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手工电弧焊技术一、劳动保护和安全检查第一节劳动保护和安全检查学习目标：能够正确准备个人劳保用品，并对场地、设备、工具、夹具进行安全检查。一、劳动保护1。焊接环境中的职业性有危害因素(1)职业性有害因素的种类1）弧光辐射焊接过程中会产生强烈的弧光，弧光由紫外线、红外线和可见光组成。2）有毒气体用碱性焊条焊接时，药皮中的萤石在高温下会产生氟化氢气体。气焊有色金属时有时也会产生铅、锌等有毒气体。(2)职业性有害因素对人体的伤害1）焊工尘肺焊工尘肺是指焊工长期吸入超过规定浓度的烟尘或粉尘所引起的肺组织纤维化的病症，是焊工易患的一种职业病。第一节劳动保护和安全检查可见光：电磁波谱中波长约在0.39～0.76μm范围内且为肉眼可见的电磁辐射可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400到700纳米之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555纳米的电磁波最为敏感，这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。第一节劳动保护和安全检查紫外线：紫外线是电磁波谱中波长从10nm到400nm辐射的总称太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为(0.75-1)～(2.5-3)μm之间；中红外线，波长为(2.5-3)～(25-40)μm之间；远红外线，波长为(25-40)～l000μm之间。第一节劳动保护和安全检查2）眼睛和皮肤的伤害弧光中的紫外线可造成对人眼睛的伤害，引起畏光、眼睛流泪、剧痛等症状，重者可导致电光性眼炎。紫外线还能烧伤皮肤。眼睛受到强红外线的辐射，时间过长会引起白内障。3）噪声性耳聋长期接触噪声可引起噪声性耳聋以及对神经、血光系统的危害等。2。劳动保护用品及使用(1)劳动保护用品种类及要求1）工作服焊接工作服的种类很多，最常见的事面白帆布工作服。白色对弧光有反射作用，棉帆布有隔热、耐磨、不易燃烧可防止烧伤和烫伤等作用。焊接与切割作业的工作服，不能用一般合成纤维织物制作。2）焊工防护鞋焊工防护鞋应具有绝缘、抗热、不易燃、耐磨损和防滑的性能，焊工防护鞋的橡胶鞋底，经经耐电压5000V耐压试验，合格（不击穿）后方能使用。如在易燃易爆场合焊接时，鞋底不应有鞋钉，以免产生摩擦火星。在有积水的地面焊接切割时，焊工应穿用经6000V耐压试验合格的防水橡胶鞋。3）耳塞、耳罩和防噪声盔国家标准规定工作企业噪声不应超过85dB，最高不能超过90dB。为了消除和降低噪声，经常采取隔声、消声、减震等一些列噪声控制技术。当仍不能降噪声降低到允许标准以下时，则应采用耳塞、耳罩或防噪声盔等个人噪声防护用品。(2)劳动保护用品的正确使用1）正确穿戴工作服穿着工作服时要把衣领和袖子扣扣好，上衣不应系在工作裤里边，工作服不应有破损、空洞和缝隙，不允许粘有油脂，或穿着潮湿的工作服。2）使用耳罩时，应先检查外壳有无裂纹和漏气，使用时务必使耳罩软垫圈与周围皮肤贴合。第一节劳动保护和安全检查第一节劳动保护和安全检查二、场地设备及工具、夹具和安全检查1。场地的安全检查(1)焊接场地检查的必要性由于焊接场地不符合安全要求造成火灾、爆炸、触电等事故时有发生，破坏性和危害性很大。要防患于未然，必须对焊接场地进行检查。(2)焊接场地的类型焊接作业场地一般有两类：一类是正常结构产品的焊接场地，如车间等;另一类是现场检修、抢修工作场地。(3)焊接场地检查的内容1）检查焊接场地是否保持必要的通道，且车辆通道宽度不小于3M；人行通道不小于1.5M。2）检查焊工作业面积是否足够，焊工作业面积不应小于4M；地面应干燥；工作场地要有良好的自然采光或局部照明，以保证工作面照度达50~100Lx。3）检查焊割场地周围10M范围内，可燃易爆物品是否清除干净。如不能清除干净，应采取可靠的安全措施如用水喷湿或用防火盖板、湿麻袋、石棉布等覆盖。