手工焊接技术电子教案

手工焊接技术电子教案（共6篇）

篇1：手工焊接技术电子教案

电子手工焊接技术竞赛总结 为弘扬劳动光荣、技能宝贵、创造伟大 时代风尚，落实州教育局关于开展好每年5月“职业教育宣传月”，积极向社会宣传和展示我县职业教育发展成果，推进践行“以赛代训，以赛促教”职业教育教学理念和壮大我县职业教育规模，“平塘县2015年职业技能文话活动月”由县教育局主办，平塘中等职业学校承办，各乡镇中学协办的形式有序开展，并且已圆满结束。

作为承办单位下属的专业部门，电子信息专业部的比赛项目主要有：电子手工焊接技术、办公自动化、电子产品装配与调试、电机与电气控制、单元电路模拟仿真技术、计算机组装与维护、图像处理、动画制作等项目。在学校领导的关心与支持下，在每一位老师的精心准备与付出下，此次活动取得了极大的成功。

作为子项目电子手工焊接技术的主要负责人，与其说是写技能大赛活动总结，更应该说是开展此子项目的经验总结和在此工作过程中出现的问题和大家一起分享。以下是我在此次技能竞赛中的一些经验总结和工作中出现的问题。

一、同学们报名踊跃，参与积极。

电子手工焊接技术是电子专业学生必须掌握的基本技能。此项目同学们报名踊跃，参与积极，自活动宣布开始，各班就积极激励学生参加。所以此项目是我部参与竞赛人数最多的一个项目。初赛一共有60人参加。共有30人进入决赛。

二、同事之间相互合作，各项准备充分。各班自从报名参赛以后，都各自对参赛项目方面的知识进行了学习与补充。同时专业老师在技术方面给予了指导。使得参赛人员的技能水平有了极大的提高。作为此项目的主要负责人我根据学生的技能水平，详细的写了电子手工焊接技术项目的竞赛规程及比赛试题和项目的评分准则。

在本赛事之前我们项目的三位负责人岑仕群、刘国力、王应娇，还有韦发帮老师等相互配合与协助，为参赛选手们准备了一个干净整洁，装备配套设施齐全的赛场环境。即使是赛场的每一个插座，每一个烙铁都一一作了排查和检修。为确保选手在比赛中能赛出自己的真正水平，赛出自己的真正的成绩，每一个烙铁事先都是上电预热试用过的。老师们都为大赛的开展作足了充分准备。

三、竞赛紧张而有序的进行。

不管是初赛还是决赛大部分同学都是沉着冷静，认真的按要求完成了任务，交上了自己满意的作品。

四、裁判公正的评判。

竞赛时间结束后，每一位裁判都认真仔细的给每位参赛选手的作品打分，做到了公平公正，使学生赛出了水平，赛出了成绩。

五、不足之处，努力方向。

这次竞赛虽然做了充足的准备，但在竞赛过程中还是出现了一些问题值得去思考与改进。

1、比赛之前虽然对比赛工具进行了检查与检修，但在比赛过程中仍有部分工具出现了问题，影响了个别参赛选手赛的进度与作品。如有的烙铁使用一段时间以后发热管烧坏，就得更换烙铁，而且备份的烙铁都是新买的马蹄烙铁，学生平时使用的是尖口的烙铁，很少使用马蹄烙铁，影响了他们的发挥。在以后的比赛中我们应对工具进行严格的检修，而且要有备份的工具。备份工具要跟比赛的工具一样。还有以后应尽可能多的培训学生使用不同种类的烙铁，这样学生不管使用什么种类的烙铁时才能得心应手。为以后学生参加州赛，省赛做准备。

2、场面有点混乱。活动开始前虽然经过了具体分工，详实安排，但在实际过程中由于参赛人数较多，场面有点混乱，比如在初赛时要分两组进行竞赛，但由于第一组竞赛完毕后，剩余时间比较多，就接着安排第二组进行竞赛。有的老师就不能到位。个别成员没有完成自己的分工。今后要把各项工作落实到个人，避免人员之间的互相推诿。而且要相互监督。

3、试题的难易程度不够合理及其评分准则不够完善。

初赛的试题相对简单了一些，而且评分细则不够明了，所以决赛的试题相对更适合，而且评分形式以表格的形式出现，更容易评分。

4、竞赛场面不够庄严，严肃。

本次活动是县教育局主办，平塘中等职业学校承办，各乡镇中学协办的形式开展。比往年的规格提升了，但教师的积极参与度不够，竞赛场面感觉还是达不到要求，让同学们感觉好像是在做一次普通的考试，场面不够严谨，严肃，还有规模不够气派。虽然赛场的标语等都做的很好，但是我认为在比赛的进程中至少有5位老师始终坐在主席台上观看学生操作，直至竞赛结束。如评委3人，计时员及统分员各一人。这样比赛看起来更加的严肃，让学生明白这是一次很重要的比赛，有这么多的评委老师参与，学生会更加的自信，赛场会更加规范，赛场氛围会更好。更能体现这次竞赛的品质和规模。

六、活动的结果及意义。

虽然在这次活动中有一些不足的地方，但总体上还是做得比较好，积极向社会宣传和展示我县职业教育发展成果，收到了很好的效果。在以后的竞赛中我们可以扬长避短，不断改进。不断进步。这次的竞赛丰富了学生的校园文化生活，展现了学生的风采，极大的提高了学生的实用技能和实际动手操作能力。同时此次技能大赛给了同学们一个展现自我的平台，激发了大家动手实践的浓厚兴趣，同学及老师们都在此次竞赛中获得宝贵的经验。（岑仕群）

平塘中等职业学校电子信息专业部 2015年6月9日

篇2：手工焊接技术电子教案

电源是在电路中用来向负载供给电能的装臵，而手工电弧焊的焊接电源，即是在焊接电路中为焊接电弧提供电能的设备。为区别于其它的电源，这类电源称为弧焊电源。常用的手工电弧焊电源有弧焊发电机、弧焊变压器和弧焊整流器，俗称直流弧焊机、交流弧焊机和整流弧焊机。这些弧焊电源，除用于手工电弧焊外，还可用于埋弧自动焊等，用以焊接电弧为热源的焊接工艺方法上。

第一节： 手工电弧焊对电源的要求

弧焊电源是为电弧提供电能的装臵，因此它的特性和结构与一般电力电源比较，有着显著的区别，这是弧焊工艺的特点所决定的。对弧焊电源有如下几点具体要求：引弧容易；保证电弧稳定燃烧；保证焊接工艺参数稳定（主要指焊接电流和电压）；可调节焊接工艺参数。

为了达到上述的具体要求，就必须要求弧焊电源具有一定的电气性能。

一、对弧焊电源外特性的要求

电弧的稳定燃烧，一般是指在电弧电压和电流给定时，电弧放电处在长时间内连续进行的状态。

电弧焊时，弧焊电源和焊接电弧组成了一个供电和用电系统，在稳定状态下，也即电源在其它参数不变的情况下，弧焊电源的输出电压与输出电流之间的关系，称为弧焊电源的外特性。它可用如下关系式表示： Ｕ输＝ｆI输

弧焊电源的外特性亦称弧焊电源的伏安特性或静特性。在以电压为纵轴，电流为横轴的直角坐标系中，弧焊电源的外特性可表示为一条曲线，这条曲线称为弧焊电源的外特性曲线。

弧焊电源的外特性曲线。随着弧焊电源输出电流的增大，电源的输出电压下降，这种类型的外特性，称为下降外特性，它的曲线叫做下降外特性曲线。

弧焊电源的外特性，基本上有下降外特性、平特性和上升外特性等三种类型。对手工电弧焊来说，为了能保证焊接电弧在选定数值的焊接电流下稳定燃烧而不熄灭，就必须要有下降的外特性。

在焊接回路中，由于弧焊电源的输出电流就是焊接电流，所以可将焊接电弧的静特性曲线与弧焊电源的外特性曲线，按同一比例绘制在一个直角坐标系上。

下降外特性曲线与电弧静特性曲线在一个坐标系中，电源的下降特性曲线与焊接电弧的静特性曲线有两个交点Ａ与Ｂ。在这两个交点上，由于它们各自对应的输出电压、电弧电压及输出电流、焊接电流都相等，即电源供给的电压和电流与电弧燃烧所需要的电压和电流相等，说明在这两个交点上，电弧能燃烧。但是，是否能在这两点上长时间地保持稳定状态？下面就这个问题对这两个燃烧点进行分析。

首先，电弧在Ａ点是否能正常、稳定地燃烧。如果在焊接电路中，由于受到外界因素的干扰，使焊接工作电流突然降低，这时电源输出的端电压就要小于所要求的电弧电压Ｕ；这样，电路就失去平衡，电流又进一步减小，直至电弧熄灭；如果焊接电流由于外界因素的干扰，突然增大，这样，对应的电源输出电压大于电弧所要求的电压，这就使焊接电流进一步增大，并且越来越大，直至Ｂ点。由此可见，在Ａ点电弧不能稳定燃烧。

再来分析，电弧在Ｂ点是否能正常、稳定地燃烧。如果在焊接电路中，由于受到外界因素的干扰，使焊接电流突然降低至人，此时电源供给的输出电压。大于该电弧所需要的电压，这就会促使焊接电流增加，直至恢复到Ｂ点，使输出电压与电弧电压又处干相等的状态，输出电流等于焊接电流，电弧恢复到正常燃烧的位臵。如果焊接电流受外界因素干扰突然增加到人，这时电源供给的输出电压就要下降，且小于电弧在该点燃烧所需要的电压，这就使焊接电流必然要减小，直至又恢复到Ｂ点。由此可见，电源的下降外特性曲线与电弧静特性曲线的交点凡不仅是一个电弧燃烧点，而且是电弧正常、稳定的燃烧点。综上所述，具有下降外特性的孤焊电源能够保证焊接电弧稳烧。

具有上升外特性或平特性的弧焊电源，能否保证手工电弧焊的焊接电弧稳定燃烧？上升特性和平特性曲线与电弧静特性曲线只有一个交点Ａ，在该点电弧燃烧情况，相当于Ａ点电弧燃烧情况。当焊接电流突然降低时，会导致电弧熄灭；当焊接电流突然增大时，电源供给的端电压大于电弧燃烧所需的龟压，因此必然引起焊接电流进一步增大，使电源的端电压与电弧所需要的电压的差值更大，电弧因此而不能稳定燃烧。由此看来，只有下降外特性的电源，才能保证手工电弧焊焊接电弧的稳定燃烧。

