电气焊接(切割)幻灯.ppt

张家港市安全生产监督局安全生产教育培训中心趙旦、宋建强,电气焊割作业安全技术培训,第一章、概述,本章内容主要讲述了金属焊割的基本特点、发展历史、发展方向和趋势、焊割的分类以及焊割安全生产卫生的重要性和目的。,第一节、金属的焊接与气割,焊接与切割技术是现代工业生产制造以及设备维修中不可缺少的一项重要的加工工艺。焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的物体产生原子或分子间结合力而联结成一个整体的连接方法。焊接不仅能使各种同类或不同类的金属形成永久性连接,而且也能使某些非金属如陶瓷、塑料等达到永久连接,甚至于可以使一种金属与一种非金属实现永久的连接。,而切割则是在焊接生产中不可缺少的下料工序,自1903年将氧-乙炔火焰用于金属焊割以来，至今已有一百多年的历史。虽然气体火焰焊割存在一些缺点，且不适用于某些金属材料，但因其具有设备简单，搬运方便，尺寸和形状容易控制，切割效率高和切口质量好，不需要电源以及成本底等优点。,它是利用可燃气体与助燃气体经混合燃烧所释放出的热量作为热源，将整体材料分割成所需要的形状和大小的加工工艺方法，实质上是一个预热、燃烧和吹渣的过程。因此，金属的焊接与切割在现代工业生产中具有很重要的实际意义。我们现在所讲的焊接通常指的是金属的焊接,切割也就是指金属的切割。,一、焊接技术的发展历史,近代焊接技术是从1882年出现碳弧焊开始的，直到20世纪的30年代，在生产上还只不过是采用气焊和手工电弧焊等简单的焊接方法。但由于焊接具有节省金属、生产率高、产品质量好和大大改善劳动条件等优点，所以在近半个世纪内得到了极为迅速的发展。20世纪40年代初期出现了优质电焊条，使长期以来由于产品质量的问题让人们怀疑的焊接技术得到了一次历史性的飞跃。在20世纪40年代后期，由于埋弧焊和电阻焊的应用使焊接过程的机械化和自动化成为现实。,到20世纪50年代，出现了电渣焊、各种气体保护焊、超声波焊，到20世纪60年代，等离子焊、电子束焊、激光焊等先进焊接方法的不断涌现，使得焊接技术达到了一个新的水平，进入了一个新的发展阶段。焊接技术和传统的工艺方法相比较，目前已几乎全部取代了铆焊技术，部分也代替了铸造和锻造技术。,二、焊接技术的特性,1、节约金属材料。2、减轻结构重量和提高结构质量。3、降低劳动强度，改善劳动条件，提高生产率。4、焊接结构厚度不受限制。5、易产生变形及应力，导致结构受到一定变化。,三、焊接发展方向和趋势,随着社会生产和科学技术的发展,焊接工艺发生了日新月异的变化，而且形成了一些新的发展方向和趋势。1、提高焊接生产率是推动焊接技术发展的重要驱动力。2、提高焊接机械化、自动化水平是当今世界先进工业国家重点的发展方向。3、焊接过程自动化、智能化是提高焊接质量稳定性，解决恶劣劳动条件的重要方向。4、新兴工业的发展不断推动焊接技术前进。5、热源的研究与开发是推动焊接工艺发展的根本动力。6、节能技术是普遍关切的问题。,目前世界上已有50多种焊接方法,焊割技术广泛应用于国防、造船、化工、石油、冶金、电力、建筑、桥梁、车辆、机械、电子以及航空航天、海洋开发等方面,而且发挥着重要的作用。所以焊接技术质量的可达性、安全性，是关系着国计民生的大事，关系着社会的安宁和稳定。在工业发达国家,每年生产的焊接结构约占其钢铁总产量的45％左右。因此,可以毫不夸大地说,没有现代焊接技术的发展,就不会有现代工业和科学技术的今天。一个国家的焊接技术发展水平往往也是一个国家工业和科学技术现代化发展的一个标志。,四、焊接方法的分类,近百年来,各种焊接方法层出不穷。按照焊接过程中金属所处的状态和工艺特点,可以把焊接方法简单分为熔化焊、固相焊和钎焊三大类。,1、熔化焊,使被连的构件表面局部加热熔化成液体,添加填充金属或不添加填充金属,然后冷却结晶成一体的方法,称为熔化焊。为了实现熔化的焊接,关键是要有一个能量集中、温度足够高的局部加热热源。其次,为防止局部熔化的高温焊缝金属因跟空气接触而造成成分、性能的恶化,熔化焊过程一般要采取有效的隔离空气的保护措施。常见的如焊条电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊、氧乙炔气焊等都属于熔化焊这一类。,2、固相焊,利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服两个连接表面的不平度,除去氧化膜及其它污染物,使两个连接面原子间相互结合,在固态条件下实现的连接称为固相焊。