摘要：伴随着近代科学技术与时俱进的快速发展，手工焊接的设备和工艺也快速发展，电弧焊、电阻焊、钎焊、气焊埋弧自动焊等焊接技术层见叠出，在这些焊接工艺中，手工电弧焊在现代电焊行业中被使用的频率很高。近几年我国组织开展了很多大型钢结构项目，大量用到焊接的方式进行加工，其中手工电弧焊的使用频率最高，应用范围最广。本文研究手工电弧焊技术及其应用。
关键词：手工电焊；操作安全；技术应用；焊接工艺；技巧
手工电弧焊技术是近代中焊接技术重要组成部分之一，它的应用范围差不多覆盖了所有的焊接生产部门。手工电弧焊是一种最基础的金属处理的方法，因此被广泛的运用于国民经济中的各个生产部门，弧焊电源为手工电弧焊提供能量，从诞生之日起已经取得了巨大的发展，尤其是在近些年来，近代科学技术正在以空前的速度飞快地向前发展。伴随着许多物理理论与化学技术的不间断发展创新，使得离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学乃至计算机技术、微电子技术、自动控制技术、材料科学和工程断裂力学、检测技术等许多现代科学技术可以与电弧焊接技术在应用的过程中融合创新取得新的突破。电弧焊接技术发展与电弧焊接技术本身的能力范围的基础在这些现代科学技术的融入下得以增强。扩大了手工电弧焊的技术内涵和外延。因此手工电弧焊作为一门科学技术无论在理论上还是在应用上都在飞速地发展。
1 手工电弧焊技术
1.1 手工电弧焊的简介
手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，简称手弧焊。手工电弧焊是以焊条和焊件作为两个电极，被焊金属称为焊件或母材。焊接时因电弧的高温和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金属上形成一个椭圆形充满液体金属的凹坑，这个凹坑称为熔池。随着焊条的移动熔池冷却凝固后形成焊缝。焊缝表面覆盖的一层渣壳称为熔渣。焊条熔化末端到熔池表面的距离称为电弧长度。从焊件表面至熔池底部距离称为熔透深度。
1.2 手工电弧焊的电源种类
手工电弧焊的焊条是可以在直流或者交流电源下使用的，能在交流电源下使用的焊条一般都能在直流电源下使用，但并不是所有能在直流电源下使用的焊条都能在交流电源下使用的。焊接电源分为两种，直流弧焊电源和交流弧焊电源，焊条分为两大类即：酸性焊条和碱性焊条。
1.3 手工电弧焊的焊条类型
焊条是手工电弧焊的一个重要材料。焊条的药皮化学成分对电弧焊电弧的稳定性、熔化深度、金属的熔敷率和定位能力有极大的影响。焊条可分为三大种类：1.纤维素型焊条2.氧化钛药皮焊条3.碱性焊条。
2 手工电弧焊的应用
几乎所有的金属都可以手工焊接的操作，但是需要对应使用满足要求的焊条。对于钢材料来说，大多数焊条都可以满足使用要求，比如焊接常见的低碳结构钢金属材质最常使用的焊条有牌号为J422，型号为E4303的焊条，对于重要的结构可以使用牌号为J426，型号为E4316的低氢钾碱性焊条，对于对接要求较高的压力容器等部件可以使用牌号为J427，型号为E4315的低氢钠型碱性焊条。
对于铜材料的焊接也有相应的焊条。焊接黄铜除了用铜227及铜237外，也可以采用自制的焊条。黄铜电弧焊时，应采用直流电源正接法，焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于60~70º，为改善焊缝成形，焊件要预热150~250℃。操作时应当用短弧焊接，不作横向和前后摆动，只作直线移动，焊速要高。与海水、氨气等腐蚀介质接触的黄铜焊件，焊后必须退火，以消除焊接应力。