下降的外特性，虽然能保证手工电弧焊时电弧的稳定燃烧，但下降的外特性曲线有缓降的，也有陡降的，哪一种更有利于电弧的稳定燃烧？手弧焊时电弧长度是由手控制的，因为手的抖动或焊件表面的不平整，均使弧长发生变化弧长波动时，陡降外特性电源的电流波动小而缓降外特性电源的电流波动大。因此当电弧长度变化时，陡降外特性电源所引起的电流变化幅度小，电弧较稳定，而缓降外特性的电源所引起的电流变化幅度大，电弧不稳。所以手弧焊对电源的基本要求就是要具有陡降的外特性。

二、对弧焊电和空来电压的要求

所谓空载电压，就是在焊接引弧之前，弧焊电源输出端所具有的端电压。

在生产实践中，由于焊条端面和焊件表面往往存有铁锈和其它杂质，使接触不良，接触电阻很大，电弧不易引燃。因此，只有较高的空载电压，才能将高电阻的接触面击穿，形成通路；同时，空载电压高有利于电子发射，容易引弧；另外，在焊接过程中，由于熔滴过渡造成的短路，会导致焊接电弧的熄灭，而具有较高的空载电压便能在焊接过程一旦脱离短路时，使焊接电弧尽快的复燃，保证了整个焊接过程的稳定。

但是，空载电压不宜过高，因为过高的空载电压不利于焊工的安全操作。因此，空载电压应在满足焊接工艺要求的前提下，尽可能低一些。

目前，我国生产的弧焊发电机和弧焊整流器，空载电压一般在９０Ｖ以下；弧焊变压器的空载电压一般在８０Ｖ以下。

三、对弧焊电源 特性的要求

在焊接中，根据焊接材料的性质、厚度、焊接接头的形式、位臵及焊条直径等不同，需要选择不同的焊接电流。这就要求弧焊电源能在一定范围内，对焊接电流作均匀、灵活的调节，以便有利于保证焊接接头的质量。

对手工电弧焊来说，弧焊电源的下降外特性曲线与电弧静特性曲线的交点中，只有一个电弧稳定燃烧点。因此，为了获得一定范围所需的焊接电流，就必须要求弧焊电源具有很多条可以均匀改变的外传性曲线簇，以便与电弧静特性曲线相交，得到一系列的稳定工作点，这就是弧焊电源的调节特性。最理想的弧焊电源调节特性是可改变其空载电压。手工电弧焊的焊接电流变化范围一般在100～400Ａ之间。

四、对弧焊电源动特性的要求

焊接电弧在焊接电路中作为一个负载，但不同于一般电路中的负载。如在照明电路中，电源所负担的是在相对一段时间中固定不变的负载，即电灯的电阻。而在焊接电路中，焊接电弧对弧焊电源来说，是一个一直在变化着的动态负载。这是因为在焊接过程中，由于熔滴的过渡可能造成短路，使电弧长度、电弧电压和焊接电流产生瞬间变化。弧焊电源的动特性，是指弧焊电源对焊接电弧的动态负载所输出的电流、电压对时间的关系，它表示弧焊电源对动态负载瞬间变化的反应能力。

手工电弧焊要求其焊接电源有较合适的动特性，这样才能获得预期有规则的熔滴过渡、稳定电弧、较小的飞溅和良好的焊缝成形。对动特性的具体要求，主要有如下几点：

１．合适的瞬时短路电流峰值

手工电弧焊时，由于引弧和熔滴过渡等均会造成焊接电路的短路现象。为了有利于引弧，加速金属的熔化和过渡，同时，为了缩短电源处于短路状态的时间，因此。应当适当增大瞬时短路电流。但是过高的短路电流，会导致焊条与焊件的过热，甚至使焊件烧穿，还会引起飞溅的增加以及电源过载。所以，必须要有合适的瞬时短路电流峰值，即限制短路电流的特性，通常规定短路电流不大于工作电流的1.5倍，具有陡降外特性的电源是能满足这一要求的。

２．合适的短路电流上升速度

短路电流的上升速度是否合适，对手工电弧焊或其它熔化极电弧焊的引弧和熔滴过渡均有一定的影响。一般要求有较快的短路电流上升速度，它也是标志弧焊电源动特性的一个主要指标。

３．达到恢复电压最低值的时间应适当

为了保持焊接电弧的稳定燃烧，对弧焊电源来说，从短路到复燃时，要求能在较短的时间内，达到恢复电压的最低值（＞３０ｖ）这样才能使电弧在极短的时间内重复引燃．以保持电弧的持续、稳定。

五、对弧焊电源结构的要求

对弧焊电源的结构，要求简单轻巧，制造容易，消耗材料少，成本低。同时，又要求它牢固，使用方便、可靠、安全和维护容易。在结构上，还要求在特殊环境下具备相应的适应性（如在高原、水下、野外焊接等）。

六、焊机型号的编制

焊机型号的编制，是用汉字拼音大写字母及阿拉伯数字，按一定的编排次序所组成。按原机械工业部标准ＪＢ１４７５—７４规定的编排次序如下；

上述编排次序中，１、２、３、７各项均以汉字拼音大写字母表示；４、5、6各项均由阿拉伯数字表示。另外，型号中３、４、６项如不用时，其它各项排紧。

１．大类名称中，弧焊发电机用“A”表示；弧焊变压器用“B”表示；弧焊整流器用“Z”表示。

２．小类名称中，焊接电源外特性为下降特性的，用“X”表示；平特性用“Ｐ”表示；多特性用“Ｄ”表示。

３．附加特征中，可控硅整流器用“K”表示；硅整流器用“Ｇ”表示；铝绕组用“L”表示。

如ＡＸ－３２０即为具有下降 性的弧焊发电机，其额定焊接电流为３２０Ａ；ＡＸＩ－５００即为产品系列品种序号为１，具有下降外特性的弧焊发电机，其额定焊接电流为500Ａ。又如ＢＸ3—５００即为系列品种序号为３、具有下降外特性的弧焊变压器，其额定焊接电流为500A。

焊机除了有规定的型号外，在其外壳均标有铭牌，学要记载着额定工作情况下的一些技术数据，以供操作者正确应用而不致损坏设备。

下面对额定值和负载持续率作一简述。’

（１）额定值 额定值即是对焊接电源规定的使用限额，如额定电压、额定电流和额定功率等。按额定值使用弧焊电源，应是最经济合理、安全可靠的，既充分利用了焊机，又保证了设备的正常使用寿命。超过额定值工作称为过载，严重过载将会使设备损坏。因此，对各类手工电弧焊电源，必须定出额定值，以供焊接时选用。当然，在选用时也不宜选用额定值过高，因为选用较高额定值的焊机，虽然能使焊机在使用时设备更趋安全，但由于设备未获充分利用，在客观上造成了浪费：

（２）负载持续率 负载持续率是指焊机负载的时间占选定工作时间的百分率。可用如下公式表示：

负载持续率＝在选定的工作时间周期内焊机的负载时间／选定工作时间周期×100%

我国对手工电弧焊机，所选定的工作时间周期为5ｍｉｎ，如果在5ｍｉｎ内负载的时间为３ｍｉｎ，那么负载持续率即为６０％。对于一台焊机来说，随着实际焊接（负载）时间的增多，间歇时间减少，那么负载持续率便会不断增高，焊机就会更容易发热、升温，甚至烧毁。因此，焊工必须按规定的额定负载持续率使用。

第二节： 弧焊发电机及弧焊变压器

一、弧焊发电机

弧焊发电机也称直流弧焊机，由直流发电机和原动机两部分组成，所以也称弧焊发电机组。

原动机可分为电动机、柴油机或汽油机。常用的弧焊发电机组是以三相异步电动机作为原动机，带动一台直流弧焊发电机组成，电动机与发电机同轴同壳，组成一体式结构。图８—６所示为ＡＸ－３２０型弧焊发电机的构造。常用的是指具有陡降外特性的弧焊发电机，根据发电机获得陡降外特性的方法不同，弧焊发电机可分为裂极式、差复激（差复励）式和换向极式等几种。本节主要介绍裂极式弧焊发电机。

１．弧焊发电机的一般原理

弧焊发电机是一种特殊的直流发电机。它的发电原理与普通直流发电机不同，由于它使用在弧焊这样一种特殊场合，因此，要对它提出陡降的外特性，具有一定范围、均匀的调节特性和良好的动特性等特殊要求。

（１）直流发电机的电动势 直流发电机电动势的产生，当电枢绕组的线圈在磁极之间匀速转动时，线圈的边将切割磁力线，而产生感应电势。由于运动方向与磁曲线之间的夹角成正弦规律变化，所以切割磁力线的速度也成正弦规律变化、因此导线中的感应电势也成正弦规律变化。对于线圈的一条边，每转一周经过Ｎ及Ｓ极备转换一次，产生的感应电动势就改变一次方向。因此，电枢绕组中的感应电势是一种正弦交变电势。为得到直流电势，必须对它进行整流，这就需要通过换向器来实现。图中所示的换向器是由两片换向片组成，经换向（整流）之后，电刷人Ｂ两端输出的电动势（电压）和电流是一种脉动很大的波形状直流电。由于电枢绕组的线圈边数很多，换向器的片数也很多，而且电枢的转速又较高，所以最终能得到较为平直的直流电动势和直流电波形。

（２）电枢反应 直流发电机在空载时，发电机中的工作磁通（主磁通冲是主磁极通过激磁绕组的激磁电流产生的，当发电机处于负载运行时，电枢绕组中便有负载电流通过，产生了由电枢电流形成的磁通，即电枢反应磁通。电枢反应磁通的分布，其大小与电枢电流成正比。

由于电枢反应磁通的存在，对发电机的工作磁通带来较大的影响。当主磁通中与电枢反应磁通，合成以后形成工作磁通，一是使工作磁通发生歪扭，即此时由合成磁通形成的物理中性面与发电机的几何中性面之间产生偏角；二是使工作磁通相对减弱为，这种现象称为电枢反应。由此可知，随着电枢电流的增加，电枢反应使工作磁通相对减弱加剧，这就是弧焊发电机能获得下降外特性的一个基本依据。