固相焊通常必须加压,所以也称为压焊。为了使固相焊容易实现,固相焊接大都在加压的同时伴随着加热措施。常见的如锻焊、电阻对焊、扩散焊、爆炸焊和超声波焊等。,3、钎焊,利用某些熔点低于被焊构件材料熔点的熔化金属钎料作连接的媒介物在连接界面上的流散浸润作用,然后冷却结晶形成结合面的方法称钎焊。钎焊时被焊金属本身不熔化。如火焰钎焊、感应钎焊、盐浴钎焊和电子束钎焊等。,五、切割方法的分类,随着焊接质量和生产率的不断提高，焊接新材料的应用，对切割工艺方法不断提出新的要求，从最初的手工锯、冲切割，到机械剪板切割和机加工切割（锯、刨、铣、钻等）；从氧-乙炔切割、电弧熔割到离子切割、激光切割等,在提高切割精度和生产率方面，大型数控切割机可以把切割和开坡口一起完成，另外，还有根据工件形状不同采用专用的切割机，如管子切割机、专用型材切割机等。逐步走向实用化。但是，目前最常见的还是氧-乙炔的切割,在黑色金属、金属结构生产中是必不可少的。,六、切割基本原理,切割是利用可燃气体与助燃气体经过混合以后，通过割炬的预热咀导出并且燃烧生成预热火焰加热金属,待金属预热到燃烧的温度时,即从割咀的中心孔放出切割氧使金属燃烧,将形成的氧化物在熔化状态时被吹除,金属被切割开来。切割在工业生产中广泛应用于机械、造船、石油、化工、冶金、电力、建筑等多种方面。,由于气体火焰的切割过程是金属燃烧而不是熔化的过程,所以只有同时满足以下的条件金属才能进行切割1、金属的燃点必须低于熔点;2、金属在燃烧时能放出大量的热量,且金属本身的热导率较低;3、金属燃烧所产生的氧化物熔渣的熔点必须低于金属本身的熔点。,第二节、焊割安全生产,焊割安全问题是生产技术问题，只有经过研究生产过程的特点和焊接工艺、设备、工具、及操作方法后，才能得到解决。随着企业生产和焊接技术的发展,焊割作业在企业生产中占有极其重要的地位。与此同时，焊割作业工作一般都有潜在的危险性。,焊割安全生产可能造成的事故,电流电压,焊接电弧,压力容器,金属粉尘,弧光辐射,高频电磁场,噪声射线,高空作业,隧道深处,水面水下,火灾爆炸,触电灼伤,高空坠落,急性中毒,焊工职业病,焊工在实施焊割作业中,经常会接触多种易燃易爆的气体、各种等级的电流、电压设备以及压力容器,而且还要与热源、有毒有害气体、金属粉尘、弧光辐射和高频电磁场、噪声及射线等接触,有时还需在高空、隧道深处、水面和水下作业。,由于这些不安全卫生的因素存在,一旦对这些能源失去控制，就会发生火灾、爆炸、触电、灼伤、高空坠落及急性中毒等事故,导致工伤、死亡事故及焊工尘肺、慢性中毒、血液疾病、电光性眼炎、皮肤病等职业病,这不仅给国家财产造成损失,而且还影响生产的正常进行，更直接影响焊割工人及其他人员的安全和健康。此外，值得注意的是焊接质量不好，留下隐患，在焊接中存在缺陷会引发事故，有时往往是重大事故。,党和政府对焊割工人的安全健康非常的重视。为了进一步贯彻执行安全生产方针,加强安全管理,保证职工在生产过程中的安全和健康,促进生产发展。相继颁布了中华人民共和国劳动法、中华人民共和国职业病防治法、特种作业人员安全技术培训考核管理规定、气瓶安全监察规程、焊接与切割安全国标以及安全生产法等一系列法律法规。,以法律法规的形式规定了人们在生产经营活动中的行为准则，规定了什么是合法的，可以去做；什么是非法的，禁止去做；在什么情况下必须怎样做，不应该怎样做等；对焊割的安全技术要求都作了明确的规定。因此，有了各种安全生产法律法规的约束，就可以使安全生产工作做到有法可依、有章可循。谁违反了这些法律法规，无论是单位或个人，都要负法律责任。,目前,由于焊割作业人员的队伍正在迅速扩大,因此,广大的焊工要强化安全生产意识,提高自我保护的能力,进一步地掌握焊割作业安全卫生技术理论知识,严格执行各项有关安全操作规程。只有在熟悉和了解在焊接生产过程中可能产生的不安全等因素后,能及时采取有效的消除和预防事故的措施,做到防患于未然,切实保证焊工的安全和健康。,为什么必须严格遵守安全操作规程,因为安全操作规程是事故的教训和实践经验的科学结晶，它是安全生产的重要保证。如果因一时疏忽违反操作规程，就会发生事故，这不仅给国家财产造成损失,而且还影响生产的正常进行还会造成个人终生痛苦及家庭的不幸。因此焊割人员必须严格遵守安全操作规程来进行操作。,在劳动安全卫生工作中,焊割作业属于特种作业的范畴,直接从事焊割作业的人员属于特种作业人员,根据国家有关的规定,焊工在独立上岗作业前,必须经过专门的安全技术理论和实践操作培训、考核,经考核合格后方可持证上岗作业。