第五章 手工电弧焊焊接工艺
适用范围：本工艺适用于钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工艺。工艺规定了一般低碳钢、普通低合金钢的手工电弧焊的基本要求。凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件的手工电弧焊均应按本工艺规定执行。
第一节 材料要求
5.1.1钢材应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。如果用其它钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。 5.1.2焊条选用原则
1. 符合使用要求 焊缝金属的性能要符合使用要求（达到设计要求），一般要求焊缝金属的力学性能，包括抗拉强度，塑性和冲击韧性达到母材金属标准规定的性能指标的下限值。 2. 尽量降低成本 尽量选用生产率高成本低的焊条，即“低成本”原则。 3. 结构钢焊条的选择
1） 根据母材的抗拉强度，按照“等强”原则选择抗拉强度级别相同的焊条。由于熔敷金属的抗拉强度比焊条牌号的名义强度高不少，在焊接高强钢时因母材熔入影响，焊缝金属实际抗拉强度比焊条牌号的名义强度高得多。因此，可以选用抗拉强度低一等级的焊条，使焊缝金属与母材实际等强。
2） 对于易裂的母材或结构(碳当量较高或工作厚度大、结构刚性大、施焊环境温度低)，对于塑性、韧性要求高的重要结构，应选用塑性韧性好、含氢量低及抗裂性能好的碱性焊条(即低氢焊条)。最好选用高韧性、超低氢焊条，以提高接头的抗冷裂性能。
3） 对于管道焊接、立向下焊接、底层焊缝、盖面焊缝等，最好相应选用管道焊接专用焊条、立向下焊条、底层焊条和盖面焊条等。
4） 应选用碱性焊条(即低氢焊条)而无直流焊接电源时，可选用低氢钾型焊条。 5） 对于接头由不同强度的钢材组成，则按强度较低的钢材选用焊条。 6）大型结构，可选用熔敷速度较高的铁粉焊条。 4.铸铁焊条的选择
根据铸铁种类、工件的使用要求和加工要求等，选择符合要求的成本低的铸铁焊条。 5.焊件坡口形式的选择
要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊条，提高劳动生产率，降低成本。一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。
7.不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差(???1)不超过表5.1.2规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择；否则应在厚板上作出如表中图示的单面a）或双面削薄b），其削薄长度L≥3(???1)。
表5.1.2
较薄板厚度?1（mm） 允许厚度差（???1）（mm） ≥2~5 1 ＞5~9 2 ＞9~12 3 ＞12 4 - 1 -
?1??1a)b) 第二节 主要机具
5.2.1 主要机具（见表5.2.1.1 5.2.1.2）
表5.2.1.1 焊接用机械设备表 设备名称 电动空压机 柴油发电机 直流焊机 根据工程实际情况确定 交流焊机 焊条烘干箱 翼缘矫正机 根据工程实际情况确定 设备型号 数 量 单位 台 台 台 台 台 台 备注 碳弧气刨用 应急使用 结构焊接 结构焊接 烘干焊条 型钢校正 表5.2.1.2 工厂加工检验设备、仪器、工具表 备名称 超声波探伤仪 数字温度仪 数字钳形电流表 温湿度仪 焊缝检验尺 磁粉探伤仪 游标卡尺 钢卷尺 根据工程实际情况确定 确定 实际情况把 台 把 把 检验焊缝外观尺寸 测量焊缝内部缺陷尺寸 测量焊缝外观尺寸 测量 根据工程设备型号 数 量 单位 台 台 个 个 备注 检查焊缝内部缺陷 测量层间温度 测量焊接电流 测量空气湿度
第三节 作业条件
5.3.1焊接区应保持干燥、不得有油、锈、水、氧化皮和其它污物。
5.3.2焊条在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱（筒）内，随用随取。焊条由保温箱（筒）取出到施焊的时间不宜超过2h（酸性焊条不宜超过4h）。不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过2次。
