焊接安全操作技术报告.docx

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焊接安全操作技术报告

第1章······························３

1.1手工电弧焊的基本原理····················3

1.2焊接电弧的稳定性························4

1.3各种位置的焊接··························4

第2章·····························19

2.1电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及防止方法·19

2.2焊接操作不当引发事故的典型案例··········25

小结·······························28

第1章

1.1手工电弧焊的基本原理

电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及防止方法焊接过程：

手工电弧焊由焊接电源、焊接电缆、焊钳、焊条、焊件、电弧构成回路，焊接时采用焊条和工件接触引燃电弧，然后提起焊条并保持一定距离，在焊接电源提供合适电弧电压和焊接电流下电弧稳定燃烧，产生高温，焊条和焊件局部加热到融化状态。

焊条端部熔化的金属和被熔化的焊件金属熔合在一起，形成熔池。

在焊接中，电弧随焊条移动，熔池中的液态金属逐步冷却结晶后便形成焊缝，两焊件被焊接在一起。

图1

在焊接中，焊条的焊芯熔化后以熔滴的形式向熔池过渡，同时焊条涂层产生一定量气体和液态熔渣。

产生的气体充满在电弧和熔池周围，隔绝空气。

液态熔渣比液态金属密度小，浮在熔池上面，从而起到保护熔池作用。

熔池内金属冷却凝固时熔渣也随之凝固形成焊渣覆盖在焊缝表面，防止高温的焊缝金属被氧化，并且降低焊缝的冷却速度。

在焊接过程中，液态金属与液态熔渣和气体间进行脱氧、去硫、去磷、去氢等复杂的冶金反应，从而使焊缝金属获得合适的化学成分和组织。

1.2焊接电弧的稳定性

影响焊接稳定性的因素：

1）焊工操作技术：

如焊接操作中电弧长度控制不当，将会产生断弧；

2）弧焊电源：

a弧焊电源特性，符合电弧燃烧的要求时，稳定性好，反之则差；

b弧焊电源的种类。

直流焊接电源比交流弧焊电源的电弧稳定性好；

c弧焊电源的空载电压。

越高引弧越容易，电弧燃烧的稳定性越好，但空载电压过高时对焊工人身安全不利。

3）焊接电流：

焊接电流大，电弧温度高，电弧燃烧越稳定；

4）焊条涂层：

焊条涂层中含电离电位较低的物质（如钾、钠、钙的氧化物）越多，气体电离程度越好，导电性越强，则电弧燃烧越稳定；

5）电弧长度：

电弧长度过短，容易造成短路；过长就会产生剧烈摆动，破坏焊接电弧稳定性，而且飞溅大；

6）焊接表面状况、气流、电弧偏吹等：

表面不清洁，气流，大风，电弧偏吹等都会降低电弧燃烧稳定性。

1.3各种位置的焊接

1）引弧（手工电弧焊时引燃电弧的过程称为引弧）常用的引弧方式有划擦引弧法和直击引弧法，如图：

a、划擦法引弧的操作要领：

先将焊条的末端对准焊件，然后手腕扭转一下，像划火柴似的将焊条在焊件表面轻轻划擦一下，引燃电弧，再迅速将焊条提起2-4mm，使电弧引燃，并保持电弧长度，使之稳定燃烧。

b、直击法引弧的操作要领：

将焊条末端对准焊件，然后将手腕下弯，使焊条轻微碰一下焊件后迅速提起2-4mm，即引燃电弧，引弧后，手腕放平，使电弧长度保持在与所用焊条直径适当的范围内，使电弧稳定燃烧。

2）平敷焊（在平焊位置上堆敷焊道的一种焊接操作方法）焊接操作时，焊工左手持面罩，右手握焊钳，如下左图，焊条工作角（焊条轴线在和焊条前进方向垂直的平面内投影与工件表面间夹角）为90度。

