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焊接工艺基本知识
焊接工艺基本知识
1 什么是焊接接头？
它有哪几种类型？
用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。
它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。
在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。
根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。
其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。
2 什么是坡口？
常用坡口有哪些形式？
根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。
开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。
坡口的形式由GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：
常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。
3 表示坡口几何尺寸的参数有哪些？
它们各起什么作用？
⑴坡口面 焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。
⑵坡口面角度和坡口角度 焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度，见图4。
开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。
坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。
⑶根部间隙 焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。
亦称装配间隙。
根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。
因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。
⑷钝边 焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。
钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。
⑸根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。
根部半径的作用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根部焊透。
4 试比较Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口各自的优缺点？
当焊件厚度相同时，三种坡口的几何形状见图5。
⑴Y形坡口
1）坡口面加工简单。
2）可单面焊接，焊件不用翻身。
3）焊接坡口空间面积大，填充材料多，焊件厚度较大时，生产率低。
4）焊接变形大。
⑵带钝边U形坡口
1）可单面焊接，焊件不用翻身。
2）焊接坡口空间面积大，填充材料少，焊件厚度较大时，生产率比Y形坡口高。
3）焊接变形较大。
4）坡口面根部半径处加工困难，因而限制了此种坡口的大量推广应用。
⑶双Y形坡口
1）双面焊接，因此焊接过程中焊件需翻身，但焊接变形小。
2）坡口面加工虽比Y形坡口略复杂，但比带钝边U形坡口的简单。
3）坡口面积介于Y形坡口和带钝边U形坡口之间，因此生产率高于Y形坡口，填充材料也比Y形坡口少。
5 常用的垫板接头有哪几种形式？
