技能培训焊接课件

技能培训焊接 初级电焊工教学大纲 电焊条的基础知识„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2P 手工电弧焊的工艺特点及工艺参数„„„„„„„„„„„„7P 焊接接头及焊缝形式„„„„„„„„„„„„„„„„„„9P 焊接应力变形„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12P 电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及防止方法„„„„„„„„14P 焊接安全用电基础知-识„„„„„„„„„„„„„„„„„22P 手弧焊焊接方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33P 1 电焊条的基础知识(2课时) 首先初步了解一下，电焊钳、焊接电缆选用。 1、焊钳 焊钳是用以夹持焊条进行焊接的工具。常用的焊钳有300A、 500A两种，焊钳实物: 300A焊钳适用焊直径2.5-5，温度?40?，连接电缆截面积 2。 35-40mm 2 500A适用于焊条直径4.0-8.0，焊钳温度?40?，连接电缆截 2 面积80-95mm 300A焊钳外形尺寸235×80×36 500A焊钳外形尺寸258×86×38 2、焊接电缆 利用焊接电缆将焊钳和接地夹钳接到电源上，焊接电缆是焊接电路的一部分，除要求不应破坏外，还必须耐磨和耐擦伤，应柔软易弯曲，以便焊工操作，减轻劳动强度。焊接电缆采用多股细钢线电缆，一般可选用弧焊电源用YHH型橡胶套电缆。见表 电缆长度 额 定电流20 30 40 50 60 70 80 /A 2电缆截面积/mm 30 35 50 60 60 70 70 70 0 40 35 50 60 70 85 85 85 0 3 50 50 70 85 95 95 95 95 0 但表中所示的焊接电缆长度和截面积，在我们实际工作当中以我个人观点是不现实的，比如我们用500A焊机，电流也是500A要焊 2距离80m焊件，按我们要采用焊接电缆要截面积在95mm，那就对工作是很大的负担，一盘线起码要2-3人抬，焊工在焊接过程中手握焊钳光电缆1米的重量就4-5斤重，焊工劳动强度太大，不利于操作，很不实用。 2个人经验，一般用焊机300A-500A，一般可采用30-50mm焊接电缆最佳。 第一节 焊条的组成及性能 焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，它由药皮和焊芯两部分组成。药皮是涂在焊芯上的涂料层，焊芯是被芯皮包裹的金属芯。焊条前段的药皮有45度左右的倒角，便于引弧，尾部有段裸焊芯，约占焊条的总长的1/16，一般长约15-25mm，便于焊钳夹持和导电。焊条的直径是焊芯直径，它通常为1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、6.0等几种，长度一般在200-450mm之间， 4 一、焊芯 焊接时，焊芯受热熔化成为焊缝的填充金属，焊芯的化学成分和性能对于焊缝金属的质量有着直接的影响。焊芯的选择要根据国家标准GB1300-1977《焊接用钢丝》、GB3429-1982《碳素钢焊条钢盘条》、GB4241-1984《焊接用不锈钢盘条》等选择相应牌号的焊丝作为焊芯材料。 二、药皮 1、药皮的作用 焊接时由焊条药皮或焊剂熔化后，经过冶金反应而形成的熔渣叫焊接熔渣。 药皮的作用分四种: (1)保证电弧集中、稳定，使熔滴金属容易过渡。 (2)机械保护作用，焊接时生成的熔渣覆盖在熔池金属表面上，保护熔池金属不被氧化和氮化。 (3)改善焊接工艺性能的作用。具有适宜物化性能的熔渣可使焊条具有良好的全位置焊接时应性。 (4)冶金处理作用。生成的熔渣和液态金属能够发生一系列的物理化学反应。在一定的条件下熔渣可以去除焊缝中的有害杂质，保 5 护有益元素，向焊缝过渡所需要的合金元素，满足焊缝金属所需的各种性能要求。 三、药皮的组成 (1)稳弧剂(2)造渣剂(3)造气剂(4)脱氧剂(5)合金剂(6)粘结剂(7)成形剂 四、药皮的类型 根据焊条药皮组成的不同，可分为8种 (1)氧化钛型，简称钛型(2)氧化钛钙型，简称钛钙(3)钛铁矿型(4)氧化铁型(5)纤维素型(6)低氢型(7)石墨型(8)盐基型 第二节 掌握焊条型号的意义及选用原则 三、焊条的分类及选用 按焊条的用途，主要分以下几种 序名称 用途 举例 号 6 1 结构钢焊条 主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢 J402、 J506 2 不锈钢焊条 主要用于焊接不锈钢和热强钢，可分A102 为铬不锈钢和镍不锈钢焊条两种 3 铸铁焊条 主要用于焊补铸铁构件 Z408 4 铜及铜合金主要用于焊接铜及铜合金，其中包括T227 焊条 纯铜焊条和青铜焊条 4、在无其它因素影响条件下，电焊条的基本要求要满足以下几点: 1)引弧时电弧应容易引燃，在焊接过程中电弧燃烧平稳，二次引弧容易。 2)施焊过程中，焊条燃烧不应产生过多的烟雾，以及过多、过大的飞溅。 3)焊接过程中，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。药皮的熔化速度应稍慢于焊芯的熔化速度，使焊条熔化端部能形成喇叭形套筒，有利于金属熔滴过渡和形成保护。 7 4)要保证熔敷金属具有一定的抗裂性，及所要求的力学性能和化学成分。 5)焊后焊缝成形正常，焊渣易清除。 二、按焊接熔渣的特性，根据焊接熔渣的碱度，焊条分为酸性焊条(如J422)和碱性焊条(如J506)。 酸性焊条的药皮中含有较多的氧化铁、氧化钛、氧化硅等氧化物。其氧化性强，焊接过程中合金元素容易烧损;焊缝金属中氧和氢含量较多，力学性能较低，特别是冲击值较碱性焊条低，但其工艺性良好，脱渣容易，对铁锈、水分产生气孔的敏感性不大，可交直流电两用。 碱性焊条中含有较多的大理石和氟石，并含有较多的作为脱氧剂和渗合金剂的铁合金，其脱氧性强，焊缝技术中氧和氢含量少，力学性能高，尤其是韧性、抗裂性和抗时效性能号，但对铁锈、水分产生气孔的敏感性较大，脱渣性比酸性焊条差，适用于较重要的焊接结构。 三、焊条的型号及牌号 我们常用的有以下几种: 焊条型号是在国家标准及权威性国际组织(如ISO)的有关法规中，根据焊条特性指标明确划分的，是焊条生产、使用、管理等有 8 关单位必须遵照执行的，而焊条牌号是焊条产品的具体命名，目前焊条牌号大部分已在全国统一。 焊条型号结构钢规定的焊条型号编制方法是:字母“E”表示焊条;第一、二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位MPa;第三位数字表示焊接位置，其中“O”表示适用于全位置焊接，“2”表示适用于平焊及横角焊;“4”表示焊条适用于向下立焊;第三位和四位组合时表示焊接电流种类和药皮类型。如图: 四、焊条的正确使用和保管 焊条的种类很多，各有其应用范围，选用是否恰当对焊接质量、劳动生产率及产品成本都有很大影响，因此选用焊条时应注意以下几点: 1、考虑焊件的力学性能和化学成分 1)低碳钢、中碳钢和低合金结构钢的焊接，可按其强度登记来选用相应的焊条。在焊接结构刚性大，受力情4况复杂时应选用比钢材强度低一级的焊条。但遇到焊后要进行回火处理的焊件，则应防止焊缝强度过低和焊缝中应有的合金元素含量达不到要求。 2)在焊条的强度确定后再决定选用酸性还是碱性焊条时，主要取决于焊接结构具体形状的复杂性、构件刚性大小、构件承载情况、钢材的焊接性以及有无直流电源等。 9 3)低碳钢与低合金高强钢的异种钢焊接，一般选用与强度登记较低的钢材相匹配的焊条。 2、焊条的烘干、保管 1)焊材从库房中领出后，要妥善保管在二级库内。