焊条前倾角+10度~+20度（正倾角表示焊条向前进方向倾斜，负倾角表示向前进方向的反方向倾斜）如下右图。

图2

a、焊道的起头

起头时焊件温度较低，所以起点处熔深较浅。

可在引弧后先将电弧稍微拉长，对起头处预热，然后再适当缩短电弧进行正式焊接。

b、运条

在正常焊接时，焊条的运动可分为三种基本运动形式：

沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移动、焊条横向摆动，如下图

图3

c、运条方法

厚板在焊接时，为了获得较宽的焊缝，焊条沿焊缝横向做有规律的摆动，根据摆动规律的不同，通常有以下运条方法：

①直线形运条法：

常用于I形坡口的对接平焊，多层焊的第一层焊道或多层多道焊

②直线往复运条法：

特点是焊接速度快、焊缝窄、散热快，适用于薄板或接头间隙较大的多层焊的第一道焊道。

③锯齿形运条法：

焊接时，焊条末端作锯齿形连续摆动和向前移动，并在两边稍停片刻，以防产生咬边，这种方法容易掌握，生产应用较多。

④月牙形运条法：

这种运条方法熔池存在时间常，易于熔渣和气体析出，焊缝质量高。

⑤斜三角形运条法：

这种运条方法能够借助焊条的摇动来控制熔化金属，促使焊缝成型良好，适用于T形接头的平焊和仰焊以及开有坡口的横焊。

⑥正三角形运条法：

这种方法一次能焊出较厚的焊缝断面，不易夹渣，生产率高，适用于开坡口的对接接头。

⑦正圆圈形运条法：

这种运条方法熔池存在时间长，温度高，便于熔渣上浮和气体析出，一般只用于较厚焊件的平焊。

⑧斜圆圈形形运条法：

这种运条方法有利于控制熔池金属不下淌，适用于T形接头的平焊和仰焊，对接接头的横焊。

⑨8字形运条法：

这种运条方法能保证焊缝边缘得到充分加热，熔化均匀，保证焊透，适用于带有坡口的厚板对接焊。

图4

d、焊道的连接（如图四种方式）

图5

①尾头相接是以先焊焊道尾部接头的连接方式，这种接头应用最多

②头头相接是从先焊焊道起头处续焊接头的连接方式，要求先焊焊道的起头略前处引弧，并稍微拉长电弧，将电弧拉至起头处，并覆盖其端头，带起头处焊平后再向反向移动。

如下左图。

③尾尾相接就是后焊焊道从接口的令一端引弧，焊到前焊道的结尾处，焊接速度略慢些，以填满弧坑，然后以较快的焊接速度再向前焊一小段，熄弧。

如下右图。

④首尾相接是后焊焊道的结尾与先焊焊道的起头相连接，利用结尾时的高温重复熔化先焊焊道的起头处，将焊道焊平后快速收尾。

图6图7

e、焊道的收尾

焊道的收尾就是一条焊道结束时如何収弧。

常用的方法有以下三种：

①画圈收尾法

焊条移至焊道终点时，利用手腕动作使焊条尾端做圆圈运动，直到填满弧坑后再拉断电弧，此法适用厚板焊接，薄板容易烧穿。

图8

②反复断弧收尾法

焊条移至焊道终点时，反复在弧坑处熄弧---引弧多次，直至填满弧坑，此法适用薄板和大电流焊接，但碱性焊不适合，易出现气孔。

图9

③回焊收尾法

焊条移至焊道收尾处即停止，但不熄弧，适当改变焊条角度，如右图，由1位置转到2位置，填满弧坑后再转到3位置，然后慢慢拉断电弧，碱性焊条常用此法。

图10

3）平接对焊（在平焊位置上焊接对接接头的一种操作方法）

a、中厚板（3-6mm）I形坡口对接焊

装配及定位焊：

焊接装配时应保证两板对接处平齐，板厚时应留有一定间隙，以保证焊透，间隙大小取决于板厚，见下表：

表1

焊接操作：

焊缝的起点、连接、收尾和平敷焊相同

b、薄板（2mm）平对接焊

焊接时易烧穿、焊缝成形不良、焊后变形大，所以操作时应注意以下几点：

是装配间隙不超过0.5mm，剔除接头处毛刺；

是定位焊缝应短，近似点状，间距应小些；

是宜采用短弧快速直线或直线往复式运条方式，防止烧穿；

是最好采用下坡焊，既是将焊件起头处抬起15~20度；

是焊后进行校正

c、厚板平对接焊

厚板焊接应开坡口，以保证根部焊透。

一般开V形、X形、U形坡口，采用多层焊或多层多道焊。

下图

图11

焊接方法：

是打底层（第一层）焊道，选用较小直径焊条（一般为3.2mm）运条方法视间隙大小而定，，间隙小时采用直线形运条法，间隙大时采用直线往复运条法，以防烧穿。

是其它层焊道，用角向磨光机或扁铲将焊渣清除干净，选用4mm直径焊条，第二层采用直线形或小锯齿形运条，其余各层采用锯齿形运条，摆动范围逐渐加宽，注意各焊道不要太厚，以防熔渣流到熔池前面造成夹渣。

