电焊如何引
作者:路由通
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发布时间:2026-02-02 18:19:10
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电焊引弧是焊接作业的起点,也是决定焊缝质量的关键环节。本文将系统阐述手工电弧焊、氩弧焊等常见焊接方法中引弧的核心原理与实用技巧,涵盖从基础手法到高级策略的完整知识体系。内容结合权威操作规范,深入分析常见引弧故障的成因与解决方案,旨在为焊接从业者与爱好者提供一套安全、高效、专业的引弧操作指南。
在金属加工与制造领域,焊接技术犹如骨骼间的韧带,将独立的部件连接为坚固的整体。而每一次成功的焊接,都始于一个微小却至关重要的瞬间——引弧。所谓“引弧”,即通过特定方法使焊条或焊丝与工件之间引发电弧,产生持续高温热源的过程。这个过程看似简单,实则蕴含着丰富的物理原理与操作技巧。一个平稳、精准的引弧,是获得优良焊缝外观、保证熔深与熔合质量的前提;反之,引弧失败或操作不当,则可能导致工件损伤、焊接缺陷甚至安全事故。因此,深入理解并熟练掌握“电焊如何引”,是每一位焊接工作者必须跨越的第一道技术门槛。
电弧产生的物理基础与必要条件 要理解引弧,首先需了解电弧的本质。电弧是在一定条件下,两电极之间或电极与工件之间气体介质产生的强烈而持久的放电现象。在焊接中,这通常意味着焊条(或焊丝)作为一极,工件作为另一极。引燃并维持电弧需要三个基本条件:首先,两极之间必须有足够的电压以击穿中间的空气间隙,这个电压被称为空载电压或开路电压;其次,在电极与工件接触或接近的瞬间,需要提供短路电流以产生大量的热能,局部熔化金属并电离气体;最后,当电极稍微离开工件时,电离的气体通道需要维持足够的导电性,以保证电弧稳定燃烧。焊机的特性,尤其是其外特性曲线(如下降特性、平特性),直接决定了它为电弧提供的电气条件,是引弧能否成功的基础设备因素。 手工电弧焊(焊条电弧焊)的两种经典引弧方法 手工电弧焊,作为最普及的焊接方法,其引弧技术最为经典。主要分为划擦法和直击法两种。划擦法类似于划燃火柴,操作者手持焊钳,使焊条端部在工件表面轻轻划擦。当焊条端部划过工件时,发生瞬间短路,因接触点电阻极大而产生高热,随即在焊条提起的微小瞬间(约2至4毫米),电弧被引燃。这种方法对新手较为友好,成功率高,易于掌握,特别适用于空间较为宽敞的平焊位置。但其缺点在于,若在精细工件或不允许划伤的表面操作,划擦的痕迹可能影响工件美观,甚至成为应力集中点。 直击法则更为直接精准。焊条垂直于工件,或略微倾斜,然后以手腕的弹性动作,让焊条端部垂直敲击引弧点,并立即提起至维持电弧的适当距离。这种方法要求焊工具备良好的手感与节奏感,对动作的“稳、准、快”要求更高。直击法的优点在于引弧点精确,对工件表面损伤小,适用于定位焊、角焊缝起头或空间受限的场合。但其难点在于,若提起速度过慢,焊条容易与工件粘住(俗称“粘条”);若提起过高或过快,则可能无法引燃电弧。根据中国机械工程学会焊接分会编撰的《焊接手册》,两种方法并无绝对优劣,操作者应根据焊接位置、接头形式和个人习惯灵活选择,并通过反复练习形成肌肉记忆。 氩弧焊(非熔化极惰性气体保护焊)的引弧技术要点 氩弧焊,特别是手工钨极氩弧焊,因其电弧稳定、焊缝成型美观、热量集中而广泛应用于不锈钢、铝合金等材料的焊接。其引弧方式与手工电弧焊有显著区别。常见引弧方法有接触引弧和高频引弧(或高压脉冲引弧)。接触引弧要求钨极与工件轻轻接触,然后迅速提起,利用短路电流引燃电弧。这种方法需格外小心,因为钨极与工件接触容易造成钨极污染(粘上工件金属)或工件夹钨,影响焊缝质量。因此,操作时通常建议在工件上放置一小块铜板或石墨板作为引弧板,待电弧稳定后再移向正式焊缝。 更先进和推荐的方式是高频振荡引弧。