它有什么优缺点？
在坡口背面放置一块与母材成分相同的垫板，以便焊接时能得到全焊透的焊缝，根部又不致被烧穿，这种接头称为垫板接头。
常用的垫板接头形式有：
I形带垫板坡口、V形带垫板坡口、Y形带垫板坡口、单边V形带垫板坡口等见图6。
垫板接头的操作技能比单面焊双面成形简单，容易掌握，常用于背面无法施焊（如小直径圆筒环缝、夹套容器环缝）的场合，缺点是当垫板和筒体的椭圆度不一致时，两者之间装配在一起时局部会留有缝隙，焊接时，熔渣流入此缝隙时无法上浮，因此易形成夹渣。
JB4708—92《钢制压力容器焊接工艺评定》中规定，有衬垫的单面焊的弯曲角度可按双面焊的弯曲角度标准。
手工电弧焊操作工艺技术
第一节酸性和碱性焊条操作特点
酸性和碱性焊条由于药皮类型不同，从而决定了两者操作特点也不相同，差别如下：
1．电源种类的不同。
酸性焊条可采用交流或直流焊接电源，当采用交流焊机时，操作时易产生断弧现象；碱性焊条多用直流焊机，操作时易发生电弧偏吹现象。
2．工艺性能差别。
酸性焊条工艺性能较好，熔渣流动性和覆盖性好，脱渣容易，电弧稳定，飞溅小，焊缝外形美观，焊波细密、平滑。
碱性焊条工艺性能一般，熔渣流动性好而覆盖性较差，脱渣性较差，只有采用直流电源电弧才能稳定燃烧，电弧吹力较大，易产生咬边缺陷，焊缝易凸起，焊波粗糙。
3．使用焊接电流的差别．在同等条件下，碱性焊条的焊接电流比酸性焊条小约10％～15％。
4．引弧、运条和收弧方法的差别。
酸性焊条引孤时可采用划擦法或撞击法，而碱性焊条宜用划擦法引弧。
一般情况下，酸性焊条正常弧长约为焊条直径大小，而碱性焊条的正常弧长约为焊条直径的一半，属于短弧操作。
酸性焊条收弧时可采用反复断弧法、划圈收弧法或者回焊收弧法，而碱性焊条不能采用反复断弧法，常用回焊收弧法。
5．熔池状态的差别及控制。
平焊时，酸性焊条焊接的熔渣高出熔池表面2～3mm，熔渣反应激烈，呈黑白两色不断翻腾。
熔池的铁水呈亮白色且不断波动，铁水波动是因为氧化还原反应产生的气体排出现象。
平焊时，碱性焊条焊接时熔渣高出熔池约1mm左右，熔渣反应不激烈，呈黑红色且不太翻腾；熔池的铁水呈亮白色且平稳不太波动，如熔池铁水波动起泡，则说明焊件除锈不彻底或焊条未烘干等，焊缝很可能产生气孔缺陷。
第二节单面焊双面成型操作技术
单面焊双面成型指在开坡口的焊件上单面施焊时获得双面成型的焊缝（即焊缝正面、背面均具有良好的内在和外观质量）。
适于无法进行背面清根的工件（如管子对接焊缝），单面焊双面成型操作方法难度较大，要求操作人员具有熟练的操作技能。
一、单面焊双面成型的分类
1．按焊接工艺方法分为。
（1）连续电弧焊（连弧焊）。
（2）间断灭弧焊（灭弧焊）。
2．按电弧熔化坡口根部的机理分。
（1）击穿焊法。
（2）不击穿焊法（渗透焊法）。
指坡口间隙小，钝边大的情况下，焊接时电弧没有穿透坡口根部，通过熔化的铁水渗透到背面。
它容易使接头在半熔化状态下连接在一起，甚至形成“冷接”，产生根部未熔合缺陷等。
常用焊接材料
焊接时消耗的各种材料通称为焊接材料，主要包括有焊条、焊丝、焊剂和保护气体等。
手工电弧焊焊接材料
手工电弧焊用焊接材料是焊条，它是涂有药皮供手工电弧焊用的熔化电极。
掌握各种焊条的特点和性能，才能正确选用焊条，从而获得优质焊缝，另外又能提高焊接效率。
一、焊条的组成
焊条由焊芯和药皮两部分组成。
1．焊芯。
焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。
焊接时，焊芯有两个作用：
一是传导焊接电流，产生电弧，把电能转换成热能；二是焊芯本身熔化作为填充金属，与液体母材金属熔合形成焊缝。
手工电弧焊时，焊芯金属约占整个焊缝金属的50％～70％，所以焊芯的化学成分直接影响焊缝的质量。
用做焊芯的钢丝是经特殊冶炼的，是焊接专用焊丝的一种，具有规定的牌号和成分。
低碳钢和低合金钢焊条一般均采用H08A或H08E焊芯。
各种类型高合金钢焊条一般采用与熔敷金属成分相近似的合金焊芯。
通常所说的焊条直径就是指焊芯直径，生产中应用最广泛的焊条规格是3．2、4和5三种。