２．裂极式弧焊发电机

裂极式弧焊发电机采用并激绕组激磁，依靠电枢反应获得陡降外特性。现以ＡＸ－320型焊机为例说明。ＡＸ－３２０型弧焊发电机是较常用的直流弧焊机，其空载电压为５０～８０Ｖ，工作电压为３０Ｖ，电流调节范围为４５～３２０Ａ。

（ｌ）焊机构造ＡＸ－３２０型弧焊发电机的构造如图所示，由一台 14ｋｗ的三相感应电动机和一台裂极式直流弧焊发电机组成。电动机的转子与发电机的电枢在同一根轴上，并臵于同一机壳内。机身下有四个滚轮便于移动。

发电机内有四个磁极，水平方向的磁极为主极；垂直方向的磁极称为交极。主极带有切口，这样磁极的截面减小了，使得磁通在达到一定值后就无法再增加，即在焊机工作的时候，主极的磁通能迅速达到饱和状态（磁饱和状态）。磁极的排列不同于普通直流发电机，其南（ｓ）北ｍ）极不是互相交替排列，而是主极的北极Ｎｓ与交极的北极Ｎ交，以及两个南极Ｓ交均为相邻配臵。如此排列的两对磁极，好像是由一对大磁极分裂而成，所以，这类弧焊发电机称为裂极式弧焊发电机。

裂极式弧焊发电机有三组电刷，其中两组主电刷ａ与ｂ供电弧用电，中间为一组辅助电刷ｃ。主极和交极上激磁绕组的电流（激磁电流）由电刷ａ与ｃ两端的电压供给．通过安装在焊机顶部的变阻器，可以改变交极上一部分激磁绕组的激磁电流，以达到对焊机进行焊接电流细调节的目的、焊机的一端还装有电流调节手柄，通过它带动电刷装臵来改变电刷的位臵，从而可进行焊接电流的粗调节。

（2）工作原理 ＡＸ3２０型弧焊发电机的工作原理：焊机的下降外特性，借电枢反应的去磁作用而获得。

１）空载 空载时，弧焊发电机内的工作磁通有主极磁通向和交极磁通内。焊机的空载电压，由电刷之间的电压组成。其中电压由主极磁通决定，次级电压则由交极磁通决定。由于空载时电枢中没有焊接电流通过，所以没有电枢反应，也就不产生去磁作用，从而使焊机能保持较高的空载电压，以便引弧和保证焊接电弧的稳定。

２）焊接 焊接时，由于电枢中有焊接电流通过，便产生了电枢反应，用右手定则可以确定电枢绕组在磁场中各不同位臵和感应电流的流向，然后以右手螺旋定则，便可确定由电枢反应产主的电枢反应磁通的方向。

由此可见，电枢反应磁通与主极磁通的方向相同，而与交极磁通内的方向相反。由于主极铁心开有切口，早已达到磁饱和状态，因此电枢反应磁通尽管与主极反应磁通方向相同，也无法使主极磁通增加，而只能使交极磁通向减少，削弱了发电机内部的总磁通，这种现象是电枢反应的去磁作用造成的。电枢反应的去磁作用，随着焊接电流的增加而增大，随着焊接电流的减小而减小。当焊接电流增加时，电枢反应的去磁作用促使总磁通减小，使发电机的输出电压降低；电枢反应的去磁作用越大，输出电压就越低，这样就使弧焊发电机获得了下降外特性。

３）短路 焊接短路时，由于短路电流突然增大，由此而产生的电枢反应磁通剧烈地增加，它不但完全抵消了交极磁通向，而且还形成与交极磁通方向相反的磁通，就使电刷间产生了与原来方向相反的感应电动势（电压），而且在数值上接近于由主极磁通，决定的焊机的输出电压 Ｕ。接近于零，这就限制了短路电流，以免损坏焊机。

（３）焊接电流的调节ＡＸ—３２０型弧焊发电机有两种电流调节方法，即粗调节和细调节。

ｌ）粗调节 焊接电流的粗调节是用改变电刷位臵来实现的。当电刷位臵顺电枢旋转方 向移动时，焊机的输出电压降低，焊接电流便随之减小；相反，逆电枢旋转方向移动时，焊接电流增大。粗调节共有三档，电刷在第一档位臵时，电流最小，第三档位臵电流最大。电刷位臵的移动由调节手柄来实现。

２）细调节 焊接电流的细调节，用变阻器来改变流经交极的部分激磁绕组中的激磁电流，使交极磁通内发生变化，从而使发电机的总磁通增大或减小，这样就改变了发电机的感应电动势，达到电流细调节的目的。

二、弧焊变压器

弧焊变压器也称交流弧焊机，是以交流电形式向焊接电弧输送电能的设备。弧焊变压器实际上是一台具有一定特性的变压器，主要特点是在次级回路（焊接回路）中增加阻抗，阻抗上的压降随焊接电流的增加而增加，以此获得陡降外特性。按获得陡降外特性的方法不同，弧焊变压器可分为串联电抗器式弧焊变压器和增强漏磁式弧焊变压器两大类。按结构不同，串联电抗器又可分为分体式和同体式（也称整体式或复合式，如ＢＸＺ系列）两类。增强漏磁式可分为动圈式（ＢＸ３系列）、动铁式（ＢＸＩ系列）和抽头式（ＢＸ６１２０）等三类，这里主要介绍动圈式弧焊变压器。

１．动圈式弧焊变压器的构造

动因式弧焊变压器属于ＢＸ３系列，产品有ＢＸ３—１２０、ＢＸ３—１２０—１、ＢＸ３—３００、ＢＸ３—３００—２、ＢＸ ３—５００型等。现以ＢＸ ３－３００型弧焊变压器为例说明，该焊机的空载电压为６０～７５Ｖ，工作电压为３０Ｖ，电流调节范围为４０～４００Ａ。

ＢＸ３—３００型弧焊变压器是一台动圈式单相焊接变压器，变压器的初级绕组分成两部分，固定在口形铁芯两芯柱的底部，铁芯的宽度较小，而叠厚较大。次级绕组也分成两部分，装在两铁芯柱的上部并固定于可动的支架上，通过丝杆连接，经手柄转动可依次级绕组上下移动，以改变初、次级绕组间的距离，调节焊接电流的大小。初、次级绕组可分别接成串联（接法１）和并联（接法Ｉ），使之得到较大的电流调节范围。

２．动圈式弧焊变压器的工作原理

动圈式弧焊变压器属于增强漏磁式类，它是利用有初级漏磁通和次极漏磁通的存在而获得下降外特性，当变压器在工作时，铁芯内除存在着由初级电流所激励的磁通外，还有一小部分经过空气闭合，且仅与初级或次级绕组发生关系的磁通，它们被称为漏磁通。漏磁通分别在初级绕组和次级绕组内感应出一个电动势，这个电动势对电路的作用，相当于在该电路串联了一个电抗线圈。由此可见，如增大初、次级绕组的漏磁，即相当于该电路上串联电抗线圈所产生的电压降增大，这样，便可获得陡降外特性。

（1）空载 在空载时，由于次级绕组无焊接电流流过，因此不存在次级漏磁通，则无降压现象，故能保持原始较高的空载电压，有利于引弧。

（２）焊接 焊接时，由于焊接电流的存在，使漏磁通随着焊接电流的增大而增大（初级漏磁通也可折合成次级漏磁通），使焊机获得下降的外特性。

（３）短路 焊接短路时，由于短路电流很大，由此而产生的漏磁造成更大的电压降，从而限制了短路电流的增长。

３．动圈式弧焊变压器焊接电流的调节

动圈式弧焊变压器通过改变初、次级绕组的匝数进行粗调节，改变初、次级绕组的距离来进行细调节。

（１）粗调节 电流的粗调节是先将电源切断，然后再将电源转换开关转至相应的接法。当初、次级绕组接成接法二时，初、次级绕组均为串联，使焊机总的漏磁通增大，焊机的外特性便处于初、次级绕组均为并联，使焊机的漏磁减小，外特性便处于曲线３和曲线４的范围内。

Ｉ位臵时，空载电压为７５Ｖ，焊接电流调节范围为４０～１２５Ａ；Ｈ位臵时，空载电压为６０Ｖ，焊接电流调节范围为１１５～４００Ａ。

（２）细调节 在上述两种接法中，都可用改变初、次级绕组之间的距离进行电流细调节。这是因为改变了两绕组间的距离，而使得初、次级绕组间空气漏磁通发生变化的缘故。当距离增大，漏磁增大，焊接电流就减小；反之，焊接电流增大。

接法二时，减小两绕组间的距离，外特性曲线由ｌ移到２；接法工时，减小两线组间的距离，外特性曲线由３移到４。故一般称接法１为小档，接法正为大档。

第三节： 弧焊整流器

弧焊整流器是一种直流弧焊电源，用交流电经过变压、整流后而获得直流电。弧焊整流器有硅弧焊整流器、可控硅弧焊整流器及晶体管式弧焊整流器等三种。硅弧焊整流器常用的有ＺＸＧ型，即下降特性硅弧焊整流器。随着国内、外焊接事业的发展，可控硅弧焊整流器的优点逐渐被显现，它的优点是消耗材料少，体积小、重量轻、功率因数高、省电、动特性良好，且调节性能好，电网电压波动和工作电压波动可以补偿，而输出电压稳定，便于一机多用和实现自动化焊接等。可控硅弧焊整流器国内定型产品不多，如ＺＤＫ型、ＺＸＳ型等。

本节主要介绍上海电焊机厂从国外引进的ＧＳ系列（即ＺＸＳ型同类产品）可控硅弧焊整流器。目前生产的ＧＳ－３００ＳＳ，４００ＳＳ、５００ＳＳ、６００ＳＳ型弧焊整流器具有陡降外特性。

