汨罗市职业中专学校企业职工培训
金属焊接工艺
实习备课
仇军良：小凳子的制作、铜管的焊接
胡志高：实习备课 1、2、3
刘知良：实习备课 4、5
2012 年 11 月
实习项目：小凳子的制作
铜管的焊接
一.实习目的：
1、掌握基本工具的使用；
2、掌握基本量具的使用；
3、掌握手工电弧焊的基本操作方法；
4、掌握凳子的制作
5、掌握铜管的焊接
二.实习时间：
一天
三.实习工具:
电焊机 切割机 气焊工具 气瓶 钢材
锉刀 钢直尺 钢丝刷 毛刷
四.教学方法
项目教学法
五.实习步骤:
1、锯割下料
2、手工电弧焊的基本操作
3、接头练习
4、凳子制作
5、去除毛刺
6、气焊基本操作
7、铜管连接
8、检查（评分）
六.安全操作规程:
（一）电焊工安全技术守则
1. 工作前应首先检查电焊机及焊台是否牢固接地，清除工作场地的棉纱、
汽油等易燃物品。工作时要穿绝缘鞋和干燥工作服，戴绝缘手套，操作者应站在
绝缘橡胶板上进行操作以防触电。
2. 开动电焊机时，先闭合电源闸刀，然后启动电焊机电焊电钮。停机时先
关电焊机，再拉电源闸刀。正在焊接时，不要切割电源或调节电流，电源接通后
不要任意移动焊机。焊机不能在负荷下长期使用，并应放在干燥的地方。禁止用
铜丝代替保险丝。
3. 电焊钳手柄应可靠绝缘，若有损坏应事先修理或更换。电焊钳应轻取轻
放，不得将焊钳置于焊台上，以防短接起弧。
4. 电焊时必须戴上防护面罩，不准用眼睛直视电弧，以防强烈的弧光刺伤
眼睛。如有眼睛疼痛、发热流泪、皮肤发痒等感觉，可用湿毛巾敷在眼上，但不
能用肥皂水洗。焊接时人应站在上风位置。
5. 焊接时，手不能同时接触两个电极，以免发生触电危险。工作时，不要
随意挥动焊条，若焊机及焊钳发热，应稍休息一下再工作。焊后的工件和焊条头
不能乱丢，热件不要用手摸，大件要放稳。
6. 用榔头敲除焊渣时，不得朝向面部，以防飞出的焊渣烫伤眼睛和面部。
应从侧面轻击，并用戴绝缘手套的左手遮挡飞溅的焊渣。
7. 实习操作中，若遇有意外情况，应立即报告指导老师，不准擅自慌忙乱
动。
8. 实习完毕要认真清理现场，清除火星和燃烧火种，打扫场地，整理焊件、
工具及用品。
（二）气焊气割安全技术守则
（1）一般安全技术规则
1.在工作前，必须穿戴好各种防护用品，开窗通风。
2.认真检查氧气瓶、乙炔瓶等上的安全装置必须完备可靠。气瓶放置必须稳
妥，不得随意敲击、振动和暴晒。
3.气瓶在严冬遇有冻结不得用明火解冻，只能用蒸汽或温水解冻。
4.气焊或气割盛装过煤气、乙炔、氧气等易燃物品的容器时，必须认真清洗
并经蒸汽或压缩空气吹净，其容器上的进、出口必须打开通大气，否则严禁气焊
或气割，以防爆炸伤人。
5.氧气瓶、乙炔瓶距工作地的距离不得少于 5m。
6.气焊与气割工作场地严禁吸烟及火源，以免发生事故。
7.严禁非实习人员串留在工作场地，更不许玩弄焊枪与割枪。
8.气焊与气割实习必须把安全放在首位。学生必须在指导老师的指导下进行
实习操作，并严格遵守操作规程。指导老师必须在现场高度注视学生的操作情况，
积极防止事故的发生并保护学生的人身安全。
9.学生在实习操作中若遇有意外情况，应立即报告指导老师，不准擅自乱动。
10.工作完毕要认真清理现场，清除火星和燃烧火种，打扫场地，整理工件、
工具及用品。
(2)氧气瓶和乙炔瓶的使用安全注意事项
1.气瓶在装减压器之前，最好将瓶阀慢慢地打开，吹掉接口内外的灰尘或金
属物质。打开时，人应站在与出气口成垂直方向的位置上，以免气流射伤人身。
如果打开时无气流射出，则可能是由于弹簧压的太紧，这时切忌随便处理，以免
瓶头弹出伤人。其所以要慢慢打开瓶阀是因为开启过快容易产生静电火花，如果
瓶口有油质，就容易引起燃烧和爆炸。
2.气瓶的周围严禁有高温、油污、可燃物、熔融金属、飞溅物和明火，最好
相隔 10m 以上；也不得存放于阳光下暴晒或其它热源处，其存放温度不得高于 39
℃。氧气瓶与乙炔瓶的存放应有一定距离（至少 5m 以上）。夏季露天作业时，需
用隔热物遮盖气瓶，以免阳光辐射引起瓶温升高气体膨胀。金属瓶体膨胀系数小，
而气体膨胀系数大，速度快，容易发生爆炸事故。
3.纯氧在高温下是很活泼的。当温度不变而压力增加时，氧气可能与油类发
生激烈的化学反应而发热自燃以致爆炸。因此，操作人员绝对不能使用沾有各种
油脂或油污的工作服、手套和工具等去接触气瓶及其附件，最好备有专用工具，
以免引起燃烧。
4.检查气瓶有无漏气时，只允许用肥皂水试，绝不得用明火试验。
5.不允许随意调动氧气瓶和乙炔瓶上的减压器和压力表。
6.气瓶要垂直牢固放置，并用卡箍或绳子固定在墙上或柱子上，防止振动、
倾倒、滚动引起爆炸。乙炔瓶不能横躺卧放是因丙酮会从瓶口流出。气瓶在搬运
中尽量避免振动或互相碰撞。严禁人背氧气瓶，禁止用吊车吊运。
7.氧气瓶不能完全用净，而应留有余气，以便于充气时检查。留有余气还可
以防止可燃气体倒流瓶内而发生事故。
8.气瓶暂不用而存放时，应旋上瓶帽，以免碰坏阀门和防止油质、尘埃浸入
瓶口内。
（3）焊枪与割枪安全注意事项
1.工作前要认真检查焊枪与割枪有无漏气，检查时只允许用肥皂水试，不得
用明火试验。
2.焊台与割台周围严禁存放易燃物品。
3.焊枪、割枪点火起燃时，不得将喷口对准自己或他人，以防火焰烧伤人。
喷嘴温度过高时，可用水冷却。
4.当需要离开工作场地时，严禁将点燃的焊、割枪放在工作台上，以防发生
意外。
5.无火焰的焊枪、割枪要轻取、轻放。燃有火焰的焊枪、割枪不准他人随意
动用。喷嘴不得与金属板相碰。
6.喷嘴发生堵塞用通针捅时，应将喷嘴拆下，从内向外捅。
7.皮管要专用。氧气皮管耐压强度高，因此乙炔管和氧气管不能对调使用。
发现皮管冻结时，应用温水或蒸汽解冻，禁止用火烤，更不允许用氧气去吹乙炔
管道。皮管不得随便乱放，管口不要贴住地面，以免进入土和杂质发生堵塞。
8.割炬在装换割嘴时，必须使内嘴及外嘴保持同轴，以保证切割氧射流位于
环形预热火焰的中心，而不至于发生偏斜。
9.当焊炬或割炬发生回火后应首先关闭乙炔阀，然后再关闭氧气阀，即关断
气源，待火焰熄灭后，手柄不烫手时方可继续工作。回火原因是多方面的，例如：
是否气体压力太低，流速太慢；是否焊嘴或割嘴被飞溅物沾污，出口局部堵塞；
是否工作过久，高温使喷嘴过热；是否操作不当，喷嘴太靠近工件等。
10.万一发生火灾时，首先关闭所有气源阀，并用砂袋、石棉被盖在火焰上
进行扑灭。
（4）减压器的安全注意事项
1.减压器内外严禁油脂沾污，以免氧气与油污起化学反应，引起燃烧。
2.气瓶放气和打开减压器时，动作都必须缓慢，当气体流入低压室时，要检
查有无漏气现象。
3.减压器冻结时，要用清洁温水解冻，切忌用火烤。工作时，必须随时注意
压力表的读数。
4.氧气减压器不准移作其它减压表使用，各种气体的减压器也不能换用。
