焊接基础篇(中文).

1、销售人员的焊接讲座电弧焊基础篇LNG油轮厚铝板的焊接（板厚80mm）汽车排气管不锈钢及低强钢（代表板厚1.2mm）株式会社DAIHEN (OTC)焊机销售人员的焊接讲座有以下构成:1NO.T-A09501本册是电弧焊的基础篇6NO.T-T1950其他电弧焊2NO.T-B2950CO2/MAG焊接7NO.T-M09507焊接材料的基础知识3NO.T-B3950MIG焊接8NO.T-F2950等离子切割4NO.T-B4950TIG焊接9NO.T-G19509工业用空气清洁机5NO.T-B1950埋弧焊接10NO.T-S0951株式会社OTC焊机的安装、调整的一般知识电弧焊接的基础知识讲座教材目录1

2、电弧焊接的基础1-1 序言11-2 焊接方法的分类21-3 电弧焊3(1) 电弧的发生与温度3(2) 电弧的电压·电流特性4(3) 电弧焊接的基本原理与种类41-4 各种电弧焊接法的基本原理561-5 交流电弧焊机与直流电弧焊机71-6 电弧焊接电源的特性81-7 焊接部位的名称与基本性质92有关电弧焊机的基本电气知识2-1 有关电焊机必要的电气知识10112-2 使用焊机时必要的电气知识12153焊接部位的试验3-1 破坏试验与非破坏试验163-2 弯曲试验173-3 外观检查173-4 渗透探伤183-5 射线探伤(X线探伤)19 4焊接作业中的灾害防止（安全·卫生）4

3、-1 由焊接引起的灾害204-2 由电击引起的灾害204-3 由电弧光引起的危害21224-4 烧伤、火灾及爆炸224-5 焊接烟尘及焊接气体的危害23244-6 高压气体容器使用不良引起的危害255主要焊接用语及解说5-1 一般焊接用语265-2 焊接方法26285-3 焊接姿势285-4 焊接现象295-5 焊接施工295-6 焊接缺陷326有关电弧焊接的资格6-1 劳动安全卫生法346-2 资格认定制度341电弧焊的基础焊接用发电机1-1前言辅助焊棒碳电极金属焊接棒焊接用发电机图1-2药皮焊条电弧焊夕1-1窮察左議圭隈 焊接是在2个以上的被焊材料上局部进行加热从而使之连接的方法。用焊接制

4、造金属件的最古老的方法是锻接。用铁锤打击金属后从而将金属与金属接合起来的方法。翻开用电弧焊接的历史可以知道：焊接金属图1-2 手工电弧焊夕1-2勞討左訳窮察左母材发生的气体发生的气体电弧药皮熔渣奧芯线 1800年工业革命的发祥地英国的科学家发现了电弧。1885年原苏联的“贝南多索”发明了使用碳素电极在金属板之间生成碳素电弧的焊接方法。在此之后同样原苏联的“斯拉维阿诺夫”于1892年发明了金属电弧焊接法。这就是现代电弧焊接的雏形。另外，1907年瑞典的科学家想出了药皮电弧焊条，为金属电弧焊接开创了新的道路，并被认为是近代药皮焊条电弧焊的基础。在此之后，发明了利用各种能源进行焊接的方法。今天，焊接

5、已作为不可缺少的金属材料加工手段之一。1-2焊接方法的分类熔化焊的例子一般地与螺栓连接之类的“机械连接法”相对，焊接是属于“冶金连接法”。焊接方法可分为以下几类：1熔化焊：利用气体火焰、电弧等的热量，将要焊接的金属接触部熔化后利用 铝制自行车架双方原子的结合达到连接的方法。 2压接法：将连接部加热后施加压力进行连接的方法。3钎焊法：在要接合的金属之间，加入比所焊金属熔点更低的合金（譬如钢制LPG气瓶不锈钢制浴槽钎料等）后进行连接的方法。压接的例子钎焊的例子电磁接触器接点（银钎焊）O处为压接处(闪光焊)钎焊焊成的液体火箭发动机喷嘴飞机前脚在表1-1中表示了焊接方法的分类。从表中可以看出，电弧焊是

6、属于熔化焊。焊接方法表1-1焊接方法分类熔化焊压接钎焊气焊电弧焊接特殊焊接气体压焊摩擦压焊电阻焊超声波焊接硬钎焊软钎焊非熔化电极式熔化电极式激光焊接电子束焊接点焊缝焊顶锻焊闪光对焊TIG焊接等离子焊接手工电弧焊CO2/MAG焊接自保护焊(药芯焊丝等)埋弧焊1-3电弧焊(1)电弧的发生及温度“电弧”是气体放电现象的一种，电车的导电弓与架空导线之间发生的青白色火花是我们身边可以见到的电弧的一例。但上述电弧只是瞬间发生的，为了要进行焊接，保持电弧的稳定非常重要。因此，必须有合适的焊接电源及电极。图1-3中显示了电弧的发生状态。如图所示，接到合适电源（交流或直流）上的两电极通电后，在将之拉开的瞬间电极

