电焊的种类有点多,比如电弧焊,埋弧焊,二保焊,氩弧焊,等离子焊等等。
咱说下最常见的电弧焊,
原理嘛,打火机里那个压电器认识吧,差不多的东西,靠打电弧。

不过打火机里那个靠压电效应打火,产生的电流很低。
电焊机的电流很高,产生的电弧更强,
在电弧的影响下,焊件和焊条同时融化形成熔池,
冷却后俩工件就牢固的焊在一起了。
那这电弧是怎么产生的呢?
咱先认识下焊机。
电焊机一共有四个主要部件,
焊机,焊钳,焊条,接地夹。

焊机主要功能就是变压,传统焊机的核心部件就是一个单项变压器。
有一组冷轧硅钢片叠压的铁芯,两边各有一个绕组的铜线,俩绕组铜线匝数不同。

电流通过交变电流产生交变磁通(Φ),该磁通经铁芯形成闭合回路。
二次绕组(副边)切割磁力线,产生感应电动势(E2)
根据能量守恒定律,
既:
[1]所以只需要一次绕组多于二次绕组,即可将电压降低,电流提升。
为啥要变成高电流呢?
根据焦耳定律:Q=I²Rt,
相同电阻下,电流越大,产生的热量会呈平方级增长。
焊条本身就很细,和焊件的接触面积非常小,
接触面积小,电流又大,这就有点像短路,接触瞬间产生的热量非常大,会迸出电火花,此时,焊工需要将焊枪远离焊件 2-4mm,引出电弧,然后移动焊枪,利用空气电离维持电弧,就可以刺啦刺啦焊接了。

由于电弧的热量极大,大概 3000~6000°C 这个温度足以融化焊件和焊条头部(正常钢铁的熔点大概在 1500°C),产生熔池。
为了使引弧效率更高,
焊机在空载(就是没接触焊件)状态下,电压会高很多。
那既然有大电流,为啥人没事呢?
这就得看焊机的几道安全措施了。
首先,在使用电焊之前,必须检查接地夹有没有链接在焊件上,这样才能产生回路。
焊机工作时电流会优先往电阻低的地方跑,所以不会电到人。
如果没有接接地夹会怎样呢?
稍等我问下我爹。
....
他说一般会打不出火,
因为焊机的电压并不算大(国标要求交流≤85V,直流≤113V[2]),
没接接地夹即使产生回路,也会因为电阻过大导致电压不够,不容易打出火花。
那焊件放在地上不是也算接地吗?为啥也不行?
按照 GB 9448-2025《 焊接与切割安全》[3]规定,
接地电阻不得大于 2Ω,且接地线截面积不小于 4mm²。
普通地面的电阻是这个值的几十到几百倍。
那肯定不行啊。
另外,焊条在接触焊件前虽然电压高,但是隔着空气,空气的电阻极高,
焊机那点电压根本就无力穿透,所以几乎就没有电流。
而且一般使用电焊,会要求穿橡胶绝缘鞋,带防护手套和防护面罩,以保障安全。
如果是封闭环境,比如在管路内焊接,除了需要可靠接地确保通风,
旁边还需要有专门的监护人进行看护。

当然了,要是有人非要作死,
一手握着焊枪,一手握着接地的焊件,产生回路。
干燥情况下人体电阻大概是在 1000-10000Ω,按 60V 电压算,
欧姆定理I=U/R,大概有6-60mA 电流通过,
一般发生危险的电流阈值是 50mA,会发生危险。
如果是潮湿环境,可能直接吃席。
不过好在焊枪接触焊件打出电弧后,电压会降低到 20~40V,
这已经接近安全电压了(36V)。
所以焊机这种民用设备看起来很危险,其实还是比较安全的。

那焊条上的焊药又是做什么的呢?
这个嘛,要知道,空气中含有大量氧气和氮气,
这两个物质可以和融化的金属反应,会严重影响焊接质量。
所以焊条的外皮在高温下会熔化并分解,产生保护气体,
这些气体和熔渣共同构成一个封闭的环境,以保护熔池。
这是主要作用。

另外,焊药产生的熔渣会覆盖熔池,这样可以减缓冷却速度,防止快速冷却产生的裂纹。
焊药含脱氧剂等物质,能稳定电弧,减少断弧,飞溅,提升焊缝力学性能等。
所以,焊不同的金属需要使用不同的焊条,识别方式是看顶上的编码。
同时需要根据焊条来调整焊机。
所以电焊机还需要有较大的可调电抗,以适应不同焊条和焊接环境。[4]

至于具体咋整,
不会。
