焊接切割基础培训讲义.docx

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焊接切割基础培训讲义

电焊与气割基础讲义

讲师：

陈潭亮

第一节电焊作业安全知识

一、预防触电的安全知识：

通过人体电流的大小，决定于线路中的电压和人体的电阻。

当电流超过0.05A时，生命就有危险；通过0.1A时，就足以致命。

因此必须注意防止触电。

1、焊机外壳必须接零或接地，接线要牢靠，以免由于漏电而造成触电。

2、焊机的初级接线、修理和检查由电工进行，焊工不可私自拆修。

次级接线由焊工连接。

3、推拉电源开关时，应戴好干燥的皮手套，面部不要对着刀闸，以免发生电弧伤人。

4、焊钳应有可靠的绝缘，中断工作时，焊钳要放在安全的地方，防止短路烧坏焊机。

5、焊工的工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥。

6、在容器等狭小场所焊接时，须两人轮换操作，其中一人留守在外面监护，发生意外时，立即切断电源便于急救。

7、在潮湿的地方工作时，应用干燥的木板或橡胶片等绝缘物作垫板。

8、在光线暗的地方、容器内操作或夜间工作时，使用的照明灯电压不大于36V。

9、更换焊条时，不仅应戴好手套，而且应避免身体与焊件接触。

焊接电缆必须有完整的绝缘，不可将电缆放在焊接电弧的附近或炽热的焊缝金属上，避免烧坏绝缘层；同时也要避免碰撞磨损，如有破损应立即修理或调换。

10、遇到焊工触电时，切不可用赤手去拉触电者，应迅速将电源切断。

如触电者呈现昏迷状态，要立即施行人工呼吸法，直至送到医院为止。

11、焊工要熟悉和掌握有关电的基本知识，预防触电及触电后急救方法等知识，严格遵守有关部门规定的安全措施，防止触电事故发生。

12、应注意初、次级线,不可接错,输入电压必须符合电焊机的铭牌规定。

严禁接触初级线路的带电部分。

13、次级抽头连接铜板必须压紧,接线柱应有垫圈。

合闸前详细检查螺帽、螺栓及其他部件应无松动。

二、其他安全常识：

1.电焊机不允许在高湿度（相对湿度超过90%），高温度（40℃以上）以及有害工业气体，易燃、易爆物品附近等场所工作。

2.电焊机外壳必须接地，多台电焊机安装时，应接在三相网路上，使三相负载平衡。

3.启用新焊机和长期停用的焊机时，应对焊机性能进行检查，焊机初次的绝缘电阻不应低于0.5兆欧。

4.焊机未切断电源以前，切不可触碰带电部分。

工作完毕或临时离开工作场所时，必须切断电源。

5.铲除焊件的杂物和清除焊渣时，须戴好防护眼镜，以防伤害眼镜，作业时必须穿戴安全防护用具

6.事先检查周围有无易燃易爆物品。

三、工作场所安全注意事项：

（1）、在雨天不得进行露天施焊。

（２）、在高处作业时，焊接电缆不准放在电焊机上，横跨道路的焊接电缆必须装在铁管内，以防止被压破漏电。

操作者必须系好安全带。

（３）、严禁将焊接电缆与气焊的胶管混在一起。

（４）、二次电缆不易过长，一般应根据工作时的具体情况而。

（５）、在施焊过程中，当电焊机发生故障而需要检查电焊机时，必须切断电源后才能进行，禁止在通电情况下用手触动电焊机的任何部分，以免发生事故。

（６）、在容器内焊接时应使用胶皮绝缘防护用具，并在附近安设一个电源开关，有助于专门负责看管。

第二节、电焊

一、电弧焊基本知识

电弧焊接是一种重要的加工方法，它能将分离的金属连接成牢固的整体，组成各种零件和结构。

常用的焊接方法有电弧焊，气焊和电阻焊。

电弧：

在两电极之间的气体中，长时间的强烈放电叫电弧。

电弧放电时，产生大量热量的同时会产生强烈的光线。

电弧焊就是利用电弧放电来熔化焊条和焊件进行焊接。

原理：

焊接引弧时，将焊条和焊件接触，发生短路，由于接触处的电阻和电流的密度很大，短时间内产生大量热能，使焊条顶部和焊件迅速加热、升温。

当稍提起焊条时，在焊条和焊件之间就有高热空气和金属及焊药皮的蒸发气，这些气体很容易电离，形成电流，即产生电弧。