放在焊割场地附近的可燃材料需预先采取安全措施以隔绝火星。2第一节劳动保护和安全检查2。工具、夹具的安全检查(1)工具、夹具的种类1）工具①电焊钳电焊钳的作用是夹持焊条和传导电流，由上钳、下钳、弯臂、弹簧、直柄、胶布手柄及固定销等组成，应检查电焊钳的导电性能，隔热性能，夹持焊条要牢固，装换焊条要方便。电焊钳的规格有300A和500A两种。②面罩和护目镜片面罩是为防止焊接时的飞溅、弧光及其他辐射对焊工面部及颈部损伤的一种遮蔽工具，有手持和头盔式两种。2）夹具为保证焊件尺寸，提高装配效率，防止焊接变形所采用的夹具叫焊接夹具。①加紧工具用来紧固装配零件。常用的有楔口夹板、螺旋弓形夹，带压板的楔口收紧夹等。②撑具是扩大或撑紧装配件用的一种工具。一般是利用螺钉或正反螺钉来达到。第一节劳动保护和安全检查三、焊条电弧焊安全操作规程1.一般情况下的安全操作规程1）焊工在更换焊条时一定要戴电焊手套，不得赤手操作。在带电情况下，不要将焊钳夹在腋下而去搬动焊件或将电缆线绕挂在脖颈上。2）焊工推拉闸刀时，要侧身向着电闸，防止电弧火花烧伤面部。3）焊机安装、修理和检查应由电工进行，焊工不得擅自拆修。2.设备的安全检查1.设备安全检查的必要性焊接工作前，应先检查焊机和工具是否安全可靠，这是防止触电事故及其他设备事故的非常重要的环节。2.焊条电弧焊施焊前对设备检查的项目1）检查电源的一次、二次绕组绝缘与接地情况。应检查绝缘的可靠性、接线的正确性、电网电压与电源的铭牌吻合。2）检查电源接地可靠性。3）检查焊接电流调节装置的可靠性。4）检查是否短路。焊钳是否放在被焊工件上。焊接•所谓焊接，就是把两种相同或不相同的材料，利用原子间的联系及质点的扩散作用原理，经过加热、加压或加热的同时加压，这样就可以形成永久性连接的方法。手工电弧焊的优点１）工艺灵活，适应性强，适用于碳钢，低合金钢，耐热钢，不锈钢等各种材料个平焊，立焊，横焊，仰焊等各种位置以及不同厚度，结构形状的焊接。它是熔化焊中最通用的一种焊接方法。２）焊缝质量好，与气焊及埋弧焊相比，焊条电弧焊的金相组织细，热影响区小，接头型好。３）易于调整，易于通过工艺调整（如对称焊等）来控制变形和改善应力。４）简单方便，设备简单，操作方便。手工电弧焊的缺点１）要求焊工操作技术高，焊工操作技术和经验直接影响产品质量的好坏。２）劳动条件差，焊工在操作时必须手脑并用，精神高度集中，而且还要受到高温烘烤及有毒，烟尘，光辐射和金属蒸汽的危害。３）生产率低，受焊工体质的影响，焊接工艺参数选择范围较小，故生产率低。第二节手工电弧焊的电弧应用范围广，在造船，铁路，锅炉及压力容器，机械制造，建筑结构化工设备以及航空，航天等制造维修中都广泛使用焊条电弧焊。二，焊接电弧正负两个电极间的放电现象称为电弧，它是一种空气导电现象。但是一般的电弧由于存在时间短而无法用来焊接。而焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。它具有两个特性，即能放出强列的光和大量的热。焊接就是利用产生的热量作为热源，用来熔化母材和填充金属。焊接电弧的产生由阴极发出的电子在电场的作用下快速的向阳极运动，在运动中与中性气体粒子相撞，并使其电离，分离成电子和正离子，电子被阳极吸收，而正离子向阴极运动，形成电弧的放电现象。焊接电弧的组成焊接电弧由阴极区，弧住区和阳极区三部分组成，其构造如图1--所示。1）阴极区，电弧仅靠负电极的区域为阴极区。阴极区很窄电场强度很大。在阴极区的阴极表面有一个明亮的斑点，称为阴极斑点。因此，阴极斑点是一次电子发射的发源地电流密度很大，也是阴极区温度最高的地方。2)阳极区，电弧紧靠正电极的区域为阳极区。阳极区比阴极区宽但也只有10-3——10-4cm。在阳极得表面也有一个明亮的斑点，称为阳极斑点。是集中接收电子的微小区域阳极区电场强度比阴极区小得多。3）弧柱区，在阴极区和阳极区之间的区域称为弧住区。弧柱的长度就可以认为是电弧的长度。在弧柱区充满了电子，正离子，负离子和中性的气体分子和原子，并拌随激烈的电离反应。