一、焊机构造

ＯＳ系列焊机是由主变压器（三相）、三相可控硅整流器组、输出电抗器、电子控制线路印刷板、冷却风机、主接触器和转换开关等部件所组成。

１．三相主变压器

三相主变压器的主要作用，是将网路电压降至焊接所需要的电压值后，供给三相晶闸管整流器组整流。主变压器的部分次级绕组还向控制线路供电。

２．三相晶闸管整流器组

三相晶闸管整流器组的主要作用；是将三相主变压器送来的已经降过压的三相交流电，进行三相桥式全控整流。

３．输出电抗器

输出电抗器是串联在焊接回路内的铁芯式电抗器，它的作用是使由晶闸管整流电路输出脉动较大的电压波形趋于平直，即起滤波作用，另外，可改善动特性并抑制焊接短路电流的峰值。

４．电子控制线路印刷板

电子控制线路印刷板的主要作用，是焊装臵电子线路中所需的各种电子元件。

５．冷却风机

冷却风机系螺旋式通风机，它以强迫风冷的形式。使焊机内部得到适宜的冷却。

６．主接触器

主接触器的作用是当焊机开启后，使主变压器一次回路接通，即主变压器初级绕组与网路电源接通。

７．转换开关

转换开关主要有电流范围开关、“开关”控制开关、电流控制开关和“电弧推力”开关。

电流范围开关是提供“大”、“小”两档电流输出粗调范围，“开关”控制开关是焊机启动、关闭用遥控或面板操作的转换开关，电流控制开关则是焊接电流采用遥控或面板操作的转换开关，“电弧推力”开关是该系列焊机为适应不同的焊接状况，当电弧电压降到一定值时，提供不同电弧特性的转换开关，分“大”、“中”、“小”三档。以ＧＳ－４００ＳＳ型焊机为例，当电弧电压下降至１５Ｖ左右时，随着弧压的继续降低（电弧长度缩短），焊接电流增长较快，以提高“电弧推力”

ＧＳ系列焊机可保护可控硅整流器组不致因过热而烧坏，除冷却风扇强制冷却外，还装有热保护装臵，它是一个与主接触器串联的常闭型触点温度继电器，当整流器过热便会使主接触器断开，以使焊接电流输出中断。

二、工作原理

焊机空载启动时，焊机主接触器接通，网路电源向焊机供电。三相主变压器将同路输入的电压，降至焊接所需的工作电压值，然后经三相晶闸管整流器组进行全控整流，便能获得脉动直流电压，经输出电抗器的滤波作用，最后获得波形连续平直的直流焊接空载电压。

在焊机电子控制线路中，有一个触发电路，它能向晶闸管的控制极提供触发脉冲，即与三相交流电同步的一个电压脉冲讯号，使晶闸管导通，以获得直流电。在焊机空载时，触发电路提供的电压讯号脉冲有一给定的导通角（即可使晶闸管在交流电波形处于某一相位时导通），使焊机具有一固定的空载直流电压。

另外，在电子控制线路中，还有一个电流反馈控制系统。在焊接时，由电流感应装臵接收焊接回路中焊接电流变化的讯号，再经触发电路处理后，输送给晶闸管可控硅的控制极，此时所提供的控制脉冲讯号的导通角，随焊接电流的变化而变化（触发脉冲的移相），从而使焊接电源的输出电压随之发生变化，以此获得焊机的下降外特性。

三、焊机的操作

焊机有遥控和面板操作两种方法，如果不使用遥控电流或开关控制，“电流控制”和“开关控制”开关，应臵于“面板”位臵，如使用遥控，应把上述两开关臵于“遥控”位臵。电流范围开关臵于所选择的位臵（“大”或“小”）。电弧推力开关臵于所需的位臵；电弧推力“大”，在短路状态下，短路电流最大。具有最大的电弧穿透力，适宜于全位臵焊接的引弧及某些类型的焊条；“中”，短路电流适中，适用于大多数焊接场合及某些类型焊条；“小”，电弧穿透力最小，适宜于气体钨极电弧焊接，将电流调节旋钮旋至所需电流位臵。在完成上述步骤后便可按下电源按钮开关“开”，开始焊接。

在焊接结束关机前，须让焊机在空载状态下运行３ｍｉｎ，然后按下电源按钮开关“关”。当人员离开焊机时，应切断电网输入电压。

近几年来国际和国内迅速发展一种新型高效机电一体化焊接设备——逆变式弧焊整流器。其技术指标和焊接工艺性能均十分优异，具有极高的综合技术指标，是高能耗焊接设备理想的更新换代产品。

我国逆变式弧焊整流器的系列产品型式为ＺＸ７—ＸＸＸ，型号中７表示逆变式。

逆变式弧焊整流器的特点和用途；此焊机采用最新的快速晶闸管（ＰＳＣＲ）和快速整流管等大功率开关器件，用大规模集成电路控制的ＰＦＭ线路构成先进的交流系统。它以小巧的中频变压器，取代了传统焊机中笨重的工频变压器，从而使该焊机具有效率高、空载损耗小、输出电流稳定、节能、节材、高稳定、高可靠、快速的特点。

据实际测试其耗电量比一般弧焊发电机少１／３以上，产品本身节约铜、钢、铁等材料达８０％以上，因此该焊机具有体积小、重量轻、移动方便等优点。

ＺＸ７系列逆变式弧焊整流器，适用于直径０．８～5mｍ焊条施焊，焊接电流调节范围极宽，有２～３２０Ａ（上海电焊机厂），有２０～２００Ａ，５０～５００Ａ（成都〃皮克电力电子技术研究所）。焊机除作为手工电弧焊外，还可以作为手工钨极氩弧焊电源。当采用氩弧焊接时为接触引弧，机内电子线路保证了良好的引弧性能，不会造成夹钨现象，在收尾时焊接电流按最佳梯度自动衰减，并有提前送气、滞后断气功能。手弧焊时电弧稳定。飞溅极小、焊接性能优良。因此在压力容器焊接时，可一机完成氩弧焊打底和手工焊盖面两道工序。

工作过程简介如下：网路三相电源送至工频三相整流桥整流后，供给主晶闸管逆变器，逆变成中频交流，然后进行中频变压及整流，再经过滤波和反馈控制得到输出平滑，并能满足焊接需要，且可连续调节的直流电压和电流。

通过这样的变频处理。大大减小了主变压器的体积和重量，同时也提高了整机的控制精度，使焊机具有很好的电网电压波动补偿功能和优良的焊接特性。第四节：手工电弧焊电源的维护及故障处理

弧焊电源设备的维护是保证安全生产和焊接质量的重要手段，因此必须重视焊机的日常维护工作。同时，对于一个熟练的电焊工来说，也应该懂得自己所使用弧焊电源常见故障产生的原因和处理这些故由的基本方法，这对于提高焊工的技术素质、焊接质量和焊接生产率都具有十分重要的意义。

一、手工电弧焊电源的维护

对焊机的合理使用和正确维护，能保持弧焊设备工作性能的稳定和延长使用期限，并保证生产的正常进行。弧焊设备的维护应由电工和焊工共同负责。

焊工在维护方面应注意下列几项：

１、弧焊电源应尽可能放在通风良好而又干燥的地方，不应靠近高热地区，并应保持平稳。硅弧焊整流器要特别注意对硅整流器的保护和冷却，严禁在不通风情况下进行焊接工作，以免烧坏硅整流器。

２、焊机接入网路时，焊机电压须与之相符，以防烧坏设备并注意焊机的可靠接地。

３、焊钳不能与焊机接触，防止发生短路。

４、必须按照设备的要求，在空载或切断电源的情况下改变极性的接法和调整焊接电流。

５、应按照焊机的额定焊接电流和额定负载持续率使用，不要使设备过载而遭破坏。

６、焊接过程中，焊接回路的短路时间不宜过长，特别是硅弧焊整流器用大电流工作时更应注意，否则易烧坏硅整流器。

７．应经常注意焊接电缆与焊机接线柱的接触情况是否良好，及时紧固螺帽。

８．经常检查弧焊发电机的电刷与换向片的接触情况，要求电刷在换向片表面有适当的均匀压力，以使所有电刷都能承受到等荷的电流。若电刷火花过大易烧坏换向片，应视实际情况调换电刷或用蘸有汽油的布揩去换向片上的碳屑，也可用木块衬着玻璃砂纸对换向片表面进行研磨，但切不可用手指压着砂纸研磨，严禁用金钢砂砂纸。

９．应防止焊机受潮，保持焊机内部清洁，定期用干燥的压缩空气吹净内部的灰尘，对硅弧焊整流器尤为注意。

１０．发生故障、工作完毕及临时离开工作场地时，应及时切断焊机的电源。

二、手ｘ电弧焊电源常见故障的处理

1、弧焊发电机的常见故障及其排除方法见表８—４。

篇3：电子元器件手工焊接简介

( 一) 原理简介

焊接是金属加工的主要方法之一,它是将至少两个分离的工件,通过加热电烙铁使固态焊锡丝受热熔化,借助于助焊剂的作用,使其流入被焊金属间,经过浸润、扩散和形成合金层三个环节后,元器件引脚和焊盘通过焊锡牢固可靠结合在一起形成焊接点,这个过程称为焊接。

( 二) 焊接工具

1. 电烙铁。手工焊接的主要工具是电烙铁,它是根据电流通过电阻产生热量的原理制成的。其作用是加热焊接部位,熔化焊料,使焊料和被焊金属连接起来。电烙铁由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄和电源线等组成,常见的有内热式、外热式式及调温式等多种,功率有20w、25w、50w、75w、100w等多种。一般焊接集成电路,晶体管及其它受热易损的元器件时以25w外热式电烙铁为宜; 焊接较粗导线及同轴电缆时以50W内热式或45 75W外热式电烙铁为宜; 焊接较大元器件时,以100W以上的电烙铁为宜。烙铁头一般以紫铜为主材。

2. 焊料与助焊剂。焊接电子元件,一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝,熔点较低,而且内含松香助焊剂,使用极为方便。常用的助焊剂是松香或松香水( 将松香溶于酒精中) 。使用助焊剂,可以帮助清除金属表面的氧化物,利于焊接,又可保护烙铁头。焊接较大元件或导线时,也可采用焊锡膏。但它有一定腐蚀性,焊接后应及时清除残留物。助焊剂另一个重要作用,是把热量从烙铁头传递给焊料和焊件表面,使预热的速度加快。