焊条要放在架子上，架子高度距地最少300mm，距墙壁不小于300mm，架下放置干燥剂，防止受潮。二级库内的温度要保持在5?以上，相对湿度?60%，库内温度、湿度应按时控制调整。 2)焊条使用前要严格烘干才允许使用。 3)焊条烘干员负责焊条的烘干工作。焊条烘干的数量要有，根据进展情况准备烘干焊条。 4)烘干箱、保温箱由焊条烘干员负责。 5)酸性焊条要根据具体情况在70-130?烘干1h。 6)碱性焊条使用前必须烘干，烘焙温度一般350-400?烘1-1.5h。操作时不可将焊条往高温炉突然放入或突然冷却，以免药皮裂开。应逐渐加热、保温，缓慢冷却。对含氢量有特殊要求的，烘干温度可提高到450?，经烘干的碱性低氢焊条最好放入温度控制在80-100?的低温烘箱中并随取随用。 7)在 焊条时，要经常打开通风孔并开动风扇，驱除潮气，焊条放进取出时，烘干箱内温度不得超过200?。 10 8)焊条烘干之后，存于保温箱内，要尽快用完，保温箱温度始终保持在100-150?。 9)露天操作时，烘干好的焊条应放入保温筒内，不得露天放置。 3、常用焊条烘干温度及保持时间表: 类别 牌号 温度/? 时间/h J422 150 1 J426 300 1 碳钢和低合 J427 350 1 金钢焊条 J502 150 1 J506、J507 350 1 11 手工电弧焊的工艺特点及工艺参数(2课时) 学习要点: 1.了解选用焊条直径与焊件厚度的关系。 2.了解各种直径的焊条使用电流的参考值。 3.掌握焊接工艺参数对焊缝形状的影响。 1、焊接电流种类和极性的选择 弧焊电源分四大类:交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变式弧焊电源。 焊接电源种类:交流、直流。 极性选择:正接、反接。 正接:焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。 反接:焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。 极性选择原则:碱性焊条通常采用直流反接，否则电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大。酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。 2、焊条直径与焊件厚度的关系 12 可根据焊件厚度选择，一般厚度越大，选用的焊条直径越粗，焊条直径与焊件关系见下表: 焊件厚度(mm) 焊条直径(mm) 2 2 3 3.2 4-5 3.2-4 6-12 4-5 ,13 4-6 3、焊接电流的选择与焊条直径的参考值: 在选择电流时，要考虑的因素很多，如焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等，但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。 咱们看一下焊条直径与焊件厚度的一个对照: 焊条直径越粗，焊接电流越大 13 焊条直径(mm) 焊接电流(A) 1.6 25-45 2.0 40-65 2.5 50-80 3.2 100-130 4.0 160-210 5.0 260-270 6.0 260-300 以上相应对照是指平焊位置的适用电流。 4、焊接位置:平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流。横立仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置电流小10-20%，角焊电流比平焊电流稍大一些。 5、焊道层次,打底及单面焊双面成型，使用的电流要小一些。碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流要小。总之，焊接电流过大或过小都易产生焊接缺陷。 6、电弧电压 14 电弧电压主要决定于弧长，电弧长，则电弧电压高，反之则低。 在焊接过程中，一般希望弧长保持一致，而尽可能用短弧焊接，所谓短弧焊接是弧长是焊条的0.5-1.0倍，超过这个限度为长弧。用长弧焊接时，电弧引燃不稳定，所得到的焊缝质量较差，表面鱼鳞不均匀，焊缝熔深较浅，当焊条熔滴向熔池过渡时，周围的空气容易侵入，导致产生气孔，而且熔化金属飞溅严重，造成浪费。因此，施焊时应采用短弧焊接，才能保证焊缝质量。一般常按下述公式确定: L—电弧长度(mm) d—焊条直径(mm) L=(0.5-1)d 7、焊接速度，在保证焊缝质量的前提下，采用较大直径的焊条和焊接电源，并按具体条件加大焊接速度，以提高生产率。 8、在采用焊条电弧焊时还应注意以下几点才能保证焊缝质量达到最佳状态。 1)焊接时应注意保持一定的电弧长度，电弧过长会引起电弧不稳，熔深减小，飞溅增大，氧化程度增大。 15 2)每道焊缝焊完时不能立即拉断电弧，应将弧坑填满或引到焊缝旁边。 3)多层焊时，每层应为0.8-1.2d(d为焊条直径)，焊完后应将焊缝表面焊渣打净，然后焊下一层;更换焊条时，层与层之间的接头应错开。 4)双面焊时，正面焊完后用风铲或碳弧气刨将背面未焊透及熔渣去掉，并用砂轮打磨或钢刷刷净后再进行焊接。 5)施焊前，应将被焊处的锈、油污等赃物清干净。 6)已装配好的焊件，如坡口间隙过大，但又不能修理时，不允许往里夹铁棍，应从坡口两侧堆焊过渡，然后再焊。 7)焊接过程中应保证不受风雪和雨水侵袭，否则应停止焊接。 8)每道焊缝焊完之后应进行外观检查，如发现有气孔夹渣、焊瘤等缺陷时，应将缺陷铲除掉进行补焊。 9)焊接重要设备和管道时，定位焊使用的焊条应与正式焊接所用焊条相同，并应注意引弧和定位焊位置，防止母材擦份。 六、焊条的外观质量检验 16 主要包括焊条偏心度、焊条直径、焊条长度、药皮强度、焊条弯曲度、耐潮性、杂质、裂纹、起泡、竹节、损伤、包头、磨尾长度和印字等。 焊接接头及焊缝形式(2课时) 焊接接头的形式主要有:对接接头、角接接头、T型接头和搭接接头4种，其次还有卷边接头、套管接头和斜T接头等。 1、对接接头:是指在同一平面上两板件相对端面焊接而形成的接头。这种从力学角度看是比较理想的接头形式，它是受力状况较好，应力集中较小，能承受较大的静载荷和动载荷，接头效率高。为保障焊接质量，减少焊接变形金和焊接材料的消耗，需要把工件的对边缘加工成各种形式的坡口，再进行焊接。 坡口主要形式分为I坡口、V型坡口、Y型坡口、U型坡口、J型坡口、双U型坡口或UY组合型坡口、单边V型坡口、双V型坡口或双Y型坡口等常见坡口形式。一般钢板厚度在6mm以下可开工型坡口(即不开坡口)，厚度在6-25mm时，应采用U型或Y型坡口，它可以比单Y型坡口或单V型坡口减少填充金属量近一般左右，焊后变形小，U型即双U型坡口的填充金属量更少，焊后的变形更小，但是加工困难，一般用于重要结构工件的焊接。 17 2、角接焊头:是由两块板件端面的直角接头形式，一般可分为I型坡口、单Y型坡口、Y型即双边Y型坡口等。 3、“T”型接头:是指一个板件与另一板件相交构成直角或近似直角，以角焊缝组合成焊缝连接的接头形式。 4、搭接接头:是指两板件部分重叠一起进行焊接所形成的接头，该接头强度较低，尤其是疲极低，只用于不重要的结构。 搭接接头:可分为不开坡口、圆孔内塞焊，长孔内角焊三种形成。不开坡口的搭接接头一般用于12mm以下钢板，其重叠部分常都与设计决定，当重叠钢板面积较大时，为保证强度可分别选用圆孔内塞焊或长孔内角焊的形式。塞焊点距长孔长度L可由设计确定。 焊接位置:焊接时焊接件接缝所处的空间位置较焊接位置，一般用参数表示:?焊接倾角:焊缝轴线与水平之间夹角;?焊接转角:通过焊缝轴线与垂直面与坡口的二等分平面夹角。 00001、平焊位置，指焊缝倾角0—5，焊缝转角0—10的焊接位置。 00002、横焊位置，指焊缝倾角0—5，焊缝转角70—90(对接焊 0000缝)。