電弧焊

氣體電離及陰極電子發(fā)射。

電弧焊可分為手工電弧焊、半自動(dòng)（電弧）焊、自動(dòng)（電弧）焊。自動(dòng)（電?。┖竿ǔＪ侵嘎窕∽詣?dòng)焊-在焊接部位覆有起保護(hù)作用的焊劑層，由填充金屬制成的光焊絲插入焊劑層，與焊接金屬產(chǎn)生電弧，電弧埋藏在焊劑層下，電弧產(chǎn)生的熱量熔化焊絲、焊劑和母材金屬形成焊縫，其焊接過(guò)程是自動(dòng)化進(jìn)行的。最普遍使用的是手工電弧焊。

焊條電弧焊是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接工作的，可以進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。另

外由于焊條電弧焊設(shè)備輕便，搬運(yùn)靈活，所以說(shuō)，焊條電弧焊可以在任何有電源的地方進(jìn)行焊接作業(yè)。適用于各種金屬材料、各種厚度、各種結(jié)構(gòu)形狀的焊接。

焊條電弧焊的安全特點(diǎn)：焊條電弧焊焊接設(shè)備的空載電壓一般為50V-90V ，而人體所能承受的安全電壓為30V-45V，由此可見(jiàn)，手工電弧焊焊接設(shè)備，會(huì)對(duì)人造成生命危險(xiǎn)，施焊時(shí)，必須穿戴好勞保用品。

由焊接電源供給的，在工件與焊條兩極間產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象—叫電弧

手工電弧焊的基本工藝如下：

a. 在焊接前清理焊接表面，以免影響電弧引燃和焊縫的質(zhì)量。

b. 準(zhǔn)備好接頭形式（坡口型式）。

坡口的作用是使焊條、焊絲或焊炬（氣焊時(shí)噴射乙炔-氧氣火焰的噴嘴）能直接伸入坡口底部以保證焊透，并有利于脫渣和便于焊條在坡口內(nèi)作必要的擺動(dòng)，以獲得良好的熔合。

坡口的形狀和尺寸主要取決于被焊材料及其規(guī)格（主要是厚度）以及采取的焊接方法、焊縫形式等。

在實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)的坡口型式有：

彎邊接頭-適用于厚度<3mm的薄件；

平坡口-適用于3~8mm的較薄件；

V型坡口-適用于厚度6~20mm的工件（單面焊接）；

焊縫坡口型式示意圖

X型坡口-適用于厚度12~40mm的工件，并有對(duì)稱(chēng)型與不對(duì)稱(chēng)型X坡口之分（雙面焊接）；

U型坡口-適用于厚度20~50mm的工件（單面焊接）；

雙U型坡口-適用于厚度30~80mm的工件（雙面焊接）。

坡口角度通常取60~70°，采用鈍邊（也叫做根高）的目的是防止焊件燒穿，而間隙則是為了便于焊透。

1、焊接處10米以?xún)?nèi)不得有可燃物、易燃物，工作地點(diǎn)通道寬度應(yīng)大于1米。高空作業(yè)更應(yīng)注意火花的飛向。

2、儲(chǔ)放易燃易爆的容器未經(jīng)清洗嚴(yán)禁焊接。在此情況下，首先要把殘剩的油除盡，排除可燃?xì)怏w，在確認(rèn)沒(méi)有爆炸的危險(xiǎn)性之后才可以焊接。如使用氣體探測(cè)器檢查將更加安全。

3、焊接管子、容器時(shí)，必須把孔蓋，閥門(mén)打開(kāi)。

4、保證焊接設(shè)備、橡皮絕緣電纜的連接部分無(wú)松散的現(xiàn)象，破損部分絕緣良好，防止漏電和過(guò)熱。

5、嚴(yán)禁將易燃易爆管道作焊接回路使用.