( 三) 焊接方法

1. 坐姿要求及电烙铁的握法。正确的操作姿势,可以保护操作者的身心健康,减少对操作者造成的劳动伤害。通常我们使用的焊剂在加热时能挥发出对人体有害的化学物质,为减少有害气体的吸入量,通常,烙铁到鼻子的距离应该不少于30cm。

电烙铁的握法,有正握法、反握法、握笔法,如图所示。

手工焊接时,握笔法拿电烙铁是我们常见的一种拿法,一般在操作台上焊接印制板等焊件时,多采用此拿法。正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作,反握法的动作稳定,长时间操作不易疲劳,通常用于大功率烙铁的操作。

2. 焊锡丝的两种拿法。由于焊锡丝中含有一定比例的铅,而铅是对人体有害的一种重金属,因此操作时应该戴手套或在操作后及时洗手,避免食入有害物质。

将成卷的焊锡丝拉直20 ~ 30mm左右,或者截成20 ~ 30mm左右的一段。在连续焊接时,焊锡丝的拿法可以采用图( a) ,即用左手的拇指和食指轻轻捏住焊丝,端头留出5cm左右,借助其他手指的配合把焊锡丝连续向前送。间断焊接时,焊锡丝的拿法可以采用( b) 形式,即用左手的拇指和食指轻轻捏住焊丝。

( 四) 使用电烙铁的注意事项

1. 使用前,认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。

2. 电烙铁使用中,不能用力敲击。防止跌落。烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉。不可乱甩,以防烫伤人。

3. 使用结束后,应及时切断电源,放在烙铁架上,并注意不要用手触及烙铁头,工具、电源线、导线、塑料制品等不要碰到烙铁头,以免烫伤导线,造成漏电等事故。

二、手工焊接操作的基本步骤

1. 焊接前的处理

( 1) 检查工具是否齐全完整、烙铁是否正常、烙铁插架里的海绵是否有水、有无松香等。( 2) 清除焊件和焊盘的氧化层。( 3) 元件引脚镀锡。

2. 两种操作法

手工焊接可以分为5步操作法和3步操作法。5步操作法适合焊接热容量大的焊件,3步操作法适合焊接热容量小的焊件。

( 1) 准备阶段。准备好焊锡丝和烙铁,烙铁头部要保持干净。一手拿焊锡丝,一手拿电烙铁,瞅准焊点,处于随时待焊状态。

( 2) 加热阶段。将烙铁接触焊接点,注意要保持烙铁加热焊件各部分受热均匀,如印制板上引线和焊盘都使之受热,要注意让烙铁头的扁平部分( 较大部分) 接触热容量较大的焊件,烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件,以保持焊件均匀受热。

( 3) 熔化焊料。当焊件加热到能熔化焊料的温度后,将焊锡置于焊点上,熔化适量焊料。注意不要直接将焊锡加到烙铁头上,而是加到被焊件上烙铁头对称的一侧。

( 4) 移开焊锡。当熔化一定量的焊锡后,迅速按45°移开焊锡丝。

( 5) 移开烙铁。当焊料的扩散范围达到要求后沿45°移开电烙铁,撤离烙铁的方向和速度的快慢与焊接质量密切相关。

三步操作法与五步操作法不同之处在于,将上述步骤( 2) 、( 3) 合为一步,( 4) 、( 5) 合为一步,就变成三步操作法了。对一般焊点而言大约需要2~ 5S。如果时间过长,焊点表面易氧化,造成焊点表面粗糙、光泽灰暗等缺陷。三步法操作法对于初学者通常焊接时间、焊料等掌握不好,易造成虚焊,所以建议初学者能多练习五步操作法。

三、焊接注意事项

1. 合适焊接温度。焊接时温度过低,焊料流动性就不好,很容易形成虚焊。温度过高,又使焊料流淌,氧化加重,甚至使印制板上焊盘脱落、翘起,元器件受热变形、损坏等。如何判断烙铁头的温度是否合适,可由松香的烟雾颜色来判断,若松香快速熔化、发出滋滋声响并有浓烟,说明烙铁温度过高,相反如果松香不熔,则说明烙铁温度过低。一般,松香熔化较快且不冒烟时温度刚好。

2. 焊料的供给量。焊料的多少要依据焊件大小来定。焊料过多,造成浪费及短路; 焊料过少,焊点牢固性不够。特别是焊接印制板引出线时,焊料不足,易造成引线脱落。焊料以包着引线,铺满焊盘为宜。

四、焊点的质量要求

1. 良好的导电性。良好的焊点是焊料和焊件金属表面发生扩散形成的金属合金层。这种合金是一种化合物,具有良好的导电性。如果不能形成或只有局部形成合金,易造成虚焊、假焊。这样的焊点导电性不稳定。

2. 足够的机械强度。焊点的作用除了电气连接外,还要支撑元器件的重量,所以需要焊点除具有好的导电性能外,还要具有一定的机械强度。为了增加焊点强度,可以增加焊接的面积或将元器件引脚打弯,实行钩接、绕接后再焊。

篇4：如何学好手工焊接电子电路技术

电烙铁，又称烙铁或焊笔。常用的电烙铁有内热式与外热式两种。二者的区别是：内热式电烙铁的烙铁芯安装在烙铁头里面；外热式烙铁头安装在烙铁芯里面。内热式电烙铁的优点：发热快、热利用率高、耗电少、体积小，使用轻便；缺点是制作的功率受限。外热式电烙铁的优点：可制作更大功率的电烙铁，宜焊接面积大的焊点；缺点是热利用效率低，耗电多，制造成本高。

（一）电烙铁的选用

根据所焊接的对象选择不同瓦数的电烙铁。一般焊接电子电路时，若选择的是内热式电烙铁，则需要20至30瓦数的，最高温度约在350℃到440℃之间。若选用的是外热式电烙铁，则要选择40瓦左右的烙铁了。而对于焊接较大型外壳零件，需用40瓦内热式或60瓦外热式的电烙铁，其最高工作温度达到480℃或520℃。现在市售有调温的电热焊台或可调温的电烙铁，使用时可根据不同的焊接对象调节温度。初学者无电烙铁使用经验，选购时大多是选择价格低廉的。这些价格低廉的烙铁用了几次，一般就出现烙铁头变黑、不吸锡的现象，甚至烙铁芯烧断。从构造上，烙铁的核心部件是烙铁芯与烙铁头。烙铁芯必须有足够的耐温性才不易烧断。烙铁头是直接与被焊接物接触的，除了要有足够的耐磨性外，还要在高温下有强抗氧化性，否则烙铁头很容易变黑，导致不吸锡。所以我们在选用电烙铁时，要注意烙铁是否有足够的瓦数与耐氧化的烙铁头。市上出售的电烙铁，大多不经过检验认证，甚至将瓦数降低，例如在烙铁上标注的是40瓦，但实际瓦数达不到40瓦，这样就不必用耐高温材料制造，从而降低生产成本。一般来说，购买通过检验认证的电烙铁比较有保障。

（二）电烙铁的保养

电烙铁属于高温作业工具，应谨慎使用，避免接触身体与易燃物。常见一些初学者在使用过程中，贪图方便，用烙铁头去烫导线的绝缘层或硅胶，甚至用烙铁头去开塑料孔。电烙铁头一旦沾上了这些胶类杂物，会马上变黑，导致不沾锡而无法正常使用。如何处理烙铁头变黑现象呢，很多初学者往往是用刀片刮或用砂纸磨，这将造成烙铁头表面的耐氧化层遭到永久性的破坏而无法继续使用。正确的做法是：将焊锡泡在助焊剂里，把通电加热的烙铁头在熔化的焊锡里面来回轻磨，必要时结合高温海绵清理，直到烙铁头变白沾锡。电烙铁长时间不使用时要切断电源，以免烧断烙铁芯和浪费电。而且在每次电烙铁断电前，要把烙铁头上一层锡，让其习惯性吃锡。

（三）辅助工具

烙铁架。用于存放电烙铁。其大小要适合电烙铁，避免放不稳电烙铁，造成烫伤等意外。

高温海绵。用来清理电烙铁头表面的杂物。要长期保持高温海绵湿润，含水量以加水后拧一下，不大量滴水为宜。

镊子。焊接过程中，很多电子元件体积较小，若直接用手拿元件容易烫伤，可用镊子辅助使用。

焊锡。焊锡是一种易熔化金属，作用是将元器件的引脚与印刷电路板的焊盘点连接在一起。常用的焊锡丝，根据其线径的大小分为几种：0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.3mm等规格。选用时根据元件的大小和焊接的工艺来选择。

助焊剂。常用的有焊锡膏与松香。助焊剂在焊接中是一种不可缺少的辅助材料，它对焊接的质量起到促进作用。

二、焊接作业

（一）焊前准备

1. 将待焊元件脚接触部分清理干净。可采用断锯条制成小刀，刮去金属引脚表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。若印刷电路板上的焊盘氧化严重，可用砂纸磨去氧化层。

2. 元器件及导线镀锡 。焊接元器件引脚一般不需要镀锡。但对多股金属丝的导线应先抛光后再拧成一束，然后上助焊剂，再将带锡的热烙铁头压在引脚线上，360度转动引线，即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡。

（二）操作方法

做好焊前准备后，就可进行焊接操作了。一般是右手拿电烙铁，左手持焊锡丝。分四个动作步骤：

将烙铁头尖端以45度角接触待焊点，并持续1到2秒钟预热。

将适量焊锡加在待焊点上，直至焊锡完全熔化并覆盖焊接物。

将左手拿的焊锡丝移离焊点，这段时间的长短关系到焊锡是否适量，应多做练习以控制焊锡量适合焊接物的大小。

烙铁头离开焊点。

整个焊接过程应在三秒钟内完成。过长的加热时间容易损坏焊接面和待焊的电子元件。焊接后不要摇动焊接物，应让其固定不动数秒，焊锡冷却后再用斜口钳剪断多余的引脚（或引线）。在整个作业过程中，焊锡应在待焊点加热熔化。很多初学者有一种习惯：将焊锡先在烙铁头上熔化，然后再将熔化的焊锡加在待焊点，这种上锡方法是不正确的。因为在烙铁头上熔化焊锡，焊锡中的助焊剂松香会在空气中挥发，待加上焊接点上时所剩无几，失去了松香的清洁作用，严重影响焊接效果。

