更新时间：2023-08-15 17:04
电焊（英文名：Welding）又称电弧焊，是通过焊接设备产生的电弧热效应，促使被焊金属的截面局部加热熔化达到液态，使原来分离的金属结合成牢固的、不可拆卸的接头工艺方法。电焊分为：焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。
19世纪初，英国的戴维斯发现电弧能局部熔化金属的高温热源，1885～1887年，德国的科学家获得了碳极电弧焊专利，俄罗斯的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳。历经8年英国的科学家由于对电弧焊的完善又获得了专利。20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。在1914年—1918年世界大战期间及第二次世界大战开始期间电弧焊在美国开始应用。1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展。1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；60年代出现了高能量密度熔焊。电弧焊接技术是当前工业生产中的重要基础工艺，是当前社会发展过程中各种技术要求和工业发展要求的新型综合工业加工技术和方法。
电焊被广泛应用于造船、压力容器制造，石油化工等钢结构制造领域。电焊能够满足不同结构件的焊接要求，并且焊接性能优良，具有焊接热应力小、焊接结构紧凑等诸多优点。电焊作业工人职业危害主要有：金属烟热、电焊工肺尘病、电光性眼炎、锰中毒、以及吸人氟化氢、氮氧化物、臭氧，引起的呼吸道刺激症状。
19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源，电弧焊很早以前采用了锻焊，1885～1887年，德国的科学家获得了碳极电弧焊专利，俄罗斯的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳。1887年，美国的汤普森发明电阻焊，并用于薄板的点焊和滚焊机。历经8年英国的科学家由于对电弧焊的完善又获得了专利。
20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。在1914年—1918年世界大战期间及第二次世界大战开始期间电弧焊在美国开始应用。二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接简单断面型材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。
1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展，如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。
1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；60年代出现了高能量密度熔焊。
近二三十年，科学技术向前发展，随着各种物理技术和化学技术的不断发展，使得电弧焊接技术在应用的过程中结合离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学乃至计算机技术、微电严技术、自动控制技术、材料科学与工程断裂力学、检测技术等许多现代科学技术的新成就。都在电弧焊接上获得应用。奠定了电弧焊接技术发展的基础。增强了电弧焊接技术本身的能力。扩大了电弧焊接技术的内涵和外延。现代科学技术的新成就已渗透到电弧焊接科学枝术领域，促进了现代电弧焊接技术发展的—个重要特点。
电焊是利用电能转换为热能对金属进行加热焊接的方法，电弧焊是熔化焊的一种，它是利用电弧热，将沿焊缝间隙运动的焊条前端和工件局部熔化，形成的焊缝连接。
电弧是在焊条与工件两极之间气体介质中的连续放电现象，也是气体导电的形式之一。气体导电现象是在外界高压电场的作用下，使气体“电离”而形成的。电弧放电时，电流可达几百安培以上，但电压并不高只有几十伏。电弧产生大量热能，温度可高达8000℃，与此同时，发出强烈的可见光及紫外线、红外线等辐射线。
电焊机是电弧的电源，必须满足引弧的要求及电弧稳定的燃烧以及能方便地调节电流大小等。
电源的输出电压与电流的关系称为“外特性”。电焊机外特性曲线为陡降型，即电流为零时，空载电压为60~80V，只要电弧引燃有电流存在，则电压就会迅速下降，只要改变电焊机处特性曲线的分布，就能达到调节焊接电流的目的，以满足焊接不同厚度和不同材质的工件要求。
焊条电弧焊（即手工电弧焊）是利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条融化而进行焊接的方法。焊条电弧焊可在室内、室外和各种焊接位置进行，设备简单，容易维护，焊钳小，使用灵便，适于焊接高强度钢、铸钢、生铁和有色金属，其焊接接插件与工件（母材）的强度相近，是焊接生产中应用广泛的焊接方法。
电弧在焊条与被焊工件之间燃烧，电弧热使工件和焊芯同时融化形成熔池，同时也使焊条的药皮融化和分解。药皮融化后与液态金属发生物理化学反应，所形成的熔渣不断从熔池中浮起；药皮受热分解产生大量的二氧化碳、一氧化碳和氢气等保护气体，围绕在电弧周围，熔渣和气体能防止空气中氧和氮的侵入，其保护融化金属的作用。当电弧向前移动时，工件和焊条不断融化汇成新的熔池。原来的熔池则不断冷却凝固，构成连续的焊缝。覆盖在焊缝表面的熔池也逐渐凝固成为固态渣壳。这层熔渣和渣壳对焊接成形的好坏和减缓金属的冷却速度有着重要的作用。
