电焊焊接工具与防护用具

电焊是利用电能，通过加热加压以及金属原子的结合与扩散作用，使两件或两件以上的焊件（材料）牢固地连接在一起的焊接工艺。下面，先介绍电焊设备、防护用具以及辅助工具，然后再对电焊的操作方法进行讲解。

1.电焊设备、防护用具以及辅助工具

电焊设备的主体为电焊机，电焊机通过线缆与电焊钳相连，而电焊钳用以夹持电焊条进行焊接。

（1）电焊设备

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图5-28所示为电焊机的实物外形。电焊机根据输出电压的不同，可以分为直流电焊机和交流电焊机，交流电焊机的电源是一种特殊的降压变压器，工作噪声小、使用可靠；而直流电焊机电源输出端有正、负极之分，焊接时电弧两端极性不会改变。

图5-28 电焊机的实物外形

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电焊钳需要连接电焊机使用，图5-29所示为电焊钳的实物外形。电焊钳主要是用来传导焊接电流，通过夹持电焊条进行焊接操作。该工具的外形像一个钳子，其手柄通常是采用塑料或陶瓷进行制作，具有防护、防电击保护、耐高温、耐焊接飞溅以及耐跌落等多重保护功能；其夹子是采用铸造铜制作而成，主要是用来夹持、操纵电焊条。

图5-29 电焊机的实物外形

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图5-30所示为电焊条的实物外形。电焊条的金属焊芯外层涂有均匀的涂料（药皮）。电焊条头部为引弧端，尾部有一段无涂层的裸焊芯，便于电焊钳夹持和利于导电，焊芯可作为填充金属实现对焊缝的填充连接；药皮具有助焊、保护、改善焊接工艺的作用。

图5-30 电焊条的实物外形

相关资料

电焊条的种类、规格等可通过焊条包装上的型号和牌号进行识别，型号是国家标准中规定的各种系列品种的焊条代号，而牌号是焊条行业统一规定的各种系列品种的焊条代号，属于比较常用的叫法。例如型号E4303中，“E”表示焊条；“43”表示焊缝金属的抗拉强度等级；“0”表示适用于全位置焊接；“03”表示涂层为钛钙型，用于交流或直流正、反接。

选用电焊条时，需要根据焊件的厚度连选择适合大小的电焊条，选配原则见表5-3所列。

表5-3 电焊条选配原则

（2）防护用具

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焊接过程存在一定的危险性，为了提高在焊接工作过程中的人身安全，通常操作人员会佩戴相应的防护用具，例如防护面罩、防护手套、电焊服、防护眼镜以及绝缘橡胶鞋等。图5-31所示为防护用具实物外形。

图5-31 防护用具的实物外形

（3）辅助工具

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焊接过程中，还需要到一些辅助工具，比如用来清除焊渣的敲渣锤以及钢丝轮刷；对焊缝进行清洁、抛光的焊缝抛光机；以及确保焊接部位背面成形的焊接衬垫。图5-32所示为辅助工具实物外形。

2.电焊设备的操作方法

进行电焊操作时，需要先对环境及设备进行准备检查，确定环境适宜、设备正常后，再开始电焊工作，焊接完毕后应检查焊缝质量，合格后再清理施工现场。

（1）焊接前的准备

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图5-33所示为电焊机的放置位置。在进行电焊操作前应当对施焊现场进行检查，在施焊操作周围10m范围内不应设有易燃、易爆物，并且保证电焊机放置在清洁、干燥的地方，并且应当做好接地绝缘防护处理，在焊接区域中需要配置灭火器。

图5-32 辅助工具的实物外形

图5-33 电焊机的放置位置

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图5-34所示为穿戴好防护工具的操作人员。进行电焊操作前，操作人员应穿戴电焊服、绝缘橡胶鞋和防护手套、防护面罩等安全防护用具，这样可以保证操作人员的人身安全。

提示说明

在管路等封闭区域中进行焊接时，管路必须可靠接地，并通风良好，管路外应有人监护，监护人员应熟知焊接操作规程和抢救方法。

图5-34 穿戴好防护工具的操作人员

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检查好环境并穿戴齐防护用具后，接下来对电焊设备进行连接。将电焊钳通过连接线与电焊机上电焊钳连接孔进行连接（通常带有标识），接地夹通过连接线与电焊机上的接地夹连接孔进行连接；将焊件放置到焊接衬垫上，再将接地夹夹至焊件的一端；然后用电焊钳口夹紧焊条的加持端。图5-35所示为电焊设备的连接方法。

图5-35 电焊设备的连接方法(www.xing528.com)

提示说明

①在使用连接线缆将电焊钳、接地夹与电焊机进行连接时，连接线缆的长度应当在20～30m为佳。若连接线缆的长度过长时，会增大电压降；若当连接线缆过短时，可能会导致操作不便。

②电焊机的外壳需要进行保护性接地或接零，接地装置可以使用铜管或无缝钢管，将其埋入地下深度应当大于1m，接地电阻应当小于4Ω；然后使用一根导线一端连接在接地装置上，另一端连接在电焊机的外壳接地端上。