7、之间电弧产生。图1-3电弧的发生电弧拉开短路电极电极发生电弧图1-4 电弧的电压距离阳极压降电弧电压阴极压降阴极阳极弧柱压降表1-2主要金属材料的熔点金属材料熔点（ºC）低碳钢1550不锈钢1500铝660铜1080如图1-4所示电弧自身由“阴极压降区”、“弧柱区”、及“阳极压降区”构成。眼睛所看到的只是弧柱部分。此弧柱在阴极及阳极之间呈现弧状，这就是电弧的名称的由来。电弧自身温度有600020000ºC (在太阳表面温度以上)。电弧焊接中所用的主要材料的熔点如表1-2所示。 (2)电弧的电压·电流特性 图1-5中显示了电流不变时电弧长度与电弧电压的关系。从图中可

8、以看出，当电弧长度变长时电弧电压基本上按比例增高。这是由于如图1-4所示的弧柱电压基本上是与电弧长度成比例增加的。所以，在焊接时增加电弧电压意味着电弧长度的增加。电弧电压（V）电弧电压（V）电弧长:10mm100%氩气电弧长:5mmTIG焊接200A时TIG焊接电弧长:2.5mm电弧长(mm)电流(A)图1-5电弧长度与电弧电压的关系图1-6焊接电流与电弧电压的关系图1-6中显示了在各种电弧长度时的焊接电流及相应的电压的关系。从图中看出，当在小电流区时随着电流的增加电压下降。相反，在大电流区时随着电流的增大电压缓缓增高。即使改变保护气体的种类，上述电弧的特性也不变。 (3)电弧焊的基本原理及种

9、类电弧焊是利用被焊材料(以后称为母材)与电极间产生的电弧热将母材和添加材熔化后使母材接合的方法。在表1-1中也已经列出，电弧焊中有很多种类。虽然根据所用电极及保护剂的不同焊接方法也不同，但基本上可以按图1-7所示分为：CO2焊丝(自动送丝)氩气送丝装置喷嘴CO2气体导电嘴(铜) 导电嘴(铜)直流或交流氩气喷嘴钨电极填充焊丝电弧直流CO2气体电弧母材母材母材母材(b)非熔化极焊接(a)熔化极焊接图1-7电弧焊方法电极自身作为添加材料，熔化后消耗掉的“消耗电极式”与电极基本不消耗的“非消耗电极式”两种。消耗电极式电弧焊中有“药皮焊条电弧焊”、“CO2/MAG焊”、“MIG焊”、“自保护焊”、“埋弧

10、焊”。非消耗电极式电弧焊中有“TIG焊”、“等离子焊接”。另外，图1-7(b)所示的非消耗电极式电弧焊根据使用目的、用途又分为添丝焊及焊接薄板、角焊缝时的非添丝焊。1-4各种电弧焊的基本原理手工电弧焊接焊条芯焊条药皮焊钳焊条交流或直流电源保护气体电弧母材母材图1-8药皮焊条电弧焊将芯线上涂有熔渣生成剂的焊条作为消耗电极的焊接方法。在图1-8中表示了各种电弧焊的基本原理。MAG/CO2焊接法CO2焊接用焊丝(自动送丝)送丝装置CO2气体喷嘴CO2气体悶导电嘴(铜)直流电弧母材母材将卷成圈状的焊丝通过送丝装置连续送出。焊丝通过焊枪前部的导电嘴通电，在保护气氛中母材与焊丝之间引发电弧，利用产生的电弧

11、热进行熔化接合。MAG焊的所用设备与CO2焊接所用设备一致。所不同的是MAG焊使用由Ar+CO2组成的混合气体以及MAG焊用焊丝。图1-9 MAG/CO2焊接法将卷成圈状的且与母材金属基本相同的焊丝通过送丝装置连续送出，在惰性保护气氛中母材与焊丝之间引发电弧，利用产生的电弧热进行融化接合。MIG焊基本上与MAG/CO2焊一样，不同的是作为保护气体MIG焊使用Ar等惰性气体。Ar或混合气体(Ar+O2)送丝装置导电嘴(铜)直流喷嘴母材母材Ar或混合气体MIG焊接用焊丝(自动送丝)MIG焊接法图1-10 MIG焊接法TIG焊接法母材母材图1-11 TIG焊接法TIG焊是在非消耗的钨电极与母材之间引

