第二章焊条电弧焊
第一节焊条电弧焊的原理及特点
焊条电弧焊的焊接回路如图2-1所示，它是由弧焊电源、电弧、焊钳、焊条、电缆和焊件组成。焊接电弧是负载，弧焊电源是为其提供电能的装置，焊接电缆则连接电源与焊钳和焊件。
一焊电原电宿5焊件5电弧
1
一、焊条电弧焊的原理
焊接时，将焊条与焊件接触短路后立即提起焊条，引燃电弧。电弧的高温将焊条与焊件局部熔化，融化了的焊芯以熔滴的形式过渡到局部熔化的焊件表面，并与其融合在一起形成熔池。焊条药皮在熔化过程中产生一定量的气体和液态熔渣，产生的气体充满在电弧和熔池周围，起隔绝大气保护液体金属的作用。液态熔渣密度小，在熔池中不断上浮，覆盖在液体金属上面，也起着保护液体金属的作用。同时，药皮熔化产生的气体、熔渣与融化了的焊芯、焊件发生一系列冶金反应，保证了所形成焊缝的性能。随着电弧沿焊接方向不断移动，熔池中的液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝。
2
a)b)
-2焊条电作及
1-焊缝2-熔渣3-熔池4-保护气体5-焊芯6-药皮7-熔滴8-焊件
焊条电弧焊的操作及原理如图2-2所示。
二、焊条电弧焊特点
1、优点
(1)工艺灵活、适应性强。对于不同的焊接位置、接头形式，焊件厚度及焊缝，只要焊条所能达到的位置，均能进行方便的焊接。
(2)应用范围广。焊条电弧焊的焊条能够与大多数焊件金属性能相匹配，因而，接头的性能可以达到被焊金属的性能。
(3)易于分散焊接应力和控制焊接变形由于焊接是局部的不均匀加热，所以焊件在焊接过程中都存在着焊接应力和变形。
(4)设备简单、成本较低。焊条电弧焊使用的交流焊机和直流焊机，其结构都比较简单，维护保养也较方便，设备轻便而且易于移动，焊接中不需要辅助气体保护，并具有较强的抗风能力，故投资少，成本相对较低。
2、缺点
(1)焊接生产率低、劳动强度大。由于焊条的长度是一定的，因此每焊完一根焊条后必须停止焊接，更换新的焊条，而且每焊完一道后要求清渣，
焊接过程不能连续地进行，所以生产率低，劳动强度大。
(2)焊缝质量依赖性强。由于采用手工操作，焊缝质量主要靠焊工的操作技术和经验来保证，所以，焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的操作技术及现场发挥，甚至焊工的精神状态也会影响焊缝质量，且不适合活泼金属、难熔金属及薄板的焊接。
5
第二节焊条电弧焊设备及工具
焊条电弧焊的设备和工具有：弧焊电源、焊钳、面罩、焊条保温筒，
此外还有敲渣锤、钢丝刷等手工及焊缝检验尺等辅助器具。
最重要的设备是弧焊电源，即通常所说的电焊机，为了区别其他电源，
故称弧焊电源。
焊条电弧焊的弧焊电源的作用是为焊接电弧稳定燃烧提供所需要的、
合适的电流和电压。
一、对弧焊电源的要求
1.对弧焊电源外特性的要求
在其它参数不变的情况下，弧
焊电源输出电压与之间的关系，称
为弧焊电源的外特性。弧焊电源的
外特性可用曲线来表示，称为弧焊
电源的外特性曲线，如图2-3所示。
弧焊电源的外特性基本上有下降外
特性、平外特、上升外特性三种类型。
由于焊条电弧焊电弧静特性曲线的工作段在平特性区，所以只有下降外特性曲线才与其有交点，如图2-3中
3、
2
1
4
A
IAIA
图2-3弧焊电原外特性与
电弧静特性的关系
1=下降外特性2平外特性3-上升外特性4-电弧静特性
的A点。因此，下降外特性曲线电源能满足焊条电弧焊的要求。
U/V
UA-
0
图2-4为两种下降度不同的下降外特性曲线对焊接电流的影响情况，从图2-4中可以看出，当弧长变化相同时，陡降外特性曲线1引起的电流偏差△I1明显小于缓降外特性曲线2引起的电流偏差△I2,有利于焊接参数稳定。因此，焊条电弧焊应采用陡降外特性电源。
U/V
U?
2
1-
L?
I?
o-
I/A
△I△l?
苏同不降世外意续
-陆筛外生外特性曲线
2.对弧焊电源空载电压的要求
弧焊电源接通电网而焊接回路为开路时，弧焊电源输出端电压
称为空载电压。为便于引弧，需要较高的空载电压，但空载电压过高，对焊工人身安全不利，制造成本也较高。一般交流弧焊电源空载电压为55～70V,直流弧焊电源空载电压为45～85V。
3.对弧焊电源稳态短路电流的要求
弧焊电源稳态短路电流是弧焊电源所能稳定提供的最大电流，即输出端短路时的电流。稳态短路电