焊接及切割劳动卫生 (2)

1、 气体保护电弧焊和等离子弧焊与切割第一节气体保护电弧焊工作原理、适用范围和安全特点一、气体保护焊特点 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。优点： 1、电弧和熔池可见性好； 2、操作方便，不需清渣； 3、易于实现机械化和自动化； 4、可焊接性质活泼的有色金属及合金； 5、可焊接薄板。缺点： 1、弧光辐射强，设备复杂，价格高； 2、室外作业需设档风板。二、气体保护焊分类扫描p190表5-1三、气体保护焊安全特点电流密度大，弧光强，温度高，有害气体的浓度为焊条电弧焊的47倍；引弧时产生高频电磁辐射，引起头昏、疲乏无力、心悸等症状；钍钨极具有放射性，易造

2、成中枢神经系统疾病；气体保护焊气瓶为压缩气瓶，不得靠近火源，勿暴晒，要有防震圈，不使气瓶跌落或撞击，瓶内气体不能用尽，应留有一定余压，打开阀门不要太快。第二节 钨极惰性气体保护焊及安全操作一、钨极惰性气体保护焊的特点钨极惰性气体保护焊是在惰性气体的保护下，利用钨极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。如图： 钨极氩弧焊示意图1-喷嘴 2-钨极 3-电弧 4-焊缝 5-工件 6-熔池 7-填充焊丝 8-氩气钨极氩弧焊按操作方式分为：手工、半自动、自动三类。钨极氩弧焊的优点保护效果好，可焊接化学活泼性较强的有色金属、不锈钢和各种合金；适于焊接薄板及超薄板材料；可进行全位置焊，易实现

3、单面焊双面成形；钨极氩弧焊缺点熔深浅，生产效率低；钨极承载电流能力差，不能采用大电流，熔敷速度小；生产成本高。二、钨极氩弧焊设备钨极氩弧焊设备主要由焊接电源、引弧及稳弧装置、焊枪、供气系统、水冷系统焊接程序控制装置等部分组成。钨极氩弧焊的电流种类可分为直流正接、直流反接、交流三种。扫描P193表5-2三、钨极氩弧焊安全技术氩弧焊的安全技术1、放射性2、高频磁场 引弧时，产生高频磁场强度在60110V/m之间，超过卫生标准（20V/m）数倍。但由于时间短，对人体影响不大；3、有害气体 主要是臭氧和氮氧化物安全防护措施1、通风措施2、防护射线措施：采用铈钨极，磨削钨极应带口罩、手套，洗手、洗脸；3

4、、防护高频的措施：1）工件接地，焊枪电缆和地线进行屏蔽；2）降低频率；3）不要采用高频振荡器做稳弧装置，减少高频作用时间。4、加强个人防护，穿戴好劳保用品。 第三节 熔化极气体保护焊设备的组成和工作原理熔化极气体保护焊采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使焊丝、电弧、熔池免受周围空气的有害作用。连续送进的焊丝不断熔化并过渡到熔池，与母材金属融合形成焊缝金属。熔化极气体保护焊对焊接区保护简单、方便，焊接区便于观察，焊枪操作方便，生产效率高，易于实现全位置焊和自动化、机械化。设备可分为自动焊和半自动焊两种。主要有焊接电源、送丝系统、焊枪及行走系

5、统、供气系统和冷却系统、控制系统组成。第四节 CO2气体保护焊和药芯焊丝电弧焊及其安全操作CO2气体保护焊特点 具有成本低、抗氢气孔能力强、焊后变形小、适合薄板焊接等优点，广泛适用于低碳钢、低合金钢等黑色金属材料的焊接；主要缺点是焊接过程中金属飞溅较大。药芯焊丝电弧焊特点 主要优点是采用气渣联合保护，焊缝成形美观，电弧稳定性好，飞溅细而小；焊丝熔敷速度快，熔敷效率高8590，生产率高（比手工焊高35倍），焊接各种钢材的适应性强。 主要缺点是焊丝制造过程复杂，送丝困难，焊丝易锈蚀，粉剂易吸潮，对焊丝的保管要求较严。CO2气体保护焊和药芯焊丝安全操作技术1、 CO2气体保护焊电弧温度约为60001