5.减压器上的连接垫，禁止使用凑合代用品或带有油迹的麻棉线绳代替。
6.拆装减压器时，必须注意防止管接头的丝扣滑牙，以免装旋不牢而被高压
气流冲出。拆装时应注意轻放和防止灰尘进入表内，以免阻塞失灵。
7.减压器使用时，应先开气瓶总阀门，然后将调压手柄慢慢旋紧，使传动杆
顶住活门。此时封闭弹簧向上压缩，将活门开启，气体由高压室经低压室通往焊
枪或割枪。如果先打开活门而后再开气瓶总阀，气体就会冲坏低压表，或将高、
低压室突然串通，致使低压室出口处的连接皮管剧烈旋转跳动而打伤人。用完后
先将调压手柄松掉，然后关闭气瓶总阀。如不松掉调压手柄，就会使封闭弹簧长
期被压缩而疲劳失灵。
8.氧气瓶与乙炔瓶并用时，两个压力表（减压器）不能成对状态，以免气流
射出时冲击另一只表造成事故，而只能放成方向相同或者相反。
实习备课一：焊工操作基本理论
焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料使焊件达到
原子结合的一种加工方法。因此，焊接是一种重要的金属加工工艺，它能使分离
的金属连接成不可拆卸的牢固整体。
焊接方法可分为三大类：熔化焊、压力焊和钎焊。
熔化焊是将焊接接头加热至熔化状态而不加压力的一类焊接方法，如电弧焊
（手工电弧焊、埋弧自动焊等）、气焊、气体保护焊（氩弧焊、CO2 气体保护焊
等）、电渣焊和激光焊等。
压力焊是对焊件施加压力，加热或不加热的焊接方法，如电阻焊（点焊、缝
焊、对焊）、摩擦焊和爆炸焊等。
钎焊是采用熔点比焊件金属低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料的熔点
而焊件金属不熔化，利用毛细管作用使液态钎料填充接头间隙与母材原子相互扩
散的焊接方法，如烙铁钎焊、火焰钎焊、电阻钎焊等。
表 1-2 焊接方法分类
接 焊
钎 焊 压 力 焊 熔 化 焊
电
阻
焊
气
体
保
护
焊
电
弧
焊
烙
铁
钎
焊
火
焰
钎
焊
电
阻
钎
焊
真
空
钎
焊
超
声
波
钎
焊
盐
浴
钎
焊
摩
擦
焊
气
压
焊
冷
压
焊
超
声
波
焊
爆
炸
焊
扩
散
焊
高
频
焊
点
焊
缝
焊
对
焊
凸
焊
电
子
束
焊
激
光
焊
氩
气
焊
C0
2
体
保
扩
焊
等
离
子
弧
焊
电
渣
焊
铝
热
焊
埋
弧
自
动
焊
手
工
电
弧
焊
气
焊
焊接方法的特点及应用
当今世界已大量应用焊接方法制造各种金属结构。焊接方法得到普遍的重视
并获得迅速发展是因其有以下特点。
℃ 焊接工作方便、灵活、牢固。可以较方便地将不同形状与厚度的型材连
接起来。可使铸、锻、冲、焊结合起来，获得铸一焊件、锻一焊件、冲一焊件、
甚至铸一锻一焊件，从而使结构中不同种类和规格的材料应用得更合理。
℃ 可采用拼焊结构，使大型、复杂工件以小拼大、化繁为简。焊接与铆接
相比，焊接具有节约金属、生产率高、质量优良、劳动条件好等优点，目前在生
产中，大量铆接件已由焊接所取代。焊接连接刚性大，整体性好，在多数情况下
焊接接头能达到与母材等强度，同时焊接容易保证气密性与水密性。
℃ 焊接工艺一般不需要大型、贵重的设备，因而设备投资少，投产快，容
易适应不同批量结构的生产，更换产品方便。此外，焊接参数的电信号易于控制，
容易实现自动化，焊接机械手和机器人，已用于工业部门，在国外已有无人焊接
自动化车间。
℃ 焊接也存在一些问题，例如焊后零件不可拆，更换修理不方便；如果焊
接工艺不当，焊接接头的组织和性能会变坏；焊后工件存在残余应力，会产生变
形；容易形成各种焊接缺陷，增加应力集中，产生裂纹，引起脆断等。但是采取
适当措施是可以防止和克服的。
焊接广泛应用于造船、车辆、桥梁、航空航天、建筑钢结构、重型机械、化
工装备等工业部门；可制造机器零件和毛坯，如轧辊、飞轮、大型齿轮、电站设
备的重要部件等；可联接电气导线和精细的电子线路；还可应用于新型陶瓷连接、
非晶态金属合金焊接等。焊接的大量应用还是金属材料，尤其是钢材，占钢总产
量 60% 左右的钢材经各种形式的焊接而后投入使用，焊接还可用于修补铸、锻
件的缺陷和磨损的机器零件。
图 1-1 所示为焊接接头的组成。图 1-2 为焊接缝各部分的名称。
(a) (b)
图 1-1 熔焊焊接头的组成
a)对接头 b)搭接接头
1-熔焊金属 2-熔合区 3-热影响区 4-母材
图 1-2 焊缝各部分名称
实习备课二 焊机
手弧焊的主要设备是弧焊机，简称为电焊机。电焊机是焊接电弧的电源。电
焊机按所提供的焊接电流种类不同可分为交流电焊机和直流电焊机两类。
我国电焊机的型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字来表示，其型号的编制次
序及含义如下（方框代表字母代号；表示数字）。
× × ×
使用环境：T 热带用； TH 湿热带用；
TA 亚热带用； G 高原用
改进序号
基本规格（额定电流）
系列品种序号
附加特徵（G 硅整流；X 硒整流）
小类名称（X 下降特性；P 平特性）
大类名称：A 弧焊发电机（直流）；
B 弧焊变压器（交流）；Z 弧焊整流器
1.交流电焊机
交流电焊机又称弧焊变压器，是一种特殊的降压变压器，它是由降压变压器、
阻抗调节器、手柄和焊接电弧等组成。为了使焊接顺利进行，这种变压器电源能
按焊接过程的需要而具有如下特点：
1)具有陡降的特性
一般的用电设备都要求电源的电压不随负载的变化而变化，其电压是恒定的，
如为 380V（单相）或 220V。虽然接入焊接变压器
的电压是一定的，如为 380V 或 220V，但通过这种
变压器后所输出的电压可随输出电流（负载）的变
化而变化，且电压随负载增大而迅速降低，此称为
陡降特性或称下降特性，如图 2-3 所示。这就适应
了焊接所需各种的电压要求：
① 初级电压：即接入电焊机的外电压。
由于弧焊变压器初级线圈两端要求的电压为单项
380V， 因此一般交流电焊机接入电网的电压为单
项 380V。
② 零电压：为了保证焊接过程频繁短
路（焊条与焊件接触）时，要求电压能自动降至趋
近于零，以限制短路电流不致无限增大而烧毁电源。
③ 空载电压：为了满足引弧与安全的需要，空载（焊接）时，要求空载电
图 2-3 焊接电源特性
1-普通电源的特性曲线；
2-焊接电源的时性曲线；
3-焊接电弧的静特性曲线
压约为 60 ～80V，这既能顺利起弧，又对人身比较安全。
℃ 工作电压：焊接起弧以后，要求电压能自动下降到电弧正常工作所需的
电压，即为工作电压，约为 20～40 V，此电压也为安全电压。
℃ 电弧电压：即电弧两端的电压，此电压是在工作电压的范围内。焊接时，
电弧的长短会发生变化：电弧长度长，电弧电压应高些；电弧长度短，则电弧电