（三）焊接质量检查

焊接时要保证每个焊点的焊接质量，其典型特征是焊锡点光亮、圆滑而无毛刺，要求锡量适中，锡和被焊点融合牢固，不应有虚焊、假焊、冷焊、连焊的现象存在。虚焊是指焊点处只有少量锡堆焊，不足以包裹焊点，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊好了，但实际上并没有焊牢，有时用手一拔，引脚线就与印制电路板焊盘断开了。冷焊是指在焊接时，烙铁温度过低或加热时间不足，焊锡未完全熔化，焊点未浸润，焊点表面焊锡不光滑，有细小裂纹（如同豆腐渣一样）。连焊是指焊锡用量过多，造成元器件焊点之间短路。尤其在对超小元件（贴片元件）及细小印刷电路板进行焊接时要特别注意。另外焊点表面的焊锡若形成无规则的突尖，是由于烙铁加热温度不足或助焊剂量过少，或是烙铁离开焊点时角度不当引起。

总结

篇5：焊锡技术之手工焊接技术

手工焊接技术

1.对焊接的要求

电子产品的组装其主要的任务是在印制电路板上对电子元器件进行锡焊。焊点的个数从几十个到成千上万个，如果有一个焊点达不到要求，就要影响整机的质量，因此在锡焊时，必须做到以下几点。

（1）焊点的机械强度要足够

为保证被焊件在受到振动或冲击时不至脱落、松动，因此要求焊点要有足够的机械强度。为使焊点有足够的机械强度，一般可采用把被焊元器件的引线端子打弯后再焊接的方法，但不能用过多的焊料堆积，这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。如表3-4就很直观地说明了一些焊点缺陷。

（2）焊接可靠，保证导电性能

为使焊点有良好的导电性能，必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成合金结构，只是简单地依附在被焊金属的表面上。

在锡焊时，如果只有一部分形成合金，而其余部分没有形成合金，用仪表测量也很难发现问题。但随着时间的推移，没有形成合金的表面就要被氧化，此时便会出现时通时断的现象，这势必造成产品的质量问题。

（3）焊点表面要光滑、清洁

为使焊点美观、光滑、整齐，不但要有熟练的焊接技能，而且要选择合适的焊料和焊剂，否则将出现焊点表面粗糙、拉尖、棱角等现象。

表3-4 常见焊点缺陷及分析

焊点缺陷 外观特点 危害 原因分析

焊料面呈凸形 浪费焊料且可能包含缺陷 焊丝熔化时间过长

导线或元器件引线可移动 导通不良或不导通 焊锡未凝固前引线移动造成空隙

引线未处理好（浸润差或不浸润）

出现尖端 外观不佳，容易造成桥接现象 助焊剂过少，而加热时间过长

烙铁撤离角度不当

焊料未形成增滑面 机械强度不足 焊丝撤离过早

焊缝中夹有松香渣 强度不足，导通不良，有可能时通时断 加焊剂过多，或已失效

焊接时间不足，加热不足表面氧化膜未去除

焊点发白，无金属光泽，表面较粗糙 焊盘容易剥落，强度降低 烙铁功率过大，加热时间过长表面呈豆腐渣状颗粒，有时会有裂纹 强度低，导电性不好 焊料未凝固前焊件抖动或烙铁功率过低续表

焊点缺陷 外观特点 危害 原因分析

焊料与焊件相邻处接触角过大，不平滑 强度低，不通或时通时断 焊件清理不干净，助焊剂不足或质量差，焊件未充分加热

焊锡未流满焊盘 强度不足 焊料流动性不好，助焊剂不足或流动性差，加热不足

相邻导线连接 电气短路 焊锡过多，烙铁撤离方向不当

目测或低倍放大镜可见有孔 强度不足，焊点容易腐蚀 焊盘孔与引线间隙过大

引线根部有喷火式焊料隆起，内部藏有空洞 暂时能导通，但长时间容易引起导通不良 引线与孔间隙过大或引线浸润性不良

焊点剥落（不是铜箔剥落）断路 焊盘镀层不良

篇6：手工焊接技术电子教案

埋弧焊

课前分析： 1.教学内容及时间分配

第一节

埋弧焊的原理和特点

4课时 第二节

埋弧焊的自动调节原理

2课时 第三节

埋弧焊设备

2课时 第四节 埋弧焊的焊接材料和冶金过程

4课时 第五节 埋弧焊工艺

4课时 第六节

埋弧焊的其他焊接方法

2课时 2.教学目的

1、了解埋弧焊特点及应用

2、熟练掌握埋弧焊的治金特点

3、掌握自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法

4、了解埋弧焊焊机的分类及基本原理

5、熟练掌握埋弧焊工艺 3.教学重难点 重点

1、埋弧焊的治金特点

3、自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法

4、埋弧焊焊机的分类及基本原理

5、掌握埋弧焊工艺 难点

1、自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法

2、埋弧焊焊机电气工作原理 4.教学方法

本教学环节采用理论、实践同步进行的方法。通过面对实物讲授，学生可以更直观的学习。

5.板书布置

第一节 埋弧焊原理和特点

3.1埋弧焊的特点： 3.1.1主要优点：

a.生产效率高 埋弧焊所用焊接电流大相应电流密度也大。加上焊剂和熔渣的保护，电弧的熔渣能力和焊丝的熔敷速度都大大提高。以板厚8～10mm的钢板对接为例，单丝埋弧焊焊接速度可达30～50m/h，若采用双丝和多丝焊，速度还可提高1倍以上，而焊条电弧焊接速度则不超过6～8m/h。同时由于埋弧焊热效率高，熔深大，单丝埋弧焊不开坡口一次熔深可达20mm。

b.焊接质量好 因熔渣的保护，熔化金属不与空气接触，焊缝金属中含氮量降低，而且熔池金属凝固较慢，液体金属和熔化焊剂间的冶金反应充分，减少了焊缝中产生气孔、裂纹的可能性。焊接工艺参数通过自动调节保持稳定，焊工操作技术要求不高，焊缝成形好，成分稳定，力学性能好，焊缝质量高。

c.劳动条件好 埋弧焊弧光不外露，没有弧光辐射，机械化的焊接方法减轻了手工操作强度。

3.1.2主要缺点：

a.埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适用于平焊和角焊位置的焊接，44

其它位置的焊接，则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。

b.焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置，需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。

c.埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高，电流小于100A时，电弧的电场稳定性较差，因此不适宜焊厚度小于1mm的薄件。

3.2埋弧焊的应用

埋弧焊是焊接生产中应用最广泛的工艺方法之一。由于焊接熔深大、生产效率高、机械化程度高，因而特别适用于中厚板长焊缝的焊接。造船、锅炉与压力容器、化工、桥梁、起重机械、工程机械、冶金机械以及海洋结构、核电设备等制造中都是主要的焊接生产手段。

随着焊接冶金技术和焊接材料生产的发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及一些有色金属材料，如镍基合金、铜合金的焊接等，此外，埋弧焊用于抗磨损耐腐蚀材料的堆焊，也是十分理想的工艺方法。

3.3埋弧焊冶金过程特点 3.3.1冶金过程的特点

a.电弧和焊接熔池在熔化了的焊剂所形成熔渣包围下获得可靠性保护，有效防止了空气的入侵，使焊缝金属含氧量及含氮量均极底，因而焊缝金属塑性良好。

b.利用渣相反应能有效地控制焊缝金属的化学成分 1）渗锰渗硅

当焊剂中MnO、SiO2含量足够高时，冶金反应可使焊缝金属的Mn、Si含量明显提高，因而焊缝的抗裂性和机械性能提高。

2）脱碳

由于焊剂中不含有碳的成分，高温下碳与氧的亲和力介于锰和硅之间，因此埋弧焊冶金过程会造成一定量碳元素烧损，且随焊丝中含碳量的增大而加剧，过量时会导致产生CO气体。因此、埋弧焊用的含碳量必须严格控制。

3）脱氢

母材、焊丝表面的锈污及焊剂的吸潮水分是埋弧焊产生氢气孔的主要原因。为防止氢气孔，除杜绝氢的来源外，还可利用高温冶金反应时所生成的溶于熔池的HF和OH来达到去氢的目的。

4）焊剂中含硫、磷量稍高时会造成焊缝金属含硫、磷量的增加而导致冷裂、热裂倾向增强，为此焊剂中含硫、磷量应严格控制在0.10%以下。

第二节 埋弧焊的自动调节原理

焊接过程中的外界干扰会导致焊接工艺参数不稳。外界干扰主要来自弧长波动和电网电压的波动。由于焊件不平、装配不良或遇到定位焊点等，都会引起弧长的变化。如图3-3，如果弧长缩短，电弧的稳定工作点就由O沿电源外特性移到O1。电网电压变化时，电源的外特性也相应发生变化，如果电网电压降低，电弧的稳定工作点就由O沿电弧静特性移到O2。可以看出，弧长波动和电网电压的波动都会使焊接电流和焊接电压发生变化（稳定工作点对应的电压、电流），所以要保持焊接参数稳定，必须要有一种自动调节系统，来消除或减弱外界干扰的影响，尤其是弧长的干扰，因为弧长的微小变化会带来电弧电压的明显变化，所以自动调节弧长就成为自动焊机的特有任务。最常用的有电弧自身调节系统和电弧电压反馈自动调节系统。

3.2.5.1 电弧自身调节作用的原理

这种系统在焊接时，焊丝以给定的速度等速送进，所以也称为等速送丝系统。如果弧长保持稳定，那么送丝速度Vf（feed）和焊丝的熔化速度Vm(melt)必须相等，也就是Vf=Vm 这是任何熔化极电弧系统的稳定条件。

当焊接过程中由于某种原因使弧长波动时，必然会引起焊接电流和电压发生变化，进而引起焊丝熔化速度发生变化。如果弧长由于某种原因缩短的话，电弧稳定工作点就由O沿电源外特性移到O1，对应的焊接电流加大，电压下降，由于焊丝熔化速度主要受电流影响，所以焊丝熔化速度加快，而送丝速度是不变的，这就出现了Vf>Vm，弧长加大，从而电弧稳定工作点自动恢复到原来的O点。