生产率高；焊接质量高且稳定；节省金属材料；改善了劳动条件。
埋弧焊也称熔剂层下电弧焊。焊接时，焊接机头上的送丝机构将焊丝送入电弧区并保持选定的弧长。电弧在颗粒状熔剂（焊剂）层下面燃烧，焊机带着焊丝均匀地沿坡口移动，或者焊机机头不动，工件匀速运动。在焊丝前方，焊剂从漏斗中不断流出撒在被焊部位。焊接时，部分焊剂融化形成熔渣覆盖在焊缝表面，大部分焊剂不熔化，壳重新回收使用。
电弧燃烧后，工件与焊丝被熔化成大体积（可达20m3）的熔池。由于电弧向前移动熔池金属被电弧气体排挤向后堆积形成焊缝。电弧周围的颗粒状焊剂被熔化成熔渣，与熔池金属产生物理化学作用。部分焊剂被蒸发，生成的气体将电弧周围的熔渣排开，形成一个封闭的熔渣泡。它具有一定粘度，能承受一定压力，使熔化的金属与空气隔离，并能防止金属熔滴向外飞溅。
适于焊接各类合金钢、易氧化的有色金属及锆、等稀有金属；弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密；电弧和熔池区受气流保护，明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接；电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，熔池小，焊接速度较快，焊接热影响区较窄，因而工件焊后变形小。
氩弧焊是以氩气作为保护气体的电弧焊。氩弧焊按所用电极的不同，可分为不熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊2种。
不熔化氩弧焊以高熔点的钨棒作为电极。焊接时，钨棒不熔化，只起导电与产生电弧的作用，易实现机械化和自动化焊接。但因电极所能通过的电流有限，只适合焊接厚度6mm以下的工件。
熔化极氩弧焊以连续送进的焊丝作为电极进行焊接。此时可用较大电流焊接厚度为25mm以下的工件。焊接前须把接插件表面清理干净，否则杂质与氧化物会留在焊缝内，使焊缝质量显著下降。
二氧化碳气体保护焊是以二氧化碳为保护气体的电弧焊。它用焊丝作电极，靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化工件与焊丝，熔池凝固后成为焊缝。焊丝的送进靠送丝机构实现。
在手工电弧焊工艺中焊接技术参数主要有焊接层数、电弧电压、焊接电流等。
多层数焊接工序通常是在具有一定厚度的被焊物体下出现的，若对于寻常钢与低碳钢开展多层焊接工作，要对焊接厚度进行严格的把控，从而使被焊物体的完整性有所保障。一般情况下，是以3.0mm~4.5mm的焊缝层高度为基准，去辨识钢结构焊接质量的优劣程度。例如，某钢结构的焊层为焊条直径的0.8倍时，其焊接工艺是便捷的，制造效率也得到一定保障。此时其焊接层数大体上可以由n=h/md公式推导出来（n：焊接层数；h：焊接厚度；d：焊条直径；m：经验系数，取值范围为0.8～1.2）。
焊条直径的长短与焊件厚度之间存在正相关关系，在实际生产过程中，需要参照一定数值去比较焊件厚度与焊条直径，通常会出现以下几种比值：一是在焊件厚度一致的情况下焊条直径数值可以由焊缝方位坐直径长度得到[2]。立焊时直径（d）小于5.0mm，横焊与仰焊时d小于4.0mm，焊条直径合理选择，在降低熔池、防止金属量过度下流现象出现方面发挥巨大实效性；二是焊条接头的选择。钢结构焊接过程中不会出现T形接头和搭接接头这些焊接问题，所以为了提升钢结构焊接工作质量，应该尽量择选直径稍大的焊条。通常情况下，手工电弧焊焊条直径在选择上可以参照以下数据信息：
焊件厚度（h）≤1.5；2；3；4-5；6-12；≥12
焊条直径（d）1.5；2；3.2-4；4-5；4-6
焊条直径的长短，与焊接电流大小、焊接层数多少、接头方式、焊缝位置等要素相关联。在理想情况下，焊条直径与焊接电流两者之间存在以下关系，即所选择85%％～90%的平焊电流作为横焊和立焊电流值，仰焊电流则是80%～85%。如果选择的焊条类型为低氢型，那么焊接电流取值应该进一步减少。酸性焊条电流（A）与焊条直径（d）之间存在如下关系：
焊条直径（d）1.6；2；2.5；3.2；73.2
电流（A）25-40；40-65；50-80；100-130；（35-40）d
速率，即在某一时间段内焊接工作产出量。钢结构焊接过程中，要对速度严格把控。保证焊接无穿透现象产生是基础，同时焊接高度与焊接密度要与相关规范相匹配。在焊接工作运行速率相对较低，并在高热位置处停留时间较久的情况下，钢结构晶粒体积就会有不断扩展的趋势。也就是手工电弧焊工艺技术以慢速度焊接钢结构时，在操作上存在较大难度。在面对厚度相对较薄的焊接板时，若焊接速度掌控不到位，就加大了烧穿现象出现的概率。但是，如果焊接速度过大，也会基于熔池温度较低实况而使相邻焊板间出现密封不严等问题。总之，手工电弧焊工艺在钢结构制造过程中的应用，若要使焊接质量有所保障，采用适宜的焊接速度是必要的。所以，在确保焊接电流和焊条质量的基础上，应该应用有效的速度，从而确保钢结构焊接质量与焊接宽窄高度的之间的统一性。
手工电弧焊缺点种类很多，常见的有焊接裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透、未熔合、焊瘤、弧坑焊缝外形尺寸和形状不符合要求等。
焊接裂纹是焊缝中最危险的缺陷，焊逢结构的破坏多从裂纹开始。在焊接过程中要采取必要的措施防止出现裂纹，焊接裂纹按产生的原因可分为冷裂纹和热裂纹。