压应低些。因此，弧焊变压器应适应电弧长度的变化而保证电弧的稳定。
℃ 具有焊接电流的可调节性
电流的调节一般分为两级：一级是粗调，常用改变输出线头的接法（℃位
置连接或℃位置连接），。细调节的操作是通过旋转手柄来实现的，当手柄逆时针
旋转时电流值增大，手柄顺时针旋转时电流减小，细调节应在空载状态下进行。
各种型号的电焊机粗调与细调的范围，可查阅标牌上的说明。图 2-4 为 BX3-300
型交流弧焊机；图 2-5 为 BX3-300 型结构。
图 2-4 为 BX3-300 型交流弧焊机 图 2-5 为 BX3-300 型结构示意
图
常用的交流电焊机型号有：BX3～300、BX1～330、BX1～400、
BX3～500 等。实习中使用的型号有 BX3～300，其型号含义如下：
B X 3 300
额定电流的安培数
系列品种序号：3-动线圈式（1-动铁芯式）
下降特性电源
弧焊变压器
BX3～300 交流电焊机电流的粗调范围：在接线℃位置为 40～125A；在接线
℃位置为 120～400A。
2.整流器式电焊机
整流式直流电焊机（图 2-6），又称弧焊整流器或整流焊机。
整流弧焊机是由交流变压器、整流器、磁饱和电抗器、输出电抗器以及控制
系统等组成。其中整流器是由大功率硅整流元件构成，它是将电流由交流变为直
流供焊接使用。磁饱和电抗器相当一个很大的电感，使电源获得下降特性。焊接
电流的调节是通过电流控制器来改变磁饱和电抗器控制绕组中直流电的大小。整
流弧焊机的输入端电压一般为单相 220V 、380V 或三相 380V；空载电压一般
为 60～90V；工作电压一般为 25～40V。
常用的整流弧机型号有 ZXG～300、ZXG～500 等，其含义举例如下：
Z X G 300
额定电流的安培数
硅整流式
下降特性电源
弧焊整流器
在直流电焊机中，电弧有固定的极性，而且两
极的热量高低是不相同的：阳极产生的电弧热量较多
约占 42%；阴极为 38%；弧柱为 20%。因此，在使用
直流电焊机时，有两种接法，如图 2-7 所示。
℃ 正接法 当焊件是厚板时，由于局部加热熔化
所需的热量比较多，焊件应接电焊机的正极（阳
极）；而电焊条接电焊机的负极（阴极）。这种接法称为正接法。
℃ 反接法 当焊件不需要强烈加热时，例如堆焊或对铸铁、高碳钢、有色金
属以及薄板件等，焊件应接负极（阴极），而电焊
条接正极（阳极），这种接法称为反接法。但在使
用碱性焊条时，均采用直流反接法。
(a) (b)
图 2-7 直流甩弧焊的正接与反接
a)正接法 b)反接法
整流弧焊机是一种优良的电弧焊电源，由于电流方向不随时间的变化而变化，
因此电弧燃烧稳定，运行使用可靠，有利于掌握和提高焊接质量。另外，维修也
方便以及噪音较小等优点，是我国手弧焊机发展的方向。直流电焊机的适用范围
与交流电焊机类同。在大型船舶上，经常用直流电焊机对一些易损机件、管路等
进行修补和堆焊。
图 2-6 整流器式直流电焊机
实习备课三：焊条
电焊条（简称焊条）是涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极。
1.焊条的组成和作用
焊条是由焊芯和药皮两部分组成(图 2-8)。
℃ 焊芯 焊芯是焊条内的金属丝。它的作用有两个：
℃起到电极的作用。即传导电流，产生电弧。
℃形成焊缝金属。焊芯熔化后，其液滴过渡到熔池中作为填充金属，并与熔
化的母材熔合后，经冷凝成为焊缝金属。
图 2-8 焊条的纵截面
1- 焊芯 2-药皮 3-焊条夹持端
2- d-焊条直径 L-焊条长度
为了保证焊缝金属具有良好的塑性、韧性和减少产生裂纹的倾向，焊芯是经特
殊冶炼的焊条钢拉拔制成，它与普通钢材的主要区别在于具有低碳、低硫和低磷。
焊条的直径是焊条规格的主要参数，它是由焊芯的直径来表示的。常用的焊
条直径有 2～6 mm，长度为 250～450 mm。一般细直径的焊条较短，粗焊条则
较长。表 2-1 是其部分规格。
表 2-1 焊条直径和长度规格
焊条直径
250 250 350 350 400 400
400焊条长度
300 300 400 450 450 450
℃ 药皮 药皮是压涂在焊芯上的涂料层。它是由矿石粉、有机物粉、铁合金
粉和粘结剂等原料按一定比例配制而成。药皮的主要作用有三个：
℃ 改善焊条的焊接工艺性能：容易引燃电弧、稳定电弧燃烧，并减少飞溅
等。
℃ 机械保护作用：药皮熔化后造成气体和熔渣，隔绝空气，保护熔池和焊
条熔化后形成的熔滴不受空气的侵入。
℃ 冶金处理作用：去除有害元素（氧、氢、硫、磷），添加有用的合金元素，
改善焊缝质量。
4.焊条的分类、型号及牌号
℃ 焊条的分类
焊条的品种繁多，有如下分类方法：
℃ 按用途进行分类 我国现行的新国标按用途分为八大类型：碳钢焊条、
低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条及焊丝、镍及镍合金焊条、铜
及铜合金焊条和铝及铝合金焊条。
℃ 按药皮熔化成的熔渣化学性质分类 将焊条分为酸性焊条和碱性焊条两
大类。
℃ 按焊接工艺及冶金性能要求、焊条的药皮类型来分类 将焊件分为十大
类，如氧化钛型、钛钙型、低氢钾型、低氢钠型等。
5.焊条的型号
现以碳钢焊条其型号编制方法为：字母“E”表示焊条；E 后的前两位数字表
示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为 Mpa（原用 Kgf/mm2= ）；第三位
数字表示焊条的焊接位置，若为“0”及“1”则表示焊条适用于全位置焊接（即可进
行平、立、仰、横焊），“2”表示焊条适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用于
向下立焊；第三位和第四位数字组合时表示药皮类型及焊接电流种类，如为“03”
表示钛钙型药皮、交直流正反接，又如“15”表示低氢钠型、直流反接。现举一例
“E4315”：
E 43 1 5
表示焊条药皮为低氢钠型，可采用直流反接焊接
表示焊条适用于全位置焊接
表示焊缝金属，抗拉强度的最小值 43 Kgf/mm2（420 Mpa）
表示焊条
6.焊条的牌号
焊条牌号是指除焊条国家标准的焊条型号外，考虑到国内各行业对原部标的
焊条牌号印象较深。因此仍保留了原焊条分十大类的牌号名称，其编制方法为：
每类电焊条的第一个大写汉语特征字母表示该焊条的类别，例如 J（或“结”）代
表结构钢焊条（包括碳钢和低合金钢）、A 代表奥氏体铬镍不锈钢焊条等；特征
字母后面有三位数字，其中前两位数字在不同类别焊条中的含义是不同的，对于
结构钢焊条而言，此两位数字表示焊缝金属最低的抗拉强度，单位是 Kgf/mm2；
