電焊操作基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)材料前言電焊，作為一種重要的金屬連接工藝，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著不可或缺的地位。它通過電能轉(zhuǎn)化為熱能，使金屬材料局部熔化并實(shí)現(xiàn)原子間的結(jié)合，從而形成牢固的焊接接頭。本培訓(xùn)材料旨在為初學(xué)者及需要鞏固基礎(chǔ)的操作人員提供系統(tǒng)的電焊基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)調(diào)安全操作規(guī)范與基本技能要領(lǐng)，以期幫助學(xué)員建立正確的操作理念，掌握扎實(shí)的基本功，為后續(xù)的技能提升和安全生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。一、電焊概述1.1什么是電焊？電焊，即電弧焊接，是利用焊接電源提供的電能，通過電極與工件之間產(chǎn)生的電弧熱，將金屬加熱至熔化狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)材料連接的一種工藝方法。其核心是電弧的產(chǎn)生與控制。1.2電焊的基本原理當(dāng)電極（焊條或焊絲）與工件之間施加一定的電壓，并在兩者迅速分離或接觸瞬間，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧。電弧具有極高的溫度（通?？蛇_(dá)6000℃以上），能夠迅速熔化電極端部和工件待焊部位的金屬，形成熔池。同時(shí)，焊條藥皮或焊劑在電弧熱的作用下會(huì)產(chǎn)生氣體和熔渣，保護(hù)熔池免受空氣中氧氣、氮?dú)獾扔泻怏w的侵襲，并參與冶金反應(yīng)，改善焊縫質(zhì)量。隨著電極的移動(dòng)，熔池金屬冷卻凝固后，便形成了連續(xù)的焊縫，將工件連接為一體。1.3常見電焊方法簡(jiǎn)介工業(yè)中應(yīng)用的電焊方法多種多樣，各具特點(diǎn)。本培訓(xùn)主要圍繞最基礎(chǔ)、應(yīng)用最廣泛的焊條電弧焊（手工電弧焊）展開。其他常見方法還包括埋弧焊、氣體保護(hù)焊（如CO?氣體保護(hù)焊、氬弧焊）等，它們?cè)谠O(shè)備、工藝和應(yīng)用場(chǎng)景上各有側(cè)重。二、電焊常用設(shè)備與工具2.1焊接電源焊接電源是電焊的核心設(shè)備，其作用是提供穩(wěn)定的、具有一定特性的焊接電流和電壓。*類型：常用的有交流弧焊機(jī)和直流弧焊機(jī)（包括硅整流焊機(jī)、逆變焊機(jī)等）。逆變焊機(jī)因其高效、節(jié)能、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已得到廣泛應(yīng)用。*主要參數(shù)：輸出電流（安培，A）、輸出電壓（伏特，V），以及電流調(diào)節(jié)范圍。2.2焊炬與焊鉗*焊鉗：用于夾持焊條并傳導(dǎo)焊接電流，是焊條電弧焊的手持操作工具。應(yīng)保證良好的導(dǎo)電性、絕緣性和耐熱性，且重量輕、夾持焊條牢固、更換焊條方便。*注意：對(duì)于氣體保護(hù)焊等其他焊接方法，則使用相應(yīng)的焊炬（焊槍），其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，通常包含送絲機(jī)構(gòu)、氣體噴嘴等。2.3輔助工具*敲渣錘：用于清除焊后覆蓋在焊縫表面的熔渣。*鋼絲刷：用于清理焊前工件表面的鐵銹、油污及焊后焊縫表面的殘留熔渣和飛濺物。*角磨機(jī)：用于打磨坡口、清理焊根、修整焊縫外形或去除缺陷。*卷尺、劃規(guī)、石筆：用于工件的測(cè)量和劃線。*卡具、夾具：用于焊接過程中固定工件位置，防止變形。2.4個(gè)人防護(hù)用品（PPE）焊接作業(yè)存在多種危險(xiǎn)因素，必須正確佩戴和使用個(gè)人防護(hù)用品：*焊接面罩：保護(hù)眼睛和面部免受弧光、飛濺、火花和紫外線的傷害。應(yīng)選用帶有合適濾光鏡片的面罩。