焊缝倾角0—5，焊缝转角30—55(角焊缝)的焊接位置。 18 00003、立焊位置，指焊缝倾角80—90，焊缝转角0—180的焊接位置。 00004、仰焊位置，指焊缝倾角0—15，焊缝转角165—180(对接 0000焊缝)，焊缝倾角0—15，焊缝转角115—180角焊缝的焊接位置。 在施焊过程中的运条方法、焊接角度、焊接速度。 引弧方法通常有两种:?接触引弧法:电焊条对焊件碰击，然后迅速将焊条离开焊件表面4—5mm，便产生电弧，多应用于在运输不方便地方; ?擦火引弧法:将焊条像火柴一样擦过焊件表面，随即焊条提起距焊件表面4—5mm便产生电弧。 用堆焊方法修补重要工作时，不允许在焊件上引弧，应该在堆焊处旁边放置一块小铁板作引弧用，称作引弧板，常用焊缝运条方法有: 1、 折线形 2、 正半月形 3、 反半月形(以上普通焊缝) 4、 斜折形(边缘堆焊) 5、 下斜形 19 i. 主要适用横焊焊缝，目的有两个:第一使焊缝 下边熔台均匀;第二使焊缝下部先堆焊一层， 然后再堆焊上层这样可以减少熔化铁水下垂力 量。 6、 椭圆形 7、 三角形 加强焊缝中心的加热 8、 圆圈形 i. 用于角焊或平板堆焊 9、 一字形 熄弧方法:将焊条端部逐渐往坡口边斜拉，同时逐渐抬高电弧以逐渐缩小熔池，由于熔池缩小，液体金属易减少热量降低就使熄弧处不致产生裂纹气孔等现象。 灭弧方法:堆高弧坑的焊缝金属熔池饱满过度，焊好后，应将多余部分锉或铲去磨平。 焊接检验:一、非破坏性检验:1、外观检验;2、致密性检验:?气密性试验;?氨气试验;?煤油试验;?气压试验。3、无损伤检验:?荧光检验;?着色检验;?磁粉检验;?超声波检验;?射线检验(,射线、,射线)。二、破坏性试验:1、机械性能试验:?拉伸试验;?弯曲试验;?硬度试验;?冲击试验;?断裂试 20 验;?疲劳试验。2、化学实验:?化学分析;?腐蚀试验;?含氢测定。3、金柏试验;4、焊接性试验。 焊接速度:电弧因然后，焊条要有三个基本方向的运动，才能使焊缝成形良好。这三个方面的运动是:超熔池方向逐渐送进、沿焊接方向逐渐移动、作横向摆动。 1、焊条超熔池方向逐渐送进，只要是为了维持所要求的电弧长度，为此焊条的送进速度应该与焊条熔化速度相适应。如果焊条送进速度比焊条熔化速度慢，则电弧长度逐渐增加，使焊条与焊件接触，造成短路。 2、焊条沿焊接方向逐渐移动，主要是使熔池金属形成焊缝焊条的移动式速度。对焊缝质量影响很大，若移动速度太慢，则熔化金属堆积过多，加大焊缝断面。并且是焊件加热温度过高，使焊缝组织发生变化，薄件则容易烧穿，移动速度太快，则电弧来不及熔化足够的焊条和基本金属，造成焊缝断面太小以及形成未焊透等缺陷，所以焊条沿着焊接方向移动的速度应根据电流大小焊条直径，焊件厚度，装卸间隙及坡口形式等来选取。 3、焊条作横向摆动，主要是为了获得一定宽度的焊缝，其摆动范围与所要求的焊缝宽度，焊条直径有关，摆动范围越大所得焊缝越宽。 21 焊接应力变形(2课时) 1、在焊接过程中，焊件中产生的随时间(实际上是随温度)而变化的变形和应力分别称为焊接残余变形和焊接残余应力，它是在焊接过程变化的瞬时应力。 2、拘束应力:焊接过程中由于结构本身或外加拘束作用而引起应力; 相变应力:焊接过程中由于接头区产生不均匀的组织转变而引起的应力，多在碳量较高或工艺不当时产生。 3、氢致应力:焊接以后焊接接头区由于扩散氢聚集在显微缺陷处而引起的局部应力。 4、焊接残余应力:焊接以后存在于结构内应力，有时也叫焊接残余应力。因为它在结构内任一截面上是自相平衡的内应力。 举例:若将V形坡口改为双V坡口根部产生压力，有利于避免焊 接裂纹。 焊接方向影响横向残余应力是由焊缝及其附近塑性变形区的纵向收缩不同时进行所引起的应力合成，其大小和分布与板长及焊接方向有关，由中央向两端焊时，中央为压应力，由两端向中央焊时两端为压应力。 22 锤击法:焊后对焊道迅速均匀地锤去，使焊缝金属产生塑性变形，即可减小焊接变形，也可以减小焊接应力。一般2mm范围内受到影响，要根据材料特性选择焊道长度和锤击温度，一般根部不锤去，以免导致裂纹，盖面焊道不锤击，以免影响美观。 焊接应力的危害:造成焊接裂纹，在温度、组织及结构钢性拘束度相互作用下，焊接应力达到一定值。将成各种热裂纹、冷裂纹等产生，主要原因影响结构质量，造成潜在的危险，导致返修或焊件报废。 焊接变形:线收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形。变形分整体变形和局部变形两大类。 焊接变形的危害:主要是降低装配质量，影响结构水载能力，在载作用下将会产生应力集中和附和应力，降低结构安全系数在焊接过程中产生变形，有时使焊接工作无法继续进行，产生的变形有时花费时间和人力，物力可以矫正，有时甚至无法矫正。 防止焊接变形的方法:焊接变形应以预防为主，矫正变形比较困难。焊接主要零件是将零件焊成结构，钢性大大增加，以至无法矫正;另一方面变形和应力是出于同一基本原因，只是表现形式不同。一般变形小，应力大。反之变形大应力就小，通常是变形与应力同时存在，矫正了变形，可以引起残余应力的增加，当材料塑性 23 较低时，经不起反复矫正，特别是火焰矫正，因此以防为主，也是一名高级焊工能力表现。 反变形是在生产中最常用的办法，尽管反变形比较麻烦，但与矫正变相比较，还是有利多了。事先估计好结构变形大小和方向，先反向变形，使之焊后与焊接变形相抵消以达到设计和制造技术要求。 火焰矫正法:1、点状加热:主要用于薄板结构;2、线状加热:主要用于角变形、扭曲变形、收缩直径的矫正，每次加热可缩短周长1—2mm。 矫正叫变形的实例:3140×1060平板拼接时，在3140长度内产生角变形量17mm，用6号焊炬中性进行带状加热，加热宽度23mm，焊炬移动速度4mm/s，一次即可平直，又如箱形扭曲，可用线状加热，在扭曲面上作斜向1—1.5mm长的带状加热。 什么叫变形:变形就是物体在受到外力作用时出现的形状和尺寸变化。 弹性变化:在外力去除后，物体能够恢复到原来的形状和尺寸变形。 24 塑性变形:如果外力塑性变形:如果外力超过了一定的数量(即弹性极限)出现的永久变形，这种变形时依靠自身无法恢复的永久变形。 残余变形:最终保留在物体上的变形。 什么叫焊接变形和焊接残余变形,影响焊接变形主要因素是什么, 焊接变形:焊件所产生的变形;焊接残余变形:焊接后，在焊件或结构中残留的变形。 影响焊接变形的主要因素:?焊缝形式、尺寸及数量;?焊缝在结构中的位置;?结构刚性;?装配及焊接顺序;?焊接方法和规范。 一、纵向和横向的收缩变形:钢板对焊以后会发生长度缩短和宽度变窄的变形，由于焊缝的纵向和横向收缩引起的。 二、角变形:角变形是由于横向收缩变形在厚度方向上的不均匀分布引起的。对接接头的角变形与坡口角度，焊缝截面形状，焊接工艺等因素密切相关。坡口角度越大角变形越大。角接接头的角变形与焊接的高度和板厚有关，焊脚高度越大板越薄，角变形越大。 三、弯曲变形:弯曲变形常见于焊接梁柱、管道等焊件。产生原因:?由纵向收缩变形造成的弯曲变形。如钢板单边施焊后产生 25 弯曲变形。?由横向收缩变形造成的弯曲变形。如工字梁的焊接，如果其筋板集中于梁的下部，由于筋板角焊缝的横向收缩就使焊件产生向下弯曲的弯曲变形。 四、波浪变形:波浪变形也称失稳变形。在焊接内应力的压应力作用下，薄板可能失稳，产生波浪变形，压应力越大，薄板的宽度与厚度之比越大，就越容易产生波浪变形。焊接角变形也可以产生类似的波浪变形。 电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及防止方法(2课时) 概 述 优质的焊接接头应具备两个条件:一是使用性能不低于母材;二是没有技术条件中规定不允许存在的缺陷。 焊接过程中，在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象，叫做焊接缺陷。