第三位数字均表示焊条药皮类型和焊接电源要求。现举一例“J422”（相当于国标
焊条型号 E4303）：
J 42 2
酸性焊条钛钙型，交直流两用（若为 1、3、4、5 均为酸焊条；
若为 6、7 均为碱性焊条）
焊缝金属抗拉强度不小于 42 Kgf/mm2（412 Mpa）
结构钢焊条
两种常用碳钢焊条型号和其相应的原牌号如表 2-2
表 2-2 两种常用碳钢焊条
型号 原牌号 药皮类型 焊接位置 电流种类
E4303 结 422 钛钙型 全位置 交流、直流
E5015 结 507 低氢钠型 全位置 直流反接
实习备课四：手工电弧焊的操作
教学目的：掌握手工电弧焊的基本操作
实习器材 电焊机 、钢材、切割机、焊条、直尺
理论知识
手弧焊工艺
1.焊接接头与坡口型式
℃ 焊接接头 焊接接头是指用焊接方法把两部分金属连接起来的连接部分，
它包括焊缝、熔合区和热影响区。焊缝是焊接接头的一部分，焊缝的形式是由焊
接接头的形式来决定的。根据焊件厚度、结构形状和使用条件的不同，最基本的
焊接接头形式有四种：
℃ 对接接头 即对接接头焊缝，简称对接。图 2-9a 所示。
℃ 角接接头 即角接接头焊缝，简称角接。图 2-9b 所示。
℃ T 形接头 即 T 形接头焊缝，简称丁字接。图 2-9c 所示。
℃ 搭接接头 即搭接接头焊缝，简称搭接。图 2-9d 所示。
对接接头受力比较均匀，使用最多，重要的受力焊缝应尽量选用。
图 2-9 焊接接头型式和坡口型式
a)对接接头 b)角接接头 c)T 形接头 d)搭接接头
℃ 坡口型式 焊接前把两焊件间的待焊处加工成所需的几何形状称为坡口，
俗称开坡口。坡口的作用是为了保证电弧能深入焊缝根部，使根部能焊透，以便
清除熔渣，以获得较好的焊缝成形和保证焊缝质量。
选择坡口型式时，应考虑如下问题：是否能保证焊缝焊透；坡口形式是否容
易加工，应尽可能提高劳动生产率、节省焊条；焊后变形量尽可能小等。
常用的坡口型式有：I 形、U 形、V 形、K 形和 X 形等。如图 2-10 所示。
当焊接薄工件时，在接头处留出一定间隙，即能保证焊透，此为正边坡口；
对于大于 6mm 的较厚工件，则需开出坡口；搭接接头则不需开坡口。
图 2-10 对接接头的不同坡口形式
a)I 形坡口 b)带纯边 V 形坡口 c)带纯边 X 形坡口 d)带纯边 U 形坡口 e)带钝边双 U 形坡口
2.焊接的空间位置
图 2-11 焊接位置
a)对接 b)角接
焊缝在结构上的位置不同时，对施焊的难易程度影响很大，从而也影响了焊
接质量和生产率。图 2-11 所示为对接与角接焊接空间位置。一般把焊缝按空间
位置的不同分为四类：平焊、立焊、横焊和仰焊。其中平焊操作方便，劳动强度
小，焊接液滴不会外流，飞溅较少，易于保证质量，是最理想的操作空间位置，
应尽可能地采用。立焊和横焊焊接液滴有下流倾向，不易操作，而仰焊位置最差，
液滴易万滴，操作难度大，不易保证质量。所以应尽可能安排在平焊位置施焊。
3.焊接规范参数的选择
焊接规范是指焊接过程中工艺参数值，要获得质量优良的焊接接头，就必
须合理地选择焊接工艺参数。工艺参数有：焊接电流；电源种类和极性；焊接速
度、道数、层数；焊条直径；焊缝的长度、宽度、厚度和弧长等。其中焊接电流
是最重要的工艺参数，它直接影响焊接接头质量和生产率，其次是焊条直径、焊
接速度和焊接层数等。
℃ 焊条直径与焊接电流的选择
手弧焊工艺参数的选择一般是先根据工件厚度选择焊条直径，然后根据焊条
直径选择焊接电流。
焊接电流的选择一般参考下列经验公式：
式中 Ⅰ—— 焊接电流（A）
d —— 焊条直径（mm）
在焊接低碳钢时，工件厚度与焊条直径，焊条直径与焊接电流的对应值可
参考下表。
表 2-3 低碳钢焊接电流、焊条直径的选择
工件厚度δ/mm 2 3 4 ～8 8～12
焊条直径 d /mm ～2 ～ ～4 4～5
焊接电流 I /A 55～60 100～130 160～210 220～280
℃ 焊接速度的选择
焊接速度是指单位时间里完成的焊缝长度。它对焊缝质量影响也很大。焊接
速度过快，易产生焊缝的熔深浅、焊缝宽度小，甚至可能产生夹渣和焊不透的缺
陷；焊接速度慢，焊缝熔深较深、焊缝宽度增加，特别是薄件易烧穿。手弧焊时，
焊接速度由焊工凭经验掌握，一般在保证焊透的情况下，应尽可能增加焊接速度。
℃ 焊弧长度的选择
焊弧长度是指焊接电弧的长度。电弧过长，燃烧不稳定，熔深减小，空气易侵入
熔池产生缺陷。电弧长度超过焊条直径者为长弧，反之为短弧。因此，操作时尽
量采用短弧才能保证焊接质量，即弧长 L = ～1d（mm）。一般多为 2～mm。
所用焊接工艺参数是否正确，不但影响焊缝成形（图 2-12），而且影响焊接
质量。
图 2-12 电流、焊速、弧长对焊缝形状的影响
(30 50)I d
a)电流、焊速合适 b)电流太小 c)电流太大 d)焊烟太慢 e)焊速太快 f)电弧太长
1-弧坑 2-焊波
℃ 焊缝层数的选择
焊缝的层数需根据焊件的厚薄、焊件尺寸大小
以及焊缝位置来决定。从提高生产率角度出发，焊
缝的层数最好少一些。图 2-13 所示为焊接工字梁
时几种接头型式和空间位置的实例。在进行多层焊
时，第一层焊道所采用的焊条直径不宜过大，过大
会造成电弧过长，且不能焊透，因此第一层焊道应
采用直径为 3～4mm 的焊条，以后各层可以根据
焊件厚度，选用较大直径的焊条。
五、手弧焊的基本操作
1.焊接接头处的清理
焊接前接头处应除尽铁锈、油污，以便于引弧、稳弧和保证焊缝质量。除锈
要求不高时，可用钢丝刷；要求高时，应采用砂轮打磨。
2.操作姿势
以对接和丁字形接头的平焊从左向右进行操作为例，图 2-14 所示。 操作者
应位于焊缝前进方向的右侧；左手持面罩，右手握焊钳；左肘放在左膝上，以控
制身体上部不作向下跟进动作；大臂必须离开肋部，不要有依托，应伸展自由。
(a) (b)
图 2-14 焊接时的操作姿势
a)平焊 b)立焊
3.引弧
引弧就是使焊条与焊件之间产生稳定的电弧，以加热焊条和焊件进行焊接。
常用的引弧方法有划擦法和敲击法两种。如图 2-15 所示。 焊接时将焊条端部与
焊件表面通过划擦或轻敲后迅速将焊条提起 2～4mm 距离，电弧即被引燃。
图 2-13 工字梁的接头型式和焊接位置
（a） (b)
若焊条提起距离太高，则电弧立即熄灭；若焊条与焊件接触时间太长，就会粘条，
这时可左右摆动拉开焊条重新引弧；若焊条与焊件经接触而未起弧，往往是焊条
端部有药皮等妨碍了导电，这时就应将这些绝缘物清除，直到露出焊芯金属表面。
两种引弧方法的原理是短路热电子发射引燃。划擦法像划火柴那样使焊条摩擦焊
件，不易粘条，便于掌握，但易损坏焊件表面，特别是位置狭窄或焊件表面不允