6、0000，电弧光辐射强；2、 CO2气体保护焊飞溅较多，应作好防护；3、焊接过程中会产生CO等有害气体或烟尘，应加强通风；4、 CO2气体预热器所使用的电压不得高于36V，外壳接地要可靠；5、 CO2气瓶不能接近热源；6、大电流粗丝CO2气体保护焊时，应防止焊枪水冷系统漏水破坏绝缘，以免发生触电事故。第五节 熔化极惰性气体保护焊和混合气体保护焊及其安全操作熔化极惰性气体保护焊 通常采用惰性气体氩、氦或它们的混合气体作为焊接区的保护气体。由于焊丝外表无涂料，电流可大大提高，熔深大，焊丝熔化速度快，熔敷效率高，生产率高。适用于中、厚板材的焊接。熔化极混合气体保护焊 熔化极混合气体保护焊是采用在惰性

7、气体中加入一定量的活性气体作为保护气体的一种熔化极气体保护焊方法。如Ar+CO2， Ar+O2 ， Ar+CO2+O2 等。采用混合气体作为保护气体具有以下作用：1、提高熔滴过渡的稳定性，2、稳定阴极斑点，提高电弧燃烧的稳定性；3、改善熔深及外观成形；4、增大电弧热功率；5、控制冶金质量，减少焊接缺陷；6、降低焊接成本。三、熔化极惰性气体保护焊和混合气体保护焊安全操作技术定期检查焊枪夹头的加紧力，焊机工作元件及喷嘴的绝缘性能；电弧辐射强，应加强防护；通风良好，减少有害气体及烟尘含量；使用前应检查焊机的供气、供水系统，不得漏水、漏气；气瓶应轻放，防止倾倒。与热源距离应大于3米；移动焊机时，易损电

8、子器件应单独搬运。第六节 等离子弧焊接与切割及安全操作等离子弧的形成 等离子弧是利用等离子枪将阴极(如钨极)和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧。等离子弧可用于焊接、喷涂、堆焊及切割。 电离了的离子气从喷嘴流出时受到孔径限制，使弧柱截面变小，该孔径对弧柱的压缩作用称机械压缩。水冷喷嘴内壁表面有一层冷气膜，电弧经过孔道时，冷气膜一方面使喷嘴与弧柱绝缘，另一方面使弧柱有效截面进一步收缩，这种收缩称热收缩。弧柱电流自身磁场对弧柱的压缩作用称磁收缩。在机械压缩与热收缩、磁收缩的作用下，等离子弧（也称压缩电弧）的电弧功率及温度明显高于自由电弧。等离子弧的电弧温度比自由电

9、弧高300%、电弧功率高100%。扫描p10图等离子弧的特点1、等离子弧能量集中，温度高，2、电弧挺度好，弧长变化对加热面积和电流密度影响较小，对焊缝成形影响不明显；3、焊接速度比钨极氩弧焊快。等离子弧焊的焊接速度大都超过15m/h，采用熔透型等离子弧焊焊接薄板卷制不锈钢管纵缝，最高焊接速度可达492m/h；4、能焊接更细、更薄的焊件。如微束等离子弧焊电流调节范围0.125A，用于焊接0.011.5 mm的工件；5、设备复杂，工艺参数调节复杂。等离子弧的类型 等离子弧按电源的供电方式分为非转移型、转移型及联合型三种形式，其中非转移弧及转移弧是基本的等离子弧形式。非转移型等离子弧 电弧建立在电极

10、与喷嘴之间，离子气强迫等离子弧从喷嘴孔径喷出，也称等离子焰，见图。非转移弧主要用于非金属材料的焊接与切割。转移型等离子弧 电弧建立在电极与工件之间，见图11-3b。一般要先引燃非转移弧，然后再将电弧转移至电极与工件之间，这时工件成为另一个电极，所以转移弧能把较多的能量传递给工件，金属材料的焊接及切割一般都采用转移弧。联合型弧 非转移弧和转移弧同时存在的等离子弧。联合弧需用两个独立电源供电，主要用于电流小于30A的微束等离子弧焊接。等离子弧切割1、等离子弧切割是利用等离子弧热能实现金属熔化的切割方法。切割时，采用高速的离子气流熔化母材并吹掉熔融金属形成切口。根据切割气流的不同，分为氮等离子弧切割、空气等离子弧切割和氧等离子弧切割等。2、切割用等离子弧温度一般在1000014000之间，远远超过所有金属以及非金属的熔点。因此能够切割绝大部分金属和非金属材料。3、等离子弧切割时采用正接极性电流，即电极接电源负极。切割金属时采用转移弧。安全防护技术1、防电击 等离子弧焊接与切割用电源的空载电压较高，电源在使用时必须可靠接地。其枪体用手触摸部分必须可靠绝缘。2、防弧光辐射 等离子弧较其它电弧的光辐射强度更大，面罩除具有黑色目镜外，最好加上吸收紫外线的镜片3、防灰尘与烟气