焊条电弧焊对钢筋焊接接头质量的影响分析

甘仲文

（南京市水利建筑工程检测中心有限公司，江苏南京210000）

0 引言

钢筋焊接作为工程建设领域的重要组成部分，其常用的钢筋焊接方法主要包括电阻点焊、闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊这五种。 而电弧焊作为应用最广泛、最重要的融焊方法，主要包含焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊。 其中焊条电弧焊是应用最广泛的焊接方法， 其应用范围几乎覆盖了焊接制造的所有生产部门。 焊条电弧焊的优点有：设备简单、价格便宜、维护方便、抗风能力、工艺灵活、适应性强，易控制焊接应力与变形、应用范围广。

1 焊条电弧焊技术简介

焊条电弧焊是一种使用手动操纵焊条进行电弧熔接的方法。 焊条电弧焊将被选用的焊条和焊接件视为两个电极， 要熔接的金属称为熔接金属或父系金属。 在焊接过程中，由于高温和电弧喷涂力的影响，焊接件将部分熔化，在熔接金属上建立一个填满液体金属(称为熔池)的椭圆孔，被覆盖的电极将在熔池冷却并凝固后产生焊接， 从被覆盖电极的尖端到熔池表面的距离称为弧长度， 从熔接件表面到熔池底部的距离称为熔透深度[1]。 电弧焊原理示意见图1。

图1 电弧焊原理示意

电弧焊焊条可在直流或交流电源下使用，能在交流电源下使用的焊条通常可在直流电源下使用，但不是所有在直流焊机上能使用的焊条都可在交流电源下使用。 焊接电源有两种:直流弧焊接电源和交流弧焊接电源。

2 焊条电弧焊中钢筋焊接接头质量提升措施

2.1 在实践中把握电弧焊焊接技巧

（1）为保证钢筋和焊接金属之间熔合良好，焊接工作人员需结合钢筋的级别、直径、焊接位置及接头形式，选取合理的焊接工艺。

（2）钢筋端头间隙、钢筋轴线及棒条尺寸、破口角度，都要符合相关规定和标准要求。

（3）钢筋接头焊接时，引弧需在垫板、帮条或焊缝部位进行，从而避免损伤主筋。

（4）要保持焊接地线与钢筋之间的接触良好，从而避免由于二者之间接触不良导致的主筋烧伤问题。如果焊接地线乱搭，与钢筋未形成良好接触，则易出现起弧现象，导致烧筋或局部出现淬硬组织，形成断脆起源点。

（5）在整个焊接过程中，焊接人员要及时清除焊渣，保持焊缝表面的光滑度。 焊缝余高过渡要平缓，弧坑位置要填满。

2.2 选择合适的运条方式

运条是焊接过程中最重要的环节，会直接影响焊缝的外表成形和内在质量。常用的运条方法包含以下六种，直线形运条法、直线往复运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、三角形运条法、圆圈形运条法。在焊接生产中，应根据不同的焊缝位置、不同的接头形式，及结合焊条直径、焊接电流、焊件厚度等因素，合理选择运条方法，确保焊接质量。

2.3 选择合适的焊条和电流

平面焊接电流与其他位置的焊接电流不同。对于厚件的焊接，被焊接件的厚度大，可选择更大的电流，用于焊接层的焊条直径约为4 mm。 根据特定的焊接情况和不同的焊接形式， 选择合适的酸、碱性焊条和适合的焊机和电流。

2.4 有效控制熔化池的温度

在钢筋焊接过程中要注意燃烧时间和焊接温度。例如，在管道焊接过程中，须水平和垂直固定管道， 并使用弧焊和弧烧时间控制熔化池的温度，如果熔池温度过高， 将会在焊接位置出现一些空气孔，从而影响焊接效果。

2.5 有效控制焊接的角度

在使用90°焊接时，圆弧集中在一个点上，并且生成的温度必须很高。 在使用较小的夹角熔接时，圆弧不会集中在一点， 并且产生的温度相对较低。 在12 mm 的平面焊接中，包含的角度至少为50°，最大值为70°， 这可以有效防止焊接后的凸纹。 一般而言，90°熔接用于垂直熔接，可有效防止凹入问题。

3 焊条电弧焊焊接应用注意事项

3.1 做好防电措施

手动电弧焊进行作业前， 须执行安全检查，以检查焊接设备和工具的安全。 例如，焊接机外壳是否接地及焊接机连接点是否接触良好；检查焊接电缆的绝缘层是否已损坏等。 在焊接过程中，禁止与电子导线（如工作台、焊接件、焊接钳等）进行接触。 如果站台是湿的，则必须有隔离装置，停电后，须及时切断电源，然后进行维修和设置。 所有的电力接触都须有绝缘保护，焊接机接地保护装置须完整有效。

3.2 做好防辐射措施

电弧焊发出的光含有一些对皮肤和健康有害的紫外线。执行电弧焊时，作业人员须穿上工作服、戴上专业保护面罩，并配有防紫外线眼镜，长期的焊接工作，更需要重视辐射防护。

3.3 树立安全生产意识

弧焊是在电能转化为热能的过程中进行的，能量转化过程中会对人体产生有害的物质， 如弧光、烟尘、有害气体等。 因此须满足以下安全要求。 首先，安全制度。电弧焊作业要符合安全规定，不能在狭窄、潮湿、密集、不科学和危险的环境中执行焊接作业。其次，操作人员的着装。在整个作业过程中，操作人员不得赤手、穿拖鞋或凉鞋作业，留长发的人要戴头套或安全头盔。 主要内容包括:初学者在学习过程中应注意防止触电、 禁止发生电焊条黏粘，以及在操作前要检查所有设备代码、信息等是否正确。 在电弧焊的操作和应用过程中，出现烧伤是最常见的现象， 我们要防止出现烧伤的现象，因此应该记住，操作过程中，设备不应直接接触皮肤，即使戴着手套，也要检查工作时设备的温度。 辐射防护:在操作过程中，要使用辐射防护装备，强大的辐射防护可以保护皮肤和眼睛免受辐射。 最后，在操作闲暇时不准玩游戏，不准乱放设备，在过程中要消除一切安全隐患。

4 结语

综上所述，焊条电弧焊技术作为钢筋焊接中被广泛应用的一种焊接方法， 以其自身的工艺特点，在整个焊接领域发挥着重要作用。尽管焊接技术已经发展了几十年，其优点很多，但也存在一些缺点。因此，需要不断的技术创新，进一步发展焊条电弧焊技术，使其应用范围进一步提高，效率进一步提升。同时，现场安全也是必不可少的重要组成部分，建立健全焊接安全意识需要多方面的参与和支持，以实现安全生产。