许损伤时，不如敲击法好。一般碱性焊条常用划擦法引弧，而酸性焊条两种引弧
方法皆可。
焊接时，一般选择焊缝前端 10～20mm 处作为引弧的起点。对焊接表面要求
很光滑的焊件，可以另外引用引弧板引弧。如果焊件厚薄不一致、高低不平、间
隙不相等，则应在薄件上引弧向厚件施焊，从大间隙处引弧向小间隙处施焊，由
低的焊件引弧向高的焊件处施焊。
4.运条
焊条的操作运动简称为运条。焊条的操作运动实际上是一种合成运动，即焊
条同时完成的三个基本动作是：焊条的前移运动；焊条向熔池的送进运动；焊条
的横向摆动。图 2-15 为运条的基本动作。
℃ 焊条的前移运动 焊条前移运动的速度称为焊接速度。握持焊条前移时，
首先应掌握好焊条与焊件之间的角度。各种焊接接头在空间的位置不同，其角度
有所不同。平焊时，焊条应向前倾斜 70～80°(图 2-16)，即焊条在纵向平面内，
与正在进行焊接的一点上垂直于焊缝轴线的垂线，向前所成的夹角。此夹角影响
填充金属的熔敷状态、熔化的均匀性及焊缝外形、能避免咬边与夹渣、有利于气
流把熔渣吹后覆盖焊缝表面以及对焊件有预热和提高焊接速度等作用。
℃ 焊条的送进运动 送进运动是沿焊件的轴线向焊件
方向的下移运动。维持电弧是靠焊条均匀的送进，以逐
渐补偿焊条端部的熔化过渡到熔池内。进给运动应使电
弧保持适当长度，以便稳定燃烧。
图 2-15 引弧方法
a)敲击法 b)划擦法
1-向下送进 2-沿焊接方向移动 3-横向摆动
图 2-15 运条的基本动作 图 2-16 平焊的焊条角度
℃ 焊条的摆动 是指焊条在焊缝宽度方向上的横向运动，其目的是为了加宽焊缝，
并使接头达到足够的熔深，同时可延缓熔池金属的冷却结晶时间，有利于熔渣和
气体浮出。焊缝的宽度和深度之比称为“宽深比”，窄而深的焊缝易出现夹渣和气
孔。手弧焊的“宽深比”为 2～3。焊条摆动幅度越大，焊缝就越宽。焊接薄板时，
不必过大摆动甚至直线运动即可，这时的焊缝宽度为焊条直径的 ～ 倍；焊
接较厚的焊件，需摆动运条，焊缝宽度可达直径的 3～5 倍。根据焊缝在空间的
位置不同，摆动运条方法的种类有：直线形、左右
形、往复直线形、锯齿形、月牙形、三角形、圆
圈形和八字形等。如图 2-17 所示。
综上所述，当引弧后运条时，要掌握好焊条角度、电弧长度和焊接速度。同
时要注意：电流要合适、焊条要对正、电弧要低、焊速不要快、力求均匀。
4.灭弧（熄弧）
在焊接过程中，电弧的熄灭是不可避免的。灭弧不好，会形成很浅的熔池，
焊缝金属的密度和强度差，因此最易形成裂纹、气孔和夹渣等缺陷。灭弧时将焊
条端部逐渐往坡口斜角方向拉，同时逐渐抬高电弧，以缩小熔池，减小金属量及
热量，使灭弧处不致产生裂纹气孔等。灭弧时堆高弧坑的焊缝金属使熔池饱满地
过渡，焊好后，锉去或铲去多余部分。灭弧操作方法有多种，如图 2-18 所示。
其一是将焊条运条至接头的尾部，焊成稍薄的熔敷金属，将焊条运条方向反过来，
然后将焊条拉起来灭弧；其二是将焊条握住不动一定时间，填好弧坑然后拉起来
灭弧。
(a) (b)
图 2-18 灭弧
a)在焊道外侧灭弧 b)在焊道上灭弧
5.焊缝的起头、连接和收尾
℃ 焊缝的起头 焊缝的起头是指刚开始焊接
的部分。在一般情况下，因为焊件在未焊时温
度低，引弧后常不能迅速使温度升高，所以这部分
熔深较浅，使焊缝强度减弱。为此，应在起弧后先
将电弧稍拉长，以利于对端头进行必要的预热，然
后适当缩短弧长进行正常焊接。如图 2-19 所
示。
℃ 焊缝的连接 手弧焊时，由于受焊条长度的
限制，不可能一根焊条完成一条焊缝，因而出现了两
图 2-17 运条方法
图 2-19 焊缝的起头
段焊缝前后之间连接的问题。应使后焊的焊缝和先焊的焊缝均匀连接，避免产生
连接处过高、脱节和宽窄不一的缺陷。常用的连接方式有以下几种。
℃后焊焊缝的起头与先焊焊缝的结尾相接；
℃后焊焊缝的起头与先焊焊缝的起头相接；
℃后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的结尾相接。如图 2-20 所示。
℃ 焊缝的收尾 是指一条焊缝焊完后，应把收尾处的弧坑填满。
一般收尾动作有如下几种。
① 划圈收尾法 电弧在焊段收尾处作圆圈运动，直到弧坑填满再拉断
电弧。此方法最宜用于厚板焊接中。
℃ 反复填补法 在焊段收尾处，在较短时间内，电弧反复熄灭和点燃数次，
直到弧坑填满。此方法多用于薄板和多层焊的底层焊中。
② 后移收尾法 电弧在焊段收尾处停住，同时改变焊条的方向，
由位置 1 移至位置 2，待弧坑填满后，再稍稍后移至位置 3，然后慢慢拉断
电弧。如图 2-21 所示。此方法对碱性焊条较为适宜。
六、焊接缺陷
所谓焊接缺陷，就是使焊接接头金属性能变坏。焊接缺陷可分为外部缺陷与
内部缺陷两大类。外部缺陷可用肉眼或简单测量方法就可检查出来；内部缺陷是
用眼和外部检查不出来的缺陷。
1.外部缺陷
℃ 焊缝外形尺寸不符合要求 表现为焊缝表面高低不平，焊波粗劣；焊道
宽度不均匀，焊缝时宽时窄；焊缝的加强过高或过低；焊缝成形不良等。图 2-22
所示。这些问题不仅使焊缝成形难看，还会影响焊缝与母材的结合，造成应力集
中或不能保证接头强度，影响结构的安全使用。主要原因是：焊接坡口角度不当
或装配间隙不均匀；焊接电流过大或过小；焊条角度不合适及运条速度不均匀等。
图 2-22 焊缝尺寸不符合要求
图 2-20 焊接接头的几种情况
a)后焊焊缝的起头与先焊焊缝的结尾相接；
b)后焊焊缝的起头与先焊焊缝的起头相接；
c)后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的结尾相接。
a)高低不平、宽窄不齐 b)单边 c)余高过高 d)余高过低
℃ 焊瘤 在焊接过程中，熔化金属流敷在未熔化的母材上，或凝固在焊缝
上所形成的金属瘤称为焊瘤，也称满溢。焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力
集中，又影响焊缝外观。管道内的焊瘤还会减小有效截面，甚至造成堵塞。主要
原因是焊接电源波动太大，电弧过长，焊速太慢，焊件装配间隙太大，运条不当，
操作不熟练等。
(a) (b) (c) (d)
图 2-23 焊瘤
a)横焊时 b)搭接角焊时 c)T 接角焊时 d)堆焊时
℃ 咬边 焊缝的边缘被电弧而造成的沟槽或凹陷称为咬边，也称咬肉。如图
2-24 所示。这使母材有效截面减少，因此不仅减弱了焊接接头强度，而且容易造
成应力集中，承载后可能在此处产生裂纹。特别重要的焊件不允许存在咬边。承
受动载荷的焊件，母材的咬边深度不得大于 。承受静载荷的焊件也不得大
于 1mm。主要原因是：平焊时，焊接电流过大，电弧过长或运条速度不合适；
角焊时，焊条角度或电弧长度不当。