12、发电弧，利用Ar等惰性气体保护熔融金属不受大气影响，通过产生的电弧热熔化接合母材的方法。如上面原理图所示，TIG焊分为焊接时插入填加焊丝作为熔化金属的添丝焊和只有母材熔化的非填丝焊2种。填充焊丝钨电极Ar气喷嘴导电嘴(铜)Ar气电弧直流或交流电源图1-12埋弧焊接法埋弧焊这个名字是由潜水艇的名字来的，埋弧焊是在放置于焊缝上的粒状焊剂中引发电弧的焊接法。因为电弧潜伏在焊剂中，也称潜弧焊。(现在一般称为埋弧焊)埋弧焊接法埋弧焊接用焊丝(自动送丝)送丝装置电弧母材母材焊剂直流或交流电源导电嘴(铜)对于各种材料上述焊接法的主要用途如下：1、药皮焊条电弧焊一般钢材、不锈钢、高强钢2、CO2/MAG焊一般

13、钢材、不锈钢(药芯焊丝)3、MIG焊铝、不锈钢、铜等所有金属4、TIG焊铝、不锈钢、铜等所有金属5、埋弧焊一般钢材、不锈钢等1-5交流电弧焊机与直流电弧焊机如上述图1-8图1-12所示，电弧焊时为了引发电弧需要有焊接电源。在焊接电源中有：“交流电弧焊机”及“直流电弧焊机”2种。表1-3中表示了各种电弧焊焊接方法所用的焊接电源。表1-3各种电弧焊中所用的主要焊接电源电弧焊接交流电弧焊接电源直流电弧焊接电源药皮焊条电弧焊CO2/MAG焊MIG焊TIG焊埋弧焊表1-4中表示了交流电弧焊机与直流电弧焊机的一般特性比较。表1-4交流电弧焊机与直流电弧焊机的主要特性比较项目交流电弧焊接电源直流电弧焊接电源

14、熔深浅深电弧的稳定性电弧不易稳定电弧易稳定空载电压与直流电源相比空载电压高与交流电源相比空载电压低焊机价格一般比较便宜与直流电源相比一般较高构造简单一般比较复杂操作·保养·检查比较简单与直流电源相比较麻烦电弧的磁偏吹不容易发生容易发生1-6电弧焊焊接电源的特性电弧焊焊机(焊接电源)主要有以下3个特性：1 缓降特性焊接电压变化时，电流相应地缓慢变化使用缓降特性的主要焊机：l 交流电弧焊焊机(药皮焊条电弧焊)l 交流埋弧焊焊机(自动焊接电源)电弧电压(V)PVaQVbIa Ib 焊接电流(I)图1-13缓降特性即使焊接电压有变化，电流基本保持不变使用陡降特性的主要焊机：l 直流

15、电弧焊焊机(药皮焊条电弧焊)l TIG焊焊机l 直流埋弧焊焊机(自动焊接电源)2 陡降特性电弧电压(V)PVaQVbIa Ib 焊接电流图1-14陡降特性 P3 平特性QVaVb焊接电压有变化时，焊接电流急剧变化使用平特性的主要焊机：l CO2/MAG焊焊机l MIG焊焊机电弧电压(V)Ia图1-15平特性Ib 焊接电流(I)1-7焊接部位的名称及基本性质 在前面已经讲过，在电弧焊中由于高温电弧给母材加热，母材将受到热影响。在此，以钢铁材料的焊接为例进行说明。(1)焊接部位的组织热影响区焊缝金属图1-16表示了焊接部位的宏观端面图。如图所示焊接部位由熔化焊丝与熔化母材混合组成的“焊接金属”、“

16、热影响区”及没有受到热影响的“母材”构成。另外，焊接金属与热影响区的交界线称为“融合线”。图1-16焊接部位的断面宏观组织母材融合线 热影响区粗晶区焊缝金属母材的轧制组织融合线温度(°C)焊缝金属的最高到达温度1,8002,000°C左右最高硬度硬度母材焊缝金属距融合线的距离(mm)图1-17焊接部位的组织及硬度分布融合线附近金属在焊接过程中被加热到约12001400°C的温度范围，晶粒长大。另外如后部分所述这部分金属将严重硬化、韧性变差、变脆。(2)焊接热影响区的硬度分布图1-17是焊接部位组织的示意图。在图中同时表示了硬度的分布情况。如图所示越是接近融合线结晶

17、晶粒越大，硬度增加。因为上述热影响区的硬化是造成裂纹等产生的原因，为了得到良好的焊缝，需要尽量控制热影响区的硬度。因此，通过预热使冷却速度降低或者根据需要进行后热处理。2有关电弧焊机的基本电气知识2-1有关焊机的必要的电气知识为了掌握有关电弧焊机的知识，有必要对电气方面的知识有一定的了解。为了帮助理解有关电气方面的现象，在此将电流比作“水流”来进行说明。(电位差)水位差水压(电压)水管开关水 流(电流)图2-1电的流动与水的流动的关系(1)电流、电压及电阻的关系正象水的流动称为“水流”一样，将电的流动称为“电流”。电流的单位为安培(A)、一般用符号I表示。另外，电压是指使电流流动的强度，比作“

