蒲存虎
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摘要：当前电焊作业广泛地应用于压力容器、管道、设备的制造、以及建筑施工作业中。在很多重型工业的项目生产中，要求管道的密封性必须达到很高的标准，否则在生产中，管道会由于磨损和焊接质量不达标而出现泄漏的现象。鉴于此，本文首先说明了手工电弧焊工作原理，然后阐述了电弧焊焊接过程中易产生的危害及其安全防护方法，最后探讨了手工电弧焊的管道修复方法。
关键词：电弧焊；焊接弧光；原理；方法
一、手工电弧焊工作原理
（一）工作原理
手工电弧焊被用来进行很多金属材料的焊接，其需要使用到的设备也很多，包括焊机、焊钳、焊接电缆及其它辅助设备和工具。其中焊机最主要的作用就是为焊接提供稳定的电压保证，提供的电压要比人类使用的安全电压高，一般控制在十伏左右为宜。引弧线连接在焊件上，焊条与工件接触时发生短路，短路过程中的超大电流通过焊条和焊件时焊缝处的空气被电流电离，电离的气体在电场作用下产生电弧，具有导电性质的电离气体可以作为稳定的热源融化金属，由此使金属熔融在一起。在进行焊接作业时，往往会在熔融的焊件表面上出现一个呈椭圆状的凹坑，这是电弧的吹力作用所致，这个充满金属液体的凹坑我们称之为熔池。并且焊条的移动也会产生一定的痕迹，这就是焊缝的产生。焊条融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的距离称为熔透的深度。
（二）技术参数
相关的技术参数：
1、焊条
（1）焊条的厚度。焊条的直径大小随着焊件的厚度变化而变化，并且二者成正相关。在现实焊接过程中，我们通常参考以下数据进行焊件的厚度与焊条直径作对比。
（2）焊条的直径在相同的板厚前提下可以就焊缝位置坐直径大小选择，以不大于5mm的直径进行立焊，以小于4mm的直径进行衡焊与仰焊，通过直径的有效选择，熔池得到减少，避免过多金属下流；
（3）焊接的层数。在头层的焊接中出现大直径的焊条往往会出现不可焊透的情况，这是由于太长的弧度造成的，因此根据焊体的厚度做好焊条直径的选择才是明智之选；
（4）接头选择。焊接工作中的焊透问题不存在于T形接头与搭接接头，要想加快工作效率只能选择大直径焊条。
2、焊接的电流
焊条的直径受焊接电流影响，焊接的层数、接头形式、焊缝的方位与焊体的厚度。焊条的直径与焊接电流有以下对比关系。选择小于平焊的电流的百分之十到百分之15为横焊与立焊电流值，仰焊电流则是15%-20%，如果选择低氢型焊条，那么电流应该减小。
酸性焊条电流与直径（d）关系
3、配选电弧的电压
电弧的电压是由弧的长度决定的，两者是成正比的关系，弧的长度越长，电弧的高压会越高。但是需要注意的是，电弧工作时不能一味的采取高电压，而是应该根据所焊接的金属材料做到长短适中，例如在对低氢型焊条进行焊接时最适宜的是短弧。
4、焊接速率
焊接速度的把握对焊接质量的好坏有着重要的影响，因此在焊接作业时一定要把握好焊接的速度，要快慢适中，具体的标准就是焊实钢筋前提下做到不焊穿。除此之外，在焊接的高度和密度的把握上也要做到符合设计规范。需要注意的是，如果焊接速度较慢，那么高温就会在某处停留很长的时间，这样一来容易使得热度得到扩大，晶粒的体积也会得到一定的增大，造成的后果便是操作上的不灵活，还有就是一旦焊接板的材质较为薄弱，那么发生烧穿的概率就会大大增加。与之相反，如果焊接的速度过快，那么熔池就会保持一个相对较低的温度，这样就会造成焊接的不牢固。由此可见，焊接的质量在很大程度上受到焊接速度的影响。基于此，在焊接时应该采用合理的速度，以此来保证焊接的质量。
5、焊接的层数