焊机内部的高频振荡器产生高频高压电流,叠加于焊接回路,能够在不接触工件的情况下,直接击穿钨极与工件间的气隙,引燃电弧。这种方式实现了“非接触式”引弧,完全避免了钨极污染和工件损伤,是高质量焊接的首选。根据国家焊接技术标准,在焊接铝合金、钛合金等活泼金属时,应优先采用非接触式引弧。操作时,焊枪钨极应对准引弧点,保持约2至3毫米距离,按下焊枪开关,在高频“滋滋”声中,电弧即被引燃。 二氧化碳气体保护焊(熔化极气体保护焊)的引弧特点 二氧化碳气体保护焊采用连续送进的焊丝作为电极,其引弧过程通常是自动或半自动完成的。常见引弧方式为爆断引弧和慢送丝引弧。在爆断引弧中,焊丝以较快速度送进直至与工件接触短路,巨大的短路电流使焊丝端部迅速熔化爆断,从而引燃电弧。这个过程由焊机的控制系统自动调节送丝速度和电流。慢送丝引弧则更为柔和,焊丝以较低速度接触工件,产生短路后,焊机输出一个较大的引弧电流使焊丝熔化,随后转入正常焊接参数。无论哪种方式,引弧前的准备工作至关重要:需确保导电嘴清洁、送丝顺畅、气体提前预送(通常提前0.5至2秒)以排空空气,保护引弧点。 引弧前的核心准备工作:安全与工艺检查 成功的引弧建立在万全的准备之上。首要工作是安全防护,操作者必须佩戴符合标准的焊接面罩、防护手套、阻燃工作服,并确保工作区域通风良好,无易燃易爆物品。其次是设备检查,确认焊机接地可靠,电缆连接牢固无破损,焊钳或焊枪绝缘良好。最后是工艺准备,这包括:清洁工件坡口及两侧至少20毫米范围内的油污、铁锈、水分,因为这些杂质在电弧高温下会分解产生气体,导致气孔甚至氢致裂纹;根据焊接工艺卡或经验,正确选择并调节焊机参数,如焊接电流、空载电压;对于使用焊条的方法,需检查焊条型号、规格是否匹配,并按规定进行烘干;对于气体保护焊,需检查气瓶压力、气体纯度和流量。 引弧点的选择与焊缝起始端的处理策略 引弧点的选择绝非随意。一个基本原则是:引弧点应选在焊缝的起始端,或前一道焊缝的弧坑处。严禁在工件非焊接区域随意引弧,以免造成弧疤,引发电弧擦伤,这不仅损伤工件表面,更可能成为疲劳裂纹的起源。对于重要结构,如压力容器、桥梁钢构,随意引弧是被严格禁止的。在长焊缝的起焊处,通常可以采用两种策略:一是使用引弧板,在附加的板上引弧,待电弧稳定、焊缝成型正常后,再过渡到正式工件上,焊后将引弧板切除;二是在焊缝起始端向后约10毫米处引弧,然后迅速将电弧拉回起始端,再开始正常向前焊接。这种方法可以避免起焊处因热量不足导致的熔合不良。 控制引弧瞬间的焊接参数与手法 引弧瞬间的电流控制是关键。许多焊机具备“引弧电流”调节功能,即引弧时提供一个比正常焊接电流稍大(约大10%至20%)的电流,以帮助顺利起弧,电弧稳定后自动切换至预设焊接电流。若无此功能,操作者可通过手法弥补:在引弧瞬间,可稍作短暂停留,让热量集中,使母材充分熔化形成熔池,然后再开始有规律地运条或移动焊枪。对于手工电弧焊,引弧后应保持短弧(弧长约等于焊条直径),并作轻微摆动,以利于气体逸出和熔渣覆盖。 特种焊接方法与困难位置的引弧技巧 在某些特殊情况下,引弧难度会增加。例如,在仰焊位置,熔池金属受重力影响容易下坠,引弧时更需控制好电弧长度和角度,采用较小的电流,快速形成熔池。焊接导热极快的材料,如铜或某些合金钢时,由于热量散失快,需要采用更大的引弧电流或提前对工件进行预热。在野外高空、狭小舱室等环境作业时,操作者姿势受限,稳定性差,此时更应依靠扎实的基本功,必要时可利用简易支架稳定手臂,采用直击法进行精准引弧。 引弧失败的常见原因分析与即时排查 引弧失败是焊接过程中常遇到的问题,快速准确地排查原因至关重要。若完全无法引弧,首先检查电源是否接通,焊机开关是否打开,地线是否牢固连接在工作上。