电弧维持正常燃烧的电压为16--35伏，电弧越长，要求稳定燃烧的电压越高，反之越低。

电弧组成：

1、阴极部分2、弧柱部分3、阳极部分

对于直流焊机，如果把阳极接在焊件上，阴极接在焊条上，电弧中的热量大部分集中在焊件上，可以加快焊件的熔化速度，大多用于焊接厚焊件，叫正接法，反之叫反接法。

极性接法的选择，主要取决于焊条的性质和焊件所需的热量。

当使用碱性低氢型焊条或焊接薄钢板、低合金钢和有色金属时，采用反接法；当采用酸性焊条或焊厚钢板时，一般采用正接法。

一般当采用碱性焊条时，如果电弧燃烧稳定，飞溅很小声音平静，说明是反接法，反之是正接法。

使用交流焊机时，因电弧中阴极和阳极在时刻变化，就没有正反接法的差别。

电弧燃烧时应该稳定，要求维持一定的长度、不偏吹、不摇摆、不熄灭。

电弧燃烧不稳定的原因：

1、焊接电源的种类、极性及焊机性能影响；2、焊条药皮的影响；3、气流的影响；4、焊接处不清洁；5、磁偏吹

防止和减小磁偏吹的措施：

1、适当改变焊件与焊接电缆的接触部位，尽可能使弧柱周围磁力线分布均匀。

2、适当调整焊条倾斜角度，使焊条向偏吹方向倾斜用焊接方法连接的接头称为焊接接头，简称接头。

包括焊缝、熔合区和热影响区。

二、焊接接头形式：

对接接头、T型接头、角接接头和搭接接头以及十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。

（1）、对接接头：

两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。

根据焊件的厚度、焊接方法和坡口准备的不同，对接接头可分为：

不开坡口的对接接头，当钢板厚度在6mm以下，一般不开坡口，只留1—2mm的接缝间隙，有些重要的结构，当钢板厚度大于3mm时就要求开坡口，所谓坡口就是根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工的一定几何形状的沟槽。

开坡口的对接形式，开坡口就是机械、火焰或电弧等加工坡口的过程。

将接头开成一定角度叫坡口角度，其目的是为了保证电弧能深入接头根部，使接头根部焊透，以及便于清除熔闸获得较好的焊缝成行，而且坡口能起到调节焊缝金属中的母材和填充金属的比例作用，钝边（焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分）是为了防止烧穿，但钝边的尺寸要保证第一层焊缝能焊透。

根部间隙（焊前，在接头根部之间预留的空隙）也是为了保证接头根部能焊透。

板厚大于6mm的钢板，为了保证焊透，焊前必须开坡口。

坡口形式分为：

①V形坡口钢板厚度为7～40mm时，采用V形坡口有：

V形坡口、钝边V形坡口、单边V形坡口、钝边单边V形坡口四种，V形坡口的特点是加工容易，但焊后焊件易产生变形。

②X形坡口钢板厚度为12～60mm时可采用X形坡口，也称双面V形坡口，X形坡口与V形坡口相比较，具有在相同厚度下，能减少焊着金属量约二分一，焊件焊后变成和产生的内应也小些。

所以它主要用于大厚度以及要求变形较小的结构中。

③U形坡口U形坡口有U形坡口、单边U形坡口、双面U形坡口，当钢板厚度为20～60mm时采用U形坡口，当钢板厚度为40～60mm时采用双面U形坡口。

U形坡口的特点是焊着金属量最少，焊件产生的变形也小，焊缝金属中母材金属占的比例也小，单这种坡口加工较困难，一般应用于较重要的焊接结构。

⑵T形接头

一焊件之间面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头。

T形接头在焊接结构中被广泛地采用，特别是造船厂的船体结构中，约70%的焊缝是这种接头形式。

按照焊件厚度和坡口准备的不同，T形接头可分为不开坡口、单边V，K形以及双U形四种形式。

T形接头作为一般联系焊缝，钢板厚度在2～30mm时，可采用不开坡口，它不需要较精确的坡口准备，若T形接头的焊缝要求承受载荷，则应按照钢板厚度和对结构强度的要求，可分别选用单边V形、K形或双U型等坡口形式，使接头能焊透保证接头强度。