焊接缺陷的种类很多，有些是因施焊中操作不当或焊接参数不正确所造成，如咬边、焊穿、焊缝尺寸不足、末焊透等，有些是由于化学冶金、凝固或固态相变过程的产物而造成的，如气孔、夹杂和裂纹等。这些缺陷与母材、焊接材料的化学成分有密切关系，因此称之为焊接冶金缺陷。 焊接缺陷共分为四类: 26 1、焊接尺寸不符合要求:如焊缝超高、超宽、过窄、高低差过大、焊缝过渡到母材不圆滑等; 2、焊缝表面缺陷:咬边、焊瘤、内凹、满溢、未焊透等; 3、焊缝金属不连续:气孔、夹渣、裂纹、未溶合等; 4、焊接接头性能不符合要求:过热、过烧、韧性低等; 一、焊接成型差 1、现象: 焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平。 2、原因分析: 焊缝成型差的原因有:焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀;焊口清理不干净;焊接电流过大或过小;焊接中运条(枪)速度过快或过慢;焊条(枪)摆动幅度过大或过小;焊条(枪)施焊角度选择不当等。 3、防治措施 ?焊件的坡口角度和装配间隙必须符合图纸设计或所执行标准的要求。 27 ?焊件坡口打磨清理干净，无锈、无垢、无脂等污物杂质，露出金属光泽。 ?加强焊接联系，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工环境。 ?根据不同的焊接位置、焊接方法、不同的对口间隙等，按照焊接工艺卡和操作技能要求，选择合理的焊接电流参数、施焊速度和焊条(枪)的角度。 二、焊缝余高不合格 1、现象: 管道焊口和板对接焊缝余高大于3?;局部出现负余高;余高差过大;角焊缝高度不够或焊角尺寸过大，余高差过大。有图为专用焊缝余高测量工具。 2、原因分析: 焊接电流选择不当;运条(枪)速度不均匀，过快或过慢;焊条(枪)摆动幅度不均匀;焊条(枪)施焊角度选择不当等。 3、防治措施 ?根据不同焊接位置、焊接方法，选择合理的焊接电流参数; ?增强焊工责任心，焊接速度适合所选的焊接电流，运条(枪) 速度均匀，避免忽快忽慢; 28 ?焊条(枪)摆动幅度不一致，摆动速度合理、均匀; ?注意保持正确的焊条(枪)角度。 三、焊缝宽窄差不合格 1、现象 焊缝边缘不匀直，焊缝宽窄差大于3?。 2、原因分析 焊条(枪)摆动幅度不一致，部分地方幅度过大，部分地方摆动过小;焊条(枪)角度不合适;焊接位置困难，妨碍焊接人员视线。 3、防治措施 ?加强焊工焊接责任心，提高焊接时的注意力; ?采取正确的焊条(枪)角度; ?熟悉现场焊接位置，提前制定必要焊接施工措施。 四、咬边 1、现象 焊缝与母材熔合不好，出现沟槽，深度大于0.5?，总长度大于焊缝长度的10,或大于验收标准要求的长度。 29 咬边的危害:咬边会减少基本金属的截面积，使焊条的承载能力降低，咬边严重时会产生应力集中，在咬边处产生裂纹。有关标准中规定，咬边深度不得超过0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%。 2、原因分析 焊接线能量大，电弧过长，焊条(枪)角度不当，焊条(丝)送进速度不合适等都是造成咬边的原因。 3、防治措施 ?根据焊接项目、位置，焊接规范的要求，选择合适的电流参数; ?控制电弧长度，尽量使用短弧焊接; ?掌握必要的运条(枪)方法和技巧; ?焊条(丝)送进速度与所选焊接电流参数协调; ?注意焊缝边缘与母材熔化结合时的焊条(枪)角度。 五、错口 1、现象 表现为焊缝两侧外壁母材不在同一平面上，错口量大于10,母材厚度或超过4?。 2、原因分析 30 焊件对口不符合要求，焊工在对口不合适的情况下点固和焊接。 3、防治措施 ? 强安装工的培训和责任心; ?对口过程中使用必要的测量工器具; ?对于对口不符合要求的焊件，焊工不得点固和焊接。 六、弧坑 1、现象 焊接收弧过程中形成表面凹陷，并常伴随着缩孔、裂纹等缺陷。 2、原因分析 焊接收弧中熔池不饱满就进行收弧，停止焊接，焊工对收弧情况估计不足，停弧时间掌握不准。 3、防治措施 ?延长收弧时间; ?采取正确的收弧方法。 七、气孔 31 1、现象 焊接过程中，熔池中的气体未完全溢出熔池(一部分溢出)，而熔池已经凝固，在焊缝表面形成孔洞。 2、原因分析 ?焊接过程中由于防风措施不严格，熔池混入气体; ?焊接材料没有经过烘培或烘培不符合要求，焊丝清理不干净，在焊接过程中自身产生气体进入熔池; ? 池温度低，凝固时间短; ? 件清理不干净，杂质在焊接高温时产生气体进入熔池; ?电弧过长，氩弧焊时保护气体流量过大或过小，保护效果不好等。 3、防治措施 (1)使用碱性焊条，焊剂，没有按规定温度和时间烘干，使用直流反接法和短弧焊; (2)清理焊丝及工件坡口及附近的油、锈、水份和杂物。 (3)焊条按照要求烘培。 (4)防风措施严格，无穿堂风等。 32 (5)选用合适的焊接线能量参数，焊接速度不能过快，电弧不能过长，正确掌握起弧、运条、息弧等操作要领。 (6)氩弧焊时保护气流流量合适，氩气纯度符合要求。 尽量不采用偏心的焊条。 八、夹渣 1、现象 在焊接过程中，主要是在层与层间出现外部看到的药皮夹渣。熔池凝固后形成的焊缝中的夹杂物 2、原因分析 ?多层多道焊接时，层间药皮清理不干净; ?焊接线能量小，焊接速度快; ?焊接操作手法不当; ?前一层焊缝表面不平或焊件表面不符合要求。 3、防治措施 ?加强焊件表面打磨，多层多道焊时层间药皮必须清理干净方可进行次层焊接; 33 ? 改善熔渣浮出条件:采取减慢焊接速度，增加焊接电流等，防止焊缝冷却过快 ?正确运条，有规则的摆动焊条，搅动熔池，促使熔渣与铁水分离。 4、治理措施 ?严格按照规程和作业指导书的要求施焊; ?对出现表面夹渣的焊缝，进行打磨清除，必要时进行补焊。 九、裂纹 1、现象 在焊接接头的焊缝、熔合线、热影响区出现的开裂缺陷。 冷裂纹:焊接接头在焊接过程中温度从200?或150?直到室温产生的裂纹叫冷裂纹; 影响因素: 1、焊接接头存在淬硬组织; 2、焊缝金属中有较高的氢含量; 3、较大的焊接残余应力; 34 冷裂纹一般在焊接低合金高强度、中碳钢、合金钢等易淬火钢时容易发生，而低碳钢、奥氏体型不锈钢时遇到较少。 延迟裂纹:是冷裂纹的一种常见形式，他不在焊后立即产生，而是在焊后延迟到几个小时、几天或更长的时间才出现，这种裂纹主要是焊缝中含有大量的氢引起的，也叫氢致裂纹。 热裂纹:在焊接过程中，焊缝和热影响区的金属冷到固相线附近所产生的裂纹; 原因:熔池冷却速度很快，焊缝在冷却结晶过程中受到拉伸应力的作用，当应力达到一定值时，液态间层处被拉开又没有液态金属来及时充满期间而形成的裂纹。 再热裂纹:再热裂纹是焊接结构在焊后消除应力热处理或长期处于高温运行中发生在靠近溶合线的粗晶区的裂纹。 层状撕裂:焊接时，在焊接构件中延钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹。通常发生在靠近溶合线的热影响区。 2、原因分析 产生表面裂纹的原因因为不同的钢种、焊接方法、焊接环境、预热要求、焊接接头中杂质的含量、装配及焊接应力的大小等不同，但产生表面裂纹的根本原因是产生裂纹的内部诱因和必须的应力有两点。 35 3、防治措施 ?严格按照规程和作业指导书的要求准备各种焊接条件; ?提高焊接操作技能，熟练掌握使用的焊接方法; ?采取合理的焊接顺序等措施，减少焊接应力等。 十、焊接变形 1、现象 焊接变形因焊件的不同而表现为翘起、角变形、弯曲变形、波浪变形等多种型式。 2、原因分析 造成焊接变形的原因有:装配顺序不合理、强力对口、焊接组有收缩自由度小、焊接顺序不合理等。 3、防治措施 ?施焊前制定严格的焊接工艺措施，确定好装配顺序、焊接顺序、焊接方向、焊接方法、焊接规范、焊接线能量等; ?焊前进行技术交底，焊工严格按照措施施工; ?适当利用反变形法。 十一、未熔合 36 1、现象 未熔合主要时根部未熔合、层间未熔合两种。