焊条长度是指焊芯的长度，一般均在200～5501nm之间。
2．药皮。
压涂在焊芯表面的涂料层称为药皮。
药皮是由各种粉料和粘结剂按一定比例配制而成的。
（1）药皮的作用。
1）机械保护作用：
焊接时，焊条药皮熔化产，生大量气体，将熔化金属与空气隔绝开来，防止空气中的氧、氮侵入。
同时药皮熔化形成的熔渣覆盖着熔滴和熔化金属，不仅隔绝空气，保护焊缝金属；而且还能减缓焊缝的冷却速度，有利于焊缝金属的结晶。
2）冶金处理作用：
通过熔渣与熔化金属冶金作用，除去有害杂质如氧、氢、硫、磷等，并掭加有益的合金元素，从而获得需要的机械性能。
3）改善焊缝工艺性能；药皮中添加专门的粉料，能使电弧稳定燃烧，飞溅小，焊缝成型好，易脱渣和熔敷效率高等。
（2）药皮的组成。
焊条药皮是由各种矿物质、铁合金和金属物、有机物、化工产品（水玻璃等）等原料组成。
按其在焊接过程所起的作用可分为八类：
1）稳弧剂：
主要起稳定电弧的作用。
一般采用电离电位低的物质，焊接时易电离，增强电弧空间的导电性能。
常用的稳弧剂有碳酸钾、碳酸钠、钾硝石、大理石和钛白粉等。
2）造气剂：
主要作用是形成保护气氛，以隔绝空气侵入。
常用的碳酸盐类矿物质有大理石、菱镁矿和白云石等，有机物类有木粉、纤维素和淀粉等。
3）造渣剂：
主要作用是能形成具有一定物理化学性能的熔渣，产生良好的机械保护作用和冶金处理作用。
手工电弧焊
（之一）
一、概述
手工电弧焊简称手工焊。
它利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和工件熔化，从而获得牢固的焊接接头。
焊接过程中，药皮不断地分解、熔化而生成气体及熔渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，以防止大气对熔化金属的有害污染。
焊条芯棒也在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，构成焊缝的填充金属。
有时也可通过焊条药皮掺合金属粉末，向焊缝提供附加填充金属。
手工电弧焊与其他电弧焊方法相比，具有下列特点。
1．操作灵活手工电弧焊之所以成为应用最广泛的连接金属的焊接方法，其主要原因是它的灵活性。
手工电弧焊不论在焊接车间内，还是在野外施工现场均可采用。
由于设备简单、移动方便、电缆长、焊把轻巧等特点，手工电弧焊既适用于平焊、立焊、仰焊等各种空间位置的焊接，又适用于对接、搭接、角接、T形接头等各种接头型式构件的焊接。
可以说，凡是焊条能达到的任何位置的接头，均可采用手工电弧焊方法连接。
特别对于复杂结构、不规则形状的构件以及单件、非定型钢结构制造，由于可以不用辅助工装、变位器、胎夹具等就可以焊接，手工电弧焊的优越性显得尤为突出。
2．待焊接头装配要求低由于焊接过程由焊工控制，可以适时调整电弧位置和运条手势，修正焊接规范，以保证跟踪接缝和均匀熔透。
因此，对焊接接头的装配尺寸要求相对降低。
3．可焊金属材料广手工电弧焊广泛应用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。
选配相应的焊条，手工电弧焊也常用于不锈钢、耐热钢、低温钢等合金结构钢的焊接，用于铸铁、铜合金、镍合金材料的焊接，以及耐磨损、耐腐蚀、耐热等特殊使用要求的构件表面层堆焊。
4．熔敷速度低手工电弧焊和其他电弧焊方法（如熔化极气体保护电弧焊、埋弧焊等）相比，因为使用的焊接电流小、每焊完一根焊条后必须换焊条以及清渣而停止焊接等，熔敷速度低，生产率低。
5．依赖性强虽然焊接接头的力学性能可以通过选择与母材性能相当的焊条来满足，但焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的操作技能及现场发挥，甚至焊工施焊过程中的精神状态也会影响焊缝质量。
二、手工电弧焊基础
手工电弧焊原理如图1所示。
电弧发生在焊条端部和工件之间。
在焊接过程中，弧长不仅由于电弧的手工操作，而且由于熔滴过渡而发生频繁波动。