③将电焊机与配电箱通过连接线进行连接时，需要保证连接线的长度在2～3m，在配电箱中应当设有过载保护装置以及刀开关等，可以对电焊机的供电进行单独控制。

④当电焊机连接完成后，应当检查连接是否正确，并且应当对连接线缆进行检查，查看连接线缆的绝缘皮外层是否有破损现象，防止在电焊工作中发生触电事故。

（2）焊接操作

①焊件的连接

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为了焊接方便，在对管路焊件进行焊接前，需要对两个焊件的接口进行加工。对于较薄的焊件需将接口加工成1形或单边V形，进行单层焊接；对于较厚的焊件需加工成V形、U形或X形，以便进行多层焊接。图5-36所示为对接接口的形式。

图5-36 对接接口的形式

②电焊机参数设置

进行焊接时，应先将配电箱内的开关闭合，再打开电焊机的电源开关。操作人员在拉合配电箱中的电源开关时，必须戴绝缘手套。选择输出电流时，输出电流的大小应根据焊条的直径、焊件的厚度、焊缝的位置等进行调节。焊接过程中不能调节电流，以免损坏电焊机，并且调节电流时，旋转速度不能过快过猛。

提示说明

电焊机工作负荷不应超出铭牌规定，即在允许的负载值下持续工作，不得任意长时间超载运行。当电焊机温度超过60～80℃时，应停机降温后再进行焊接。

焊接电流是手工电弧焊中最重要的参数，主要受焊条直径、焊接位置、焊件厚度以及焊接人员的技术水平影响。焊条直径越大，熔化焊条所需热量越多，所需焊接电流越大。每种直径的焊条都有一个合适的焊接电流范围，见表5-4所示。在其他焊接条件相同的情况下，平焊位置可选择偏大的焊接电流，横焊、立焊、仰焊的焊接电流应减小10%～20%。

表5-4 焊条直径与焊接电流范围

提示说明

设置的焊接电流太小，电弧不易引出，燃烧不稳定，弧声变弱，焊缝表面呈圆形，高度增大，熔深减小；设置的焊接电流太大，焊接时弧声强，飞溅增多，焊条往往变得红热，焊缝表面变尖，熔池变宽，熔深增加，焊薄板时易烧穿。

焊接操作主要包括引弧、运条和灭弧，焊接过程中应注意焊接姿势、焊条运动方式以及运条速度。

③引弧操作

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如图5-37所示，在电弧焊中包括两种引弧方式，即划擦法和敲击法。划擦法是将焊条靠近焊件，然后将焊条像划火柴似的在焊件表面轻轻划擦以引燃电弧，然后迅速将焊条提起2～4mm，并使之稳定燃烧；敲击法是将焊条末端对准焊件，然后手腕下弯，使焊条轻微碰一下焊件，再迅速将焊条提起2～4mm，引燃电弧后手腕放平，使电弧保持稳定燃烧。敲击法不受焊件表面大小、形状的限制，是电焊中主要采用的引弧方法。

图5-37 引弧的两种方式

提示说明

焊条在与焊件接触后提升速度要适当，太快难以引弧，太慢焊条和焊件容易粘在一起（因电磁力），这时，可横向左右摆动焊条，便可使焊条脱离焊件。引弧操作比较困难，焊接之前，可反复多练习几次。

在焊接时，通常会采用平焊（蹲式）操作，如图5-38所示。操作人员蹲姿要自然，两脚间夹角为70°～85°，两脚间距离为240～260mm。持电焊钳的手臂半伸开悬空进行焊接操作，另一只手握住电焊面罩，保护好面部器官。

图5-38 平焊（蹲式）操作

④运条操作

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由于焊接起点处温度较低，引弧后可先将电弧稍微拉长，对起点处预热，然后再适当缩短电弧进行正式焊接。在焊接时，需要匀速推动电焊条，使焊件的焊接部位与电焊条充分熔化、混合，形成牢固的焊缝。焊条的移动可分为三种基本形式：沿焊条中心线向熔池送进，沿焊接方向移动，焊条横向摆动。焊条移动时，应向前进方向倾斜10°～20°，并根据焊缝大小横向摆动焊条。注意在更换焊条时，必须佩戴防护手套。图5-39所示为焊条移动方式。

图5-39 焊条移动方式

⑤灭弧操作

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焊接的灭弧就是一条焊缝焊接结束时如何收弧。灭弧通常有画圈法、反复断弧法和回焊法。其中，画圈法是在焊条移至焊道终点时，利用手腕动作使焊条尾端做圆圈运动，直到填满弧坑后再拉断电弧，此法适用于较厚焊件的收尾；反复断弧法是反复在弧坑处熄弧、引弧多次，直至填满弧坑，此法适用于较薄的焊件和大电流焊接；回焊法是焊条移至焊道收尾处即停止，但不熄弧，改变焊条角度后向回焊接一段距离，待填满弧坑后再慢慢拉断电弧。图5-40所示为焊接的收尾灭弧方式。

提示说明

焊接操作完成后，应先断开电焊机电源，再放置焊接工具，然后清理焊件以及焊接现场。在消除可能引发火灾的隐患后，再断开总电源，离开焊接现场。

（3）焊接验收

使用敲渣锤、钢丝轮刷和焊缝抛光机（处理机）等工具和设备，对焊接部位进行清理。清除焊渣后，就要仔细对焊接部位进行检查。

检查合格后，使各设备断电、冷却并整齐摆放，同时要仔细检查现场是否存在火灾隐患。若有，应及时处理，以杜绝火灾隐患。

图5-40 焊接的收尾灭弧方式