6、使用二氧化碳?xì)馄考皻鍤馄繒r(shí)，應(yīng)遵守《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》。

電弧焊的焊接規(guī)范中最主要的參數(shù)有：

焊條種類(lèi)（取決于母材的材料）、焊條直徑（取決于焊件厚度、焊縫位置、焊接層數(shù)、焊接速度、焊接電流等）、焊接電流、焊接層數(shù)、焊接速度等。

除了上述的普通電弧焊外，為了進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量，還采用：

氣體保護(hù)電弧焊：例如利用氬氣作為焊接區(qū)域保護(hù)氣體的氬弧焊、利用二氧化碳作為焊接區(qū)域保護(hù)氣體的二氧化碳保護(hù)焊等，其基本原理是在以電弧為熱源進(jìn)行焊接時(shí)，同時(shí)從噴槍的噴嘴中連續(xù)噴出保護(hù)氣體把空氣與焊接區(qū)域中的熔化金屬隔離開(kāi)來(lái)，以保護(hù)電弧和焊接熔池中的液態(tài)金屬不受大氣中的氧、氮、氫等污染，以達(dá)到提高焊接質(zhì)量的目的。

鎢極氬弧焊：以高熔點(diǎn)的金屬鎢棒作為焊接時(shí)產(chǎn)生電弧的一個(gè)電極，并處在氬氣保護(hù)下的電弧焊，常用于不銹鋼、高溫合金等要求嚴(yán)格的焊接。

等離子電弧焊：這是由鎢極氬弧焊發(fā)展起來(lái)的一種焊接方法，在噴嘴孔道的機(jī)

電弧焊電流大小的判斷：

電流?。汉傅勒?，熔深淺，易形成過(guò)高，未熔合，未焊透，夾渣，氣孔，焊條粘連，斷弧，不引弧等等

電流大：焊道寬，熔深大，咬邊，燒穿，縮孔，飛濺大，過(guò)燒，變形大，焊瘤等等

一、易引起觸電事故

1、焊接過(guò)程中，因焊工要經(jīng)常更換焊條和調(diào)節(jié)焊接電流，操作時(shí)要直接接觸電極和極板，而焊接電源通常是220V/380V，當(dāng)電氣安全保護(hù)裝置存在故障、勞動(dòng)保護(hù)用品不合格、操作者違章作業(yè)時(shí)，就可能引起觸電事故。如果在金屬容器內(nèi)、管道上或潮濕的場(chǎng)所焊接，觸電的危險(xiǎn)性更大。

2、焊機(jī)空載時(shí)，二次繞組電壓一般都在60~90V，由于電壓不高，易被電焊工所忽視，但其電壓超過(guò)規(guī)定安全電壓36V，仍有一定危險(xiǎn)性。假定焊機(jī)空載電壓為70V，人在高溫、潮濕環(huán)境中作業(yè)，此時(shí)人體電阻R約1600Ω，若焊工手接觸鉗口，通過(guò)人體電流I為：

I=V/R=70/1600=44mA，在該電流作用下，焊工手會(huì)發(fā)生痙攣，易造成觸電事故。

3、因焊接作業(yè)大多在露天，焊機(jī)、焊把線及電源線多處在高溫、潮濕（建筑工地）和粉塵環(huán)境中，且灶機(jī)常常超負(fù)荷運(yùn)行，易使電源線、電器線路絕緣老化，絕緣性能降低，易導(dǎo)致漏電事故。

二、易引起火災(zāi)爆炸事故

由于焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電弧或明火，在有易燃物品的場(chǎng)所作業(yè)時(shí)，極易引發(fā)火災(zāi)。特別是在易燃易爆裝置區(qū)（包括坑、溝、槽等），貯存過(guò)易燃易爆介質(zhì)的容器、塔、罐和管道上施焊時(shí)危險(xiǎn)性更大。

三、易致人灼傷

因焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電弧、金屬熔渣，如果焊工焊接時(shí)沒(méi)有穿戴好電焊專(zhuān)用的防護(hù)工作服、手套和皮鞋，尤其是在高處進(jìn)行焊接時(shí)，因電焊火花飛濺，若沒(méi)有采取防護(hù)隔離措施，易造成焊工自身或作業(yè)面下方施工人員皮膚灼傷。