因此一台具有合适下降伏安特性和良好动态特性的电源，对于焊接规范及电弧燃烧的稳定性有着重要的影响。
（一）电弧特性
1．电弧建立条件同时具有下列条件，才能产生电弧：
（1）合适的空载电压空载电压高有利于引燃电弧和稳弧，但从安全和经济观点考虑，又希望空载电压低些。
通常规定：
交流焊接变压器Uo≤80V
弧焊整流器Uo≤90V
直流弧焊发电机Uo≤100V（单头）
Uo≤60V（多头）
近年来，国内外市场上出现了装备防电击开关的手工电弧焊机，这些焊机的空载电压可以适当高一些，见表1。
表1带防电击开关的空载电压
额定电流
交流焊接变压器
弧焊整流器（DC）
Ie＜500A
≤85V
≤85V
Ie≥500A
≤95V
≤95V
（2）短路焊接电弧的引燃方法分成两大类，即接触式引弧和非接触式引弧。
按电极运动状态及电极空间介质电离方法又分成若干种，见表2。
手工焊的引弧手势通常为点拉式和划擦式两种。
表2电弧焊引弧方法
接触式引弧
非接触式引弧
手工焊时
自动焊时
电弧空间
电离方法
高频高压脉冲
点拉
爆断
划擦
反抽
高压脉冲
易熔嵌入物（电极端）
慢送丝
辐射
难熔棒短接
辅助电弧
（3）导电粒子两电极空间介质中存在导电粒子是电源通过电极对气体放电的又一必要条件。
无论用哪一种方法引弧，均为了在电极空间介质中产生足够多的导电粒子以传输电荷。
为了易于产生和维持电极空间的导电粒子，在焊条药皮中或电极表面加入易于电离的碱金属、碱土金属元素及其化合物。
2．电弧静特性电弧静特性又称静态伏安特性，系指弧长不变条件下电弧电压与流经电弧的电流之间的函数关系，其形状如图2所示。
在常规的手工电弧焊电流范围内，电弧电压几乎不随焊接电流变化，即电弧的伏安特性为平特性。
当弧长增加时，电弧电压亦增加，即伏安特性向上平移。
3．电弧热特性电弧由阴极、阳极和弧柱三部分构成，各部分的温度不相同。
以碳极电弧为例（见图3），阴极温度为3500K，阳极温度为4200K，而弧柱温度高达5000～8000K。
一般来说，在阳极和阴极材料相同情况下，阳极温度略高于阴极温度，弧柱温度随焊接电流增大而升高。
金属极电弧的温分布，还与电极材料的物理性能有着密切的关系，见表3。
当使用交流电焊接时，由于电流周期性地改变极性，焊条和工件上的温度及热量分布趋于一致。
表3不同电极材料的电弧温度分布
电极材料
气体介质0.1013MPa
电极材料沸点（K）
阴极温度（K）
阳极温度（K）
碳
铁
铜
镍
钨
空气
空气
空气
空气
空气
4830
3000
2595
2730
5930
3500
2400
2200
2370
3640
4200
2600
2450
2450
4250
4．焊接极性当使用直流焊机进行手工电弧焊时，焊条或工件与电焊机的正、负端有两种不同的连接方式。
当工件接直流电焊机的正极，而焊条接直流焊机的负极时，称为正接法。
相反，工件接直流电焊机的负极，焊条接其正极时，称为反接法，见图4。
焊接极性的选择，主要根据焊条类型、所焊金属材料及对熔深的要求。
如选用J427（GBE4315）、J507（GBE5015）等低氢钠型药皮焊条焊接重要钢结构时，规定必须使用直流反接法。
当选用J422（GBE4303）等氧化钛钙型药皮焊条进行焊接时，则可采用交流电焊接，无须选择极性。
当焊接较厚工件时，为获得所需熔深，宜采用直流正极性。
而当焊接铸铁、有色金属以及薄板时，则宜采用直流反极性。
（二）冶金特点
焊接过程中，在电弧空间及熔池四周存在着大量气体，熔滴和熔池表面覆盖着熔渣。
由于电弧区和熔池的温度高，焊条熔化金属以细小熔滴的形式向熔池过渡。
熔滴的比表面积大，熔池高温停留时间短，使液态金属与气体及熔渣之间发生一系列复杂的非平衡冶金反应。
1．气体（气相）与熔化金属（液相）反应焊接区内气体主要来自以下几个方面：
1）焊条药皮造气剂加热时分解或燃烧析出的大量气体；
2）焊条药皮中水分受热蒸发的蒸汽；
3）虽然药皮中造气剂加热时产生大量保护气体，但并不能完全排除周围空气的侵入；