根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊接接头未熔合;层间未熔合主要是多层多道焊接过程中层与层间的焊缝金属未熔合。 2、原因分析 造成未熔合的主要原因是焊接线能量小，焊接速度快或操作手 法不恰当。 3、防治措施 ?当加大焊接电流，提高焊接线能量; ?焊接速度适当，不能过快; ?熟练操作技能，焊条(枪)角度正确。 十二、管道焊口未焊透 现象 1、 焊口焊接时，焊缝熔深不够，未将母材焊透。 2、原因分析 造成未焊透的主要原因是:焊接电流过小、对口间隙过小、坡口角度偏小、钝边厚、焊接线能量小、焊接速度快、焊接角度不当或电弧发生偏吹、焊件散热太快。 37 3、防治措施 ?对口间隙严格执行标准要求，最好间隙不小于2?。 ?对口坡口角度，按照壁厚和DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》的要求，或者按照图纸的设计要求。一般壁厚小于20?的焊口采用V型坡口，单边角度不小于30?，不小于20?的焊口采用双V型或U型等综合性坡口。 ?钝边厚度一般在1?左右，如果钝边过厚，采用机械打磨的方式修整，对于单V型坡口，可不留钝边。 ?根据自己的操作技能，选择合适的线能量、焊接速度和操作手法。 ?使用短弧焊接，以增加熔透能力。 十三、管道焊口根部焊瘤、凸出、凹陷 1、现象 这些缺陷一般出现在吊焊或斜焊焊口根部，在平焊及斜平焊位置出现根部焊缝凸出或焊瘤，在仰焊部位出现凹陷。 2、原因分析 38 造成这些缺陷的原因是:对口间隙大，钝边薄、宽，熔池温度过高，熔池存在一个地方时间过长，对熔池的控制不当造成的，在形成凹陷缺陷时，电弧的推力不够也是重要原因。 3、防治措施 ?对口间隙符合标准要求，一般为2,3?;对于对口间隙不均匀的焊口，用机械打磨等方法设法修整到规定要求。 ?对于坡口钝边不符合要求的进行打磨修整至规定要求。 ?选择合适的焊接线能量以及合适的焊接速度，控制熔池温度在合适的范围，不过高。 ?仰焊部位焊接尽量采用短弧焊接，增强电弧推力。 焊接应力对压力容器有哪些危害: 1、破坏了焊缝的连续性，降低了焊接接头的机械性能; 2、引起应力集中; 3、缩短使用寿命; 4、造成脆断，危害安全。 清除焊接缺陷常采用哪些方法 39 1、碳弧气刨，使用于大量的缺陷返修，使用时应避免焊缝表面渗碳，必要时气刨后仍要打磨; 2、手工铲磨，适用于表面缺陷或返修量少的缺陷; 3、机械加工，对使用钢种无限制，焊缝内部存在大量缺陷或接头性能不合格，可用机械加工清除，同时加工出返修坡口 焊接安全用电基础知识(2课时) 在整个焊接操作过程中，焊工需要经常接触电气装置，如在更换焊条时焊工的手会直接触及焊条，同时大量的时间会站在焊件上进行操作，而电焊机的空载电压一般都超过了安全电压，故触电的概率也就增多。更危险的是，焊接电源与380,220V的电网连接，一旦设备发生故障，或高压部分的绝缘破坏，网路中的高压电就会直接输人到焊钳、焊件及焊机外壳上，造成焊工的触电伤害事故。所以，触电事故是焊接操作的最主要的危险事故。特别是在容器、管道、船舱、锅炉内和钢结构架上的操作，周围都是金属，触电危险更大 人体是电的导体之一，当人体与带电导体、漏电设备的外壳或其他也带电的物体接触时，均可能导致对人体的伤害。根据电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，共分为三 40 种形式:电击、电伤和电磁场生理伤害。电击是指电流通过人体内部，使体内器官产生麻痹、痉挛、甚至刺激中枢神经系统而影响心脏正常功能的现象。电伤是指电流的热效应、化学效应或机械效应对人体的伤害，主要是指电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤以及电烙印等。电磁场生理伤害是指在高频电磁场的作用上，使人呈现头晕、乏力、记忆力减退、失眠、多梦等神经系统的症状。通常所说的触电事故，基本上是指电击而言，绝大部分触电死亡也是由电击所致。 电流对人体的危害程度与下列因素有关:流经人体的电流强度;电流通过人体的持续时间;电流通过人体的途径;电流的频率;人体的健康状况。 一般认为，电流通过人体的心脏、肺部和中枢神经系统的危险性大，特别是电流通过心脏时，危险性最大。所以从手到脚的电流途径最为危险，因为沿这条途径有较多的电流通过心脏、肺部和脊髓等重要器官;其次是从一只手到另一只手的电流途径;第三是从一只脚到另一只脚的电流途径。后者还容易因剧烈痉挛而摔倒，导致电流通过全身或摔伤、坠落等严重的二次事故。 通常电器设备都采用工频(50Hz)交流电，这对人来说是最危险的频率。另外，人的身体健康状况不同，对电流的敏感程度也不完 41 全相同，有心脏病、神经系统疾病和结核病的人，受电击伤害的程度都比较重。 按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，电击可以分为下列几种情况。 (1)低压单相触电 人体在地面或其他接地导体上，人体的其他某一部位触及一相带电体的触电事故。 (2)低压两相触电 人体两处同时触及两相带电体的触电事故。这时由于人体受到的电压可高达220V或380V，所以危险性很大。 一、焊接触电机理 1、安全电压值 一般情况下，男性最小允许电流为9毫安，女性为6毫安，在装有防止触电的速断保护情况下，人体的短暂允许电流可按30毫安考虑。人体电阻可按1000,2000欧姆考虑。因此，国家对安全电压规定的上限值为:在正常工作或故障情况下，两导体间或任一导体与地之间不得超过交流(50,500赫兹)有效值50伏。这个规定的依据之一是，人体允许电流为30毫安，人体电阻为1700欧姆。 2、一次电源触电 42 交流电焊机一次电压一般为单相220伏或三相380伏，工频50赫兹。电压值大大超过安全电压值(交流50伏)，频率是危险性最大的频段，触电危险性很大。 3、输出焊接电压触电 根据国家标准，交流电焊机空载电压?80伏，实际一般为70,90伏。显然，70,90伏的交流电焊机空载电压也大于安全电压的上限值(50伏)，人同样有触电的危险。此外，由于环境潮湿、人体皮肤潮湿、触电时间长等情况，70,90伏的电压造成人触电的危险将增大。 二、焊接触电事故原因 1、焊接时发生直接触电的原因 ?手或身体某部在更换焊条、电机、焊接工件而接触焊钳、焊条、焊枪等带电部分，而脚或身体的其他部位对地面或金属结构之间的绝缘不好，尤其是在容器管道内、阴雨潮湿的地方或人体有大量汗水的情况下进行焊接，容易发生触电事故。 ?手或身体某部碰到裸露而带电的接头线、接线柱、导线、极板及破皮或绝缘失效的电线电缆而触电。 ?在靠近高压电网的地方进行焊接时而引起的触电事故。 2、焊接时发生间接触电事故的原因 43 ?电焊设备漏电，人体触及因漏电而带电的壳体而发生触电。 电焊设备漏电的原因: ? 圈因雨淋或受潮导致绝缘损坏而漏电。 ?设备由于超负荷使用或内部短路而发热或有腐蚀性物质作用，致使绝缘性能降低而漏电。 ?电焊设备因受震动、撞击而使线圈或引线的绝缘造成机械性的损坏，同时破损的导线与铁芯或箱壳相连而漏电。 ?由于工作场地管理混乱，致使小金属物(如铁丝、铁屑、螺栓、螺母、焊条头之类)落入内，一段碰到电线头，另一端碰到箱壳或铁芯而漏电。 ?弧焊变压器的一次绕组与二次绕组之间绝缘破坏，错将变压器的输出端当输入端接到电网上，或者将输入电压为220伏的弧焊变压器错接到380伏的电网上，人体触及焊接回路裸导体而发生触电。误将相线接设备机壳，导致设备机壳带电而发生触电。 ?触及绝缘破坏的电缆、开关等而发生触电。 ?由于利用厂房的金属结构、管道、轨道、天车吊钩或其它金属物搭接作为焊接回路而发生触电。 三、电焊设备的安全用电要求和检查 44 1、焊接设备的空载电压既要满足焊接工艺的要求，同时又要保证焊工操作的安全。 