冷裂纹是焊缝金属在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为：在焊接热循环的作用下，热影响区生成了硬组织；焊缝中有过量的扩散氢，且具有浓集的条件；接头刚性大，承受有较大的拘束应力。
热裂纹是焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹，特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质(如FeS等)，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。
气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；焊条未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外，低氢型焊条焊接时，电弧过长，焊接速度过快，都可能在焊接过程中产生气孔。
夹渣就是残留在焊缝中的熔渣，夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。防止产生夹渣的措施有：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。多层焊时应仔细观察坡口两侧熔化情况，每一焊层都要认真清理焊渣，封底焊渣应彻底清除。
焊缝边缘留下的凹陷，称为咬边。产生咬边的原因是焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条角度不当等造成焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时填满。咬边处造成应力集中，故在重要的结构或受动载荷结构中，一般是不允许咬边存在的。防止产生咬边的办法是选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度。
焊接时，接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透；在焊件与焊缝金属或焊缝层间的局部未熔透现象，称为未熔合。未焊透和未熔合的原因是焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等。焊件坡口表面氧化膜、油污等没有清除干净，或在焊接时流入熔渣妨碍了金属之间的熔合以及运条手法不当，电弧偏在坡口一边等原因，都会造成边缘不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净；封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。
手工电弧焊中还常见到一些焊瘤、弧坑，及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷。产生焊瘤的主要原因是运条不均，造成熔池温度过高，液态金属凝固缓慢下坠，因而在焊缝表面形成金属瘤。立、仰焊时，采用过大的焊接电流和弧长也有可能出现焊瘤。产生弧坑的原因是熄弧时间过短，焊接突然中断，或焊接薄板时电流过大等。防止产生焊瘤的主要措施严格控制熔池温度，立、仰焊时，焊接电流应比平焊小10-15%；使用碱性焊条时，应采用短弧焊接，保持均匀运条。防止产生弧坑的主要措施是，在手工焊收弧时焊条应作短时间停留或作几次环形运条。焊缝外形尺寸和形状上的缺陷可以用焊前预留反变形量，焊接顺序对称使应力对消的方式来预防。
中国各类工矿企业中，电焊作业工人总数约为1000万。多分布在金属制品业、专用设备业、汽车业、结构性金属业、通用设备业、电气机械业、船舶制造业以及其他各类制造业等。
手工电弧焊工艺规范：
1.在保证接插件力学性能和外观质量的条件下，尽量采用小线能量焊接，加快工件冷却速度，缩短接头敏化温度区停留时间。
2.试板正背面各焊一层，先焊正面，后焊背面。正面焊接时，采用熔透焊法，不击穿母材，防止背面母材被氧化。
3.待正面焊道冷却至室温后，再焊背面焊缝。
电焊作业工人职业危害主要有：金属烟热、电焊工肺尘病、电光性眼炎、锰中毒、以及吸人氟化氢、氮氧化物、臭氧，引起的呼吸道刺激症状。
是因为电焊在焊接过程中，焊条药皮和金属材熔化并经过一系列冶金反应后逸散出大量金属烟气，尤其在密闭仓室内，这些烟气在空气中氧化成氧化锰、化氢、氮氧化物、氧化铁粉尘、奥氧等。这些有害物质，从呼吸道侵人体、造成疾病。
危害较严重的是造船厂、电焊作业往往在狭小密闭舱室内进行，当局部温度剧烈膨胀可出现烟尘和气雾、内含有氟化氢、氮氧化物、氧化锰、金属粉尘，刺激引起、咽炎、头痛、多梦、记忆力减退、心悸病等神经衰弱候群症症状和咳嗽、吐痰、胸闷、气短、呼吸困难等呼吸道刺激症状。少数焊工受MnO影响出现手颤、舌颤、肌张力增强等椎体外系的症状。
焊工长期受粉尘刺激使肺叶间质和肺泡周围组织增生构成细小的网状阴影。肺血管和支气管周围纤维组织增生造成纹理增加。长期伴随吸人氟化氢、氮氧化物刺激气体易引起呼吸道炎性改变。
目前使用焊条含锰量，酸性焊条7.26%，碱性焊条为6.35%。施焊时空气中烟尘中、含氧化锰。长期吸人易发慢性锰中毒。但是慢性锰中毒早期是轻型的。体征早期易与神经衰弱相混。为此早期诊断、较困难。当出现明显锰中毒症状时，尿锰可验出。
电焊工在施焊时因吸人氧化金属，典型症状为工作后夜间发冷、发烧、无力、口内金属味、食欲不振、恶心、出汗后症状减轻但仍感全身无力。