18、水流”的话相当于水压。(请参照图2-1)，其单位是(V)，一般用符号E表示。)另外，阻碍电的流动的性质叫电阻，单位是欧姆()，一般用符号“R”表示。电阻的大小根据导体种类的不同而不同，使用相同导体的情况下，长度越长电阻越大、断面积越大电阻越小。到现在为止所讲的电流I、电压E及电阻R之间有如下关系存在：I(电流)=E(电压)/R(电阻)上述公式称为“欧姆定理”，是电气方面的基本、重要的法则。根据此定理，所加电压越高，或者电阻越小则电流越大。(2)电功率在考虑水的功率时，水的流量及水压增加时功率也增加。同样，与上述功率一样，电的功率的单位是(W),记号用“P”表示。P(功率)=I(电流)xE(电压

19、)在这儿所讲的电功率换句话说就是“电能量”。进行电弧焊时，就是利用电弧产生的电能量转换成热能量后进行焊接的，此时产生的热量Q由下式计算。Q(热量)=I(焊接电流)x E(电弧电压)单位：焦耳/秒但是，实际焊接时要考虑焊接速度的因素。即使在同样的焊接电流及焊接电压下进行焊接，但由于焊接速度的不同当然母材的熔化量也将不同。所以，在上述中加上焊接速度（单位：cm/分）V后就可以求得线能量值。I(焊接电流)x E(电弧电压)H(焊接线能量)=x60单位：焦耳/秒 (焊接速度)上述公式中的H称为“焊接线能量”。在最后所乘的60是60秒的意思，因为焊接速度是以每分钟多少厘米进行计算的。(3)交流与直流电流

20、中分为交流与直流。如图2-2所示，交流时按零点为中心每半周期进行一次流向的正负变换。在我们家庭中经常使用的荧光灯、冰箱、吸尘器等都是用的交流电源。交流有时取英文“Alternative Current”的第一个字母，记号为“AC”。我们家庭中所用的交流电表示并被称为“AC100V”。如图3所示，直流时电流是不与零点相交的。作为我们熟悉的东西有汽车的电池及手电筒用干电池等。直流有时取英文“Direct Current” 的第一个字母，记号为“DC”。在焊机中有时将直流电弧焊机称为“DC电弧焊机”。电流交流电流直流半周期图2-3直流图2-2交流有效值最大值时间1周期图2-4交流波形(单相)在此对交

21、流再作一些说明。图2-4是单相交流波形图。电流或电压在1秒内重复的周期数称为频率，单位是赫兹(Hz)。在日本关西地区所用的频率是60 Hz，关东地区所用的频率是50Hz。另外，一般所讲的几安培、几伏特指的是最大值的1/2 (=0.7)倍的值，称为有效值。所以，直流的100V是真正的100V，但交流100V时由于存在2x100=141V的最大值，所以交流电的触电危险性要比直流高。2-2使用焊机时必要的电气知识电弧焊机种类很多，所用的各种装置也很复杂，所以在使用焊机时要熟练掌握方法。在此对几个最基本也是最重要的事项进行说明。(1) 电流与电缆的直径表2-1电流值与电缆直径参考数据电流(A)5010

22、0150200250300350400电缆直径(mm)814223038506080100首先是选择配电线及焊接 电缆的直径。这些电缆的直径根据所用的电流值来定。表2-1中写有根据电流值选择电缆直径的参考数据。另外，在所用焊机的铭牌板上标有“额定电流”及“额定电压”，在选择电缆直径时请参考这些数据。另外，如果没有标有“额定电流”而标有“额定功率(KVA)”时，通过下式计算出输入电流后，从表2-1中选出相应的电缆。单相时 额定输入功率(KVA)额定输入电流(A)= 额定输入电压(V)三相时 额定输入功率(KVA)额定输入电流(A)= 3(1.73)x额定输入电压(V)譬如额定输入功率32KVA的

23、三相半自动电弧焊机，当额定输入电压为200V时额定电流为：32x1000/3(=1.73)x200=93(A) 根据表2-1中数据，选择焊机输入侧电缆直径时，每一相选择22mm2的电缆为好。表2-1是根据电流值选择电缆直径的参考。实际在选择电缆时要考虑焊机的使用率、工作率或电缆的搬动等使用情况。表2-2中写有代表性的机种所需要的电源设备及连接电缆尺寸，请作参考。表2-2 焊接设备及连接电缆的选择焊机容量相数（电压）设备容量配电箱的容量输入电缆输出电缆(母材侧电缆)接地电缆(第3种接地)熔断器漏电跳闸或无熔断器式跳闸（V）（KVA）（A）(A)mm2mm2mm2交流弧焊机200A机单相(380V