2、焊接设备的功率或容量能够满足在给定的焊接条件下正常进行焊接，并设单独的控制装置。控制装置应能可靠的切断设备的危险电流，以保证安全。焊接设备及附属装置安装空间应保证操作方便和安全。 3、焊接设备各个带电部分对地、对外壳、相与相、线与线之间的绝缘电阻都不得小于1兆欧。 4、焊接设备有外露带电部分必须有完好的隔离防护装置，如防护罩、绝缘隔离板等。 5、焊接设备的结构合理、便于维修，各接头处和连接件应牢固可靠。 6、正常状态下焊接设备不带电的金属外壳，必须采用保护接零或接地的防护措施。 四、电焊工具的安全要求和检查 1、焊接电缆 ?在多丝紫铜软芯线外包胶皮绝缘层，其绝缘电阻不得小于1兆欧。 45 ?电缆应轻便柔软，能任意弯曲和扭转，便于焊接操作。 ?电缆应具有良好的抗机械损伤能力，有耐油、耐腐蚀等性能，以适应焊接工作环境的需要。 ?电缆的长度和截面根据焊接工作条件按规定选择，避免超负荷使用。 ?电缆最好使用整根的。如用短根接长使用时，其接头数目应不超过两个。接头处应用铜导体接牢且电阻要小，并将接头处用绝缘布包扎好。 ?电缆与设备、焊钳、焊枪、工件的接触要良好。 ?电缆应定期检查其绝缘性能，一般半年一次为宜。 2、焊钳 ?结构轻便、易于操作。 ?绝缘性能和隔热性能要好。 ?与电缆的连接须简便牢靠，不得外露导线，以防触电。 3、个人防护用品 电焊工的个人防护用品包括:工作服、防护手套、绝缘胶鞋、绝缘垫板等。 46 ?防护手套的长度不得短于300毫米，应用较柔软的皮革或帆布制作。防护手套应保持完好和干燥。 ?绝缘胶鞋应保持完好和干燥。 ?面罩应尽量不用或少用金属材料，非用不可的金属件应保证在正常使用时不能接触到人体。 ?工作服应保持完整干燥，布料应结实耐磨，而且耐火性能要好，不产生静电。 ?在锅炉、容器、管道类工件内施焊时，应使用绝缘垫板，以防止触电。照明灯必须采用安全电压电源，一般不宜超过12伏。 五、预防触电的安全措施 1、加强对焊工的电气安全技术教育，持证上岗。 2、电焊设备与电力线路的连接、拆除以及电焊设备的电气维修必须由电工担任，焊工不得擅自处理。 3、做好隔离防护。电焊设备应有良好的隔离防护装置，避免人体育带电体接触。伸出箱外的接线端应用防护罩盖好;有插销孔接头的设备，插销孔的导体应隐蔽在绝缘板平面内;设备的电源线长度越短越好，一般不超过2,3米，若临时紧迫需要较长电源线时，应在离地面2.5米以上的墙壁上用瓷瓶隔离架设，不得将电源线拖 47 在地面上;各设备之间，以及设备与墙壁之间至少要留1米宽的通道;焊接设备和电源变压器之间的通道，宽度不能小于1.5米。 4、保持良好绝缘。对焊接设备、、电源线、焊接电缆及电焊工具等，要定期检查其绝缘性能(包括绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流、截至损耗等)。 5、装设自动断电装置。 6、加强个人防护，使防护服、防护手套、绝缘胶鞋等符合安全使用要求。 7、采取保护接地或接零措施。 六、电焊机二次线触电成因及预防 电焊机二次线触电事故频发，原因在于二次线电压较低(空载电压一般在50—90V)，人们对触电的成因认识不足，往往错误地认为电焊机二次线是“安全”的，导致二次线致人死亡的事故案例屡见不鲜:某造船厂有一位年轻的女电焊工，正在船舱进行电焊，因船舱内温度高而且通风不好，身上大量出汗，帆布工作服和皮手套已湿透。在更换焊条时触及焊钳口，因痉挛后仰跌倒，焊钳落在颈部未能摆脱，造成电击，事故发生后经抢救无效而死亡。这起事故告诉我们，电焊机二次线电压虽低却足以致命。 48 电焊机空载电压一般在50V,90V左右，而安全电压最高等级为42V，空载电压高于安全电压，这是二次线最主要的不安全因素;另外，一般电焊机电弧引燃后，要维持电弧所需的工作电压为16V,35V，虽然在安全电压范围内，但在不良的焊接环境下如在金属结构上、金属容器、管道内或水下、潮湿地点进行焊接，若焊工身体状况较差，人体电阻很低，也可能造成触电，安全电压并不是绝对安全的。 事实上，如果从更广的范围来探讨电焊机二次线触电问题，其对人体造成的伤害形式是多种多样的。电焊过程中人体与二次线接触，电流作用于人体，在接触部位会产生电流灼伤、电烙印或由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩而导致机体组织断裂、骨折等机械性伤害;电焊过程中产生电弧，在作业者防护不当时，可使其发生电光眼疾患或使金属微粒渗入皮肤导致皮肤金属化;另外，还有更为严重的电击。 分析这些触电事故的原因，主要因为存在下列不安全因素: 电焊机和焊接回路客观上存在着触电危险: 1.电焊机二次绕组绝缘损坏，二次接线柱绝缘不良，致使电焊机外壳带电，而电焊机未接地接零或接地接零、漏电保护器出现问题，电源无法断开，电焊机外壳长时间带电。 49 2.二次输出端接线柱无防护罩、二次电缆线裸露、电焊钳绝缘不合格而出现漏电现象。 3.由于利用厂房的金属结构、管道、轨道、天车吊钩或其他金属物搭接作为焊接回路等。 焊接环境不良: 1.在金属容器、管道内、金属结构上或潮湿的地点、水下进行焊接作业。 2.夏季气温较高，湿度较大，焊工长时间进行焊接作业，通风不良，人体大量出汗和疲劳，身体有病或情绪不佳，导致人体电阻大大降低焊工防护措施不到位: 1.焊工未按规定穿戴劳保用品，尤其是绝缘手套、绝缘鞋和防护面罩。 2.绝缘用品因潮湿、破损等原因失效。 3.在危险环境下，脚下无绝缘垫。 由于上述物质和环境危险因素的存在，在焊工产生失误或在正常操作的情况下其他人员触及不正常带电体会出现下列现象:人的手或身体接触漏电的电焊机外壳、二次线和焊钳等的漏电部分、焊条和焊钳的正常带电部分，而另一只手、脚或身体的某部位又和工 50 件、金属导电体或潮湿的地点接触，就会形成电流回路，造成触电。 预防对策: 为了防止二次线触电事故，避免抢救不及时造成严重伤害，必须在管理、技术和急救方面采取切实有效的预防措施。 1.必须严格电焊工资质的管理。电焊工是国家明确规定的特殊工种之一，其培训、考核、取证、复审和人员的使用管理必须严格执行国家的规定，杜绝无证施焊现象。 2.电焊工劳保用品必须穿戴齐全。焊接作业人员应保证工作服、绝缘鞋、绝缘手套、防护面罩、遮光镜片质量合格，性能达到国家标准要求。这是防止电击、电烧伤、皮肤金属化、电光眼、电烙印和机械性伤害等的最基本和最有效的措施。 3.电焊机必须选用合格的产品。电焊机要有防止过载的热保护装置，在调节电流的铭牌上有明显的过载指示;电焊机各导电部分之间要有良好的绝缘，其绝缘电阻值在初级回路与次级回路之间应不低于5MΩ，带电部分与机壳、机架之间应不低于2.5MΩ;介电强度的实验电压值符合国家规范要求;焊机的一次电源线长度一般不宜超过2米,3米;电焊机工作温度一般在,10?,，40?之间，空气相对湿度在20?时?90,;特殊环境下，如在气温过低或过高、湿度过大、气压过低以及在腐蚀性或爆炸性等情况下，应使用适合 51 特殊条件性能的电焊机，或采取必要的防护措施;每半年应进行一次电焊机维修保养，当发生故障时，应立即切断焊机电源，及时进行检修。 4.电焊机一次线和二次线的接线柱端口都必须有良好的防护罩，防止人体意外触及带电体。如果防护罩是金属材料，必须防止防护罩和接线端口的接线柱、金属导线碰触或连接，以免防护罩带电。 5.电焊机二次电缆线必须绝缘良好，不能有裸露现象。二次电缆线应按国家标准GB50133-85选用，其绝缘电阻不得小于1MΩ，并应具有良好的导电能力，线芯应用多股细铜线(直径在0.2mm,0.4mm)，并且轻便、柔软、便于操作;其截面积应根据使用的焊接电流与电缆线的长度的不同来确定，以防在使用中因为过热而烧毁绝缘层;一般长度不超过20米,30米;二次电缆线和电焊机连接可以用设备耦合器相连;二次电缆把线接头处可以用焊接电缆耦合器(俗称快换接头)进行连接，接头不能多于两个，接头处应绝缘良好。 6.