多层多道焊时，每条焊道可采用直线形运条法。

d、单面焊双面成形操作技术

在有些焊接结构中，不能采用双面焊接，只能从焊缝一面进行焊接，又要求完全焊透，这种熔透焊道焊接法就是单面焊双面成形技术。

单面焊双面成形的主要要求时焊件背面能焊出质量符合要求的焊缝，其关键是正面打底层的焊接。

打底层目前的焊接方法有：

断弧焊和连弧焊两种。

断弧焊法。

断弧法焊接时，电弧时燃时灭，靠调节电弧燃、灭时间长短来控制熔池温度，工艺参数选择范围宽，是目前常用的一种打底层方法；

连续弧焊法。

用连弧法进行打底层焊接时，电弧连续燃烧，采用较小的根部间隙，选用较小的焊接电流，焊接时电弧始终处于燃烧状态并做有规律的摆动，使熔滴均匀过渡到熔池。

连弧法背面成形较好，热影响区分布均匀，焊缝质量较高，是目前推广使用的一种打底层焊接方法。

其他各层的焊接。

选用直径4mm的焊条，填充层电流为150~170A，盖面层为140~160A，弧长2mm，层面严格清渣盖面层施焊时，电弧的1/3弧柱将坡口边缘熔合1.5-2mm左右，并在坡口边缘稍停，以防止咬边。

4）角焊操作技能

焊接时根据焊脚尺寸选择焊接方式，焊脚尺寸小于8mm时，采用单层焊；焊脚尺寸为8-10mm时采用多层焊；焊脚尺寸大于10mm时采用多层多道焊。

a、单层焊

由于角焊缝焊接热量向三个方向扩散，散热快，不易烧穿，焊接电流比同板厚大10%左右。

焊接角度，当两板等厚时为45°，厚度不等时偏向薄板，下图

图12

对于焊脚尺寸为5-8mm焊缝，可采用斜锯齿形或斜圆圈形运条方法如下图

图13

b、多层焊（和厚板平对焊相似）

c、船形焊（见下图）

图14

船形焊时，熔池处于水平位置，相当于平焊，焊缝质量好，易于操作，焊接时可采用较大直径的焊条和较大电流

5）对接横焊（是焊件处于垂直位置而接口处于水平位置的焊接操作，见下图）

图15

横焊操作时，由于熔化的金属处于重力作用，有下淌倾向，使焊缝上面出现咬边，下面出现焊瘤、未焊透、夹渣等缺陷。

a、I形坡口的横焊操作

装配及定位焊：

当焊件厚度小于5mm时，一般不开坡口但应预留有宽度为板厚1/2左右的间隙，采用双面焊接。

正面焊接：

在定位焊的背面进行焊接。

选用3.2mm的焊条，焊接电流比对接平焊时小10%-15%，焊条工作角度见图，

图16

运条方式：

焊件较薄时采用往复直线形运条，较厚时采用短弧直线形或小斜圆圈形运条方法，圆圈倾斜约45°。

背面焊接：

背面焊接方法和正面焊接基本相同。

b、开坡口的横焊操作

当焊件较厚时，一般可开V形、U形、单V形、但U形坡口，坡口间隙2-3mm，钝边1-3mm。

横焊坡口特点时下面焊件不开坡口或坡口角度小于上面焊件，如图有助于避免熔池金属下淌，利于焊缝成形

图17

对于开坡口的焊件，应采用多层焊或多层多道焊，其焊道排列顺序见上图。

焊打底层焊道时，应选用较小直径（3.2mm）的焊条；焊第二焊道时，可选用直径3.2mm或4mm的焊条；对于多层多道焊，可选用3.2mm焊条，直线形或小圆圈形远眺，并根据焊道位置适当调整焊条角度，始终保持短弧和适当的焊接速度，以获得良好的焊缝成形。

6）对接立焊

立焊操作比平焊操作困难，主要原因时熔池及熔滴在重力作用下易下淌，产生焊瘤及焊缝两边咬边，焊缝成形不如平焊时美观，但立焊时易清渣。

立焊操作时根据焊件与焊工距离的不同，焊工可采取立式或蹲式两种操作姿势，如图

图18

立式操作方法有两种：

一种是由下向上施焊，称为向上立焊；另一种是由上向下施焊，称为向下立焊。

生产中应用最多的是由下向上施焊。

a、向上施焊操作要领

焊接时应选用较小直径的焊条（2.5-4mm），较小焊接电流（比平时小10%-15%），这样熔池

体积小，冷却凝固快，可以减少和防止熔化金属下淌；

采用短弧焊接，电弧长度不大于焊