24、)14.5以上40以上40以上14以上38以上14以上250A机18.5以上50以上50以上14以上38以上300A机25以上75以上75以上22以上50以上400A机33以上100以上100以上30以上60以上500A机43以上150以上150以上38以上80以上CO2/MAG焊机200A机三相(380V)7.4以上15以上15以上8以上38以上14以上350A机18以上30以上30以上14以上38以上500A机30.8以上50以上50以上22以上60以上MIG焊机200A机三相(380V)7.4以上15以上15以上8以上38以上14以上350A机19.5以上30以上30以上14以上38以上

25、500A机29以上50以上50以上22以上60以上TIG焊机200A机三相(380V)8.3以上15以上15以上8以上38以上14以上350A机14以上25以上25以上14以上38以上500A机27以上50以上50以上22以上60以上(2)空载电压焊机在不起弧时焊机的输出端上的电压称为“空载电压”。对于直流弧焊焊机及交流弧焊焊机日本工业标准(JIS)都定有“最高空载电压”。为了起弧，空载电压是必须的。3相220V/220V输入侧电缆14mm2以上x3 根接地电缆14mm2以上x1 根连接后一定要将连接端子盖用螺钉紧固第3种接地工事图2-5额定电流350A的CO2/MAG焊机的连接例子 与焊接设

26、备连接时的有关注意点在对焊机进行连接前，一定要将输入侧配电箱的开关关闭。焊机输入端的连接一定要可靠紧固。连接后一定要确认连接端子部已可靠绝缘。为了安全，一定要在焊机的1次侧安装带熔断器的闸刀开关或无熔断器的跳闸（马达用）。如果使用过电流保护兼用型漏电跳闸的话，则没有必要使用熔断器或无熔断器的跳闸。参考表2-2，对每1台焊机设置1个带熔断器的闸刀开关或无熔断器的跳闸、漏电跳闸。对机壳的接地，要使用14mm2以上的电缆进行可靠接地。接地工事的种类属于第3种接地。接地工事一定要由有资格的电工进行。使用漏电跳闸时的注意点当在工事现场等潮湿的场所或在铁板、铁架上使用电焊机时，为了保证安全，在“劳动安全卫

27、生规则”(第333条)及 “电气设备技术基准”(第41条)中规定为义务。当逆变式电弧焊机使用漏电跳闸时，为了避免由于逆变特有的高频漏电引起跳闸的误动作，请使用已采取防误动作对策的漏电跳闸。一般，在昭和58年以前生产的漏电跳闸，很容易产生由于逆变高频漏电引起的误动作，要注意。(3)使用率在JIS标准中对于焊机使用率有规定。额定使用率是指在额定电流下断续焊接时对整个时间的电弧发生时间的比率。如图2-6所示电弧发生时间为(ta)、休息时间为(tb)、耕固定周期to为(ta+tb)时，焊接使用率由下式计算： 电弧发生时间(ta)使用率(%)= 电弧发生时间(ta)+休息时间(tb)toTaTb停止燃弧

28、燃弧燃弧伴察伴察停止伴察图2-6电弧断续发生 在JIS标准中将周期to规定为10分钟。根据焊接种类的不同对使用率分别规定有20%、40%、60%等。所有的电弧焊机的铭牌上都标有此额定使用率。譬如额定使用率60%的焊机，可以允许10分钟之内只有6分钟在额定电流工作、另外4分钟休息的使用方法。如果实际使用电流比额定电流小时，可以在此额定使用率更高的使用率下使用焊机。此时使用率称为许容使用率，由下示计算：额定输出电流(A)2许容使用率(%)= x额定使用率(%) 使用电流(A)2在此将额定输出电流500A、额定使用率60%的半自动电弧焊机与自动机(譬如机器人)配合后按使用率100%使用时，试着计算使

29、用电流的大小。由公式可以得到： (500)2 100%= x60 (I)2 I=500x3/100 =380(A)因此，上述焊机在焊接电流380A可以进行连续工作。接着我们再来计算一下上述焊机如果在450A下使用时允许的使用率。同样由公式可以得到： (500)2 x(%)= x60 = 74(450)2 即额定电流500A、额定使用率60%的焊机的使用电流为450A时，允许使用率为74%。如果使用电流450A时按使用率100%使用的话，则焊机处于超过额定使用率的状态，焊机会有被烧损的危险。所以事先了解允许的使用率及实际可能的使用电流的大小是很重要的。表2-3表示了一些常用焊机的额定使用率及连续