自動(dòng)變光面罩能根據(jù)弧光強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)鏡片明暗，使用更為便捷。*焊接手套：由耐高溫、耐磨的皮革制成，保護(hù)手部免受高溫、火花、紫外線和機(jī)械傷害。*焊接防護(hù)服：由阻燃材料制成，如皮革或厚棉布，保護(hù)身體免受火花、飛濺和弧光灼傷。*焊接皮鞋/安全鞋：保護(hù)腳部免受墜落物砸傷和火花灼傷，鞋底應(yīng)具有防滑功能。*耳塞/耳罩：在噪音較大的環(huán)境下作業(yè)時(shí)使用，保護(hù)聽力。*防塵口罩/呼吸器：在通風(fēng)不良或焊接產(chǎn)生大量煙塵的環(huán)境中使用，防止吸入有害煙塵。三、焊接材料基礎(chǔ)知識(shí)3.1焊條的組成與作用焊條電弧焊使用的焊接材料為焊條，焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。*焊芯：焊條中被藥皮包覆的金屬芯。其作用一是作為電極傳導(dǎo)電流并產(chǎn)生電?。欢侨刍笞鳛樘畛浣饘?，與熔化的母材共同形成焊縫。焊芯的化學(xué)成分直接影響焊縫的質(zhì)量。*藥皮：壓涂在焊芯表面的涂料層。其主要作用包括：*穩(wěn)弧作用：使電弧易于引燃并保持穩(wěn)定燃燒。*保護(hù)作用：產(chǎn)生氣體（如CO?、H?等）和熔渣，隔絕空氣對(duì)熔池金屬的有害影響。*冶金作用：通過脫氧、脫硫、脫磷以及合金化等反應(yīng)，改善焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能。*改善焊接工藝性能：如減少飛濺、易于脫渣、改善焊縫成形等。3.2焊條的分類與型號(hào)焊條種類繁多，可按用途（如結(jié)構(gòu)鋼焊條、不銹鋼焊條、鑄鐵焊條等）、熔渣特性（酸性焊條、堿性焊條）等進(jìn)行分類。*型號(hào)表示方法：以常用的結(jié)構(gòu)鋼焊條為例（GB/T5117標(biāo)準(zhǔn)），如“E4303”。*“E”表示焊條。*前兩位數(shù)字“43”表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位為MPa。*第三位數(shù)字“0”表示適用的焊接位置，“0”表示全位置焊接。*第四位數(shù)字“3”與第三位數(shù)字組合表示藥皮類型和焊接電源種類，“03”表示鈦鈣型藥皮，交直流兩用。*選用原則：應(yīng)根據(jù)被焊工件的材質(zhì)、焊接結(jié)構(gòu)的受力情況、焊接方法以及工作環(huán)境等因素綜合選擇合適的焊條型號(hào)和規(guī)格。四、焊接前的準(zhǔn)備工作充分的焊前準(zhǔn)備是保證焊接質(zhì)量和安全的重要環(huán)節(jié)。4.1坡口準(zhǔn)備與接頭形式*坡口：根據(jù)工件厚度和焊接方法的要求，對(duì)工件待焊部位進(jìn)行加工，形成一定幾何形狀的溝槽，稱為坡口。其目的是保證焊透，獲得良好的焊縫成形。常用的坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口等。*接頭形式：常見的焊接接頭形式有對(duì)接接頭、角接接頭、T形接頭和搭接接頭等。（此處可配圖說明幾種常見接頭形式）4.2工件的清理焊前必須徹底清理工件坡口及其兩側(cè)至少20mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污、水分、氧化皮、漆皮等雜質(zhì)，以防止產(chǎn)生氣孔、夾渣等焊接缺陷。清理方法包括機(jī)械清理（鋼絲刷、角磨機(jī)打磨、噴砂）和化學(xué)清理（酸洗、堿洗）等。4.3焊條的烘干與保管*烘干：許多焊條（尤其是堿性焊條）在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中會(huì)吸收空氣中的水分，焊前必須進(jìn)行烘干，以去除水分，防止焊縫產(chǎn)生氣孔。烘干溫度和時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格按照焊條說明書的規(guī)定進(jìn)行。