图 2-24 咬边 图 2-25 弧坑
℃ 弧坑 在焊缝末端或焊缝接头处，低于母材表面的局部凹坑称为弧坑。
图 2-25 所示。它不仅使该处焊缝的强度严重减弱，而且弧坑内容产生气孔、夹
渣或微小裂纹。所以在熄弧时一定要填满弧坑，使焊缝高于母材。
℃表面气孔 它是由于焊缝液体金属中熔解的气体在冷却和结晶时来不及析
出而残留下来所形成的空穴。图 2-26 所示。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔
和针状气孔等；气孔分布可以是均匀的密集的和单个的。有的气孔可露在焊缝表
面，即称表面气孔或称外气孔；有的则隐藏于焊缝金属内部，即称为内气孔。气
孔对强度、塑性有影响，且破坏焊缝金属的连续性，降低了结构的密封性。有些
气密性要求高的结构是不允许存在气孔的。
图 2-26 气孔
a) 表面气孔 b)内气孔 c)圆形气孔 d)椭圆气孔 e)链状气孔 f)蜂窝状气孔
℃烧穿 在焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出形成穿孔的缺陷。如图 2-26
所示。烧穿使该处焊缝强度显著减小，也影响外观，必须避免。主要原因是焊接
电流过大、焊接速度过慢和焊件间隙过大。
图 2-27 烧穿
℃ 表面裂纹 它是焊接裂纹的一种，即焊接接头表面局部地区的结合遭受破
坏形成的。它具有尖锐的缺口和大的长宽比，在焊件工作中会扩大，甚至可使结
构突然断裂，是接头中最危险的缺陷，一般不允许存在。图 2-28 所示。
(a) (b) (c)
图 2-28 表面裂纹
a) 纵向裂纹 b)横向裂纹 c)弧坑裂纹
℃ 变形 这种缺陷表现为焊接结构的接头变形和翘曲超过了产品允许的范
围。常见的焊接变形有角变形、弯曲变形、波浪形变形和扭曲变形等。图 2-29
所示。主要原因是对焊件进行了局部地不均匀加热的结果。
图 2-29 焊接变形的基本形式
a)收缩变形 b)角变形 c)弯曲弯形 d 扭曲变形 f)波浪变形
2.内部缺陷
焊缝接头内部缺陷以裂纹、未焊透、夹渣、未熔合、气孔、接头金属组织缺
陷（如铸造组织、过热组织、偏析、层化、疏松、微观
裂纹、非金属夹杂物等）的形成表现出来，它们会严重降低焊缝的承载能力。
℃ 未熔合 手弧焊时，焊道与母材之间或焊道之间未完全熔化结合的部分。
主要原因是层道清渣不干净，焊接电流太小，焊条偏心，焊条摆动幅度太窄等。
℃ 未焊透 焊接时接头的根部未完全熔透的现象称为未焊透。产生未焊透
的部位往往也存在夹渣，连续性的未焊透是一种极危险的缺陷，在大部分结构中
是不允许存在的。图 2-30 所示。
主要原因是：焊接电流太小，焊接速度太快，坡口
角度太小，钝边太大，间隙太小，焊条角度不当，
焊件有厚的锈皮和熔渣等。
℃ 夹渣 焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。
如图 2-31 所示。夹渣会降低焊缝的
图 2-31 夹渣类型
强度，在某些结构中，在保证强度和致密性的条件下，也允许存在一定尺寸和
数量的夹渣。主要原因有：接头边缘未清理干净，坡口太小，焊条直径太粗，焊
接电流过小，焊条角度和运条方法不当，焊缝冷却速度过快熔渣来不及上浮等。
℃ 微观裂纹 在显微镜下才能观察到的裂纹称为微观裂纹。它往往会造成
预料不到的重大事故，因此比表面裂纹具有更大的危险性，必须充分重视。
图 2-30 未焊透类型
a)根部未焊透 b)边缘末焊透
c)层间未焊透
实习备课五：气焊的操作
教学目的：
掌握气焊的基本操作
实习器材 气焊设备 、气瓶、 焊条、 铜管
理论知识
一、概述
气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧后产生的高温对金属材料进行焊
接的。如图 3-1 所示。在较长的一个时期内，气
焊曾被机器制造业与维修行业普遍采用，但近
四十余年来，由于惰性和活性气体保护电弧焊
的发展，气焊越来越受到这些新技术的替代，
其应用范围日益缩小。时至今日，气焊只是在薄
钢板和有色金属的焊接和钎焊中，以及在维修行
业中有限地被采用，重要的结构件几乎都不用气
焊。但利用气体火焰的气割和烘烤等工艺则不然，
在钢材的下料、烘烤、成形矫正，钢制零件的局部热
处理等方面，甚至利用气体火焰进行金属表面喷涂处理等工艺，需利用气焊的基
本概念。在船舶上，常用气焊火焰对工件、刀具进行淬火处理，对紫铜皮进行回
火处理，并矫直金属材料和净化工件表面等。在船上无电或电力不足的情况下，
气焊则能发挥更大的作用。此外，由微型氧气瓶和微型熔解乙炔气瓶组成的手提
式或肩背式气焊气割装置，在旷野、山顶、高空作业中应用是十分简便的。
气焊所用的可燃气体很多，有乙炔、氢气、液化石油气、煤气等，而最常用
的是乙炔气。乙炔气的发热量大，燃烧温度高，制造方便，使用安全，焊接时火
焰对金属的影响最小，火焰温度高达 3100～3300℃。氧气作为助燃气，其纯度越
高，耗气越少。
气焊的特点是：
1.火焰对熔池的压力及对焊件的热输入量调节方便，故熔池温度、焊缝形状
和尺寸、焊缝背面成形等容易控制。
2.设备简单，移动方便，操作易掌握，但设备占用生产面积较大。
3.焊距尺寸小，可达性好，由于气焊热源温度较低，加热缓慢，生产率低，
热量分散，热影响区大，焊件变形大，接头质量不高。
4.气焊适于各种位置的焊接，特别焊接在 3mm 以下的低碳钢、高碳钢、铸
铁以及铜、铝等有色金属及合金的薄板。
图 3-1 气焊示意图
二、气焊设备
气焊所用设备及气路连接，如图 3-2 所示。
1. 焊炬
焊炬俗称焊枪。焊炬是气焊中的主要设备，它的构造多种多样，但基本原理
相同。焊炬是气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰并进行焊接的手持工具。
焊炬有射吸式和等压式两种，常用的是射吸式焊炬，如图 3-3 所示。它是由主体、
手柄、乙炔调节阀、氧化调节阀、喷射管、喷射孔、混合室、混合气体通道、焊
嘴、乙炔管接头和氧气管接头等组成。它的工作原理是：打开氧气调节阀，氧气
经喷射管从喷射孔快速射出，并在喷射孔外围形成真空而造成负压（吸力）；再
打开乙炔调节阀，乙炔即聚集在喷射孔的外围；由于氧射流负压的作用，将乙炔
很快被氧气吸入混合室和混合气体通道，并从焊嘴喷出，形成了焊接火焰。
图 3-3 射吸式焊炬
1- 焊嘴 2-混合管 3-乙炔阀门 4-手柄 5-氧气阀门
射吸式焊炬的型号有 H01—2 和 H01—6 等，其意义如
下：
H 0 1 — 2
可焊接的最大厚度为 2 毫米
射吸式
手工
焊炬
各种型号的焊炬均备有 3 ～5 个大小不同的焊嘴，可供
焊接不同厚度的工件使用。