4）工件表面上各种杂质如油污、铁锈、油漆及吸附的水分寺，受热时析出的气体；
5）金属和熔渣高温蒸发产生的气体；
6）母材金属和焊条金属中残留气体。
由此可见，电弧区内的气体主要由CO、CO2、H2O、O2、N2、H2及它们的分解产物，以及金属和熔渣的蒸气组成。
它们对熔化金属的作用以及对焊缝金属性能的影响，主要通过溶解和化学冶金反应两种途径。
（1）氧对金属的作用焊接过程中，电弧气氛中的自由氧在高温下发生分解
O2===＞20-569.6kJ/mol
氧原子与铁发生剧烈氧化，同时钢中的其他合金元素也发生氧化
〔Fe〕+½O2===＞FeO+26.97kJ/mol
〔Fe〕+O2===＞FeO+515.76kJ/mol
〔C〕+½O2===＞CO
〔Si〕+O2===＞SiO2
〔Mn〕+½O2===＞MnO
电弧气氛中的CO2气体主要来自药皮中的碳酸盐分解反应，或者来源于空气，它们也能使金属发生氧化
CaCO3===＞CaO+CO2↑
MgCO3===＞MgO+CO2↑
〔Fe〕+CO2===＞FeO+CO↑
电弧气氛中的H2O，在高温下也具有氧化性
〔Fe〕+H2O===＞FeO+H2
氧化的结果，使合金元素烧损和焊缝中含氧量增加。
氧在钢中的溶解量很小，主要以氧化物形式存在。
这些氧化物在焊缝中呈不规则点状分布，或沿晶界呈网状分布。
无论氧以何种形式存在，均对焊缝金属的力学性能产生很大的影响。
随着焊缝中含氧量的增加，焊缝金属的强度、硬度、塑性尤其冲击韧性均显著下降。
还引起红脆、冷脆和时效硬化。
对焊缝金属的物理、化学性能也有影响，如导电性、导磁性、抗腐蚀性能下降。
溶于金属中的氧与碳发生反应，生成不溶于金属的CO，若在熔池结晶时来不及逸出，就会形成气孔。
（2）氢对金属的作用焊接区的氢可以分子、原子或离子状态存在。
在电弧高温下，氢按下列方式分解：
H2===＞2H-432.9kJ/mol
H2===＞H+H++e-1745kJ/mol
在电弧高温区（T＞5000K），氢主要以原子状态存在，而在温度低于2000K区域，氢则主要以分子状态存在。
氢以两种形式与金属发生作用：
①氢能与某些金属如Zr、Ti、V、Ta、Nb等形成氢化物；②虽不形成稳定氢化物，但能充分溶解于某些金属中，如Fe、Ni、Cu、Cr、Mo等。
氢在铁中的溶解度在变态点发生突变，如图5所示。
合金元素对氢在铁中的溶解度和吸收量有影响，Zr、Ti、Nb及某些稀土元素可提高氢在液态铁中的溶解度，而C、Si、Al则降低氢的溶解度，O也能有效地降低氢的溶解度。
氢在铁中的溶解度还与金属组织结构有关，在面心立方晶格γ-Fe中的溶解度要比在体心立方晶格α-Fe和δ-Fe中大些。
以过饱和状态留在固态金属中的氢，通常为原子或质子状态，常温下可在金属晶格中自由扩散，称之为扩散氢。
其中一小部分氢在晶格缺陷、显微裂纹及夹杂物边缘的空隙中结合成氢分子，或者被晶界、位错缺陷等所捕获，或者形成氢化物，在常温下不再能自由扩散，称之为残余氢。
氢对焊缝金属性能的影响概括起来主要是脆化（即氢脆），分述如下：
1）氢使焊缝金属的塑性降低。
通常认为在拉伸、弯曲过程中，金属中的位错发生运动和堆积，形成显微空腔，溶解在晶格中的原子氢沿着位错运动方向扩散和聚集，在显微空腔中富积，产生很高的压力，使金属变脆。
2）产生白点。
若碳钢或低合金钢焊缝的含氢量较多，则往往在其拉伸试件的断面上出现光亮的圆形的局部脆性断裂点，即白点。
大多数情况下，白点中心原先存在缺陷（如气孔）或小夹杂物等，形同鱼眼，故又称之为鱼眼。
其产生的原因是：
焊缝金属受拉伸时，缺陷周围的金属中产生很大的应变，而造成大量位错堆积。
此时焊缝金属中的氢（包括扩散氢和残余氢）将向位错堆积区扩散、聚集，使缺陷周围的金属脆化，导致在这些部位发生脆性断裂。
而其他部位仍表现为塑性断裂，在断口上出现了白点形貌。
3）产生冷裂纹。
目前已经确认，氢是促使焊接接头产生冷裂纹的主要因素。
尽管扩散氢导致冷裂纹的机理尚有不同认识，主要有两种理论，即空穴压力理论和应力诱导扩散理论，其结论却是相同的，即焊缝中含氢量愈多，拉应力愈大，则组织韧性愈差，愈容易产生冷裂纹。