,培训的目的,重点是要提高焊割人员安全技术理论知识和安全操作意识以及预防各类事故的实际能力。因此,焊割人员应认真履行好安全生产的权力和义务,自觉做到持证上岗,严禁无证操作;严格遵守安全操作规程;不违反安全操作管理制度和安全技术措施;牢固树立“安全第一、预防为主”的思想;做到互相帮助、监护、监督,做到不伤害自己、不伤害别人以及不被他人伤害的“三不伤害”的原则;,在遇到违章指挥时,应拒绝违章操作;爱护和正确地使用焊割设备和安全卫生防护措施;发生事故时应立即向有关部门报告,并且应如实反映情况。既然焊割人员的权力和义务以法律法规的形式被具体的确定下来，如果我们能够切实做到这些法定义务，逐步提高自身素质和安全生产技能，就能够及时有效地避免和消除大量的事故隐患，掌握安全生产的主动权。,第二章、电弧焊接基本概念及其设备与工具,本章主要介绍了电弧焊接的基本概念、焊接设备的种类、结构与要求、电弧焊工具、焊接材料及基本的焊接工艺。,第一节、电弧焊接基本概念,电弧焊是利用电弧放电时所产生的热量作为热源,通过加热、熔化焊条和焊件并使之相互的熔合,形成牢固接头的焊接过程。因此,电弧焊是一种熔化焊接方法。,一、焊接电弧的产生,所谓焊接电弧,是指在加有一定电压的电极之间或在电极与焊件之间的空气间隙中产生持久而强烈的放电现象。其实质是一种局部气体导电现象，把电能转化成热能、机械能和光能。其中热能和机械能被用来熔化金属，形成焊接接头，光能就得靠劳动保护来加以防护。,在产生焊接电弧时,应先进行引弧,电弧焊的引弧方法通常有碰击法和划擦法两种。引弧时,焊条焊芯金属与工件接触而发生短路,由于接触面实质上只是某些点的接触,因此强大的短路电流通过这些接触点时,产生了大量的电阻热,使焊条与工件的接触部分因温度急剧升高而熔化。当焊条稍抬起后,焊条与工件两电极间的空气便会在高温、电场的作用下发生剧烈的电离,从而产生焊接电弧。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,焊条,,,工件,,,电弧,弧柱,阴极区,,阳极区,,上阴下阳中弧柱,由于电弧的吹力作用，在被焊金属上形成了一个椭圆形充满液体金属的凹坑，这个凹坑就称为熔池。熔化的焊条金属向熔池过渡，同时焊条药皮在熔化的过程中产生一定量的保护气体和液态熔渣。产生的气体充满在电弧和熔池周围，起到隔离大气的作用。而液态熔渣浮起盖在液体金属上面，也起着保护液体金属的作用。熔池中液态金属、液态熔渣和气体间进行着复杂的物理、化学反应，故也称之为冶金反应，这种反应起着精炼焊缝金属的作用，能够提高焊缝的质量。,随着电弧的前移，熔池后方的液体金属温度逐渐下降，渐渐冷却以后形成了焊缝。而焊接电弧的燃烧是否稳定,对焊接质量影响很大,焊接电弧的燃烧不稳定就会造成焊缝质量的低劣。影响焊接电弧稳定性的因素主要有焊接电源的种类和极性、焊条药皮、焊接工艺参数、焊道表面清洁度、焊条的烘干以及焊工操作技术的熟练程度等。,二、焊接电弧的组成及构造,焊接电弧是由阴极区、阳极区和弧柱三个部分组成。由于电弧的区域不同,它的热量和温度的分布也不同,其中阴极区的热量约占电弧总热量的36％,由于阴极发射电子需要消耗一部分的热能,因此在三个区域中其温度最低,大约在2400℃左右,阳极区的热量约占电弧总热量的43％,温度略高于阴极区,约为2600℃,弧柱中心的热量约占电弧总热量的21％,但由于弧柱中心散热差,故其温度是整个焊接电弧温度最高的区域,可达到6000～8000℃。,第二节、焊接电源,在电弧焊时,对焊接电弧供电的系统称为焊接电源。又称电焊机。按输出电流种类的不同,电弧焊电源可分为交流和直流两种类型。如按其结构特点不同来分类,电弧焊电源又可分为弧焊变压器、弧焊发电机、弧焊整流器、弧焊逆变器等。,一、对焊接电源的基本要求,在焊接过程中,电弧能否稳定地燃烧,是保证获得优质焊缝的主要因素之一。因此,焊接电源应具备以下几个方面的要求1、具有一定的下降外特性焊接电源是向焊接电弧提供电能的装置。在稳定的工作状态下,焊接电源输出端电压与输出电流之间的关系称为焊接电源的外特性。在焊接过程中,由于引燃电弧、熔滴过渡和运条摆动等会造成焊接电源频繁的短路以及电弧长度不断的变化,为了限制短路电流,防止因短路电流过大而烧坏焊接电源以及在弧长发生变化时使焊接电流的变化很小,保证焊接过程的稳定性,就要求焊接电源应具有徒降的外特性,也就是输出电压随焊接电流的增大而迅速的下降。