30、焊接电流(使用率为100%时 的焊接电流)，与自动机配套使用时请作参考。表2-3额定使用率及连续焊接电流值焊机额定输出电流额定使用率连续焊接电流(使用率100%)TIG200A40%125ACO2/MAG、MIG200A50%140A交流、直流、TIG300A40%190ACO2/MAG350A50%250AMIG350A60%270A交流、直流TIGCO2/MAGMIG500A60%388A备注：表2-3中的额定输出电流、额定使用率是焊机样本中所载的标准数据。特殊机种与上表会有区别。这时请从技术参数表或铭牌板上查出相应数据后通过公式计算连续焊接电流值。3焊接部位的试验焊接后了解是否得到了良好

31、的接头或是否产生了焊接缺陷的结果在焊接质量管理上非常重要。即使焊缝外观很漂亮，也有可能在焊缝内部存在焊接缺陷。以下对焊接部位的试验作一个基础性的介绍。3-1破坏试验与非破坏试验表3-1表示了焊接接头试验方法的分类。拉伸试验冲击试验弯曲试验硬度试验机械试验疲劳试验蠕变试验宏观组织试验破坏试验组织试验微观组织试验(显微镜组织试验)化学分析试验腐蚀试验化学试验H含量试验焊缝成形不良，咬边，满溢表面缺陷的检查法表面或浅表裂纹(但只对磁性材料)磁粉探伤 (MT)表面上的开口裂纹或小孔非破坏试验气孔、夹渣、未焊透、未融合、裂纹射线探伤 (RT)内部缺陷的检查法未焊透、未融合、裂纹超声波探伤 (UT)气密性

32、试验(LT)其他 耐压试验(PRT)外观检查(VT)渗透探伤 (PT)表3-1焊接接头的试验方法焊接接头试验大体分为“破坏试验”与“非破坏试验焊接缺陷用语请参考第32,33页的解释为了研究机械性能要将试验片破坏，这种试验方法称为破坏试验。与此相对，在产品检查中不可能从成品（焊接结束后的产品）中取出试验片来调查接头是否良好。在不破坏焊接接头的情况下检查焊接缺陷的有无的方法称为非破坏试验。在此对表3-1中用 表示的有代表性的试验方法作一个简单介绍。3-2弯曲试验弯曲试验经常被用来评价焊接部位的机械性能是否良好。焊接技术检定试验中也根据弯曲试验的结果对接受考试者的合格与否进行判定。如图3-1所示焊接

33、接头的弯曲试验有模具弯曲及圆杆弯曲。(b)圆杆弯曲(a)模具弯曲图3-1弯曲试验方法的种类( JIS Z 3122)(c) 破断(a)无缺陷(b)气孔夕3-2 淀爆編刮潤惚1箭 进行弯曲试验时一般将试验片U字形弯曲180度后根据弯曲外表面上生成的裂纹等缺陷的数量及长度，按照判定标准对合格与否作出判定。3-3外观检查外观检查(有时简称为VT)是通过眼睛观察焊缝表面状态或反面状态，检查有无咬边、满溢及反面焊透情况。虽然外观检查很少有规定根据缺陷数量判断合格与否的标准，但是由于可以通过眼睛观察判定外观上的焊接缺陷的有无，所以在焊接试验上是很重要的方法。另外，外观检查不仅是检查焊接缺陷，还要检查产品尺

34、寸、焊缝余高、角焊缝的焊脚长、弧坑填充的状态、焊接变形等状态。3-4渗透探伤如图3-3所示渗透探伤 (简称PT，一般也称为彩色检查)是对表面上发生的小裂纹、开口于表面上的小孔等缺陷部位用渗透液进行渗透处理后，将表面上的渗透液除去，然后利用显像剂显像后检查出焊接缺陷的方法。试验面渗透液(b)渗透处理(a)开口于表面的缺陷質(d)显像处理(c)除去处理图3-3渗透探伤的顺序在渗透探伤中有使用染成红色的渗透液的“染色渗透探伤”及使用有荧光粉的渗透液、通过紫外线照射产生可见光后进行观察的“荧光浸透探伤”。图3-4中表示了焊接部位渗透探伤的一个例子。图3-4焊缝部位渗透探伤结果的例子渗透探伤的原理及试验

35、装置简单、探伤性能不受缺陷形状的影响。但是，此试验方法只能检出开口于表面的缺陷，而且根据渗透模样判断合格与否需要熟练程度。3-5射线探伤 (X线探伤)射线探伤(简称RT试验)是利用X线或线可以穿透物质的性质检查出无法用眼睛观察到的内部缺陷的方法。特别适用于气孔及夹渣等的立体状的缺陷的检出。X射线管焊接缺陷试验体胶片图3-5射线探伤试验概要因为被称为射线探伤，会感到有点难。但其原理与我们的健康检查中的X线检查很相象。在这个意义上一般也将射线探伤称为X线探伤。图3-5中表示了射线探伤（X线探伤）的概要。如图3-5所示，当X射线透过试验体时，如果试验体中存在气孔等空洞或夹渣等缺陷的话，放于试验体背面