四、易引起電光性眼炎

由于焊接時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的可見(jiàn)光和大量不可見(jiàn)的紫外線，對(duì)人的眼睛有很強(qiáng)的刺激傷害作用，長(zhǎng)時(shí)間直接照射會(huì)引起眼睛疼痛、畏光、流淚、怕風(fēng)等，易導(dǎo)致眼睛結(jié)膜和角膜發(fā)炎（俗稱(chēng)電光性眼炎）。

五、具有光輻射作用

焊接中產(chǎn)生的電弧光含有紅外線、紫外線和可見(jiàn)光，對(duì)人體具有輻射作用。紅外線具有熱輻射作用，在高溫環(huán)境中焊接時(shí)易導(dǎo)致作業(yè)人員中暑；紫外線具有光化學(xué)作用，對(duì)人的皮膚都有傷害，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間照射外露的皮膚還會(huì)使皮膚脫皮，可見(jiàn)光長(zhǎng)時(shí)間照射會(huì)引起眼睛視力下降。

六、易產(chǎn)生有害的氣體和煙塵

由于焊接過(guò)程中產(chǎn)生的電弧溫度達(dá)到4200℃以上，焊條芯、藥皮和金屬焊件融熔后要發(fā)生氣化、蒸發(fā)和凝結(jié)現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生大量的錳鉻氧化物及有害煙塵；同時(shí)，電弧光的高溫和強(qiáng)烈的輻射作用，還會(huì)使周?chē)諝猱a(chǎn)生臭氧、氮氧化物等有毒氣體。長(zhǎng)時(shí)間在通風(fēng)條件不良的情況下從事電焊作業(yè)，這些有毒的氣體和煙塵被人體吸入，對(duì)人的身體健康有一定的影響。

七、易引起高空墜落

因施工需要，電焊工要經(jīng)常登高焊接作業(yè)，如果防高空墜落措施沒(méi)有做好，腳手架搭設(shè)不規(guī)范，沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)收就使用；上下交叉作業(yè)采取防物體打擊隔離措施；焊工個(gè)人安全防護(hù)意識(shí)不強(qiáng)，登高作業(yè)時(shí)不戴安全帽、不系安全帶，一旦遇到行走不慎、意外物體打擊作用等原因，有可能造成高墜事故的發(fā)生。

八、易引起中毒、窒息

電焊工經(jīng)常要進(jìn)入金屬容器、設(shè)備、管道、塔、儲(chǔ)罐等封閉或半封閉場(chǎng)所施焊，如果儲(chǔ)運(yùn)或生產(chǎn)過(guò)有毒有害介質(zhì)及惰性氣體等，一旦工作管理不善，防護(hù)措施不到位，極易造成作業(yè)人員中毒或缺氧窒息，這種現(xiàn)象多發(fā)生在煉油、化工等企業(yè)。

九、防觸電措施

總的原則是采取絕緣、屏蔽、隔絕、漏電保護(hù)和個(gè)人防護(hù)等安全措施，避免人體觸及帶電體。具體方法有：

1、提高電焊設(shè)備及線路的絕緣性能。使用的電焊設(shè)備及電源電纜必須是合格品，其電氣絕緣性能與所使用的電壓等級(jí)、周?chē)h(huán)境及運(yùn)行條件要相適應(yīng)；焊機(jī)應(yīng)安排專(zhuān)人進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)，防止日曬雨淋，以免焊機(jī)電氣絕緣性能降低。

2、當(dāng)焊機(jī)發(fā)生故障要檢修、移動(dòng)工作地點(diǎn)、改變接頭或更換保險(xiǎn)裝置時(shí)，操作前都必須要先切斷電源。

3、在給焊機(jī)安裝電源時(shí)不要忘記同時(shí)安裝漏電保護(hù)器，以確保人一旦觸電會(huì)自動(dòng)斷電。在潮濕或金屬容器、設(shè)備、構(gòu)件上焊接時(shí)，必須選用額定動(dòng)作電流不大于15mA，額定動(dòng)作時(shí)間小于0.1秒的漏電保護(hù)器。

