電焊理論技巧講解日期:演講人：目錄01電焊基礎(chǔ)原理02焊接方法與適用場景03焊接材料特性04工藝參數(shù)控制05缺陷預(yù)防與質(zhì)量控制06安全操作規(guī)范電焊基礎(chǔ)原理01焊接熱源與冶金過程電弧熱源特性合金元素過渡與稀釋率冶金反應(yīng)與氣體保護(hù)焊接電弧作為主要熱源，其溫度可達(dá)6000℃以上，能夠瞬間熔化金屬。電弧穩(wěn)定性、極性與能量分布直接影響熔深和焊縫成形，需根據(jù)材料厚度和焊接位置調(diào)整參數(shù)。焊接過程中金屬與周圍氣體（如氧氣、氮?dú)猓┌l(fā)生氧化、氮化反應(yīng)，需通過焊條藥皮或保護(hù)氣體（如CO?、Ar）隔絕空氣，防止氣孔和夾渣缺陷。填充金屬與母材熔化后形成熔池，合金元素（如Mn、Si）的過渡比例影響焊縫力學(xué)性能，需控制熱輸入以優(yōu)化稀釋率。熔池形成與控制要素熔池動(dòng)態(tài)行為熔池在電弧力、重力和表面張力作用下形成流動(dòng)，其形狀和尺寸受電流、電壓、焊接速度及工件傾角影響，需通過參數(shù)匹配避免未熔合或燒穿。熱輸入與冷卻速率過高熱輸入導(dǎo)致晶粒粗化，過低則易產(chǎn)生冷裂紋，需平衡焊接電流（如150-300A）與行走速度（5-20cm/min），配合預(yù)熱或后熱工藝。熔渣與氣體逸出熔池凝固前需確保熔渣上浮和氣體排出，通過擺動(dòng)焊槍或調(diào)整保護(hù)氣體流量（如15-25L/min）減少夾渣和氣孔風(fēng)險(xiǎn)。焊縫結(jié)晶與組織特性柱狀晶與等軸晶形成熔池邊緣因快速冷卻形成柱狀晶，中心區(qū)域冷卻較慢易生成等軸晶。通過添加細(xì)化劑（如Ti、B）或脈沖焊接可優(yōu)化晶粒結(jié)構(gòu)。熱影響區(qū)（HAZ）性能變化母材靠近熔合線區(qū)域經(jīng)歷相變，可能出現(xiàn)硬化或軟化，需控制層間溫度（如低碳鋼≤200℃）和焊后熱處理以改善韌性。殘余應(yīng)力與變形控制焊縫收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，需采用對(duì)稱焊接、反變形法或振動(dòng)時(shí)效工藝降低變形，尤其對(duì)厚板（>10mm）和多道焊至關(guān)重要。焊接方法與適用場景02電弧焊（SMAW）核心技巧焊條角度控制保持焊條與工件呈70°-80°夾角，確保熔池穩(wěn)定性和焊縫成形質(zhì)量，避免夾渣或未熔合缺陷。焊接過程中需根據(jù)焊縫位置（平焊/立焊/仰焊）動(dòng)態(tài)調(diào)整角度。01電流參數(shù)匹配依據(jù)焊條直徑（如2.5mm/3.2mm/4.0mm）選擇對(duì)應(yīng)電流范圍（60-100A/90-140A/140-220A），厚板焊接需采用多層多道焊工藝，每層焊道厚度不超過4mm。運(yùn)條手法選擇直線型運(yùn)條適用于薄板對(duì)接，鋸齒形運(yùn)條適合填充層焊接，月牙形運(yùn)條則用于蓋面層以改善焊縫外觀。高溫合金焊接需配合擺動(dòng)停頓手法保證合金元素過渡。起弧與收弧處理采用劃擦法或直擊法起弧，收弧時(shí)需填滿弧坑并延遲斷弧，不銹鋼焊接需使用收弧電流衰減功能防止弧坑裂紋。020304MIG焊推薦Ar+20%CO?混合氣體流量12-18L/min，鋁合金TIG焊需100%氬氣保護(hù)，流量8-12L/min。焊接前需提前3秒送氣排除管路空氣。氣體參數(shù)優(yōu)化不銹鋼薄板推薦50-150Hz低頻脈沖，鋁材焊接采用150-400Hz高頻脈沖以破碎氧化膜。峰值電流與基值電流比控制在3:1可減少熱輸入變形。脈沖參數(shù)設(shè)定MIG焊保持15°-20°推槍角度，TIG焊鎢極尖端需磨削30°錐度并伸出噴嘴4-6mm。管道全位置焊接時(shí)需每30°調(diào)整一次焊槍空間角度。焊槍姿態(tài)控制010302氣體保護(hù)焊（GMAW/TIG）操作要點(diǎn)通過熔池寬度判斷穿透情況（碳鋼熔池寬度應(yīng)為坡口寬度+2mm），鈦合金焊接時(shí)熔池應(yīng)呈現(xiàn)銀亮色，出現(xiàn)彩色氧化需立即調(diào)整保護(hù)氣罩。