⑶角接接头

两焊件端面件构成大于30°，小于135°夹角的接头，称为角接接头。

角接接头一般用于不重要的焊接结构中。

根据焊件厚度和坡口准备的不同，角接接头可分为不开坡口、单边V型坡口、V型坡口及K型坡口四种形式，但开坡口的角接接头在一般结构中较少采用。

⑷搭接接头

两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。

搭接接头根据其结构形式和对强度的要求不同，可分为不开坡口、圆孔内塞焊以及长孔内角焊三种形式。

不开坡口的搭接接头，一般用于12mm以下的钢板，其重叠部分为3～5倍板厚，并采用双面焊接。

这种接头的装配要求不高，也易装配，但这种接头承载能力低，所以只用在不重要的结构中。

当遇到重叠钢板的面积较大时，为了保证结构强度，可根据需要分别选用圆孔内塞焊和长孔内角焊的接头形式，这种形式特别适合于被焊结构狭小处以及密闭的焊接结构，圆孔和长孔的大小和数量根据板厚和结构的强度要求而定。

⑸坡口的选择原则

上述各种接头形式在选择坡口形式时，应尽量减少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接接头的质量，因此应考虑下列几条原则：

是否能保证焊件焊透。

坡口的形状是否容易加工。

应尽可能地提高生产率、节省填充金属。

焊件焊厚变形应尽可能小。

焊缝形式：

焊缝是焊件经焊接后所形成的结合部分。

焊缝按不同分类的方法可分为下列几种形式。

按焊缝在空间位置的不同可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝、及仰焊缝四种形式。

按焊缝断续情况可分为：

定位焊缝焊前为装配和固定焊件接头的位置而焊接的短焊缝称为定位焊缝。

连续焊缝沿接头全长连续焊接的焊缝。

断续焊缝沿接头全长焊接具有一定间隔的焊缝称为断续焊缝。

它又可分为并列断续焊缝和交错断续焊缝。

断续焊缝只适用于对强度要求不高，以及不需要密闭的焊接结构。

二、手工电弧焊

1，手工电弧焊缝的形成是利用工件和焊条之间引燃电弧，利用电弧高达6000度的高温使工件与焊条形成熔池。

随后焊条沿焊接方向前移，电弧的后方已熔金属迅速冷却，凌固成焊缝，将分离的工件连成整体。

焊条的外层药皮被电弧溶化后，浮在熔池的表面，而隔绝空气，冷凝后形成一层渣壳盖住焊缝金属，起保护焊缝作用。

2：

手工电弧焊的操作要领。

（1）引弧

引弧就是使焊条与工件间引燃并保持稳定的电弧，引弧一般有两种方法﹐即敲击法与摩擦法。

引弧的操作要领﹕

（1）焊条提起要快否则容易黏在工件上。

（2）焊条提起不能太高﹐否则电弧会燃而复灭。

（3）如果焊条接触不能起弧则焊条端部有药皮防碍导电。

3:

平焊

水平位置的堆焊操作是手弧焊的简单基本操作﹐操作时要掌握好“三度”﹔即电弧长度和焊条角度与焊接速度。

4﹔焊接接头的坡口

为了保证焊接接头的强度不低于母材﹐焊接接头必需要熔透。

工件的热量足以从一面或两面熔透整个板的厚度﹐板边可不作任何加工﹐而只需在接口处留一定的间隙﹐就能保证焊透﹐这种接口称为正边坡口﹐如果从两面也难以焊透时﹐那么就要将接口边缘切开切口的目的就是要使焊条能深入接头底部起弧焊接﹐以保证焊透﹐为了防止接头烧穿﹐在坡口的根部要留2~3MM直边﹐称为钝边。