从上面的分析可以看出，在电弧自身调节系统中，完全是由弧长变化所引起

的焊接电流等工艺参数的变化使弧长恢复到原来长度。当焊接电流较大、焊丝较细而且电源外特性较平缓时，电弧的自身调节作用大。所以，等速送丝焊机一般都采用缓降特性甚至平特性的电源。

3.2.5.2 电弧电压均匀调节原理

由于在粗焊丝的情况下，仅靠电弧自身调节作用已经不能保证焊接过程的稳定性，所以发展了电弧电压均匀调节方法，它主要用在变速送丝并匹配陡降外特性的粗丝熔化焊。这种方法和电弧自身调节作用的不同之处在于，当弧长波动引起焊接规范参数波动时，它是利用电弧电压作为反馈量，并通过一个专门的自动调节装置，强迫送丝速度发生变化。因为一般焊接规范下电弧电压和弧长是呈正比的，如果弧长增加，电弧电压就增大，通过反馈作用使送丝速度相应增加，就会强迫弧长恢复到原来的长度从而保持焊接工艺参数稳定。

可以看出，均匀调节是一种强迫调节，而电弧的自身调节是一种自发调节。利用均匀调节的时候电弧的自身调节也起作用，但是由于均匀调节一般采用陡降外特性的电源，弧长变化引起的电流变化不大，所以电弧自身调节作用很弱。

第三节

埋弧焊设备

一、埋弧焊电源

一般埋弧焊多采用粗焊丝，电弧具有水平的静特性曲线。按照前述电弧稳定燃烧的要求，电源应具有下降的外特性。在用细焊丝焊薄板时，电弧具有上升的静特性曲线，宜采用平特性电源。

埋弧焊电源可以用交流(弧焊变压器)、直流(弧焊发电机或弧焊整流器)或交直流并用。要根据具体的应用条件，如焊接电流范围、单丝焊或多丝焊、焊接速度、焊剂类型等选用。

一般直流电源用于小电流范围、快速引弧、短焊缝、高速焊接，所采用焊剂的稳弧性较差及对焊接工艺参数稳定性有较高要求的场合。采用直流电源时，不同的极性将产生不同的工艺效果。当采用直流正接(焊丝接负极)时，焊丝的熔敷率最高；采用直流反接(焊丝接正极)时，焊缝熔深最大。

采用交流电源时，焊丝熔敷率及焊缝熔深介于直流正接和反接之间，而且电弧的磁偏吹最小。因而交流电源多用于大电流埋弧焊和采用直流时磁偏吹严重的场合。一般要求交流电源的空载电压在65V以上。

为了加大熔深并提高生产率，多丝埋弧自动焊得到越来越多的工业应用。目前应用较多的是双丝焊和三丝焊。多丝焊的电源可用直流或交流，也可以交、直流联用。双丝埋弧焊和三丝埋弧焊时焊接电源的选用及联接有多种组合。

二、埋弧焊机

埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。

(一)半自动埋弧焊机

半自动埋弧焊机的主要功能是：(1)将焊丝通过软管连续不断地送入电弧区；(2)传输焊接电流；(3)控制焊接起动和停止；(4)向焊接区铺施焊剂。

因此它主要由送丝机构、控制箱、带软管的焊接手把及焊接电源组成。软管式半自动埋弧焊机兼有自动埋弧焊的优点及手工电弧焊的机动性。在难以实现自动焊的工件上(例如中心线不规则的焊缝、短焊缝、施焊空间狭小的工件等)，可用这种焊机进行焊接。

(二)自动埋弧焊机

自动埋弧焊机的主要功能是；(1)连续不断地向焊接区送进焊丝；(2)传输焊接电流；(3)使电弧沿接缝移动；(4)控制电弧的主要参数；(5)控制焊接的起动与停止；(6)向焊接区铺施焊剂；(7)焊接前调节焊丝端位置。

常用的自动埋弧焊机有等速送丝和变速送丝两种。它们一般都由机头、控制箱、导轨(或支架)以及焊接电源组成。等速送丝自动埋弧焊机采用电弧自身调节系统；变速送丝自动埋弧焊机采用电弧电压自动调节系统。

自动埋弧焊机按照工作需要，做成不同的形式。常见的有：焊车式、悬挂式、机床式、悬臂式、门架式等。使用最普遍的是MZ—1000焊机，该焊机为焊车式。MZ—1000焊机采用电弧电压自动调节(变速送丝)系统，送丝速度正比于电弧电压。

三、埋弧焊辅助设备

埋弧焊时，为了调整焊接机头与工件的相对位置，使接缝处于最佳的施焊位置或为达到预期的工艺目的，一般都需有相应的辅助设备与焊机相配合。埋弧焊的辅助设备大致有以下几种类型：

(一)焊接夹具

使用焊接夹具的目的在于使工件准确定位并夹紧，以便于焊接。这样可以减少或免除定位焊缝并且可以减少焊接变形。有时为了达到其他工艺目的，焊接夹具往往与其他辅助设备联用，如单面焊双面成型装置等。

(二)工件变位设备

这种设备的主要功能是使工件旋转、倾斜、翻转以便把待焊的接缝置于最佳的焊接位置，达到提高生产率、改善焊接质量、减轻劳动强度的目的。工件变位设备的型式、结构及尺寸因焊接工件而异。埋弧焊中常用的工件变位设备有滚轮架、翻转机等。

(三)焊机变位设备

这种设备的主要功能是将焊接机头准确地送到待焊位置，焊接时可在该位置操作；或是以一定速度沿规定的轨迹移动焊接机头进行焊接。这种设备也叫做焊接操作机。它们大多与工件变位机、焊接滚轮架等配合使用，完成各种工件的焊接。基本形式有平台式、悬臂式、伸缩式、龙门式等几种。

(四)焊缝成形设备

埋弧焊的电弧功率较大，钢板对接时为防止熔化金属的流失和烧穿并促使焊缝背面成形，往往需要在焊缝背面加衬垫。最常用的焊缝成形设备除前面已提到的铜垫板外，还有焊剂垫。焊剂垫有用于纵缝的和用于环缝的两种基本型式。

(五)焊剂回收输送设备

用来在焊接中自动回收并输送焊剂，以提高焊接自动化的程度。采用压缩空气的吸压式焊剂回收输送器可以安装在小车上使用。

第四节

埋弧焊的焊接材料和冶金过程

一、埋弧焊冶金过程特点 1.冶金过程的特点

a.电弧和焊接熔池在熔化了的焊剂所形成熔渣包围下获得可靠性保护，有效防止了空气的入侵，使焊缝金属含氧量及含氮量均极底，因而焊缝金属塑性良好。

b.利用渣相反应能有效地控制焊缝金属的化学成分 1）渗锰渗硅

当焊剂中MnO、SiO2含量足够高时，冶金反应可使焊缝金属的Mn、Si含量明显提高，因而焊缝的抗裂性和机械性能提高。

2）脱碳

由于焊剂中不含有碳的成分，高温下碳与氧的亲和力介于锰和硅之间，因此埋弧焊冶金过程会造成一定量碳元素烧损，且随焊丝中含碳量的增大而加剧，过量时会导致产生CO气体。因此、埋弧焊用的含碳量必须严格控制。

3）脱氢

母材、焊丝表面的锈污及焊剂的吸潮水分是埋弧焊产生氢气孔的主要原因。为防止氢气孔，除杜绝氢的来源外，还可利用高温冶金反应时所生成的溶于熔池的HF和OH来达到去氢的目的。

焊剂中含硫、磷量稍高时会造成焊缝金属含硫、磷量的增加而导致冷裂、热裂倾向增强，为此焊剂中含硫、磷量应严格控制在0.10%以下。

二、埋弧焊工艺参数及焊接技术 3.4.1熔池形状

埋弧自动焊时，在电弧热作用下熔化的焊丝和母材金属所构成的液体金属熔

池较为稳定，其形状和尺寸与电弧的热输入线能量的大小有关。

3.4.2焊缝形状

通常是指焊缝熔化区横截面形状，一般以熔深H、熔宽B和余高a三个参数表征。足够的熔深是焊缝质量好坏的重要指标。B、a应与H有合理的比例。常用形状系数ψ＝B/H、增厚系数B/a表征焊缝形状。ψ愈小，则焊缝深而窄，表明焊接电弧热量集中，焊缝热影响区小。但ψ过小，易出现裂纹和气孔。通常埋弧焊的ψ>1.3。B/a为4～8，其值过小，对接头动载强度不利，重要结构甚至还应磨去余高。

3.4.3影响焊缝形状、性能的因素

埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。

1)焊接工艺参数的影响

影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。

（1）焊接电流

当其它条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响，无论是Y形坡口还是I形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即电流增加，熔深增加。焊接电流对焊缝断面形状的影响。电流小，熔深浅，余高和熔宽不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。

（2）电弧电压

电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的53

焊剂不同。电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其它条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹；电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。

（3）焊接速度

焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔宽都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比。焊接速度对焊缝断面形状的影响。焊接速度过小熔化金属量多，焊缝成形差；焊接速度较大时，熔化金属不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量。

（4）焊丝直径

焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。其它条件不变时，熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随电流密度的增加而减弱，这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加，熔融金属后排困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高增加焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，以保证焊缝成形质量。

2）工艺条件对焊缝成形的影响（1）对接坡口形状、间隙的影响

在其它条件相同时，增加坡口深度和宽度，焊缝熔深增加，熔宽略有减小，余高显著减小。在对接焊缝中，如果改变间隙大小，也可以调整焊缝形状，同时板厚及散热条件对焊缝熔宽和余高也有显著影响。

（2）焊丝倾角和工件斜度的影响

焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两种。倾斜的方向和大小不同，电弧对熔池的吹力和热的作用就不同，对焊缝成形的影响也不同。焊丝在一定倾角内后倾时，电弧力后排熔池金属的作用减弱，熔池底部液体金属增厚，故熔深减小。而电弧对熔池前方的母材预热作用加强，故熔宽增大。

工件倾斜焊接时有上坡焊和下坡焊两种情况，它们对焊缝成形的影响明显不同，上坡焊时，若斜度β角>60～120，则焊缝余高过大、两侧出现咬边，成形明显恶化。实际工作中应避免采用上坡焊。下坡焊的效果与上坡焊相反。