阴极区和阳极区温度焊接电弧静特性在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系，称为焊接电弧的静特性。整个静特性曲线可分为下降段、水平段和上升段三部分。焊机电流的偏吹使电弧中心偏离电极轴线的现象称为电弧的偏吹。电弧偏吹使电弧然烧不稳定，影响焊缝成型和焊接质量。造成电弧偏吹的原因很多，主要有以下几种。1)焊条药皮偏心引起的偏吹，原因由；焊条因制造工艺不当产生偏心，在焊接时，电弧燃烧后药皮融化不均，电弧将偏向药皮薄的一则形成偏吹，所以为防止电弧偏吹，焊条的偏心度应符合国家标准的规定2）磁偏吹，进行直流电弧焊时，电弧因受到焊接回路所产生的电磁力的作用而产生的电弧偏吹称为磁偏吹。造成电弧产生磁偏吹的主要原因；1)焊条药皮偏心引起的偏吹，原因由；焊条因制造工艺、在焊接时，电弧燃烧后药皮融化不均、电弧将偏向药皮薄的一侧形成偏吹，所以为防止电弧偏吹焊条药皮偏心引起的偏吹磁偏吹2）磁偏吹，进行直流电弧焊时，电弧因受到焊接回路所产生的电磁力的作用而产生的电弧偏吹称为磁偏吹。铁礠物质引起偏吹第三节焊接电源种类和极性进行焊条电弧焊时，采用的电源有交流和直流两大类，根据焊条的性质进行选择。1、焊接电源的选择通常，酸性焊条可采用交流、直流两种电源，一般优先选用交流电源。碱性焊条由于电弧稳定性差，所以必须使用直流电源，但对药皮中含有较多稳弧剂的碱性焊条（如：低氢钾型），也可使用交流电源，此时电源的空载电压应较高些。2、极性的选择在采用直流电源时，焊件与电源输出端正，负极的接法，叫极性。当焊件接电源正极，焊条接电源负极时的焊接叫正接，也称正极性。当焊件接电源负极，焊条接电源正极时的接法叫反接，也称反极性。（1）碱性焊条常采用反接，采用正接时，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大。而采用反接时，电弧燃定，飞溅很小声音也较平静均匀。（2）酸性焊条如果使用直流电源时，通常采用正接。因为阳极部分的温度高于阴极部分。所以用正接可以得到较大的熔深。反接法直流焊机直流焊机+－焊条工件焊条工件+－正接法焊条直径与焊件厚度的关系焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度，所处的焊接位置以及待焊接头的形式和焊道层次等因素。对于厚的材料可采用大直径的焊条，厚度越大，焊条直径越大，见表1-----2。焊件厚度≤44~1212焊条直径2.5~3.23.2~4≥4各种焊条直径使用电流参考值焊条直径(mm)1.62.02.53.24.05.06.0焊接电流（A）25~4040~6550~80100至130160至210200至270260至300焊条直径越粗，焊接电流越大，每种直径的焊条都有一个最合适的电流范围见表1---3第四节焊条的组成及分类焊条电弧焊中使用的涂有药皮的熔化电极称为焊条。它是由焊芯，和药皮两个部分组成。焊芯焊芯是焊接用专用的金属丝，是组成焊缝金属的主要材料。焊接时焊芯的主要作用：一是作为一个电极起传导电流和引燃电弧的作用。二是熔化后作为填充金属与熔化后的母材一起形成焊缝。•焊条的直径用焊芯的直径表示，焊条直径的规格有Φ1.6、Φ2.5、Φ3.2、Φ4、Φ5、Φ6毫米几种，长度200-550毫米不等。而我们实习用焊条直径为Φ3.2毫米，长度为350毫米。药皮的作用•容易引弧，保证电弧稳定，在焊接过程中飞溅小。(2)药皮熔化速度应慢于焊芯熔化速度，以造成喇叭状的套简(套筒长度应小于焊芯直径），有利于熔滴过渡和造成保护气氛；•(3)熔渣的比重应小于熔化金属的比重，凝固温度也应稍低于金属凝固温度，渣壳应易脱掉•(4)具有掺合金和冶金处理作用•(5)适应各种位置的焊接碳钢焊条第五节焊条的分类1）根据焊条药皮的性质不同，焊条可以分为酸性焊条和碱性焊条两大类2）按焊条的用途不同，焊条可分为结构钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、耐热钢焊条、低温焊条、堆焊焊条、铜和铜合金、镍和镍合金、铝及铝合金焊条等，其中结构钢焊条应用最广。酸性焊条的优点具有优越的焊接工艺性能，易引弧、电弧稳、焊接舒