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第三章 焊条电弧与电弧切割 教学目的：使学员掌握焊条电弧焊切割的原理、适用的范围及安全特点。 教学要求：1、熟悉焊条及焊接的参数； 2、焊条电弧焊的操作和安全要求； 3、电弧切割的操作和安全要求。 教学重点：1、焊条电弧与电弧切割的工作原理及安全特点； 教学难点：焊条电弧与电弧切割的工作原理。 课 时：12课时。 焊条电弧与电弧切割的工作原理、适用范围及安全特点 一、焊条电弧与电弧切割的基本原理 (一)、焊条电弧与电弧切割的基本原理 焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电(俗称电弧燃烧)所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。 在工件与焊条两电极之间的气体介质中持续强烈的放电现象称为电弧。焊条电弧焊焊接低碳钢或低合金钢时，电弧中心部分的温度可达6000~8000OC，两电极的温度可达到2400~2600OC。 二、焊条电弧与电弧切割的适用范围 (一)、焊条电弧焊的适用范围 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接工作的，可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。另外由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊条电弧焊可以在任何有电源的地方进行焊接作业。适用于各种金属材料、各种结构形状的焊接。 (二)、电弧切割的适用范围 (1)、用电弧切割对焊缝进行清根，比过去生产中常使用的风铲生产效率可提高数倍，尤其是在仰焊和立焊位置进行焊缝清根时，其优越性更为突出。 (2)、改善了工人的劳动条件：过去在使用风铲进行开坡口和清根时，噪声和振动大，长年使用风铲工作的工人，多患有耳聋性职业病，而且劳动强度也很高。 (3)、可以用电弧切割来加工焊缝坡口，特别适用于U型坡口。 (4)、使用方便，操作灵活：对处于窄小空间位置的焊缝，只要轻巧的刨枪能伸进去的地方，就可以进行切割作业。 (5)、可以用电弧切割清除不合格焊缝中的缺陷，然后进行修复。也可以用电弧切割清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷。 (6)、可以用电弧切割的方法加工多种不能用气割加工的金属，如铸铁、不锈钢、铜、铝等。 (7)、设备、工具简章，操作使用安全。只要有一台直流电焊机，有压缩空气，有专用的电弧切割极及碳棒，就可以工作了。不需要像氧—乙炔切割那样使用易燃、易爆气体，因此操作使用安全。 三、焊条电弧焊与电弧切割的安全特点 (一)、焊条电弧焊的安全特点 (1)、焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为50~90V。而人体所能承受的安全电压为30~45V，由此可见手工电弧焊焊接设备的空载电压高于人体所能承受的安全电压，所以当操作人员在更换焊条时，有可能发生触电事故。尤其在容器和管道内操作，四周都是金属导体，触电危险性更大。因此焊条电弧焊操作者在操作时应戴手套、穿绝缘鞋。 (2)、焊接电弧弧柱中心的温度高达6000~8000OC。 (3)、焊接时人体直接受到弧光辐射(主要是紫外线和红外线的过度照射)时，会引起操作者眼睛和皮肤的疾病。因此操作者在操作时应戴防护面具和穿工作服。 (4)、焊条电弧焊操作过程中，由于电焊机线路故障或者飞溅物引燃可燃易爆物品以及燃料容器管道补焊时防爆措施不当等，都会引起爆炸和火灾事故。 焊条及焊接参数的选择方法 一、焊条的选择方法 (一)、焊条的组成 焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极。它是由药皮和焊芯两部分组成。在焊条前端药破有45O左右长1/16，便于焊钳夹持并有利于导电。焊条的直径(Φ实际上是指焊芯直径)通常为2、2.5、3.2或3、4、5或6mm等几种规格，常用的是Φ3.2、Φ4、Φ5三种，其长度“L”一般在250~450mm之间。 1、焊芯 焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。 (1)、焊芯中各合金元素对焊接的影响 1)、碳(C) 碳是钢中的主要合金元素，当含量增加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳气体，将电弧区和熔池周围空气排除，防止空气中氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的含碳量一般=0.1%。 2)、锰(Mn) 锰在钢中是一种较好的合金剂，随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所提高。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0.30%~0.55%，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达1.70%~2.10%。 3)、硅(Si) 硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