,2、适当的空载电压在焊接电源没有负载状态下进行时,焊接回路开路时的输出端电压称为空载电压。焊接电源的空载电压愈高,容易引燃电弧以及电弧燃烧稳定;反之,会引起引燃电弧比较困难,并且引起电弧燃烧不稳定,但是过高的空载电压将危及焊工的安全,因此,从安全的角度来考虑,必须限制焊接电源的空载电压。我国焊接电源的空载电压一般为直流焊机不高于90伏,交流焊机不高于85伏;也就是说焊接电源的空载电压必须限制在90伏以下。,3、良好的动特性电弧由短路到稳定燃烧,要经过一个过程。对于不同类型的焊接电源,这种过渡过程的性能也不同,而这种焊接电源适应焊接电弧变化的特性称为电源的动特性。如果焊机的输出电压、电流不能在瞬间内适应这些变化,电弧燃烧就会不稳定,使得整个焊接过程也就不会稳定。因此,在手工电弧焊时,要求弧焊电源具有良好的动特性。动特性良好的焊接电源引弧很容易、焊接时飞溅小、焊缝成形好、电弧突然拉长也不容易熄弧,并且有利于熔滴过渡,可以获得满意的焊接质量。,4、具有适当的功率根据不同结构的产品,就需要选择不同的焊接电源及功率,因此,焊接电源必须具备适当的功率。5、焊接电源的调节特性在焊接过程中,为了适应不同厚度、材料、焊条直径以及不同位置焊缝的焊接,要求焊接电源所提供的焊接电流应具有一定的调节范围并且能方便、灵活、可靠的进行调节。,二、弧焊变压器,弧焊变压器是一种具有下降外特性的降压变压器,通常又称为交流弧焊机,它是由焊接电源、电流调节机构和指示装置而构成。它具有结构简单,维护方便,成本低,节省材料和使用可靠等优点;其主要缺点是在焊接时易产生震动和位移,造成焊接电流不稳定;它是手工电弧焊中最常用的弧焊电源之一。,例交流弧焊机型号BX1-300的表示方法BX1–300,,,额定电流为300A,具有下降特性,弧焊变压器,,,,,,,属于动铁芯式系列品种,三、直流弧焊发电机,直流弧焊发电机是弧焊电源的一种型式,通常称为直流弧焊机,它是由三相感应电动机和特殊的直流发电机组成,其中电动机是动力,发电机是焊接电源。具有下降的外特性,其特点是能得到稳定的直流电,因此,引弧容易,电弧燃烧稳定,焊接质量好,特别适用于低氢型焊条的焊接。但此类焊机的结构复杂,制造维修比较困难,而且空载时耗电量较大,噪音大,故目前被更先进的焊机所取代。,例直流焊机型号AX-320的表示方法AX–320,额定电流为320A,具有下降特性,弧焊发电机,,,,,,,四、弧焊整流器,弧焊整流器是直流弧焊电源的一种,它是将交流电经变压器降压,整流和滤波后而获得直流电。按整流元件不同,弧焊整流器分为硅弧焊整流器和晶闸管弧焊整流器,其中硅弧焊整流器是手工电弧焊中比较常用的焊机之一。1、硅弧焊整流器的组成硅弧焊整流器的主电路一般由降压变压器﹑硅整流器﹑输出电抗器和外特性调节机构等组成。,2、硅弧焊整流器的分类按外特性分,由下降特性﹑平特性和多特性三种;按外特性调节机构不同,可分为抽头式﹑动绕组式﹑动铁式﹑磁放大器式和自调电感式等;按用途可分为单站式﹑多站式和交直流两用式等。3、硅弧焊整流器的特点结构简单﹑工作可靠﹑坚固耐用﹑噪音小和维护方便等;但存在可调焊接工艺参数少且调节不灵活,不精确,无网路电压波动补偿,耗料多和体积笨重等缺点。,例弧焊整流器型号ZXG-400的表示方法ZXG–400,,,额定电流为400A,具有下降特性,焊接整流器,,,,,,,硅整流式系列品种,五、弧焊逆变器,弧焊逆变器是弧焊电源的最新发展,使弧焊电源又进入了一个新的时代。它由单机或三相工频网路交流经整流,借助大功率电子开关元件的交替作用,又将直流变换成中频交流电,再经变压器和整流器的降压﹑整流,从而得到所需要的焊接电源。其特点是电弧稳定性高,高效节能,重量轻,体积小,具有良好的动特性和工艺性能,焊接电流调节方便﹑准确﹑直观。,其应用较为普遍的为EX7系列,它设有引弧电流﹑推力电流﹑高频引弧和焊接电流遥控等多种功能,不仅为焊工在操作过程中提供了良好的工艺性能,而且也为提高焊接质量创造了有利的先决条件。根据其电子元件的不同,弧焊逆变器可分为晶闸管弧焊逆变器﹑晶体管弧焊逆变器﹑场效应管弧焊逆变器三种。,例弧焊逆变器EX7-400的表示方法EX7–400,,,额定电流为400A,具有下降特性,弧焊逆变器,,,,,,,晶体管式系列品种,六、手工钨极氩弧焊,氩弧焊是利用氩气作保护介质的一种气电弧焊接方法。因氩气是惰性气体,它不与金属起化学反应产生金属氩气化合物,同时又不溶于液体金属而产生气孔。