2.乙炔瓶 乙炔瓶是将工厂集中生产的乙炔气储存在瓶内供使用的。一般工
厂和在船舶上都是采用乙炔瓶，如图 3-4 所示。这是因为它体积小，使用安全，
图 3-2 气焊设备及其连接
1-焊炬 2-乙炔瓶 3-回火安全器
4-乙炔减压器 5-氧气减压器 6-氧气瓶-
管理也方便。乙炔瓶的形状和构造与氧气瓶相似，其外壳为无缝钢材制造，瓶内
装有多孔性填充物，如活性炭、木屑、硅藻土等，用以提高安全储存压力，同时
注入丙酮占瓶容积的 34%，使之渗透在活性炭的毛细孔中，当乙炔气体被压入瓶
内时，它就溶解在丙酮中。一瓶充足了的乙炔气体压力可达 × 106Pa，
而输往焊炬的压力仅为
× 104～ × 104Pa。乙炔瓶必须配备减压器，以便调整乙炔的压力。乙炔瓶
使用时，打开瓶阀，乙炔气经减压器减压后供气焊使
用。随着乙炔气不断消耗，丙酮内的乙炔不断逸出，瓶内
压力下降，最后只剩丙酮，待灌乙炔时再用。乙炔长期与
酮作用时会生成容易爆炸的乙炔酮，所以乙炔瓶的阀门是由钢制成。乙炔瓶的外
壳漆成白色，用红色写明“乙炔”字样；输送导管为红色。
使用乙炔瓶必须安装回火安全器（也称回火防止器或回火保险器），它装在乙
炔减压器和焊炬之间，用来防止火焰沿乙炔管回烧的安全装置。正常气焊时，气
体火焰在焊嘴外面燃烧。但当气体压力不足、焊嘴堵塞、焊嘴离焊件太近或焊嘴
过热时，气体火焰会进入嘴内逆向燃挠，这种现象称为回火。发生回火时，焊嘴
外面的火陷熄灭，同时伴有爆鸣声，随后有“吱、吱”的声音。如果回火火陷蔓延
到乙炔瓶，就合发生严重的爆炸事故。因此，发生回火时，回火安全器的作用是
使回流的火焰在倒流至乙炔瓶以前被熄灭。同时应首先关闭乙炔开关，然后再关
氧气开关。
图 3-5 为干式回火安全器，它与
乙炔减压器连接在一起。正常工作时，
由减压器来的乙炔气推开回火防止阀
进入筒体，经过止火管后从出气口输出。
止火管是有无数微孔的金属管，有熄灭
火焰的作用。当发生回火时，一方面回
火气体的冲击波顶上回火防止阀，切
断了乙炔来路；另一方面回火气体可从
安全阀处向外排出。
3.氧气供气设备
主要有氧气瓶与减压器等。
℃氧气瓶 氧气瓶是储存氧气的一种高压容器。图
3-6 所示。氧气从制氧设备中取得后，以最大为 ×
107Pa（150 大气压）的压力
压入氧气瓶内，以便保存和运输。由于氧气瓶要经受搬
运、滚动，甚至还要经受振动和冲击等，因此材质要求很
高，产品质量要求十分严格，出厂前要经过严格检验，以
确保氧化瓶的安全可靠。氧化瓶都用无缝钢管制成，壁厚
为 5～8mm，容积为 40L；它是一个圆柱形瓶体，瓶体上
有相防震圈；瓶体的上端有瓶口，瓶口的内
壁和外壁均有螺纹，用来装设瓶阀和瓶帽；瓶体下端还套有一个增强用的钢
图 3-5 干式回火安全器
a)正常工作时 b)回火时
图 3-4 乙炔瓶
图 3-6 氧气瓶
环圈瓶座，一般为正方形，便于立稳，卧放时也不至于滚动；为了避免腐蚀和发
生火花，所有与高压氧气接触的零件都用黄铜制作；氧气瓶外表漆成天蓝色，用
黑漆标明“氧气”字样，输送氧气的管道涂天蓝色。
℃ 减压器 减压器是将高压气体降为低压气体的调节装置。因此，其作用
是减压、调压、量压和稳压。氧气瓶的压力为 × 107Pa，供给焊炬的氧气压
力很小，仅为 ×105～ ×105 Pa，与乙炔瓶一样，氧气瓶也必须使用减压器，
都要将高压气体输出时先要经减压器减压。
减压器的工作原理如图 3-7 所示：松开调压手柄（逆时针方向），封闭弹簧
（或称活门弹簧）闭合活门，高压气体就不能进入低压室，即减压器不工作，从
气瓶来的高压气体停留在高压室的区域内，高压表量出高压气体的压力，也是气
瓶内气体的压力。拧紧调压手柄（顺时针方向），使调压弹簧压紧低压室内的薄
膜，再通过传动件将高压室与低压室通道处的活门被顶开，使高压室内的高压气
体进入低压室，此时的高压气体进行体积膨胀，气体压力得以降低，低压表可量
出低压气体的压力，并使低压气体从出气口通往焊炬。如果低压室气体压力高了，
向下的总压力大于调压弹簧向上的力，即压迫薄膜和调压弹簧，使活门开启的程
度逐渐减小，直至达到焊炬工作压力时，活门重新关闭；如果低压室的气体压力
低了，向上的总压力小于调压弹簧向上的力，此时薄膜上鼓，使活门重新开启，
高压气体又进入到低压室，从而增加低压室的气体压力；当活门的开启度恰好使
流入低压室的高压气体流量，与输出的低压气体流量相等时，即稳定地进行气焊
工作。减压器能自动维持低压气体的压力，只要通过调压手柄的旋入程度来调节
调压弹簧压力，就能调整气焊所需的低压气体压力。
(a) (b)
图 3-7 减压器的工作示意图
1-通道 2-薄膜 3-调压手柄 4-调压弹簧 5-低压室 6-高压室
7-高压表 8-低压表 9-活门弹簧 10-活门
三、气焊火焰
气焊火焰通常指氧和乙炔混合燃烧时产生的氧乙炔焰。改变氧和乙炔的体积
比，可获得三种不同性质的火焰，它们的性质和应用有明显的区别（图 3-8）。
火焰由三部分组成：焰芯、内焰和外焰（图 3-8a）。焰芯在火焰的内部，乙
炔和氧气的混合物在焰芯内逐渐加热至着火温度，在焰芯的边缘乙炔发生局部分
解，形成碳粒呈白热状态，并产生强烈的白光，所以焰芯也是火焰中最明亮的部
分，焰芯边缘温度可达 1000℃。火焰的中间部分是内焰，呈蓝色，乙炔与已混合
进来的氧发生第一阶段燃烧，这一区域的温度最高，距焰芯末端 2～4mm 处的温
度可达 3000～3200℃，这个区域又叫焊接区。火焰的最外层称为外焰，为橘红色，
在这一区域内，主要依靠大气中的氧进行第二阶段的燃烧。
(a) (b)
图 3-8 气焊火焰与温度分布
a)火陷构成与温度分布 b)三种火陷
1.中性焰（VO2 / VC2H2 = ～）
中性焰又称正常焰。中性焰的内焰和外焰没有明显界线，焊嘴处呈亮白色的
焰心端部有淡白色时隐时现地跳动。中性焰燃烧完全，对红热或熔化了的金属没
有碳化和氧化作用，所以称之为中性焰。气焊一般都可以采用中性焰。它广泛用
于低碳钢、低合金钢、高碳钢、不锈钢、紫铜、灰铸铁、锡青铜、铝及合金、铅
锡、镁合金等的气焊。
在中性焰中，当 VO2 / VC2H2 = ～ 时，称为还原焰，它是乙炔稍多的
一种中性焰，不产生渗碳现象，最高温度为 2930～3040℃。
2.氧化焰（VO2 / VC2H2 ＞ ）
氧化焰是氧气量多，乙炔量少的火焰，焊嘴处呈现出比中性焰还要小一些的
蓝白色焰芯，因为火焰和焰芯比中性焰短。这种火焰对红热或熔化了的金属都有
氧化作用，尤其是对红热和熔化的优质合金钢更为显著，因此称它为氧化焰。氧
化焰由于氧气较多，燃烧比中性焰剧烈，温度也高，可达 3100～3300℃。使用这
种火焰焊接各种钢铁时，属很容易被氧化而造成脆弱的焊接接头；在焊接高速钢