焊钳的质量必须符合安全要求，其绝缘电阻不得小于1MΩ;介电强度通过实验应达到绝缘部分能承受有效值为1000V的交流实验电压而无闪络或击穿现象;焊钳的热额定值通过升温、耐热 52 和耐焊接飞溅物达到规定要求;机械性能通过拉力试验和耐冲击试验符合规定要求;在使用过程中，禁止将热焊钳浸入水中冷却。 7.电焊机的使用坚持“一机、一闸、一漏、一箱”的原则。即每台电焊机必须配备一个独立的电源控制箱，控制箱内有容量符合要求的铁壳开关(或自动空气开关)和漏电保护器，当焊机超负荷时，应能自动切断电源;禁止多台焊机共用一个电源开关;电焊机和电源控制箱的金属外壳都必须接地(或接零)，接地电阻Rd,4Ω，其外壳上的接线螺钉规格不得小于M8，接地线应是中间无接头的整根导线，截面应为相线截面的1/3,1/2且不应小于2.5m?;漏电保护器必须选用符合GB6829—86《漏电电流动作保护器》的产品。这样，可以防止电焊机内部绝缘不良、一次线或二次线接线端口绝缘不良而使电焊机金属外壳带电导致人体触电的情况发生。 8.安装电焊机空载自动断电装置。一般电焊电弧电压为16V,35V(低于安全电压)，也就是引弧后电源输出电压即二次线电压自动下降到工作电压才能稳定地继续施焊，此时，二次线电压安全程度是较高的，但是停焊时二次线电压即变为空载电压50V,90V，比较危险，如果此刻能够切断电焊机电源，就可以从根本上消除二次线乃至一次线的隐患，电焊机空载自动断电装置就具有在设定时间内自动切断电焊机电源的功能。其作用原理如图3(执行单元:控制主电路的接通与切断;计时单元:实现二次输出断路的计时控制; 53 稳定单元:在焊接中采用电流来控制计时单元的稳定;检测单元:实现二次回路电压的检测)。 当焊工停止焊接(焊把离开工件)时，该装置在设定的时间内(1秒,数秒)自动切断电源，当重新开始焊接，焊条触到工件时，装置自动送电起弧。这样，可以防止电焊机在停用时焊工忘记关闭电源使电焊机一直处于开启状态的情况发生;另外在人误操作或设备本身绝缘不良而使人体触电的情况下，由于焊接中断，延时开关将在设定的时间内自动切断电源，减少了人体触电的时间，可以使触电者不受伤害或受伤轻微，避免了触电事故的严重后果。国家规定，在特别危险如在金属容器、管道内、在金属结构上、潮湿地点以及水下、高空等处进行焊接作业电焊机必须配装空载自动断电保护装置。可以说电焊机配备空载自动断电装置是在技术上防止二次线触电事故的极为有效的办法。 9.在不良的环境下施焊，使用“一垫一套”防止触电。在金属容器、管道、金属结构及潮湿地点进行焊接时，触电的危险性很大，除采取安装电焊机自动断电保护装置的措施外还可以采用加“一垫一套”的办法来预防触电，即在焊工脚下加绝缘垫，停止焊接时，取下焊条，在焊钳上套上“绝缘套”。 54 10.严禁使用厂房构件、金属结构、轨道、管道、或其他金属物搭接代替焊接电缆使用。使用这些金属物作为焊接电缆，很容易引起触电，同时会因接触不好，产生火花，引起火灾。 11.由电工进行电焊设备的安装、维修和检查。工作中如设备出现故障，应立即切断电源，找专职有证电工检修，焊工不得擅自处理。 12.电焊机使用过程中不允许超载。若超载运行会因过热而烧毁电焊机，造成危险;如果绝缘烧坏，可能引起漏电而发生触电事故。电焊机发热多少与电流大小和通电时间有关，所以过载指两个方面:一是指焊接电流超过了额定电流值，另一方面是指使用的时间超过了额定暂载率。暂载率是指规定的时间与通电工作时间之比，即 暂载率=(通电工作时间/规定时间)×100,，电焊工进行手工电弧焊时，按国家规定(GB807—74，JB686—74)工作周期即规定时间为5分钟，并且规定额定暂载率为60,，即在5分钟之内只允许通电工作3分钟。 13.工作结束时，要立即切断电源，盘好电缆线，清扫场地，经确认无隐患后，方可离开。 14.触电急救。对触电者进行急救，要点是救治及时和采取正确的救护方法，而最为关键的是“快”。据统计，触电后不超过一分 55 钟开始救治者，90,有良好效果;触电后6分钟开始救治则10,有良好效果;12分钟才开始救治则救活率很小。所以及时抢救至为重要。急救的第一步是尽快使触电者脱离电源。第二步是现场救护，触电者脱离电源后，应立即争分夺秒就地进行抢救，抢救时应该按科学的方法和步骤对症救治，如果触电者心跳或呼吸停止，应正确使用口对口(鼻)人工呼吸法和胸外心脏挤压法， 千万不能消极地等待医生的到来，在现场施行正确的急救的同时，派人通知救护车和医务人员到现场，还可以联系其他车辆将触电者送往医院。抢救应坚持不断，切不可轻率停止，运送途中也不能终止抢救，更不能轻率地断定触电者已经死亡，实际抢救中有抢救5小时还救活的实例，因此只有医生才可以确诊触电者是否已经死亡。送到医院后应由医生进行科学的救治。 七、触电事故案例分析 实例1:焊工擅自接通焊机电源，遭电击 1(事故经过 某厂有位焊工到室外临时施工点焊接，焊机接线时因无电源闸盒，便自己将电缆每股导线头部的胶皮去掉，分别接在露天的电网线上，由于错接零线在火线上，当他调节焊接电流用手触及外壳时，即遭电击身亡。 56 2(主要原因分析 由于焊工不熟悉有关电气安全知识，将零线和火线错接，导致焊机外壳带电，酿成触电死亡事故。 3(主要预防措施 焊接设备接线必须由持证电工进行，焊工不得擅自进行。 实例2:要换焊条时手触焊钳口，遭电击 1(事故经过 某船厂有一位年轻的女电焊工正在船舱内焊接，因舱内温度高加之通风不良，身上大量出汗将工作服和皮手套湿透。在更换焊条时触及焊钳口因痉挛后仰跌倒，焊钳落在颈部未能摆脱，造成电击。事故发生后经抢救无效而死亡。 2(主要原因分析 (1)焊机的空载电压较高超过了安全电压。 (2)船舱内温度高，焊工大量出汗，人体电阻降低，触电危险性增大。 (3)触电后未能及时发现，电流通过人体的持续时间较长，使心脏、肺部等重要器官受到严重破坏，抢救无效。 3(主要预防措施 57 舱内工作时要设监护人，随时注意焊工动态，遇到危险征兆时，立即拉闸进行抢救。 实例3:接线板烧损，焊机外壳带电，造成事故 1(事故经过 某厂点焊工甲和乙进行铁壳点焊时，发现焊机一段引线圈已断，电工只找了一段软线交乙自己更换。乙换线时，发现一次线接线板螺栓松动，使用板手拧紧(此时甲不在现场)，然后试焊几下就离开现场，甲返回后不了解情况，便开始点焊，只焊了一下就大叫一声倒在地上。工人丙立即拉闸，但由于抢救不及时而死亡。 2(主要原因分析 (1)因接线板烧损，线圈与焊机外壳相碰，因而引起短路。 (2)焊机外壳未接地。 3(主要预防措施 (1)应由电工进行设备维修。 (2)焊接设备应保护接地。 实例4:焊工未按要求穿戴防护用品，触电身亡 1(事故经过 58 上海某机械厂结构车间，用数台焊机对产品机座进行焊接，当一名焊工右手合电闸、左手扶焊机时的一瞬间，随即大叫一声，倒在地上，经送医院抢救无效死亡。 2(主要原因分析 (1)电焊机机壳带电。 (2)焊工未戴绝缘手套及穿绝缘鞋。 (3)焊机接地失灵。 3(主要预防措施 (1)工作前应检查设备绝缘层有无破损，接地是否良好。 (2)焊工应戴好个人防护用品。 (3)推、拉电源闸刀时，要戴绝缘手套，动作要快，站在侧面。 手弧焊焊接方法 59 60 61 5、 管T型接头，骑座式管板角接 全位置固定管板的位置如(图1-1)所示。 5-1打底焊 施焊前需将待焊处的污物除净，采用直径3.2mm的焊条，焊接直流95-105A。要求充分熔透根部，以保证底层焊接质量。操作时可分为右侧与左侧两部分(图1-2)。在一般情况下，先焊右侧部分，因为在以右手握焊钳时，右手便于在仰焊位置观察与焊接。 62 (1)、右侧焊 ?引弧。由4点处的管子与底板的夹角处向6点以划擦法引弧。引弧后将其移到6-7点之间进行1-2s的预热，再将焊条向右下方倾斜，其角度如(图1-3)所示。然后压低电弧，将焊条端部轻轻顶在管子与底板的夹角上，进行快速施焊。施焊时，要使管子与底板达到充分融合，同时焊层也要尽量薄些，以利于与左侧焊道接平整。 