氩弧焊是利用从喷咀喷出的氩气,在电弧区形成连续封闭的气层,使电极和金属熔池与空气隔离,防止有害气体侵入,起着机械保护作用,从而能够获得较高质量的焊缝。按其所用的电极不同,氩弧焊分为非熔化极钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。而最常用的是手工钨极氩弧焊。,手工钨极氩弧焊是由焊接电源、引弧及稳弧装置、焊枪、供气系统、水冷系统和焊接程序控制装置等部分组成。其电源可分为交流电源、直流电源和脉冲电源三类。其特点是可焊性范围广泛,氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化;电弧的热量相对比较集中,热影响区小,焊接变形及裂纹倾向小,尤其适宜薄板的焊接;而且是明弧焊接,熔池可见,操作简便,适用于各种位置焊接;但是其成本相对较高,在焊接时需有防风措施;熔深浅,钨极承载电流的能力较差,电流过大会引起钨极熔化和蒸发,引起夹钨等缺陷。,七、Co2气体保护焊,Co2气体保护焊是利用二氧化碳气作为保护气体的一种熔化极气电弧焊接方法。其原理是焊丝在送丝滚轮的输送下,通往焊接区域,与母材相接触后产生电弧,熔化焊丝与母材形成熔池;而Co2气体就从喷嘴流出进行气保护,焊枪移动后即形成了焊缝。Co2气体保护焊的结构由焊接电源、送丝机构、供气系统、焊枪和控制系统等部分组成。,其特点是电弧穿透力强,焊丝熔化率高,故生产效率高;成本低,只有手工电弧焊和埋弧焊的40～50％;焊缝含氢量低,抗锈蚀能力较强,焊接变形和内应力小;操作简便和适用范围广;此外,其焊接电弧的氧化性强,金属飞溅较大,弧光较强,烟气大,并且容易产生气孔。,八、埋弧自动焊,埋弧自动焊是利用电弧在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下进行燃烧的一种焊接方法。在焊剂层下,电弧在焊丝未端与焊件之间产生燃烧,使焊剂熔化、蒸发而形成气体,在电弧周围形成了一个封闭的空腔,电弧就在这个空腔中稳定燃烧,随着焊丝不断地送入,以熔滴状态进入到熔池内,与熔化的母材金属混合以后,并受到熔化焊剂的还原、净化及合金化作用。随着焊接过程的进行,电弧向前移动,熔池经冷却凝固后形成了焊缝,比重较轻的熔渣就浮在了熔池的表面,从而能有效地保护焊接熔池金属,待其冷却后形成了熔渣。,其组成由焊接电源、控制箱和行走机构小车组成。其特点是生产效率高;焊缝质量稳定,表面美观;节省焊接材料和电能;改善了焊工的劳动条件;但是其坡口精度高;应用范围较窄。,九、碳弧气刨,碳弧气刨是利用碳棒或石墨棒与工件产生的电弧将金属熔化,并利用压缩空气将其吹掉,实现在金属表面上形成加工沟槽的方法。其组成由直流电源、空压机、气刨枪等组成。其特点是生产效率高;改善了劳动条件;使用灵活方便,有利于保证质量;可用于挑焊根、返修工件时清除焊接缺陷和毛刺、开焊接坡口和切割不锈纲等有色金属。,第三节、电弧焊工具,为了保证手工电弧焊的过程能够顺利地进行,保障焊工的操作安全,保证能获得较高质量的焊缝,应具有以下必须的工具和辅助工具。,一、电焊钳,电焊钳的作用是夹持焊条和传导焊接电流,是手工电弧焊的主要工具,而且直接关系到焊工的操作安全,因此必须具有良好的导电性﹑重量轻﹑夹持焊条牢靠﹑更换焊条方便等性能。在工作中还应防止摔碰,经常需检查焊钳和焊接电缆连接是否牢固,钳口上的熔渣要经常清除,以减少电阻,降低发热量,延长其使用寿命。常用的电焊钳型号有300A和500A两种。,二、焊接电缆,焊接电缆是连接焊接电源与电焊钳或工件的导线,其作用主要是传导焊接电流,故对焊接安全作用至关重要,许多的事故都是因为在操作过程中使用不当而所造成的。因此必须符合下列安全要求1、焊机的电源线是焊机与电网或电箱之间的一种连接导线,其电压往往较高,因此危险性较大,故其长度一般不宜超过2～3米。如确需较长时,应架空高2.5米以上并尽量沿墙布设,并在焊机旁加设专用开关,不得将线拖于地面。,2、连接焊机与电焊钳或工件的焊接回路电缆,其长度一般以20～30米为宜,因为过长则会增大电压降并使电缆容易发热,而过短又会引起操作不便。3、其电缆应有良好的导电性和绝缘层,并且要轻便﹑柔软﹑便与操作以及减轻劳动强度。4、在横穿道路时应加遮盖，避免碾压磨损等。5、所有电缆要有足够的导电截面积,以防止在焊接过程中过热而破坏绝缘层。6、严禁利用金属结构、管道或其它金属物体来作为焊接回路使用。7、焊接电缆应具有较好的抗机械性损伤能力和耐热、耐油和耐腐蚀性能等，以适应焊工工作的特点。