或铬、镍、钨等优质合金钢时，会出现互不融合的现象；在焊接有色金属及其合
金时，产生的氧化膜会更厚，甚至焊缝金属内有夹渣，形成不良的焊接接头。因
此，氧化焰一般很少采用，仅适用于烧割工件和气焊黄铜、锰黄铜及镀锌铁皮，
特别是适合于黄铜类，因为黄铜中的锌在高温极易蒸发，采用氧化焰时，熔池表
面上会形成氧化锌和氧化铜的薄膜，起了抑制锌蒸发的作用。
3.碳化焰（VO2 / VC2H2 ＜）
碳化焰是乙炔量多、氧气量少的火焰，因为乙炔没有达到完全燃烧，因此在
焊嘴处呈现出两层白焰芯， 所以火焰和焰芯比中性焰长，且它们之间失掉明显
轮廓，温度比中性焰和氧化焰都要低一些，最高温度约为 2700～3000℃。使用这
种火焰焊接钢铁时，焊缝金属很容易被碳化，从而使金属接头硬而脆。由于对钢
铁有增碳的作用，所以被称为碳化焰，一般用于钎焊；焊接怕受氧化的优良合金
钢焊件，如高速钢、高碳钢、硬质合金、铬钢、钨钢、合金铸铁等以及用于铸铁
焊后的保温。
不论采用何种火焰气焊时，喷射出来的火焰（焰芯）形状应该整齐垂直，不
允许有歪斜、分叉或发生吱吱的声音。只有这样才能使焊缝两边的金属均匀加热，
并正确形成熔池，从而保证焊缝质量。否则不管焊接操作技术多好，焊接质量也
要受到影响。所以，当发现火焰不正常时，要及时使用专用的通针把焊嘴口处附
着的杂质消除掉，待火焰形状正常后再进行焊接。
四、气焊的焊丝与焊剂（焊粉）
气焊所用的焊丝只作为填充金属，它是表面不涂药皮的金属丝，其成分与工
件基本相同，原则上要求焊缝与工件等强度，所以选用与母材同样成分或强度高
一些的焊丝焊接，气焊低碳钢一般用 H08A 焊丝，不用焊剂，重要接头如 20 锅
炉钢管可采用 H08MnA，最好是用 H08MnReA 专用气焊焊丝。其它钢及非铁金
属用焊丝可查表选用。焊丝表面不应有锈蚀、油垢等污物。
焊剂又称焊粉或焊药，其作用是焊接过程中避免形成高熔点稳定氧化物（特
别是非铁金属或优质合金钢等），防止夹渣，另外也为消除已形成的氧化物。焊
剂可与这类氧化物结成低熔点的熔渣，浮出熔池。金属氧化物多呈碱性，所以一
般用酸性焊剂，如硼砂、硼酸等。焊铸铁时，出现较多的 SiO2，因此常用碱性
焊剂，如碳酸钠和碳酸钾等。使用时，可把焊剂撒在接头表面或用焊丝醮在端部
送入熔池。
五、气焊工艺与焊接规范
气焊的接头型式和焊接空间位置等工艺问题的考虑与焊条电弧焊基本相同。
气焊尽可能用对接接头，厚度大于 5mm 的焊件须开坡口以便焊透。焊前接头处
应清除铁锈、油污水分等。
气焊的焊接规范主要需确定焊丝直径、焊嘴大小、焊接速度等。
焊丝直径由工件厚度、接头和坡口型式决定，焊开坡口时第一层应选较细的
焊丝。焊丝直径的选用可参考表 3-1。
表 3-1 不同厚度工件配用焊丝的直径
工作厚度(mm) ～ ～
～
～10 10～15
焊丝直径(mm) ～ ～
～
～
～
焊嘴大小影响生产率。导热性好、熔点高的焊件，在保证质量前提下应选较
大号焊嘴（较大孔径的焊嘴）。
在平焊时，焊件愈厚，焊接速度应愈慢。对熔点高、塑性差的工件，焊速应
慢。在保证质量前提下，尽可能提高焊速，以提高生产率。
六、气焊基本操作
1.点火
点火之前，先把氧气瓶和乙炔瓶上的总阀打开，然后转动减压器上的调压手
柄（顺时针旋转），将氧 和乙炔调到工作压力。再打开焊枪上的乙炔调节阀，此
时可以把氧气调节阀少开一点氧气助燃点火（用明火点燃），如果氧气开得大，
点火时就会因为气流太大而出现啪啪的响声，而且还点不着。如果不少开一点氧
气助燃点火，虽然也可以点着，但是黑烟较大。点火时，手应放在焊嘴的侧面，
不能对着焊嘴，以免点着后喷出的火焰烧伤手臂。
2.调节火焰
刚点火的火焰是碳化焰，然后逐渐开大氧气阀门，改变氧气和乙炔的比例，
根据被焊材料性质及厚薄要求，调到所需的中性焰、氧化焰或碳化焰。需要大火
焰时，应先把乙炔调节阀开大，再调大氧气调节阀；需要小火焰时，应先把氧气
关小，再调小乙炔。
3.焊接方向
气焊操作是右手握焊炬，左手拿焊丝，可以向右焊（右焊法），也可向左焊
（左焊法）。如图 3-9 所示。
(a) (b)
图 3-9 气焊的焊接方向
a)右焊法 b)左焊法
右焊法是焊炬在前，焊丝在后。这种方法是焊接火焰指向已焊好的焊缝，加
热集中，熔深较大，火焰对焊缝有保护作用，容易避免气孔和夹渣，但较难掌握。
此种方法适用于较厚工件的焊接，而一般厚度较大的工件均采用电弧焊，因此右
焊法很少使用。
左焊法是焊丝在前，焊炬在后。这种方法是焊接火焰指向未焊金属，有预热作用，
焊接速度较快，可减少熔深和防止烧穿，操作方便、适宜焊接薄板。用左焊法，
还可以看清熔池，分清熔池中铁水与氧化铁的界线，因此左焊法在气焊中被普遍
采用。
4.施焊方法
施焊时，要使焊嘴轴线的投影与焊缝重合，同时要掌握好焊炬与工件的倾角
α。工件愈厚，倾角越大；金属的熔点越高，导热性越大，倾角就越大。在开始
焊接时，工件温度尚低,为了较快地加热工件和迅速形成熔池,α应该大一些（80～
90°），喷嘴与工件近于垂直，使火焰的热量集中，尽快使接头表面熔化。正常焊
接时，一般保持α为 30～50°。焊接将结束时，倾角可减至 20°，并使焊炬作上下
摆动，以便断续地对焊丝和熔池加热，这样能更好地填满焊缝和避免烧穿。焊嘴
倾角与工件厚度的关系如图 3-10 所示。
(a) (b)
焊接时，还应注意送进焊丝的方法，焊接开始时，焊丝端部放在焰心附近预
热。待接头形成熔池后，才把焊丝端部浸入熔池。焊丝熔化一定数量之后，应退
出熔池，焊炬随即向前移动，形成新的熔池。注意焊丝不能经常处在火焰前面，
以免阻碍工件受热；也不能使焊丝在熔池上面熔化后滴入熔池；更不能在接头表
面尚未熔化时就送入焊丝。焊接时，火焰内层焰芯的尖端要距离熔池表面 2～
4mm，形成的熔池要尽量保持瓜子形、扁圆形或椭圆形。
5.熄火
焊接结束时应熄火。熄火之前一般应先把氧气调节阀关小，再将乙炔调节阀
关闭，最后再关闭氧气调节阀，火即熄灭。如果将氧气全部关闭后再关闭乙炔，
就会有余火窝在焊嘴里，不容易熄火，这是很不安全的（特别是当乙炔关闭不严
时，更应注意）。此外，这样的熄火黑烟也比较大，如果不调小氧气而直接关闭
乙炔，熄火时就会产生很响的爆裂声。
6.回火的处理
在焊接操作中有时焊嘴头会出现爆响声，随着火焰自动熄灭，焊枪中会有吱
吱响声，这种现象叫做回火。因氧气比乙炔压力高，可燃混合会在焊枪内发生燃
烧，并很快扩散在导管里而产生回火。如果不及时消除，不仅会使焊枪和皮管烧
坏，而且会使乙炔瓶发生爆炸。所以当遇到回火时，不要紧张，应迅速在焊炬上
关闭乙炔调节阀，同时关闭氧气调节阀，等回火熄灭后，再打开氧气调节阀，吹
除焊炬内的余焰和烟灰，并将焊炬的手柄前部放入水中冷却。
图 3-10 焊嘴倾角与工件厚度的关系
a)焊嘴倾节 b)不同板厚的倾角