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5.3.3施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。焊接连接组装允许偏差值见表5.3.3.1的规定。
表5.3.3.1 焊接连接组装允许偏差值
项 目对接间隙a 4
第四节 操作工艺
5.4.1 工艺流程
?拼装?焊接?校正? 二次下料?制孔?装焊其它零件?校正?打磨?打砂?油漆?搬运?贮存?运输 5.4.2 操作工艺 1 焊接参数的选择 1）焊条直径的选择
焊条直径主要根据焊件厚度选择，见表5.4.2.1。多层焊的第一层以及非水平位置焊接时，焊条直径应选小一点。
表5.4.2.1 焊条直径选择
焊件厚度(mm) 焊条直径(mm) <2 1.6 2 2 3 3.2 4~6 3.2~4 6~12 4~5 >12 4~6
2） 焊接电流的选择 主要根据焊条直径选择电流，方法有二： 查表 见表5.4.2.3
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表5.4.2.3 焊接电流选择
焊条直径(mm) 焊接电流(A) 1.6 25~40 2.0 40~60 2.5 50~80 3.2 100~130 4.0 160~210 5.0 200~270 5.8 260~300 注：立、仰、横焊电流应比平焊小10%左右。 有近似的经验公式可供估算：
I = (30~55)d
式中 d —— 焊条直径，mm； I —— 焊接电流，A； 焊角焊缝时，电流要稍大些。
打底焊时，特别是焊接单面焊双面成形焊道时，使用的焊接电流要小；填充焊时，通常用较大的焊接电流；盖面焊时，为防止咬边和获得较美观的焊缝，使用的电流稍小些。 碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。不锈钢焊条比碳钢焊条选用电流小20%左右。
焊接电流初步选定后，要通过试焊调整。
3）电弧电压 主要取决于弧长。电弧长，则电压高；反之，则低。在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，并且尽量使用短弧焊接。所谓短弧是指弧长为焊条直径的0.5~1.0倍。一般低氢型焊条采用短弧、低压操作能得到比较好的焊接效果。
4）焊接工艺参数的选择，应在保证焊接质量条件下，采用大直径焊条和大电流焊接，以提高劳动生产率。
5）手工电弧焊工艺参数示例见表5.4.2.4。
6）性能要求高的焊缝与接头，每层焊缝厚度不宜大于4mm。
7）坡口底层焊道宜采用不大于?3.2mm的焊条，底层根部焊道的最小尺寸应适宜，以防产生裂纹。
8）在承受动载荷情况下，焊接接头的焊缝余高h应趋于零，在其它工作条件下，h值可在0~3mm范围内选取。
9）焊缝在焊接接头每边的覆盖宽度不小于2~4mm。
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表5.4.2.4 手工电弧焊工艺参数示例
焊缝空间位置 2 2.5~3.5 2 3.2 3.2 4.0~5.0 平对接焊缝 4 >6.0 4 160~210 5 4 >12 2 2.5~4.0 5.0~6.0 立对接焊 ≥11 4 3.2 12~18 4 3.2 ≥19 4 120~160 5 160~200 120~160 90~120 4 120~160 120~160 90~120 4 120~160 5 160~200 缝 7.0~10 4 3.2 120~160 90~120 4 120~160 3.2 90~120 3.2 3.2 3.2 80~110 90~120 90~120 4 120~160 3.2 90~120 3.2 3.2 80~110 90~120 2 50~55 4 160~210 5 220~280 2 50~55 220~280 160~210 5 220~260 160~210 4 180~210 5.6~6.0 5 200~260 4 180~210 4 5 4 55~60 90~120 100~130 160~200 200~260 160~210 2 3.2 3.2 4 5 3.2 55~60 90~120 100~130 160~210 220~250 100~130 焊缝断面示图 焊件厚度或焊角尺寸(mm) 焊条直径(mm) 焊接电流(A) 焊条直径(mm) 焊接电流(A) 焊条直径(mm) 焊接电流(A) 第一层焊缝 以后各层焊缝 封底焊缝
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