,三、电焊面罩及护目玻璃,1、电焊面罩电焊面罩是为了保护电焊工面部和眼睛免受弧光伤害的一种劳动防护用品,同时,其还能够防止被金属飞溅物灼伤；减轻焊接烟尘和有害气体对人体呼吸器官的伤害。电焊面罩有手持式﹑头戴式及吹风式等几种形式。,2、护目玻璃护目玻璃,其作用是减弱电弧光的强度,过滤紫外线﹑红外线和可见光,能保护焊工的眼睛免受弧光灼伤,按光线透过率的不同,它分为不同的号数,其号数越大,颜色越深,一般9号﹑10号的护目玻璃,是用于100～350A的焊接电流使用。,护目玻璃不论遮光号大小，其透过的可见光很微弱，因此在无电弧时要移开面罩，而在有电弧时，则要借助护目玻璃的保护，这种传统的使用方法有其固有的不足之处，比如有些重要的焊缝，严格规定了引弧区域，尤其是淬硬性敏感的钢种，不允许随意在钢板上引弧，而焊工在引弧过程中，由于面罩的移动，会使引弧点离开了规定的区域，有时焊工多次引弧未果，当移开面罩想看个究竟时，又会不小心引发了电弧，而使眼睛受到弧光的强烈刺激。这种操作称之为“盲引弧”。,为解决这一问题，现已有多种光控电焊面罩问世，并已投入使用。光控电焊面罩的工作过程如下在焊接未起弧时，光电控制系统处于待控状态，其护目玻璃呈亮态，具有最大的透光度，能清晰地看清焊接表面。起弧时，光敏件接受光强的变化，触发控制光阀由亮态瞬间自动完成调光遮光。熄弧时，光阀护目玻璃自动返回待控状态，从而有效地控制了电光性眼炎的发病率和彻底解决了“盲引弧”问题，提高了焊接质量和生产效率。同时焊工戴着面罩即可清渣，能有效地避免了清渣过程中飞溅的焊渣烫伤面部和眼睛。,四、辅助工具,电焊工常用的辅助工具包括焊条保温筒﹑尖头榔头﹑钢丝刷及凿子等。为防止被弧光和金属飞溅物灼伤身体和防止发生触电事故等,在焊接时应穿戴好白帆布工作服﹑焊接手套﹑工作帽﹑脚盖﹑绝缘鞋等,此外,在清渣时还应戴平光眼镜。,第四节、电焊条,电焊条是指在一定长度的金属丝外表层均匀地涂敷一定厚度的具有特殊作用涂料的手工电弧焊的焊接材料,称为焊条。一、电焊条的组成及作用电焊条由焊芯和药皮两部分组成。电焊条作为传导焊接电流的电极和焊缝的填充金属,其性能和质量将直接影响到焊接质量。1、焊芯焊芯是指焊条中被药皮包容的金属芯部,由专用钢丝制成。在焊接过程中,是焊芯的作用是传导焊接电流与焊件产生电弧且本身熔化作为填充金属和熔化的母材金属熔合而形成焊缝。通常所称的焊条直径均是指焊芯的直径。,2、药皮焊条药皮是指由具有不同物理和化学性质的细颗粒状物质均匀涂敷在焊芯表面的涂料层。是影响焊缝质量的重要因素之一。其主要作用为1保证焊接电弧稳定燃烧;2造气保护熔池,防止空气的侵入;3向焊缝金属掺合金;4脱氧﹑去除硫﹑磷有害物质;5造渣保护焊缝金属和改善焊缝成形。,二、焊条的特性,从焊条药皮的酸碱度来划分,主要分碱性焊条和酸性焊条两大类。1、碱性焊条当焊条药皮中含有大量碱性氧化物及一定的氟化钙,且其所生成熔渣的化学性质呈碱性时,则称此类焊条为碱性焊条。碱性焊条在冶金过程中脱氧较彻底,能有效地去除硫﹑磷,因此其焊缝金属的韧性及抗裂性均较好。但其工艺性能较酸性焊条差,对油﹑锈﹑水敏感,易产生气孔等缺陷,电弧的稳定性不如酸性焊条且飞溅大,只适用直流电源。如E4315J427﹑E5015J507等。,2、酸性焊条当焊条药皮中含有较多酸性氧化物,且其所生成熔渣的化学性质呈酸性时,这类焊条为酸性焊条。由于酸性焊条在冶金过程中脱氧不足,合金元素烧损较多。脱硫﹑磷能力差,因此其焊缝金属的韧性及抗裂性差。但其工艺性能较好,对油﹑锈﹑水不敏感,抗气孔能力强,交直流电源均适用。如E4303J422等。,三、焊条的分类及型号,1、焊条按用途分类可分为结构钢焊条﹑钼钢及铬钼耐热钢﹑镍及镍合金钢焊条﹑低温钢焊条﹑不锈钢焊条﹑堆焊焊条﹑铸铁焊条﹑铜合金焊条﹑铝及合金钢焊条﹑特殊用途焊条等。2、焊条按熔渣的碱度分类焊条分为碱性焊条和酸性焊条两大类。3、焊条按药皮类型分类焊条又可分为氧化钛型﹑氧化钛钙型﹑钛铁矿型﹑氧化铁型﹑千维素型﹑低氢型﹑石墨型﹑盐基型等。,4、焊条的型号表示方法,如E4303J422焊条E表示焊条;43表示焊缝金属抗拉强度最小值≥420MPa;0表示适用于全位置焊接;3表示氧化钛钙型﹑交直流电源。如E5015J507焊条E表示焊条;50表示焊缝金属抗拉强度最小值≥490MPa;1表示适用于全位置焊接;5表示低氢型﹑直流电源。,四、焊条的选用原则,1、等强度原则焊接时选用抗拉强度与母材相等的焊条。如A3钢可选用J422焊条。