熔池觀察技巧04特種焊法應(yīng)用場景選擇激光-電弧復(fù)合焊適用于汽車白車身焊接（板厚0.8-2.0mm），激光功率3-6kW配合MIG電弧可實(shí)現(xiàn)30m/min高速焊接，熱影響區(qū)比傳統(tǒng)方法減少60%。摩擦攪拌焊（FSW）航天用鋁合金儲(chǔ)箱焊接首選，轉(zhuǎn)速800-1600rpm下可實(shí)現(xiàn)8-25mm厚板無坡口對(duì)接，接頭強(qiáng)度系數(shù)達(dá)母材90%以上。電子束焊核電站蒸汽發(fā)生器管板焊接關(guān)鍵工藝，真空環(huán)境下150kV加速電壓可焊透300mm厚不銹鋼，焊縫深寬比可達(dá)20:1。爆炸焊適用于鈦-鋼復(fù)合板制造，爆速2000-2500m/s時(shí)能實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度超過210MPa，常用于化工設(shè)備襯里制造。焊接材料特性03焊條/焊絲選型原則焊條或焊絲的化學(xué)成分需與母材高度匹配，確保焊接接頭的力學(xué)性能和耐腐蝕性達(dá)到設(shè)計(jì)要求，避免因材料不兼容導(dǎo)致裂紋或脆化。母材匹配性根據(jù)焊接方法（如手工電弧焊、MIG/MAG焊）選擇相應(yīng)焊材，例如低氫型焊條適用于高強(qiáng)度鋼，而鋁焊絲需配合專用送絲系統(tǒng)。焊接工藝適應(yīng)性針對(duì)高溫、低溫或腐蝕性環(huán)境，選用特殊合金焊材（如鎳基焊絲用于耐蝕場合），并考慮焊后熱處理對(duì)性能的影響。工況環(huán)境要求在滿足性能前提下，優(yōu)選性價(jià)比高的焊材，同時(shí)評(píng)估其熔敷效率（如藥芯焊絲熔深大，適合厚板焊接）。經(jīng)濟(jì)性與效率平衡保護(hù)氣體作用與配比純氬氣用于鋁、鎂等活潑金屬焊接，隔絕氧氣防止焊縫氧化；氦氣可提升電弧溫度，改善熔深。惰性氣體防氧化Ar+CO?混合氣（比例通常為80%/20%）兼顧電弧穩(wěn)定性和熔池流動(dòng)性，適用于碳鋼MAG焊；Ar+O?（1-5%O?）細(xì)化不銹鋼焊縫晶粒。氮?dú)庥糜陔p相不銹鋼焊接以維持相平衡，氫氣在特定比例下可提高銅焊的導(dǎo)熱性?；旌蠚怏w優(yōu)化工藝高純度氣體（≥99.99%）減少氣孔缺陷，流量需根據(jù)噴嘴直徑和焊接電流調(diào)整（如15-25L/min），避免保護(hù)不足或紊流。氣體純度與流量控制01020403特殊氣體應(yīng)用焊劑功能與匹配標(biāo)準(zhǔn)4環(huán)保與健康考量3電弧穩(wěn)定性調(diào)節(jié)2合金元素過渡1熔渣保護(hù)與脫渣性低煙塵焊劑減少有害氣體（如氟化氫）釋放，同時(shí)需滿足無鉛、無鎘等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。通過焊劑向焊縫添加錳、硅等合金元素，補(bǔ)償燒損并改善力學(xué)性能，需根據(jù)母材成分精確調(diào)控添加量。焊劑中的氟化物和金屬氧化物可穩(wěn)定電?。ㄈ鏑aF?降低電弧阻抗），尤其適用于埋弧焊高速工藝。焊劑熔化后形成熔渣覆蓋焊縫，防止氧化并減緩冷卻速度；需選擇脫渣性好的焊劑（如燒結(jié)型焊劑）以提升效率。工藝參數(shù)控制04電流電壓匹配技巧精確匹配材料特性根據(jù)焊材厚度、類型及焊接位置（平焊、立焊等）調(diào)整電流電壓，例如薄板需低電流防燒穿，厚板需高電流保證熔深。協(xié)同脈沖技術(shù)應(yīng)用在鋁合金或不銹鋼焊接中，采用脈沖電流與基值電流交替模式，減少熱輸入并提升焊縫成形質(zhì)量。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電弧穩(wěn)定性通過觀察電弧形態(tài)（如弧長、聲音）實(shí)時(shí)微調(diào)參數(shù)，避免電壓過高導(dǎo)致飛濺或電流不足導(dǎo)致未熔合。焊接速度與角度優(yōu)化速度與熱輸入平衡過快焊接易導(dǎo)致熔深不足或氣孔，過慢則引發(fā)燒穿或變形，需通過試焊確定最佳速度（如碳鋼推薦0.3-0.5m/min）。