*保管：焊條應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、防潮的專用焊條庫房?jī)?nèi)，按種類、型號(hào)、規(guī)格和入庫時(shí)間分類堆放，并做好標(biāo)識(shí)。4.4焊接設(shè)備的檢查與連接*檢查：作業(yè)前應(yīng)檢查焊接電源是否正常，接地是否良好，電纜有無破損，焊鉗、地線夾是否完好。*連接：正確連接焊接電纜，將焊鉗電纜接至電源輸出的“+”或“-”極（根據(jù)焊條類型和焊接工藝要求選擇直流正接或反接，交流焊機(jī)則無極性之分），地線電纜通過地線夾牢固連接在工件或焊接平臺(tái)上。五、基本焊接操作技術(shù)5.1引弧引弧是焊接過程的開始，其目的是在焊條與工件之間建立穩(wěn)定的電弧。常用的引弧方法有：*劃擦法：類似于劃火柴的動(dòng)作，將焊條末端在工件表面輕輕劃擦一下，隨即迅速將焊條提起2-4mm，即可引燃電弧。*直擊法：將焊條末端垂直對(duì)準(zhǔn)工件待焊部位，輕輕敲擊工件表面，然后迅速將焊條提起2-4mm，建立電弧。此法不易劃傷工件，但初學(xué)者較難掌握。*注意：引弧后應(yīng)保持穩(wěn)定的電弧長(zhǎng)度和焊接電流。5.2運(yùn)條電弧引燃后，進(jìn)入正常焊接階段。運(yùn)條是焊接操作的核心，它由三個(gè)基本動(dòng)作組成，并相互配合：*焊條的送進(jìn)：為維持穩(wěn)定的電弧長(zhǎng)度，隨著焊條的熔化，需不斷將焊條向熔池方向送進(jìn)。*焊條的橫向擺動(dòng)：為獲得一定寬度的焊縫，焊條需在焊縫方向上作橫向擺動(dòng)。擺動(dòng)的幅度和頻率根據(jù)焊縫寬度、坡口形式和焊接層次要求而定。常見的運(yùn)條擺動(dòng)方法有直線形、直線往返形、鋸齒形、月牙形、三角形、圓圈形等。*焊條沿焊接方向的移動(dòng)：即焊條均勻地向前移動(dòng)，控制焊接速度，以保證焊縫的熔深和熔寬均勻一致。5.3焊縫的起頭、運(yùn)條與收尾*起頭：焊縫開始處易因溫度較低而造成熔深不足、焊縫高度不夠等缺陷。可采用拉長(zhǎng)電弧對(duì)起焊處進(jìn)行預(yù)熱，或適當(dāng)加大運(yùn)條幅度和停留時(shí)間。*運(yùn)條過程：保持焊條角度（與工件的夾角）和電弧長(zhǎng)度穩(wěn)定，均勻移動(dòng)。*收尾：焊縫結(jié)束時(shí)，若處理不當(dāng)易產(chǎn)生弧坑、裂紋或氣孔。常用的收尾方法有：*劃圈收弧法：在焊縫末端作圓圈運(yùn)動(dòng)，逐漸填滿弧坑后斷弧。*反復(fù)斷弧收弧法：在焊縫末端，將電弧快速多次熄滅和引燃，直至填滿弧坑。此法適用于酸性焊條。*回焊收弧法：在焊縫末端，將電弧稍微拉長(zhǎng)，然后將焊條向焊接方向的反方向回焊一小段距離，然后斷弧。此法適用于堿性焊條，可防止產(chǎn)生氣孔。5.4焊接位置根據(jù)焊縫在空間的位置，焊接可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊，俗稱“全位置焊接”。*平焊：焊縫位于水平位置，操作最容易，勞動(dòng)條件好，焊縫質(zhì)量易保證，是初學(xué)者首先應(yīng)掌握的焊接位置。*立焊：焊縫沿垂直方向，焊接難度較大，需采用較小的焊接電流和短電弧，運(yùn)條方式多采用向上或向下的直線往返形或鋸齒形。*橫焊：焊縫沿水平方向，介于平焊和立焊之間，需控制熔池金屬不下墜，焊條角度和運(yùn)條方法有特定要求。*仰焊：焊工仰視工件進(jìn)行焊接，操作最困難，熔池金屬易下墜，保護(hù)困難，需采用小電流、短電弧、快速焊的方法，并確保良好的保護(hù)。六、焊接缺陷的識(shí)別與預(yù)防（初級(jí)）焊接過程中，由于操作不當(dāng)、參數(shù)選擇不合理、材料或環(huán)境因素影響，可能產(chǎn)生各種焊接缺陷。常見的焊接缺陷有：*氣孔：焊縫內(nèi)部或表面出現(xiàn)的圓形或橢圓形孔洞。主要原因：工件或焊條未清理干凈（油污、鐵銹、水分）、焊條未烘干、電弧過長(zhǎng)、焊接速度過快、保護(hù)不良等。*夾渣：焊縫中殘留的熔渣。主要原因：坡口角度或間隙過小、運(yùn)條不當(dāng)（如擺動(dòng)不充分、停留時(shí)間不足）、熔渣黏稠不易浮出、多層焊時(shí)前一層熔渣未清理干凈等。