若电弧难以引燃或一闪即灭,可能的原因包括:焊接电流过小,无法维持电弧;空载电压过低(尤其在长电缆作业时);焊条或焊丝与工件接触不良(表面有厚锈、油漆);钨极污染或形状不佳(氩弧焊);保护气体未开启或流量不足;对于逆变焊机,还需注意电网电压是否稳定。系统性地从电源、设备、电缆、工件、电极(焊条/焊丝/钨极)、气体(如适用)这条路径进行排查,通常能迅速定位问题。 引弧对焊缝内部质量的影响机理 引弧操作不仅影响焊缝起头的外观,更深刻影响其内部质量。引弧瞬间,由于工件和焊条(丝)处于常温,热传导很快,如果热量输入不足,容易导致起焊处熔深浅、未熔合。此外,引弧时焊条药皮或焊剂尚未充分熔化形成有效保护,如果电弧拉得过长,空气容易侵入,导致引弧点附近出现气孔、夹渣。在多层多道焊时,每一层的起弧点应相互错开,避免缺陷叠加。因此,在重要结构的焊接工艺评定中,对引弧和收弧区的无损检测(如射线检测、超声波检测)往往有更严格的要求。 自动化焊接中的引弧过程控制 在机器人焊接、自动埋弧焊等自动化焊接中,引弧完全由程序控制,其可靠性和一致性要求极高。系统通常配备专门的引弧传感功能。例如,在自动埋弧焊中,焊丝会以设定速度下送,接触工件后短路,控制系统检测到短路信号后,迅速提升电流引燃电弧,并转入正常焊接程序。机器人焊接则可能通过激光或电弧传感来寻找并定位引弧点。这些自动化引弧策略的核心逻辑,依然是模拟优秀焊工的操作精髓——稳定的接触、快速的回抽、精确的能量控制,并将其转化为可重复执行的数字指令。 针对初学者的专项练习方法与进阶路径 对于焊接初学者,掌握引弧需要循序渐进的练习。建议从最基础的在废钢板上“划火柴”开始,不要求形成焊缝,只练习划擦和直击引弧的动作,感受焊条与工件接触、提起的力度和时机。然后过渡到练习在钢板上“点焊”,即引弧后迅速熄灭,形成一个圆润的焊点。待动作熟练后,再尝试引弧后维持电弧,进行短距离的直线焊接练习。练习时应着重体会:手腕的灵活性、眼睛对电弧和熔池的观察、耳朵对电弧声音(平稳的“嗡嗡”声为佳)的判断。根据国际焊接学会的相关培训指南,扎实的引弧基本功是后续学习各种运条手法和位置焊接的基石。 引弧相关的安全规范与职业健康防护 引弧瞬间会产生强烈的弧光、高温飞溅和烟尘,安全防护不容丝毫松懈。强烈的紫外线弧光可在数秒内灼伤眼睛(电光性眼炎)和皮肤,因此必须在引弧前戴好面罩,并确保滤光片黑度等级合适。提醒周围人员注意避光,必要时设置遮光屏。飞溅的金属熔滴可能引燃衣物或周围物品,操作者需穿戴皮质或阻燃布质手套、护脚套。此外,许多焊条药皮和金属烟尘中含有有害物质,良好的通风或佩戴焊烟净化器是保护呼吸系统的必要措施。遵守安全规程,既是对自己负责,也是对他人负责。 从引弧到运条的平滑过渡与整体节奏把控 优秀的焊接过程是一个连贯的节奏艺术,引弧是第一个音符。引弧成功后,不应停顿,而应顺势进入正常的运条或焊枪移动阶段。这个过渡要求操作者保持身体和手臂的稳定,根据熔池的形成情况,平稳地开始摆动或直线前进。整个焊接节奏应是“引弧—形成熔池—运条填充—收弧”的流畅组合。许多焊接缺陷,如起头处的焊瘤或凹陷,正是由于引弧后犹豫不决,热量输入不均造成的。通过大量练习,将引弧内化为一种条件反射,才能将更多注意力分配到对熔池形态、焊缝成型的全局控制上。 引弧——焊接艺术的起笔 纵观全文,电焊的“引”绝非一个孤立的动作,而是一个融合了电学知识、材料特性、设备理解和手上功夫的综合性技能。它是焊接这门“钢铁缝纫”艺术的起笔,笔锋的轻重、落点的虚实,直接决定了整条焊缝的气韵与品质。从最传统的手工电弧焊划擦,到高科技的非接触高频引弧,技术手段在演进,但追求精准、稳定、高效的核心目标从未改变。对于从业者而言,不断打磨引弧技术,意味着对焊接质量更极致的追求,也是对工匠精神最朴素的践行。希望本文的阐述,能像一根精准引燃的电弧,照亮您深入焊接技术殿堂的道路。
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