36、的胶片上对应于缺陷处将比无缺陷处受到更强的X线照射。将胶片进行显像处理后，缺陷部(图3-5的AB部)将比周围更黑，这样就可以检查出缺陷的存在。图3-6中表示了焊接缺陷的X射线探伤照片的例子。(b)气 孔(a)未焊透(d)裂 纹(c)夹渣及未融合图3-6焊接缺陷的X射线探伤照片的例子 上述探伤方法因为是将缺陷投影到胶片上，所以比较容易判别缺陷的种类（裂纹、夹渣等）。但是由于要将胶片安放在试验体的反面，由于受焊接接头形状的影响（譬如T形接头等）有时无法使用。另外，JIS标准(JIS Z 3104)中规定了判定X线探伤结果的等级分类。4焊接工作中的灾害防止（安全·卫生）4-1由焊接引起的灾

37、害焊接操作过程中伴有高温的电弧热的操作，所以很容易引起各种各样的事故及灾害。焊接操作者在进行焊接时，不仅要保护自己不受伤害，还要注意不让周围受到灾害。在我国有关操作者的安全保障在“劳动安全卫生法”及“安全卫生规则”中作了规定。由于规定了企业的义务及操作者必须遵守的事项，有必要对上述规定作一个充分的理解。在焊接操作中有以下各项容易引起的灾害。(1)电击的灾害。(2)由电弧中产生的紫外线及红外线引起的眼睛发炎、皮肤的烧伤。(3)由高温电弧、熔渣、飞溅等引起的烧伤、火灾及爆炸。(4)由焊接时产生的烟尘、金属蒸气及气体引起的灾害。(5)由于高压容器（气瓶）的操作不良引起的容器爆炸或气体的喷出等。下面对

38、上述灾害的概要及防止对策作说明。4-2由电击引起的灾害(1)电击对人体的影响一般电击对人体的危害程度决定于在人体中流的电流的大小。计算人体中流的电流大小可以利用前面讲过的欧姆定律。 电压(V)电流(A)= 电阻()表4-1电击对人体的影响电流值伤害程度约1mA 有电击的感觉 约5mA 感到疼痛 约10mA感到无法忍受的疼痛 约20mA肌肉麻痹、无法活动 约50mA很危险、会造成死亡 约100mA 基本上会死亡所以从上式可以看出，即使电压高但电阻很大时电流也很小，仍然安全。相反，即使电压很低但电阻很小时电流将变得很大，会有由电击引起死亡事故的危险。当人体接触带电部位时会有几十千欧的接触电阻，但如

39、果用潮湿的汗手接触带电部位的话，电阻将下降到几百欧，变成危险状态。根据人体的不同会有差别，电击对人体的影响如表4-1所示。另外，电击的危险程度除了电流值以外还与受到电击时间的长短、体内电流流动的路线有关。(2)电击灾害焊接操作中的电击经常会引起死亡事故。在以前的焊接灾害中电击是最多的。直流电弧气体保护焊机的最高空载电压比交流电弧焊机的低，而且直流电弧气体保护焊机在焊接停止时可以利用焊枪开关关断焊机输出电源，所以电击的灾害基本没有。但是，使用交流电弧焊机的药皮焊条手工电弧焊时，由于焊钳上没有可以开关电源的开关，即使熄弧中在焊机的输出侧及电极上（焊条）仍带有空载电压。因为这时处于容易被电击的状态，

40、要注意使用电击防止装置。当在2米以上的高处作业或在特定的封闭空间作业时，劳动安全卫生规则中将电击防止装置的使用规定为义务。（最近的交流电弧焊机中有将电击防止装置作为标准件内藏的机种）(3)防止对策作为电击的防止对策可以举出以下几项：j使用绝缘良好的电缆。k要定期检查焊枪及电源开关的动作。l要保证焊机的电气连接部位的螺栓连接的可靠紧固及接插口的可靠接查。m将焊机外壳可靠接地。n不要将水溢到地面上。o穿戴好保护用具（安全鞋、皮手套、围裙等）。p根据需要使用电击防止装置。4-3电弧光的危害(1)电弧光危害焊接电弧放出强烈的光线，在所发出的光线中除了有眼睛可以看到的可视光线以外，还有眼睛看不见的紫外光