焊槍角度控制平焊時(shí)保持10°-15°后傾角以增強(qiáng)熔池流動(dòng)性，角焊時(shí)采用45°對(duì)稱角度確保兩側(cè)母材均勻熔合。多道焊軌跡規(guī)劃厚板多層焊時(shí)采用鋸齒形或月牙形運(yùn)條，避免直線焊接導(dǎo)致的應(yīng)力集中和未焊透缺陷。層間溫度管控方法預(yù)加熱與緩冷措施對(duì)高碳鋼或合金鋼焊前預(yù)熱至規(guī)定范圍（如150-200℃），焊后覆蓋保溫棉延緩冷卻速率，防止冷裂紋。紅外測溫儀監(jiān)控每道焊縫完成后立即測量層間溫度，確保不超過材料允許上限（如Q345鋼限250℃），避免晶粒粗化。間歇焊接散熱控制長焊縫分段施焊或跳焊，利用自然散熱降低累積熱輸入，減少變形和冶金組織劣化風(fēng)險(xiǎn)。缺陷預(yù)防與質(zhì)量控制05常見焊接缺陷成因分析咬邊與焊瘤電弧電壓過高或焊槍角度不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致母材邊緣熔化過度形成咬邊，而運(yùn)條不穩(wěn)則易在焊縫表面堆積多余金屬形成焊瘤。裂紋產(chǎn)生機(jī)理受焊接應(yīng)力、氫致脆化或材料淬硬性影響，焊縫或熱影響區(qū)易出現(xiàn)冷裂紋、熱裂紋或再熱裂紋，需嚴(yán)格控制預(yù)熱及后熱工藝。未熔合與未焊透由于焊接電流不足、焊速過快或坡口角度設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致母材與焊縫金屬未能充分熔合，形成界面缺陷。氣孔/夾渣防治措施采用高純度惰性氣體（如氬氣）并確保流量穩(wěn)定，減少空氣侵入；焊接前徹底清理工件表面的油污、水分及氧化膜。氣體保護(hù)優(yōu)化焊材預(yù)處理工藝參數(shù)調(diào)整焊條或焊絲需按規(guī)定烘干，避免藥皮受潮釋放氫氣；多層焊時(shí)逐層清渣，防止熔渣殘留形成夾渣。合理匹配電流、電壓與焊接速度，保證熔池充分逸出氣體；采用短弧操作以減少氮?dú)饪罪L(fēng)險(xiǎn)。焊縫無損檢測要點(diǎn)射線檢測（RT）通過X射線或γ射線透照焊縫內(nèi)部，精準(zhǔn)識(shí)別氣孔、夾渣等體積型缺陷，需注意底片靈敏度與曝光參數(shù)校準(zhǔn)。超聲波檢測（UT）利用高頻聲波反射特性檢測裂紋、未熔合等面狀缺陷，要求探頭頻率與耦合劑選擇符合標(biāo)準(zhǔn)，操作人員需具備資質(zhì)。磁粉檢測（MT）適用于鐵磁性材料表面及近表面缺陷檢測，需規(guī)范磁化電流與磁懸液濃度，確保裂紋顯示清晰度。滲透檢測（PT）通過顯像劑吸附滲透液檢測表面開口缺陷，需嚴(yán)格控制清洗時(shí)間與顯像劑涂層厚度，避免誤判。安全操作規(guī)范06防護(hù)裝備使用標(biāo)準(zhǔn)焊接面罩與護(hù)目鏡必須選用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)變光焊接面罩或?qū)Ｓ米o(hù)目鏡，確保過濾強(qiáng)光與紫外線，避免電弧灼傷眼睛及面部皮膚。防火防護(hù)服呼吸防護(hù)設(shè)備穿戴阻燃材質(zhì)的焊接防護(hù)服，覆蓋全身皮膚，防止飛濺火花引燃衣物，同時(shí)需配備耐高溫手套及高筒防護(hù)鞋。在密閉或通風(fēng)不良環(huán)境中作業(yè)時(shí)，需使用帶有活性炭濾芯的防塵口罩或正壓式呼吸器，避免吸入焊接煙塵與金屬氧化物顆粒。123有害氣體與輻射防護(hù)焊接煙塵控制采用局部排風(fēng)裝置或整體通風(fēng)系統(tǒng)，及時(shí)稀釋并排出焊接過程中產(chǎn)生的鋅、鉛、鎘等有毒金屬煙霧，降低肺部疾病風(fēng)險(xiǎn)。惰性氣體泄漏監(jiān)測使用氬氣、二氧化碳等保護(hù)氣體時(shí)，需配備氣體檢測儀，防止因氣體泄漏導(dǎo)致缺氧或窒息事故。紫外線與紅外線屏蔽設(shè)置可移動(dòng)式焊接屏風(fēng)或隔離簾，減少電弧輻射對(duì)周圍人員的傷害，非作業(yè)人員需保持