2、等同性原则焊接时选用能保证焊缝金属的性能与母材相近或相近似的焊条。如不锈钢材料0cr18nNi9可选用A102焊条。,3、等条件原则根据结构的工作条件和特点选用焊条。如焊接需承动载或冲击载荷的工件,应选用焊缝金属冲击韧性较高的低氢型焊条等。此外,还应考虑到工地的供电情况﹑设备条件﹑经济性和焊接效率等,但这都是比较次要的问题,主要应根据实际情况决定来选用焊条。,五、焊条的保存及烘干,1、焊条应存放在干燥﹑通风良好的库房内,并保持清洁;2、焊条应存放在货架上,货架离地﹑墙壁距离不小于30厘米,防止焊条受潮;3、焊条库房应设置温度计和湿度计,库内温度不低于5度,空气相对湿度应低于60％;4、碱性焊条应经350-400度烘干,并保温1-2小时;酸性焊条应经150-200度烘干,并保温1-2小时。,第五节、电弧焊焊接工艺,焊接工艺是根据国家相关标准规定、产品、图样和技术要求,再结合现有的工艺条件,运用现代焊接技术知识和先进的生产经验,确定出产品的加工方法和工序,是焊接过程中的一整套技术规定，它是由焊接接头和坡口形式﹑焊接位置及焊缝形式﹑焊接工艺参数等组成。,一、焊接接头和坡口形式,1、焊接接头形式在焊接生产中,应根据其焊件厚度﹑结构形状和使用条件的状况,来采用不同的焊接接头形式。焊接接头可分为对接接头﹑角接接头﹑搭接接头﹑T形接头四种基本形式。其中由于对接接头和角接接头形式具有受力简单﹑均匀且节省金属材料等优点,因此其应用最多。2、坡口形式为了能保证焊缝金属的有效厚度和根部焊透,改善焊缝成形,通常要将工件的待焊部位加工成具有一定几何状态的坡口。为了防止焊穿,加工坡口时往往在其根部留有一定的直边,这种直边就称之为钝边;而且在组装时还应预留一定的间隙；其常用的坡口形式有单面V形﹑单面U形﹑X形﹑双面U形等坡口形式。,二、焊接位置及焊缝形式,在焊接时,焊件接缝所处的空间位置,称为焊接位置。其焊接位置主要有平位﹑立位﹑横位和仰位四种基本位置。对于水平固定管的对接,由于其含有平位﹑立位和仰位,因此通常称其为全位置焊接。根据接头﹑坡口以及焊缝结合形式的不同,其焊缝形式可分为对接焊缝﹑角焊缝﹑塞焊缝和端焊缝四种形式。,三、焊接工艺参数,焊接工艺参数包括焊接电流﹑电弧电压﹑焊条直径﹑焊接速度﹑焊接层数﹑电流种类和极性等。1、焊接电流在焊接时,流经焊接回路的电流,称为焊接电流。焊接电流应根据其焊接位置﹑接头形式﹑电弧电压﹑焊条直径﹑焊件厚度和焊接层次等综合考虑。增大焊接电流能提高生产率,增加熔深有利于焊透。焊接电流过大易造成烧穿﹑咬边﹑飞溅大﹑焊缝成形不良,而且还会因为过热使焊接接头性能变差。但焊接电流过小则会产生未焊透﹑夹渣﹑气孔﹑未熔合及焊缝成形不良等缺陷,因此，最佳的焊接电流必须足以产生良好的熔合和焊透,而又能很好地控制焊接熔池。,其公式为焊接电流I（35～55）d焊条直径根据以上公式所求得的焊接电流，只是一个大概数值。对于同样直径的焊条来焊接不同的材质和厚度的工件，焊接电流亦不同。一般板越厚，由于焊接热量流失的越快，应取其电流值的上限值；对于焊接热输入要求需严格控制的材质，应在保证焊接过程稳定的前提下，取其下限值。对于横、立、仰位焊时所用的焊接电流，应比平均的数值小10％～20％左右。焊接中碳钢或普通低合金钢时，其焊接电流应比在焊接低碳钢时小10％～20％，碱性焊条比酸性焊条小20％左右。而在锅炉和压力容器的实际焊接生产中，应按照焊接工艺文件所规定的工艺参数来进行施焊。,2、电弧电压,所谓的电弧电压，指电弧两端两电极之间的电压,称之为电弧电压。电弧电压的高低取决于电弧的长度。弧长增大,电弧电压就增高。但过高的电弧电压会使焊缝的熔宽增加﹑熔深减少﹑飞溅大﹑熔池保护不好,易产生未焊透﹑咬边和气孔等缺陷。因此,应尽量采用短弧操作,特别是碱性焊条的弧长不应超过所用焊条的直径。,3、焊条直径,在选择焊条直径时,应考虑其焊件厚度﹑焊接位置﹑焊缝层数以及接头的形式等。虽然选用较大直径的焊条有利于提高生产效率,但大直径焊条易造成未焊透﹑咬边和成形不良等。另外,过大的热输入还会降低焊接接头的韧性。所以,在多层焊时的打底焊层应采用直径为Φ3.2mm焊条,以保证其根部能焊透。在立、横或仰位焊时,使用的焊条直径不宜大于Φ4mm，以便于形成比较小的熔池，来减少熔化金属下淌的可能性。,4、焊接速度,焊接速度的定义是在单位时间内所完成焊缝的长度称为焊接速度。也就是焊条沿焊接方向移动的速度。焊接速度应与焊接电流和电弧电压有合适的匹配，以便有一个合适的线能量，均匀的焊接速度能形成一个最好的焊道形状的形貌。