41、、红外光。因此，如果直接用眼睛看电弧的话眼睛会疼痛、皮肤暴露在电弧中的话将会被烧伤。可视光线只要不是非常强烈的光线直接进入眼睛不会引起眼睛障碍。但紫外光会损伤组织，如果进入眼睛会刺激结膜、角膜从而引起巨痛。而且，由于紫外线的波长较长，可以到达眼睛底部的网膜上，严重的情况下会引起白内障等眼病。在图4-1及图4-2分别表示了眼睛剖面图及光的波长。图4-2光的波长图4-1眼睛的剖面图(1)防护对策作为电弧光的防护对策可以举出以下各项。j使用正确的遮光保护用具在遮光保护用具中有“保护眼镜”及“保护面罩”。上述两种遮光保护用具都各自带有遮光用的滤光镜片或遮光板。图4-3中是保护面罩的例子。另外，对于上述

42、保护用具在JIS标准T8141中都有规定，表4-2中列出了使用基准的摘要。(b)头盔式焊接面罩(a)手提式焊接面罩图4-3保护面罩 表4-2滤光镜片的使用基准(JIS T8141摘要)遮光度号电弧焊接、切割作业手弧焊接气体保护焊接电弧气刨9大于70小于200100以下10大于125小于25511大于100小于30012大于200小于400大于255小于35013大于300小于50014超过400大于35015大于50016k为了保护在同一作业场所的其他人员不受弧光的影响，请设置遮光屏。l穿好保护衣，不让皮肤露出。4-4烧伤、火灾及爆炸(1)灾害的概要在进行电弧焊接时会有飞溅及灼热的焊渣飞出。由

43、于飞溅及焊渣溅到眼睛及皮肤上后引起的烫伤或由于不注意直接接触没有完全冷却的母材后造成的烫伤等是经常发生的事故。另外，也有焊接飞溅飞到衣服上造成烫伤或飞到可燃物上后引起火灾或爆炸事故的例子。(2)防止对策作为烫伤、火灾的防止对策有以下各项。j请戴好保护用具（皮制手套、围裙、保护面具等）。k要确认焊接现场及附近无可燃物的存在。4-5焊接烟尘及焊接气体的危害在焊接作业中见到的烟是由焊接烟尘（固体微粒）及焊接气体混合组成（参看图4-4），焊接工作者如果吸进大量的焊接烟尘或焊接气体的话，将会引起各种各样的身体障碍。喷嘴CO2气体CO2+CO气体(1)焊接烟尘引起的身体障碍母材酸化浓缩焊接金属高温蒸气烟尘

44、由微小固体粒子（0.015m ）组成的焊接烟尘是由焊接中的熔融金属的一部分蒸发产生的。如果大量地吸入焊接烟尘的话，烟尘会沉积在肺中引起肺功能障碍，如果在上述烟尘中含有有毒成分的话，还会引起中毒症状（参看表4-3）。对屋内的电弧焊接作业，根据“粉尘障碍防止规则”通过对整个焊接场所进行换气或局部排气等改善工作环境已规定为义务。图4-4 焊接烟尘的发生(2)焊接气体引起的身体障碍焊接气体主要由保护气体、焊剂及母材上附着的油或涂料等燃烧后发生的。比如，如果所用保护气体是用得最多的二氧化碳气体的话，在高温的电弧热中分解后变成一氧化碳，并与焊接烟尘一样扩散到大气中。上述一氧化碳对人体是非常有害的。即使吸进

45、去也很容易排除体外即使吸进也会卡在鼻子或喉咙口，变成痰后吐出停留肺中不易排出花粉水泥粉人的头发细菌霉香烟的烟雾焊缝烟尘病原体1000m10010 10.10.010.001表4-3焊接烟尘的大小表4-4中是实际二氧化碳焊接时产生的一氧化碳气体浓度的测定结果。表4-5中表示了一氧化碳气体对人体的影响。二氧化碳焊接时产生的一氧化碳气体浓度根据到电弧的距离及测定位置的不同会有不同，但在一般的焊接工作中没有担心的必要。但是如果一氧化碳的浓度达到100ppm的话就会对身体有害，日本工业卫生协会中规定的容许限度为50ppm，有必要十分注意换气。表4-4二氧化碳电弧焊接时 各位置的一氧化碳浓度位置CO(pp

46、m)头部地面焊接头盔中焊接头盔前焊接中的烟尘焊接电弧的附近<10<1010160200300400äppm parts per million.是气体体积比，表示1m3的气体中有多少cm3的量。1ppm=1cm3/m3表4-5一氧化碳对人体的影响影响CO(ppm)对健康有害引起中毒呼吸几小时后有生命危险呼吸30分钟以上有死亡危险100以上200500以上1000以上2000以上(2)防止对策作为防止由焊接烟尘、焊接气体引起的危害的方法有以下各项。j安装局部排气装置（参照图4-5），进行充分的排气、换气。在OTC公司中有各种维护操作者健康的局部排气式工业用空气清洁机。k使用防尘面罩（在“劳动安全卫生规则”中防尘面罩的戴用被规定为义务）