63 ?、6-5点位置的操作。用斜锯齿形运条，以避免焊瘤的产生。焊接时焊条端部摆动的倾斜角度是逐渐变化的。在6点位置时，焊条摆动的轨迹与水平线呈30?夹角;当焊至5点时夹角为0?如(图1-4)。运条时，向斜下方摆动要快，到地板面(即熔池斜下方)时要少做停顿，使电弧在管壁一侧的停留的时间比在底板一侧要长些，其目的是为了增加管壁一的焊脚高度。运条过程中始终采用短弧，以便在电弧吹力作用下，能托住下坠的熔池金属。 64 ?、5-2点位置的操作。为控制熔池温度和形状，是焊缝成形良好，应用间断熄弧或挑弧法施焊。间断熄弧的操作要领为:当熔敷将熔池填充得十分饱满，使熔池形状欲向下变长时，握焊钳的手腕迅速向上摆动，挑起焊条端部熄弧，待熔池中的液态金属将凝固时，焊条端部迅速靠近弧坑，引起电弧，在将熔池填充得十分饱满。如此引弧、熄弧不断进行。每熄弧一次的前进距离为1.5-2mm。 在进行间断习熄弧焊时，如果熔池产生下坠，可采用横向摆动，以增加电弧在熔池两侧的停留时间，使熔池横向面积增大，把熔敷金属均匀分散在熔池上，使其成形平整。为使熔渣能自由下淌，电弧可稍长些。 ?、2-12点位置的操作。为防止因熔池金属在管壁一侧的聚集而造成焊低脚或咬边(图1-5)，应将焊条端部偏向底板一侧，按(图1-6)所示方法，作短弧斜锯齿形运条，并使电弧在底板侧停留时 65 间长些。如采用间断熄弧焊时，在2-4次运条摆动之后，熄弧一次。当施焊至12点位置时，以间断熄弧或挑弧法，填满弧坑后收弧。 (2)、左侧焊。施焊前，将右侧焊缝的始、末端熔渣除尽。如图6-7点处焊道过高或有焊瘤、飞溅时，必须进行休整或清除。左侧焊除焊道始端和末端外，其它部位的操作均与右侧焊相同。 ?焊道始端的连接。由8点处向右下方以划擦法引弧，将引燃的电弧移到右侧焊缝始端(即6点位置)进行1-2s的预热，然后压低电弧(焊条倾斜角度及其变化情况见图)，以快速小斜锯齿形运条，由6点向7点进行焊接，但焊道不宜过厚。 66 ?焊道末端的连接 当左侧焊道于12点处与右侧焊道相连时，须以挑弧焊或间断熄弧焊施焊。当弧坑被填满后，方可挑起焊条熄弧。 5-2、盖面焊 采用至今3.2mm的焊条，焊接电流100A-120A。操作时也分右侧焊与左侧焊两个过程，一般也是先右侧焊，后左侧焊，施焊前，须将打底焊道上的熔渣及飞溅全部清理干净。 (1)、右侧焊。 67 ?引弧。由4点处的打底焊道表面向6点处以划擦法引弧。引燃电弧后，迅速将电弧(弧长保持在5-10mm)移到6-7点之间，进行1-2s预热，再将焊条向右下方倾斜，其角度如(图2-1)所示。然后，将焊条端部轻轻地顶在6-7点之间的打底焊道上，以直线运条施焊，焊道要薄，以利于与左侧焊道连接平整。 ?6-5点位置的操作。该处采用斜锯齿形运条，其操作方法与焊条角度同打底层操作。运条时由斜下方管壁的摆动要慢，以利于焊脚的增高;向斜上方移动要相对快些，以防止产生焊瘤。在摆动过程中，电弧在管壁侧停留的时间比管板侧要长一些，这样，才能有较多的填充金属聚集在管壁侧，从而使焊脚得以增高。为保证喊叫高度达到所要求尺寸，焊条摆动到管壁一侧时，焊条端部距离底板表面应比焊脚高2mm左右，如(图2-2)所示。当焊条摆动到熔池 68 中间时，应使其端部尽可能离熔池进一些，以利于短弧吹力托住因重力作用而下坠的液体金属，防止焊瘤的产生，并使焊道边缘融合良好，成行平整。在焊接过程中，如果出现熔池金属下坠或管子边缘未融合现象时，可增加焊条摆动速度。采用上述措施仍不能控制熔池的温度形状时，必须采用间断熄弧法。 ?、5-2点位置的操作。由于此处温度局部增高，在焊接过程中，电弧吹力不但起不到上托熔敷金属的作用，而且还容易促进熔敷金属的下坠。因此，只能采用间断熄弧法:即当熔敷金属将熔池填充得十分饱满并欲下坠时，挑起焊条熄弧。待熔池将凝固时，迅速在其前方15mm处的焊道边缘处引弧，切不可直接在弧坑上引弧，以免因电弧的不稳定而使该处产生密集气孔。再将引燃的电弧移动到底板侧的焊道边缘上停留片刻。当熔池金属覆盖在电弧吹成的凹坑上时，将电弧向下偏5?的倾角，同时通过熔池向管壁侧移动，使其在管壁侧在停留片刻。当熔池金属将弧坑覆盖2/3以上时，迅 69 速将电弧移到熔池中间熄弧，间断熄弧如(图2-3)所示。在一般情况下，熄弧时间为1-2s，熄弧时间为3-4s。相邻熔池重叠间距(即每熄弧一次，熔池前移距离)为1-1.5mm。 ?、2-12点位置。该处逐渐成为类似平交焊接的位置。由于熔敷金属在重力作用下，易向熔池低处(即管壁侧)聚集，而处于焊道上方的底板侧又容易被电弧吹成凹坑，形成咬边，难以达到所要求的焊脚尺寸。因此应采取由左(管壁侧)向右(底板侧)运条的间断熄弧法，即焊条端部在距离原熔池10mm处的管壁侧引弧，然后将其缓慢移至熔池下侧停留片刻，待形成新熔池后再通过熔池将电弧移到熔池斜上方，以短弧填满熔池，在将焊条端部迅速向左侧挑起熄弧。当焊至12点处时，将焊条端部靠在打底焊道的管壁处，以直线运条12点与11点之间收弧，为左侧焊道摆动的末端接头打好基础。焊接过程中，可摆动2-3次在熄弧一次，但焊条摆动时向斜上方要慢，向下方要稍快。在此段位置的焊条摆动路线如(图2-4)所示。 70 在焊接过程中，更换焊条速度要快。在引燃电弧后，焊条倾角须比正常焊接时向下倾斜10?-15?，并使第一次燃弧时间稍长一些，以免接头产生凹坑。右侧盖面焊盖面层焊缝成形如(图2-5)所示。 (2)、左道焊。 施焊前，先将右侧的始、末端熔渣除尽，如果接头处有焊瘤或焊道过高，须加工平整。 ?、焊道始端的链接。由8点处的打底焊道表面以划擦法引弧后，将引燃的电弧拉到右侧焊缝始端(6点处)进行1-2s的预热，然后压低电弧。焊条倾角与焊接方向相反，如(图2-6)所示。6-7点处以直线运条，逐渐加大摆动幅度，摆动时的焊条角度变化如(图2-7)所示。摆动的速度和幅度由右侧焊道接处(6-7点之间的一小段焊道)所要求的焊脚速度、焊道厚度来确定，以获得平整的搭接接头为目的。 71 ?焊道末端的连接。当施焊至12点处时，做几次挑弧动作将熔池填满即可收弧。 左侧焊的其他部位的焊接操作，均与右侧焊相同。 6、水平转动管的焊接操作技巧 管道采用转动焊接，相当于平焊的情况，操作简便，易保证质量，生产效率高。除此之外，还可采用滚动支承架和转胎来转动管子，以便焊接。各类装置及设备上的连接管道或工艺管道干线，在管子预制时应大量采用，以提高预制装配程度，减少固定焊口。 6-1、装配与定位焊 装配时要求坡口端面的不平度小于0.5mm，焊口拼装错口不得大于1mm，对口处的弯曲度不得大于1/400。定位焊时，一般以管径 72 大小确定定位焊数量。管径?51mm的小管，定位焊一处即可，定位焊缝在斜平位置上;管径在51-133mm之间的中管，定位焊两处为宜，定位焊缝在水平或斜平位置上;管径,133mm的大管，定位焊有3-4处为宜，常见的为3处。定位焊的大小应适宜，通常当管壁厚度大于5mm时，定位焊焊肉厚度3-5mm，长度一般为10-20mm。定位焊焊肉的两端必须修成缓坡形。 6-2、打底焊 为了使根部易熔透，运条范围选择在立焊部位，可保证根部很好地熔合与焊透，铁水与熔渣很好地分离，尤其在对口间隙较小时应采取此法。操作手法采用直线形或稍加摆动的小月牙形。如果对口间隙较大时，可采用灭弧方法焊接。 对于厚壁管子，为防止因转动时的震动而使焊口根部出现裂纹且便于操作，在对口前应将管子放在平整的转动台或滚扛上。焊接时，每一焊段焊两层后方可转动一次。同时，点固焊缝必须有足够的强度。靠近焊口的两个支点间距最好不大于管径的1.5-2倍。 6-3、其他各层的焊接 转动焊的多层焊接，运条范围选择在管子斜立焊位置焊接，除具备立焊优点外，并有平焊位置操作方便的优点，可用笔立焊位置较大的电流焊接，以提高效率。也可选择在平焊部位，即焊条在垂直中心线两边15?-20?范围内运条，而焊条与垂直中心线成30?，采用月 73 牙形运条法，压住电弧做横向摆动，这样可得到整齐美观的焊缝。 74