如果焊体呈现高厚度的情况，那么我们一般会采用多层焊接的方式。尤其需要注意的是，如果是对普通钢与低碳钢进行焊接，那么焊接厚度的把握就至关重要了，否则极易造成焊接体的损坏。一般判断焊接质量的好坏就是根据焊缝层的高度，以3mm-4.5mm的焊缝层高度为合格。
二、低温下手工电弧焊焊接工艺
（一）多层焊接
低温焊接的最适宜焊接方式是多层焊接，焊体一般都是大于10mm的，焊缝的时候应遵循由下至上的顺序，并且一条焊条要一次性焊完，应尽量避免焊接过程的中断。一旦出现了中断的情况，就要对焊接体进行清渣，才能再重新焊接。如果焊接体出现了质量缺陷，那么应该对其进行及时有效的处理，确保焊接体质量达标后，再对其进行焊接。需要注意的是，为保证焊接质量和焊接安全，在风、雨、雪天禁止焊接；如果遇到必须焊接时，应搭设棚罩，在室内进行，焊点周围风速不得超过10m/s。在完成焊接后，要做好保温工作，以毛巾等棉布围炉保温，减慢温度下降过程。在焊体温度比大气温度低时，可解除其他冰冷物体，如雪、雨。
（二）焊前准备
如果不做事前的预热准备，焊接钢温度过低，在触不及防的焊接下质量大减。因此，预热的应该包括厚皮钢管或厚钢板。预热方法应该分析焊接地点的温度、所焊厚度。以燃烧氧乙炔来预热大于5mm的焊体。应该以大于100mm的预热为范围且温度50<t<70之间，根据焊接体情况作出合理选择。
（三）焊后的保温
焊后的保温出现在低温条件下，应温差大，冷却速度快，残余应力稳定，焊体可能发生裂纹、变质与脆断情况。
三、手工电弧焊的管道修复方法
（一）管道修复工艺
手工电弧焊应用于管道修复工程，主要有引弧、熔池保持、电弧行走和收弧这四个操作流程。手工电弧焊的的流程主要依赖焊接工人的手动进行，通常划擦引弧法和直击引弧法是实施施工时较为常见的两种手工焊引弧方式；需要进行运条，采用的主要是沿焊条中心线向熔池这一方向慢慢推进，或者是焊接工人手动沿焊接方向进行移动和相应的焊条横向进行摆动的操作。焊接中采取的运条方法有多种：有直线形运条法，在比如I形的坡口中进行的对接平焊应用较多；在进行锯齿形运条法的焊接应用时，要注意把焊条的末端作锯齿形摆动，然后工人可以不间断地进行连续的摆动和向前移动，这种操作并不复杂，因此生产中的应用较多。
（二）主要工艺参数要求
1、焊条
焊条可选择的参数有：型号参数，可以参考焊条的金属化学成分和相应的力学形式；直径参数，参考焊件的直径和焊缝的位置，选择直径适合的焊条。如果厚度大，则要求选择直径大的焊条；而对于厚度相差不大的焊缝、较平的焊缝需要的焊条直径较为大一些。最好立焊缝不超过4mm为佳，多层管道的焊接则要求焊条直径小一些。
2、焊接电流和电弧电压
焊接电流的设置受到焊条的直径、焊接位置和焊道、焊层这些方面的因素制约。理论上，焊条的直径要与电流大小正比，焊条直径越大，对应所需要施加的焊接电流就会越大；平焊焊接方式选用的焊接电流会更大些。通常手工电弧焊的电弧电压与电弧长度成正比，即弧长越长则电弧电压高，弧短则电弧电压低。
3、焊接速度
在焊接工序中必须结合实际情况采用较为适当的焊接速度，这一点需要根据技术参数和施工者的经验，如果焊接速度过慢，将造成力学性能降低，焊接的效果和质量会受到变形加大的影响；如果速度过快，就会造成焊接处的平整度达不到要求，出现未焊透，熔合不良等缺陷，最终的焊接工作可能要返工。
结语
综上，手工电弧焊管道修复技术在实际生产中的应用，要在工人熟练掌握基本的施工技能之后，充分利用手工电弧焊的优点和优势，同时也不能忽视该技术的缺点，注意施工的安全性的基础上，把好质量关，为工业生产创造最大的经济效益。
参考文献：
[1]王恒文.手工电弧焊操作的一些问题及其对策[J].科技创新导报.2011（18）