*未焊透：焊縫根部或?qū)娱g未完全熔合的現(xiàn)象。主要原因：焊接電流過小、焊接速度過快、坡口角度或間隙過小、焊條角度不當(dāng)、電弧偏吹等。*未熔合：焊縫金屬與母材或焊縫金屬層間未完全熔合的現(xiàn)象。原因與未焊透類似，也可能因焊條偏離坡口邊緣、電流過小等。*焊瘤：焊縫表面出現(xiàn)的金屬瘤狀突起，是熔化金屬下墜形成的。主要原因：焊接電流過大、電弧過長(zhǎng)、焊接速度過慢、運(yùn)條不當(dāng)、立焊或仰焊時(shí)更易產(chǎn)生。*咬邊：焊縫邊緣母材被電弧熔化后未得到填充而形成的凹陷。主要原因：焊接電流過大、電弧過長(zhǎng)、焊條角度不當(dāng)、運(yùn)條速度過快或在坡口邊緣停留時(shí)間過短。*裂紋：焊縫或熱影響區(qū)出現(xiàn)的局部破裂。裂紋是最危險(xiǎn)的缺陷，需嚴(yán)格防止。產(chǎn)生原因復(fù)雜，可能與材料選擇不當(dāng)、焊接工藝參數(shù)不合理（如冷卻速度過快）、應(yīng)力過大、焊后熱處理不當(dāng)?shù)扔嘘P(guān)。預(yù)防措施：針對(duì)上述缺陷產(chǎn)生的原因，通過嚴(yán)格執(zhí)行焊前準(zhǔn)備要求、合理選擇焊接參數(shù)、提高操作技能、加強(qiáng)過程控制等方法，可以有效預(yù)防和減少焊接缺陷的產(chǎn)生。七、焊接安全與防護(hù)焊接作業(yè)存在觸電、火災(zāi)、爆炸、灼傷、中毒、粉塵和弧光傷害等多種風(fēng)險(xiǎn)，必須將安全放在首位。7.1觸電防護(hù)*焊接設(shè)備必須有良好的接地或接零保護(hù)。*定期檢查電纜、焊鉗、插頭等是否有破損，絕緣是否良好。*操作人員應(yīng)穿絕緣鞋，戴絕緣手套，保持干燥。*嚴(yán)禁在潮濕環(huán)境、金屬容器內(nèi)或狹小空間內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)而不采取特殊的絕緣和監(jiān)護(hù)措施。7.2防火防爆*焊接作業(yè)點(diǎn)周圍10米內(nèi)不得有易燃易爆物品（如油漆、汽油、木材、氧氣瓶、乙炔瓶等）。*高空作業(yè)時(shí)，下方應(yīng)設(shè)置接火斗，防止火花濺落引燃下方物品。*作業(yè)結(jié)束后，必須仔細(xì)檢查現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)無火種后方可離開。*氧氣瓶、乙炔瓶（或其他可燃?xì)怏w氣瓶）應(yīng)按規(guī)定距離分開存放和使用，遠(yuǎn)離火源，避免暴曬和劇烈撞擊。7.3弧光與煙塵防護(hù)*必須正確佩戴焊接面罩和防護(hù)眼鏡，防止弧光灼傷眼睛和皮膚。*焊接作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)保持良好通風(fēng)，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置局部排風(fēng)裝置或使用焊接煙塵凈化器。*在通風(fēng)不良的封閉或半封閉空間作業(yè)時(shí)，必須使用強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備，并佩戴合適的呼吸器。*避免長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)焊接，注意輪換作業(yè)，保護(hù)呼吸系統(tǒng)。7.4其他安全注意事項(xiàng)*工作前應(yīng)檢查作業(yè)環(huán)境是否安全，確認(rèn)無隱患后方可開始作業(yè)。*禁止在帶有壓力或裝有易燃易爆介質(zhì)的容器、管道上進(jìn)行焊接。*焊接設(shè)備的安裝、檢修和故障排除應(yīng)由專業(yè)電工進(jìn)行。*遵守操作規(guī)程，不違章作業(yè)。八、焊接質(zhì)量的初步判斷對(duì)于初級(jí)焊工，應(yīng)能對(duì)焊縫外觀質(zhì)量進(jìn)行初步判斷：*焊縫外形：焊縫應(yīng)均勻、平滑，焊波整齊，過渡圓滑。焊縫寬度和余高應(yīng)符合要求，無明顯寬窄不