4、對(duì)焊機(jī)殼體和二次繞組引出線的端頭應(yīng)采取良好的保護(hù)接地或接零措施。當(dāng)電源為三相三線制或單相制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)安裝保護(hù)接地線，其電阻值不超過(guò)4Ω；當(dāng)電源為三相四線制中性點(diǎn)接地系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)安裝保護(hù)零線。

5、加強(qiáng)作業(yè)人員用電安全知識(shí)及自我防護(hù)意識(shí)教育，要求焊工作業(yè)時(shí)必須穿絕緣鞋、戴專(zhuān)用絕緣手套。禁止雨天露天施焊；在特別潮濕的場(chǎng)所焊接，人必須站在干燥的木板或橡膠絕緣片上。

6、禁止利用金屬結(jié)構(gòu)、管道、軌道和其它金屬連接作導(dǎo)線用。在金屬容器或特別潮濕的場(chǎng)所焊接，行燈電源必須使用12V以下安全電壓。

十、防火災(zāi)爆炸措施

1、在易燃易爆場(chǎng)所焊接，焊接前必須按規(guī)定事先辦理用火作業(yè)許可證，經(jīng)有關(guān)部門(mén)審批

同意后方可作業(yè)，嚴(yán)格做到“三不動(dòng)火”。

2、正式焊接前檢查作業(yè)下方及周?chē)欠裼幸兹家妆?，作業(yè)面是否有諸如油漆類(lèi)防腐物質(zhì)，如果有應(yīng)事先做好妥善處理。對(duì)在臨近運(yùn)行的生產(chǎn)裝置區(qū)、油罐區(qū)內(nèi)焊接作業(yè)，必須砌筑防火墻；如有高空焊接作業(yè)，還應(yīng)使用石棉板或鐵板予以隔離，防止火星飛濺。

3、如在生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)易燃易爆介質(zhì)的容器、設(shè)備或管道上施焊，焊接前必須檢查與其連通的設(shè)備、管道是否關(guān)閉或用盲板封堵隔斷；并按規(guī)定對(duì)其進(jìn)行吹掃、清洗、置換、取樣化驗(yàn)，經(jīng)分析合格后方可施焊。

十一、防灼傷措施

1、焊工焊接時(shí)必須正確空戴好焊工專(zhuān)用防護(hù)工作服、絕緣手套和絕緣鞋。使用大電流焊接時(shí)，焊鉗應(yīng)配有防護(hù)罩。

2、對(duì)剛焊接的部位應(yīng)及時(shí)用石棉板等進(jìn)行覆蓋，防止腳、身體直接觸及造成燙傷。

3、高空焊接時(shí)更換的焊條頭應(yīng)集中堆放，不要亂扔，以免燙傷下方作業(yè)人員。

4、在清理焊渣時(shí)應(yīng)戴防護(hù)鏡；高空進(jìn)行仰焊或橫焊時(shí)，由于火星飛濺嚴(yán)重，應(yīng)采取隔離防護(hù)措施。

十二、預(yù)防電光性眼炎措施

根據(jù)焊接電流的大小，應(yīng)適時(shí)選用合適的面罩護(hù)目鏡濾光片，配合焊工作業(yè)的其他人員在焊接時(shí)應(yīng)配戴有色防護(hù)眼睛。

十三、預(yù)防輻射措施

焊接時(shí)焊工及周?chē)鳂I(yè)人員應(yīng)穿戴好勞保用品。禁止不戴電焊面罩、不戴有色睛鏡直接觀察電弧光；盡可能減少皮膚外露，夏天禁止穿短褲和短褂從事電焊作業(yè)；有條件的可對(duì)外露的皮膚涂抹紫外線防護(hù)膏。

十四、防有害氣體及煙塵措施

1、合理設(shè)計(jì)焊接工藝，盡量采用單面焊雙面成型工藝，減少在金屬容器里焊接的作業(yè)量。

2、如在空間狹小或密閉的容器里焊接作業(yè)，必須采取強(qiáng)制通風(fēng)措施，降低作業(yè)空間有害氣體及煙塵的濃度。

3、盡可能采用自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊代替手工焊，減少焊接人員接觸有害氣體及煙塵的機(jī)會(huì)。