（3）焊剂堆高的影响

埋弧焊焊剂堆高一般在25～40mm，应保证在丝极周围埋住电弧。当使用粘结焊剂或烧结焊剂时，由于密度小，焊剂堆高比熔炼焊剂高出20%~50%。焊剂堆高越大，焊缝余高越大，熔深越浅。

3）焊接工艺条件对焊缝金属性能的影响

当焊接条件变化时，母材的稀释率、焊剂熔化比率（焊剂熔化量/焊丝熔化量）均发生变化，从而对焊缝金属性能产生影响，其中焊接电流和电弧电压的影响较大。

第五节

埋弧焊工艺

（1）平板双面对焊 ①悬空焊 ②焊剂垫法

图3-4 焊剂垫结构原理

1-焊件；2-焊剂；3-橡皮帆布；4-橡皮帆布软管

③临时工艺垫板法

图3-5 临时垫双面焊

(a)薄钢带垫；(b)石棉绳垫；(c)石棉板垫

④手弧焊封底法

（2）单面焊双面成形（3）角焊缝

图3-6 船形焊和斜角焊 船形焊；(b)斜角焊

3.5埋弧焊主要缺陷及防止

埋弧焊时可能产生的主要缺陷，除了由于所用焊接工艺参数不当造成的熔透不足、烧穿、成形不良以外，还有气孔、裂纹、夹渣等。

3.5.1气孔

埋弧焊焊缝产生气孔的主要原因及防止措施如下： 1)焊剂吸潮或不干净

焊剂中的水分、污物和氧化铁屑等都会使焊缝产生气孔，在回收使用的焊剂中这个问题更为突出。水分可通过烘干消除，烘干温度与时间由焊剂生产厂家规定。防止焊剂吸收水分的最好方法是正确的存储和保管。采用真空式焊剂回收器可以较有效地分离焊剂与尘土，从而减少回收焊剂在使用中产生气孔的可能性。

2)焊接时焊剂覆盖不充分

由于电弧外露并卷入空气而造成气孔。焊接环缝时，特别是小直径的环缝，容易出现这种现象，应采取适当措施，防止焊剂散落。

3)熔渣粘度过大

焊接时溶入高温液态金属中的气体在冷却过程中将以气泡形式溢出。如果熔渣粘度过大，气泡无法通过熔渣，被阻挡在焊缝金属表面附近而造成气孔。通过

调整焊剂的化学成分，改变熔渣的粘度即可解决。

4)电弧磁部位偏吹

焊接时经常发生电弧磁偏吹现象，特别是用直流电焊接时更为严重。电弧磁偏吹会在焊缝中造成气孔。磁偏吹的方向受很多因素的影响，例如工件上焊接电缆联接位置、电缆接线处接触不良、部分焊接接头电缆环绕接头造成的二次磁场。在同一条焊缝的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在接近端部的一段焊缝上，磁偏吹更经常发生，因此这段焊缝的气孔也较多。为了减少磁偏吹的影响，应尽可能采取交流电源；工件上焊接电缆的联接位置尽可能远离焊缝终端；避免部分焊接电缆在工件上产生二次磁场等。

5)工件焊接部位被污染

焊接坡口及其附近的铁锈、油污或其它污物在焊接时将产生大量气体，促使气孔生成，焊接之前应予清除。

3.5.2裂纹

通常情况下，埋弧焊焊接接头有可能产生两种类型裂纹，即结晶裂纹和氢致裂纹。前者只限于焊缝金属，后者则可能发生在焊缝金属或热影响区。

1）结晶裂纹

钢材焊接时，焊缝中的S、P等杂质在结晶过程中形成低熔点共晶。随着结晶过程的进行，它们逐渐被排挤在晶界，形成了“液态薄膜”。焊缝凝固过程中，由于收缩作用，焊缝金属受拉应力，“液态薄膜”不能承受拉应力而形成裂纹。可见产生“液态薄膜”和焊缝的拉应力是形成结晶裂纹的两方面原因。

钢材的化学成分对结晶裂纹的形成有重要影响。硫对形成结晶裂纹影响最大，但其影响程度又与钢中其它元素含量有关，如Mn与S结合成MnS而除硫，58

从而对S的有害作用起抑制作用。Mn还能改善硫化物的性能、形态及其分布等。因此，为了防止产生结晶裂纹，对于焊缝金属中的Mn/S值有一定要求。Mn/S值多大才有利于防止结晶裂纹，还与含碳量有关。

埋弧焊焊缝的熔合比通常都较大，因而母材金属的杂质含量对结晶裂纹倾向有很大关系。母材杂质较多，或因偏析使局部C、S含量偏高，Mn/S可能达不到要求。可以通过工艺措施（如采用直流正接、加粗焊丝减小电流密度、改变坡口尺寸等）减小熔合比；也可以通过焊接材料调整焊缝金属的成分，如增加含Mn量，降低含C、Si量等。

焊缝形状对于结晶裂纹的形成也有明显影响。窄而深的焊缝会造成对生的结晶面，“液态薄膜”将在焊缝中心形成，有利于结晶裂纹的形成。焊接接头形式不同，不但刚性不同，并且散热条件与结晶特点也不同，对产生结晶裂纹的影响也不同。

2）氢致裂纹

这种裂纹较多的发生在低合金钢、中合金钢和高碳钢的焊接热影响区中。它可能在焊后立即出现，也可能在焊后几小时、几天、甚至更长时间才出现。这种焊后若干时间才出现的裂纹称为延迟裂纹。

氢致裂纹是焊接接头含氢量、接头显微组织、接头拘束情况等因素相互作用的结果。在焊接厚度10mm以下的工件时，一般很少发现这种裂纹。工件较厚时，焊接接头冷却速度较大，对淬硬倾向大的母材金属，易在接头处产生硬脆的组织。另一方面，焊接时溶解于焊缝金属中的氢，由于冷却过程中溶解度下降，向热影响区扩散。当热影响区的某些区域氢浓度很高而温度继续下降时，一些氢原子开始结合成氢分子，在接头拘束应力作用下产生裂纹。

焊接某些超高强度钢时，这种裂纹也会出现在焊缝金属中。针对氢致裂纹产生的原因，可以从以下几方面采取措施。

A．减少氢的来源及其在焊缝金属中的溶解，采用低氢焊剂；焊剂保管中注意防潮，使用前严格烘干；对焊丝、工件焊口附近的锈、油污、水分等焊前必须清理干净。

通过焊剂的冶金反应把氢结合成不溶于液态金属的化合物，如高Mn高Si焊剂可以把H结合成HF和OH两种稳定化合物进入熔渣中，减少氢对生成裂纹的影响。

B．正确的选择焊接工艺参数，降低钢材的淬硬程度并有利于氢的逸出和改善应力状态，必须时可采用预热。

C．采用后热或焊后热处理

焊后后热有利于焊缝中的溶解氢顺利的逸出。有些工件焊后需要进行热处理，一般情况下多采用回火处理。这种热处理的效果一方面可消除焊接残余应力，另一方面使已产生的马氏体高温回火，改善组织。同时接头中的氢可进一步逸出，有利于消除氢致裂纹，改善热影响区的延性。

D．改善接头设计，降低焊接接头的拘束应力

在焊接接头设计上，应尽可能消除引起应力集中的因素，如避免缺口、防止焊缝的分布密集等。坡口形状尽量对称为宜，不对称的坡口裂纹敏感性较大。在满足焊缝强度的基本要求下，应尽量减少填充金属的用量。

埋弧焊时，焊接热影响区除了可能产生氢致裂纹外，还可能产生淬硬脆化裂纹、层状撕裂等。

3.5.3夹渣

埋弧焊时，焊缝的夹渣除与焊剂的脱渣性能有关，还与工件的装配情况和焊接工艺有关。对接焊缝装配不良时，易在焊缝底层产生夹渣。焊缝成形对脱渣情况也有明显影响。平而略凸的焊缝比深凹或咬边的焊缝更容易脱渣。双道焊的第一道焊缝，当它与坡口上缘熔合时，脱渣容易；而当焊缝不能与坡口边缘充分熔合时，脱渣困难。在焊接第二道焊缝时易造成夹渣。焊接深坡口时，有较多的小焊道组成的焊缝，夹渣的可能性大。

第六节

埋弧焊其他方法

（1）多丝埋弧焊

多丝埋弧焊是一种高生产率的焊接方法。按照所用焊丝数目有双丝埋弧焊、三丝埋弧焊等，在一些特殊应用中焊丝数目多达14根。目前工业上应用最多的是双丝埋弧焊和三丝埋弧焊。双丝焊和三丝焊的电源联接方式。焊丝排列一般都采用纵列式，即2根或3根焊丝沿焊接方向顺序排列。焊接过程中，每根焊丝所用的电流和电压各不相同，因而它们在焊缝成形过程中所起的作用也不相同。一般由前导的电弧获得足够的熔深，后续电弧调节熔宽或起改善成形的作用。为此，焊丝间的距离要适当。

（2）带状电极埋弧焊

此种方法具有最高的熔敷速度、最低的熔深和稀释度，尤其是双带极埋弧焊，因此是表面堆焊的理想方法。带极埋弧焊的关键是要有合适成分的带材、焊剂和送带机构。一般常用的带宽为60mm。焊剂宜采用烧结焊剂，并尽可能减少氧化铁含量。

带极埋弧堆焊通常采用直流反接极性。宽带极埋弧堆焊采用轴向外加磁场或横向交变磁场，可以有效的提高宽带堆焊层的熔宽和熔深均匀性。

（3）附加依靠焊丝电阻热预热的热丝、冷丝、铁粉的埋弧焊方法。这些方法有较高熔敷率、较低的熔深和稀释率。仅适用于难以制成带极或丝极的某些合金埋弧堆焊及焊接，也常在窄间隙埋弧焊时被采用。

（4）单面焊双面一次成形埋弧焊

在一定的板厚、坡口及间隙条件下，采用适当的强制成形衬垫可以实现单面焊双面一次成形对接埋弧焊。这种施焊方法可以免除焊件翻身，提高生产率。但

由于受电弧能量密度的限制，只能在小于25mm板厚条件下实现单面焊双面成形。

埋弧焊的单面焊双面成形的关键是设计合理的强制成形衬垫装置，并使其紧贴焊缝反面。

（5）窄间隙埋弧焊