焊条电弧焊操作基础知识

焊条电弧焊（手工电弧焊）是工业生产中应用最广泛的焊接方法之一，凭借设备简单、操作灵活、适应多种材质和工况的特点，被广泛用于钢结构、机械制造、建筑、维修等领域。以下从核心原理、设备组成、操作流程、关键技巧、安全规范等维度，系统梳理基础操作知识，帮助快速掌握核心要点：

一、核心原理与适用范围

1. 焊接原理

利用焊条与焊件之间产生的电弧热，将焊条芯、药皮及焊件局部熔化，形成熔池；焊条药皮在电弧高温下分解产生保护气体（如 CO₂、H₂）和熔渣，隔绝空气（氧气、氮气）对熔池的污染；同时药皮中的合金元素融入熔池，改善焊缝金属的力学性能；冷却后熔池凝固形成牢固的焊接接头，实现焊件的冶金结合。

2. 适用范围

材质：主要适用于低碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁等黑色金属，部分焊条可焊接铜、铝等有色金属。

焊件厚度：适合 3mm 以上的焊件（薄件需特殊工艺），可焊接对接、角接、搭接、T 型接头等多种接头形式。

工况：适用于室内、室外、高空、野外等多种场景，对焊接位置（平、立、横、仰）适应性强。

二、核心设备与材料

1. 焊接设备

2. 焊接材料（焊条）

（1）焊条结构与作用

焊条芯：核心成分，通常为低碳钢或合金钢线材，作用是传导电流、熔化后填充焊缝（提供焊缝金属的基础成分）。

药皮：包裹在焊条芯外的涂层（由矿石粉、铁合金粉、粘结剂等组成），作用包括：

① 产生保护气体（隔绝空气）；

② 形成熔渣（覆盖熔池，防止冷却过快，细化晶粒）；

③ 脱氧、脱硫、脱磷（改善焊缝质量）；

④ 添加合金元素（提升焊缝力学性能）；

⑤ 稳弧（使电弧燃烧稳定）。

（2）常用焊条分类与选择（按用途）

（3）焊条选择原则

匹配焊件材质（如低碳钢用 J422，不锈钢用不锈钢焊条）；

匹配焊接结构强度要求（如重要结构用低氢型焊条 J507，普通结构用 J422）；

匹配焊接位置（如立焊、仰焊选择 “全位置焊条”）；

匹配焊机类型（如交流焊机避免使用需直流的低氢型焊条）。

三、焊接前准备

1. 焊件准备

清理表面：去除焊件坡口及两侧 20mm 范围内的油污、铁锈、水分、油漆等杂质（否则会导致焊缝气孔、夹渣、裂纹等缺陷），可用钢丝刷、角磨机、砂纸等工具清理，确保表面露出金属光泽。

加工坡口：根据焊件厚度确定是否开坡口（厚度≥3mm 时需开坡口，如 V 型、X 型坡口），目的是保证焊缝焊透，避免未焊透缺陷。

装配定位：将焊件按要求装配对齐，用定位焊固定（定位焊焊缝长度 5-10mm，间距 50-100mm），确保焊接过程中焊件不变形、不位移。

2. 焊条准备

烘干处理：焊条受潮会导致焊缝气孔，需提前烘干：

- 酸性焊条（如 J422）：受潮后烘干温度 150-200℃，保温 1-2 小时；

- 碱性低氢型焊条（如 J507）：必须烘干，温度 350-400℃，保温 2 小时，烘干后放入保温桶随用随取。

选择直径：根据焊件厚度、焊接位置选择焊条直径（常用 2.5mm、3.2mm、4.0mm）：

① 厚度≤3mm：2.5mm 焊条；

② 厚度 3-8mm：3.2mm 焊条；

③ 厚度≥8mm：4.0mm 焊条；

④ 立焊、仰焊：选择比平焊小一号的焊条（如平焊用 3.2mm，立焊用 2.5mm），便于控制熔池。

3. 设备检查

检查焊机电源、电缆、焊钳、地线夹连接是否牢固，绝缘是否良好（避免漏电）；

调试焊机电流：根据焊条直径、焊件厚度调整焊接电流（参考值：2.5mm 焊条→60-90A；3.2mm 焊条→90-130A；4.0mm 焊条→130-180A），电流过大易导致烧穿、飞溅大；电流过小易导致未焊透、夹渣。