如焊接速度过慢,易使接头过热而降低其力学性能,同时增大应力或变形。但焊接速度过快,易造成未焊透﹑未熔合﹑气孔﹑夹渣及焊缝成形不良等缺陷的存在。为提高生产效率,应在保证焊接质量的前提下,适当提高焊接速度。,5、焊接层数,焊接层数直接影响到焊接接头的性能及应力和变形。故焊接层数应根据焊件的厚度来确定。在厚件焊接时,应采用多层多道焊,否则,焊接层数越少,每层焊缝的厚度也就越厚,也就是其焊接速度过慢,从而造成接头过热,使延伸率和韧性降低,同时应力或变形量增大。因此每层焊缝的厚度不应超过它所用的焊条直径为宜，一般不得大于4mm。,6、电流种类和极性,电流种类和极性主要取决于焊条的类型。在采用直流电焊接时,其电弧燃烧比较稳定,飞溅小，焊接接头的质量容易保证；在使用交流电焊接时,其电弧的稳定性较差，接头的质量很难得到保证。利用不同的极性，可焊接不同要求的焊件。如在采用低氢型焊条焊接时,其本身的稳弧性就差,因此对它一定要采用直流焊接电源和反接法来进行焊接，其电弧的稳定性要比正接法稳定。否则,就会造成焊接电弧燃烧不稳定,飞溅大,影响到焊接质量。在采用直流电源焊接时,它有正反接区分。正接法工件接正极,焊条接负极-;反接法工件接负极-,焊条接正极。,第三章、电弧焊接发生事故的原因与预防措施,本章主要讲解了电流对人体影响的因素,在电弧焊接时可能发生触电、火灾、爆炸事故的原因以及防止发生各种事故的安全措施。因为电弧焊是利用电弧的热能对金属进行热加工的过程,它所使用的电焊机﹑电焊钳﹑焊接导线及工件均是导电体,此外，焊机的空载电压均高于安全电压,如果发生焊接设备故障,违反安全操作规程或防护用品有缺陷,在电弧高温和弧光的作用下,会产生有害烟尘和有毒气体,影响人体的健康,由于以上因素的存在,就有可能会发生触电﹑爆炸﹑灼伤﹑中毒﹑辐射﹑火灾和高空坠落等事故。,第一节、电流对人体的影响,一、电流对人体的伤害因人体本身就是电的导体之一，当人体与带电体或漏电设备的外壳相接触时，均有可能导致对人体的伤害。根据电流对人体的伤害部位和伤害程度不同，其表现形式也有所不同，它主要有电击、电伤和电磁场生理伤害三种类型。,1、电击是指电流通过人体造成内部器官在生理上的伤害,如刺痛、灼热感、麻痹、昏迷等现象，通常所说的触电事故基本上是指电击。2、电伤是指电流通过人体外部造成局部的伤害,它主要是直接或间接的电弧烧伤。,3、电磁场生理伤害,是指在高频电磁场的作用下,人体内器官组织及其功能将受到损伤，主要表现为神经系统功能失调，如头晕、头痛、失眠﹑健忘、多汗、乏力﹑记忆力减退﹑多梦等症状；有些人还会有脱发、颤抖、弱视、性功能减退等异常症状；其次是出现较明显的心血管症状，如心律紊乱、心压变化、心区疼痛等；如果伤害严重，还可能在短时间内失去知觉。电磁场对人体的伤害作用是功能性的，并具有滞后性特点，即伤害是逐渐积累的，在脱离接触后症状会逐渐消失；但在高强度电磁场作用下长期工作，一些症状可能持续成痼疾，甚至会遗传给后代。,在电弧焊时发生触电事故的种类,1、单相触电是由于人体触及到了带电体，使电流由带电体经过人体到大地形成一个回路，从而导致人体遭到电击。单相触电事故大多发生在夏季，因为夏季人体出汗多，降低了人体的电阻值，使触电的电流增大，造成了单相触电。2、双相触电双相触电是指由于人体因为操作不当而触及了双相的电源后，造成的触电。这类事故在电弧焊接中虽不大容易发生，但发生双相触电，是很危险的。,3、跨步电压触电当带电体接地有电流流入地下时，电流就会在接地点周围土壤中产生电压降，人体在接地点周围，其两脚之间出现的电压称为跨步电压。由此而引起的触电事故就称为跨步电压触电。在高压故障接地处或有大电流通过的接地装置附近，都有可能出现较高的跨步电压。4、高压触电对于其能量在1000V以上的高压电器设备，当人体过分接近它时，高压电能将空气击穿使电流通过人体，此时还常伴有高温电弧，能把人体烧伤。,二、触电时,电流对人体影响的因素,1、与电流大小的关系触电的危险程度主要决定于触电时流经人体电流的大小,人体阻抗越大，通过人体的电流也就越小。电流越大,人体的生理反映就会越明显,使破坏心脏工作所需的时间也会越短,其致命的危险性也就越大。经过实验研究表明如果人体触及了工频50Hz交流电,当电流约为1mA时,就能明显地感觉到，而此时的电流称为感应电流。当10mA以内的电流通过人体时,就会引起有发麻或发痛的感觉,但此时人体还能自主的摆脱电源，此时的电流称为摆脱电流。随着通过人体电流的增加,在较短的时