，并不斷向前移動(dòng)。按照擺動(dòng)形式的不同，可分為斜三角形和正三角形兩種，斜三角形運(yùn)條法適用于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(yōu)點(diǎn)是能夠借焊條的擺動(dòng)來控制熔化金屬，促使焊縫成形良好。正三角形運(yùn)條法只適用于開坡口的對(duì)接接頭和T形接頭焊縫的立焊，特點(diǎn)是能一次焊出較厚的焊縫斷面，焊縫不易產(chǎn)生夾渣等缺陷，有利于提高生產(chǎn)效率。

(6)圓圈形運(yùn)條法。采用這種運(yùn)條方法焊接時(shí)．焊條末端連續(xù)做正圓圈或斜圓圈形運(yùn)動(dòng)，并不斷前移。正圓圈形運(yùn)條法適用于焊接較厚焊件的平焊縫，其優(yōu)點(diǎn)是熔池存在時(shí)間長，熔池金屬溫度高，有利于溶解在熔池中的氧、氮等氣體的析出，便于熔渣上浮。斜圓圈形運(yùn)條法適用于平、仰位置T形接頭焊縫和對(duì)接接頭的橫焊縫，其優(yōu)點(diǎn)是利于控制熔化金屬不受重力影響而產(chǎn)生下淌現(xiàn)象，有利于焊縫成形。

三、焊縫收尾

(1)劃圈收尾法。焊條移至焊道的終點(diǎn)時(shí)，利用手腕的動(dòng)作做圓圈運(yùn)動(dòng)，直到填滿弧坑再拉斷電弧。該方法適用于厚板焊接，用于薄板焊接會(huì)有燒穿危險(xiǎn)。