四、基本操作流程与技巧

1. 焊接操作核心步骤

（1）引弧（点燃电弧）

引弧是焊接的第一步，需快速建立稳定电弧，常用方法有 2 种：

划擦法：类似划火柴，将焊条末端在焊件表面轻轻划擦（长度 2-3cm），迅速提起焊条 1-3mm，电弧即可点燃（适合初学者，操作简单、不易粘焊条）。

直击法：将焊条末端垂直对准焊件坡口，轻轻敲击焊件表面，迅速提起 1-3mm，点燃电弧（适用于狭窄空间或怕划伤焊件表面的场景，需控制力度，避免焊条粘住焊件）。

注意：引弧后若焊条粘住焊件，可快速左右摆动焊条或提起焊条，若无法脱离，需立即关闭焊机电源，清理焊条端部后重新引弧。

（2）运条（电弧燃烧过程中的操作）

运条是控制焊缝成形、质量的关键，需协调三个动作：

焊条送进：随着焊条熔化，不断向熔池送进焊条（保持电弧长度稳定，通常电弧长度 = 焊条直径的 0.5-1 倍，如 3.2mm 焊条→电弧长度 1.5-3mm），避免电弧过长（导致气孔、夹渣）或过短（导致粘焊条、未焊透）。

焊条摆动：根据焊缝宽度选择摆动方式（焊缝宽度≤5mm 时可不摆动，直接直线运条；焊缝宽度 > 5mm 时需摆动，如锯齿形、月牙形、三角形摆动），摆动幅度不宜过大（避免焊缝过宽、成形差）。

焊条移动速度：移动速度均匀，过快会导致焊缝窄、未焊透；过慢会导致焊缝宽、余高大、烧穿（薄件），需根据熔池状态调整（熔池呈椭圆形、边缘清晰为最佳）。

（3）收弧（熄灭电弧）

收弧时需避免产生弧坑（弧坑易导致裂纹、气孔），常用方法：

划圈收弧法：在焊缝末端，将焊条做小圆圈运动，逐渐减小电弧长度，待熔池填满后缓慢熄灭电弧（适用于厚板、平焊）。

反复断弧收弧法：在焊缝末端，快速反复点燃、熄灭电弧，直至熔池填满（适用于薄板、立焊、仰焊）。

回焊收弧法：收弧时将焊条向焊接方向回退 1-2cm，然后熄灭电弧（适用于重要结构，避免弧坑裂纹）。

2. 常见焊接位置操作要点

六、安全操作规范（重中之重）

焊条电弧焊作业存在触电、火灾、烫伤、有毒气体、弧光辐射等风险，必须严格遵守以下规范：

1. 防触电

焊机外壳必须接地（或接零），接地电阻≤4Ω；

焊接电缆、焊钳、地线夹绝缘良好，避免破损漏电；

操作时穿戴绝缘手套、绝缘鞋（干燥），严禁在潮湿环境（如雨天、积水地面）焊接；

禁止用手直接接触焊条芯或焊件（通电部分），更换焊条时避免触碰焊机接线柱。

2. 防火灾与爆炸

焊接现场严禁存放易燃易爆物品（如汽油、酒精、油漆），需远离可燃物（至少 10m）；

焊接密闭容器（如锅炉、管道）时，需先打开容器口通风（排出易燃易爆气体），严禁在密闭容器内盲目焊接；

焊接结束后，检查现场是否有残留火种（如熔渣引燃杂物），确认无隐患后再离开。

3. 防弧光辐射与烫伤

必须佩戴焊接面罩（配备合适遮光号的滤光片，低碳钢焊接常用 8-10 号），避免弧光灼伤眼睛（电光性眼炎）；

穿戴焊接防护服（皮革或阻燃棉布材质）、焊工手套、护脚套，避免高温熔渣烫伤皮肤；

禁止用肉眼直接观察电弧，辅助人员需佩戴防护眼镜。

4. 防有毒气体与烟尘

焊接现场保持通风良好（可开启排风扇或开窗），避免焊接烟尘（氧化铁、锰尘等）和有毒气体（CO、NOx 等）积聚；

在密闭空间焊接时，需配备强制通风设备和防毒面具；

长期作业时定期进行职业健康检查（重点检查肺部、眼睛）。

5. 其他规范

焊接前检查焊件是否带电、带压（如管道、压力容器），需先切断电源、泄压后再焊接；

高空焊接时，需系好安全带，下方设置安全网，避免熔渣坠落伤人或引发火灾；

焊机运行时避免过载，发现焊机异常（如异响、过热）立即停机检查，禁止带病作业。

七、入门练习建议

基础练习：先练习引弧、收弧（在废钢板上反复练习，确保 100% 成功引弧，无粘焊条）；

运条练习：掌握直线运条、锯齿形摆动，控制电弧长度稳定，练习焊缝成形（要求焊缝宽窄均匀、余高适中）；

位置练习：从平焊开始（最易掌握），再逐步练习立焊、横焊，最后挑战仰焊；

缺陷识别：观察自己焊接的焊缝，对照常见缺陷（如气孔、夹渣），分析原因并调整操作；

安全第一：初期练习需在专业人员指导下进行，熟练掌握安全规范后再独立作业。

通过以上基础知识的学习和反复练习，可逐步掌握焊条电弧焊的核心操作技能。实际作业中，需结合焊件材质、厚度、工况灵活调整参数和操作方法，不断积累经验，提升焊接质量和效率。若涉及特殊材质（如不锈钢、铸铁）或重要结构焊接，建议先进行专项培训和工艺试验。