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一般都选用低碳钢作为焊芯，并添加锰、硅、铬、镍等成分（详见焊丝国家标准G1300一77）。采用低碳的原因一方面是含碳量低时钢丝塑性好，焊丝拉拔比较容易，另一方面可降低还原性气体CO含量，减少飞溅或气孔，并可增高焊缝金属凝固时的温度，对仰焊有利。前面说的焊接铜制材料也可以使用手工氩弧焊，黄铜手工氩弧焊可以采用标准黄铜焊丝：丝221、丝222和丝224，也可以采用与母材相同成分的材料作填充材料。焊接可以用直流正接，也可以用交流。
3 手工电弧焊的防触电措施
3.1 手工电弧焊安全技术要求
焊机电源线除了要有必须的导电截面积还要具有良好的绝缘，焊机上外露带电部分一定要有完备的隔离防护设施。
焊机上各个接触点连接件一定要连接牢固，防止在运行过程中松动脱落。
焊机上接地的回路必须使用焊接电缆线，并且保证接地回路尽可能的短，软的线绝缘一定要好，焊钳的绝缘必须完好无损。
焊机的电源线不应该超过3米，如果一定需要使用到比较长的电源线必须使用架空高2.5米或以上并且沿墙用绝缘子布置架设，禁止将电源线散乱布置在工作现场的地面上。
焊接电缆应该使用整根的，中间不要有接头，如果确实需要接长，那么接头不应该超过2个，接头应该使用纯铜的导体制成，并且连接一定要牢固可靠，绝缘性能要保证良好。
操作时工作灯的电压应该使用36V及其以下的电源。如果必须在狭小的舱室或容器内进行焊接，则舱室（容器）外必须有人监视，而且要加强绝缘防护和有效通风措施，为了防止有害气体和烟尘对人体的危害。
3.2 手工电弧焊的防触电措施
总的原则是采取绝缘、屏蔽、隔绝、漏电保护和个人防护等安全措施，避免人体触及带电体。具体方法有：提高电焊设备及线路的绝缘性能。使用的电焊设备及电源电缆必须是合格品，其电气绝缘性能与所使用的电压等级、周围环境及运行条件要相适应；焊机应安排专人进行日常维护和保养，防止日晒雨淋，以免焊机电气绝缘性能降低。当焊机发生故障要检修、移动工作地点、改变接头或更换保险装置时，操作前都必须要先切断电源。在给焊机安装电源时不要忘记同时安装漏电保护器，以确保人一旦触电会自动断电。在潮湿或金属容器、设备、构件上焊接时，必须选用额定动作电流不大于15mA，额定动作时间小于0.1秒的漏电保护器。对焊机壳体和二次绕组引出线的端头应采取良好的保护接地或接零措施。当电源为三相三线制或单相制系统时应安装保护接地线，其电阻值不超过4Ω；当电源为三相四线制中性点接地系统时，应安装保护零线。加强作业人员用电安全知识及自我防护意识教育，要求焊工作业时必须穿绝缘鞋、戴专用绝缘手套。禁止雨天露天施焊；在特别潮湿的场所焊接，人必须站在干燥的木板或橡胶绝缘片上。禁止利用金属结构、管道、轨道和其它金属连接作导线用。在金属容器或特别潮湿的场所焊接，行灯电源必须使用12V以下安全电压。
结束语：
手工电弧焊焊接技术作为重要组成部分和基础，在整个焊接领域发挥了重要的作用。尽管焊接技术已经发展了几十年，但以后的新技术将是在许多技术相辅相成下形成的。所以手工电弧焊这一重要技术会得到进一步发展，它的应用范围也将会在这些技术融合当中获得进一步的发健康和安全的工作场所的安全是不可或缺的重要组成部分，构建焊接安全文化需要多方面的参与和推动。更重要的是操作人员熟记规章制度，实现安全生产的目标。
参考文献：
[1]滕荫彬.电焊技术水平提高与应用研究[J].科学技术创新，2014（22）：32-32
[2]樊吉全.如何提高学生手工电弧焊的技能水平[J].现代教育，2011：80
基金项目：新疆大学国家级大学生创新创业训练计划项目，编号：201710755039
论文作者:贾欢欢1,张冠2,王培香³
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：电弧论文; 焊条论文; 手工论文; 电源论文; 金属论文; 焊机论文; 熔池论文; 《电力设备》2018年第4期论文;