4）形成气孔。
若熔池金属在高温时吸收了大量氢，由于熔池结晶时溶解度突然下降，使氢处于过饱和状态，便发生下列反应
2[H]===＞H
生成的氢分子不溶于金属，在液态金属中形成气泡。
若气泡外逸速度小于熔池结晶速度，则残留在焊缝中成为气孔。
（3）氮对金属的作用氮对金属的作用出现两种完全相反的情况。
一类金属如Cu、Ni等，既不能溶解氮，又不能形成氮化物。
因此，焊接这一类金属时，甚至可用氮作为保护气体。
另一类金属如Fe、Ti、Mn、Si、Cr等，不但能溶解氮，还能与氮形成稳定氮化物。
因此，焊接这一类金属及合金时，必须防止焊缝金属被氮化。
氮以两种形式溶解到金属中去。
一种是以原子形式溶于金属，另一种是以NO形式溶于金属。
前者在高温下氮分子发生分解
N2===＞2N-711.4kJ/mol
氮原子吸附在金属表面，由于其半径比较小，容易过渡到金属表面层内，并向金属内部扩散。
后者在电弧高温下，电弧气氛中的氮和氧发生化学反应，生成NO
O+N2⇋NO+N
N+O2⇋NO+O
反应生成物均溶于液态金属。
NO进入熔池后，与温度较低的熔池金属相遇，则又分解成N原子和O原子，溶入金属中，大大地提高了熔池金属的含氧量。
氮在钢中的熔解度曲线与氢相似，在变态点附近也发生突变。
如果熔池中含氮量较高，则由于焊接时冷却速度很快，一部分氮将以过饱和形式存在于焊缝中；另一部分氮则以针状氮化物（Fe4N）析出，分布在晶界和固溶体内，使得焊缝金属强度、硬度增加，而塑性、韧性急剧降低。
此外，焊缝中过饱和的氮处于非稳定状态，随着时间的推延，过饱和的氮仍要以氮化物形式析出，使焊缝金属强度、硬度值升高，塑性、韧性指标下降，形成所谓时效现象。
氮也是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。
因此，对于低碳钢焊接，氮是一种有害气体。
（4）防止气体侵入焊缝金属的措施上面讨论了N2、H2、O2气体对焊缝金属的有害影响。
至于如何防止气体进入焊缝金属，则由于对象不同，条件有别，防止措施也不尽相同，归纳起来大致有如下几方面。
1）焊前清理。
焊前应清除焊件、焊丝表面的杂质，如油污、铁锈、氧化膜等。
根据待清除杂质的种类及设备条件，选用机械清除方法，如刮、锉，用金属丝刷、砂轮打磨及喷丸处理等。
或者选用化学清洗方法，如用洒精、丙酮、四氯化碳等除油剂清洗工件表面的油脂、油污，用酸、碱清洗液清除工件表面的氧化膜等。
还应去除焊件、电极表面水分，烘干焊条，使焊件、焊条保持低氢状态。
焊前清理是降低焊缝含氢量及防止过多氧化物进入焊缝的有效措施。
2）焊接工艺措施。
电弧气氛中的氮主要来自空气，因此应加强保护，防止空气入侵。
采用厚药皮焊条或低氢碱性焊条可使焊缝含氮量减少。
烘干焊条可使电弧气氛中的氢分压明显降低，但焊条烘干温度不宜过高，否则造气剂可能过早分解，失去保护作用。
焊条反复烘干中，要防止药皮脱落，否则也会使药皮保护效果变差。
焊接过程中，尽可能采用短弧焊接。
因为电弧过长，保护气层不稳定，外界空气容易侵入液态金属，致使焊缝金属中氮、氧含量增加。
控制焊接电流，不使增大，否则电弧和熔滴温度升高，氮、氢在液态金属中的溶解度增大，有增加焊缝金属中氮、氢含量的趋势。
采用直流反接法使焊缝金属中氢、氮含量减少。
3）冶金措施。
借助焊条芯和药皮向液态金属加入某些合金元素或化合物，利用冶金反应去除焊缝金属中的有害气体。
例如增加焊条芯和药皮中的含碳量，可以降低焊缝中的含氮量。
例如Ti、Al和稀土元素能与氮生成不溶于液态金属的氮化物，上浮入熔渣，在焊接材料中加入这些元素后可使焊缝金属的含氮量降低。
例如在药皮中加入CaF2、SiO2，或者增加电弧区的氧化性，可减少焊缝金属的含氢量。
又如在药皮中加入铁合金，通过脱氧冶金反应，能有效地限制焊缝金属中的含氧量。
4）焊后处理。
焊后将焊件加热到350℃以上，保温1～
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