4、采用低塵、低毒焊條，減少作業(yè) 空間中有害煙塵含量。

5、焊接時(shí)，焊工及周?chē)渌藛T應(yīng)配戴防塵毒口罩，減少煙塵吸入體內(nèi)。

十五、防高墜措施

焊工必須做到定期體檢，凡有高血壓、心臟病、癲癇病等病史人員，禁止登高焊接。焊工登高作業(yè)時(shí)必須正確系掛安全帶，戴好安全帽。焊接前應(yīng)對(duì)登高作業(yè)點(diǎn)及周?chē)h(huán)境進(jìn)行檢查，查看立足點(diǎn)是否穩(wěn)定、牢靠，以及腳手架等安全防護(hù)設(shè)施是否符合安全要求，必要時(shí)應(yīng)在作業(yè)下方及周?chē)O(shè)安全網(wǎng)。涉及上下交叉作業(yè)應(yīng)采取隔離防護(hù)措施。

十六、防中毒、窒息措施

1、凡在儲(chǔ)運(yùn)或生產(chǎn)過(guò)有毒有害介質(zhì)、惰性氣體的容器、設(shè)備、管道、塔、罐等封閉或半封閉場(chǎng)所施焊，作業(yè)前必須切斷與其連通的所有工藝設(shè)備，同時(shí)要對(duì)其進(jìn)行清洗、吹掃、置換，并按規(guī)定辦理進(jìn)設(shè)備作業(yè)許可證，經(jīng)取樣分析，合格后方可進(jìn)入作業(yè)。

2、正常情況下應(yīng)做到每4小進(jìn)分析一次，如條件發(fā)生變化應(yīng)隨時(shí)取樣分析；同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)配備適量的空（氧）氣呼吸器，以備緊急情況下使用。

3、作業(yè)過(guò)程應(yīng)用專(zhuān)人安全監(jiān)護(hù)，焊工應(yīng)定時(shí)輪換作業(yè)。對(duì)密閉性較強(qiáng)而易缺氧的作業(yè)設(shè)備，采用強(qiáng)制通風(fēng)的辦法予以補(bǔ)氧（禁止直接通氧氣），防止缺氧窒息。

氣保護(hù)電弧焊，采用焊炬噴射氣流保護(hù)被電弧熔化的焊接熔池金屬的電弧焊方法。所采用氣體主要為氬、氦等惰性氣體，二氧化碳等活性氣體，以及它們的不同比例混合氣體，分別稱(chēng)“惰性氣保護(hù)電弧焊”、“活性氣保護(hù)電弧焊”及“混合氣保護(hù)電弧焊”。按焊炬中所采用電極特征，分非熔化極（鎢極）氣保護(hù)電弧焊和熔化極（即焊絲）氣保護(hù)電弧焊，兩者所采用保護(hù)氣有明顯差別。例如，鎢極氬弧焊僅采用氬或氬加5%的氫為保護(hù)氣。熔化極氬弧焊則常采用氬或氬加5%的二氧化碳，或氬加2%的氧為保護(hù)氣，純氬用于有色金屬，后者則用于碳鋼等黑色金屬。最大優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)空間全位置半自動(dòng)或自動(dòng)焊。

本教材是焊接專(zhuān)業(yè)的主要教材之一,主要討論了焊接電弧物理、焊接熔化現(xiàn)象、非熔化極和熔化極氣體保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、埋弧焊等機(jī)械化自動(dòng)化電弧焊方法、設(shè)備和實(shí)際焊接工藝。在各章中增加了國(guó)外近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)和新工藝,如活性化TIC焊(A—TIC)、熱絲TIG焊、表面張力過(guò)渡(STT)、空心陰極真空電弧焊(HCVAW)、數(shù)字化焊接電源、雙絲焊等。為了便于深入地講授電弧焊及其發(fā)展中一些共同性的基本理論和實(shí)踐問(wèn)題,本書(shū)首先討論了焊接電弧的熱源和力源特征、焊絲的熔化和熔滴過(guò)渡、鎢極氬弧焊、等離子弧焊、熔... [顯示全部]