对很厚的工件﹐可以两面开坡口。

5﹕常见的焊接缺陷

由于操作技术不佳﹐焊接的材值不好等原因﹐焊缝有时会产生缺陷﹐常见的缺陷有夹渣﹐咬边﹐未焊透﹐气孔﹐裂纹﹐变形。

他们的产生主要是操作和工艺方面的原因造成的﹐气孔和裂纹的产生主要是母材或焊条的材值不好等材料方面的原因造成。

焊接变形则是伴随焊接的不均加热而产生的。

为了保证焊接产品的质量﹐焊接完成后﹐一般都要对它进行质量检查﹐对不重要的产品可只进行外观的检查并消除缺陷。

对重要的产品则要通过磁性探。

伤﹐超声波探伤和X射线探伤对内部质量进行检验﹐以发现并消除可能杂砸的阴患。

三﹕气体保护焊

气体保护焊不受焊位的限制﹐他更为灵活﹐而且电弧可以直接观察﹐容易对准焊缝﹐操作方便﹐应用范围广最先用作焊接保护气体的是氩气﹐因为氩气是惰性气体﹐即在高温下也不与熔池金属产生化学反应﹐因此将它均匀喷射在熔池周围以隔绝空气﹐可收到良好的保护效果。

氩弧焊有两种基本行式﹐一种是采用钨机棒作电极﹐因为钨极本身不熔化﹐只起导电引弧的作用﹐必须要添加填充金属﹐这种方法称为非熔化极氩弧焊。

另外一种用于母材的相同的金属丝作电极﹐不需要加填充金属﹐称为熔化极氩弧焊。

第四节气焊与气割

气焊与气割是金属材料加工的主要方法之一。

它是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧所释放的热量作热源进行焊接或切割的。

气割生产效率远远高于机械性切割。

我们主要用的是氧气和乙炔。

1、氧气的性质：

常温常压下氧是气态---氧气，分子式为O2。

它是一种无色、无味、无毒的气体，在标况下氧气的密度是1.429kg/m3，比空气略重。

当温度降到-183℃时，氧气由气态变成淡蓝色的液体。

当温度降到-218℃时，液态氧就会变成淡蓝色的固体。

氧气本身不能燃烧，但能助燃。

它的化学性质极为活跃，几乎能与自然界一切元素（除惰性气体）相化合，因此当工业中常用的高压氧气，如果与油脂等易燃物质相接触，就会发生剧烈的氧化反应而使易燃物自行燃烧，从而引起爆炸。

因此在使用氧气时，切不可使氧气瓶瓶阀、减压阀、焊炬、割炬、氧气皮管等沾染上油脂。

2、乙炔：

乙炔是由电石和水相互作用分解而得到的。

电石是CaC2，在空气中易潮化。

乙炔是一种无色而带有特殊臭味的碳氢化合物，分子式为C2H2，标况下密度是1.179KG/M3,比空气轻。

乙炔是可燃性气体，与氧气混合燃烧所产生的火焰温度为3000—3300℃，足以迅速熔化金属进行焊接和切割。

它是一种具有爆炸性的危险气体，当压力在0.15MPA时，如果温度达到580—600℃，乙炔就会自行爆炸，压力越高，自行爆炸所需温度就越低；温度越高，自行爆炸的压力就越低。

乙炔与空气或氧气混合的气体也具有爆炸性，因此应严格防止氧气倒流入乙炔瓶中。

3、气焊、气割使用的设备和能源虽然都有一定的火灾危险性，但火灾爆炸事故的发生，主要不在于这些设备和能源本身，而绝大多数是由于在气焊、气割作业中思想麻痹，操作不当，制度不严，安全措施落实不力而引起的。

4、停止使用焊炬与割炬时，应先关乙炔阀，后关氧气阀，以防止火焰倒袭或焊、割炬内产生烟灰。

当发生回火时，应迅速先关氧气阀，然后关闭乙炔阀、待回火熄灭后，若焊、割炬热量仍然很高，则应将焊、割炬放在水中冷却后，打开氧气阀，吹掉焊、割炬的烟灰，再点火使用。

操作完毕后，应将焊、割矩挂在安全的地方，并把所有的阀门关闭紧，严防漏气。

严禁将焊、割炬连同氧气、乙炔皮管圈在一起放在工具箱或平台等比较密闭的地方。

   5、焊矩、割炬上的氧气与乙炔皮管不能互相换用，乙炔皮管最少不能短于10m。

严禁使用铜管做乙炔管道：

乙炔橡皮管的连接处也不能使用铜管，可用黑铁管做接头。

   6、焊、割作业结束后，必须及时清理现场，消除遗留下的火种，焊工新穿的工作服也要彻底清查一下，看是否有阴燃的情况。

焊接过的受压设备、容器、管道要经过水压或气压试验合格后才能使用；凡经过焊、割或加热后的容器，要等完全冷却后才能进行。