金属焊接切割作业电弧焊接设备和工具

1、金属焊接切割作业电弧焊接设备和工具第四章 电弧焊接设备和工具第一节 电弧焊接基本概念 电弧焊就是利用电弧热的作用使焊条金属和母材金属熔化形成焊缝的一种方法。分：手工弧焊、埋弧焊、气体保护焊、等离子弧焊。一、焊接电弧 在加有一定电压的电极之间或在电极与焊件之间的空气间隙中产生持久而强烈的放电现象，称焊接电弧。 电弧产生并维持燃烧的条件：两个电极之间的气体变成导电体。引燃电弧方式：接触引燃和非接触引燃。接触引燃是指把电极与焊件接触；非接触依然要采用引弧器实现，可分高频高压引弧和高压脉冲引弧。二、电弧特性两个特性：放出强烈的光和释放出大量的热。三、焊接电弧的构造 焊接电弧由阴极区、阳极区、弧柱三部分

2、组成，阴极区温度约2400 ，阳极区温度约2600 ，弧柱温度约6000-8000 ；电弧电压由阴极区电压降、阳极区电压降、弧柱电压组成。第二节 电焊机电焊机：是指电弧焊接时，向电弧供给电能的设备焊接电源。弧焊电源分：交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变式弧焊电源。一、电弧焊对电焊机的要求1、一定的外特性。（电弧电压与输出电流间的关系，反向关系）2、适当的空载电压。（没负载，输出电流为零时的电压；直流50-90伏，交流60-85伏）3、良好的动特性4、具有适当的功率。5、焊接电流能在较大范围内均匀灵活调节。二、电焊机型号1、产品型号，采用汉语拼音字母及阿拉伯数字组成。2、产品型号的编

3、排次序：1235764改进序号派生代号基本规格系列序号附注特征小类名称大类名称NZM2400额定焊接电流400安培横臂式系列脉冲电源自动焊熔化极保护焊如：氩气及混合气体保护脉冲熔化极自动焊，横臂式，额定焊接电流400安培三、焊接变压器 焊接变压器即交流电焊机，是以交流电形式向焊接电弧输送电能的电源，是一种特殊的降压变压器。 优点：构造简单、维修方便、节省电能与材料、焊接时不产生磁偏差。 按结构和调节电流方式分：变压器分漏磁式和变压器电抗式，常用的有BX1-330型、BX2-500型。焊接变压器常见故障及其排除故障可能产生的原因排除方法焊接变压器过热1、变压器过载2、变压器绕组短路1、减小使用电

4、流2、消除短路处导线接线处过热接线处接触电阻过大或接触处螺母过松将接线松开，用砂纸等清理接触处产生金属光泽，旋紧螺母焊接电流不稳定动铁芯在焊接时不稳定将动铁芯手柄固定或动铁芯固定焊接电流过小1、焊接导线过长，电阻搭2、焊接导线盘绕起来，电感大3、电缆线接头或与工件接触不良1、减小导线长度或增大导线直径2、将导线盘形放开3、使接头接触良好焊接输出电流反常（过大或过小）1、电路中起感抗作用的线圈绝缘损坏时，引起电流过大2、铁芯磁回路中由于绝缘损坏产生涡流，引起电流变小1、检查电路或磁路中的绝缘情况排除故障四、焊接整流器 焊接整流器是一种将交流电通过整流转换为直流电的一种焊接电源。 这类焊接分：硅整

5、流焊机（硅二极管为整流元件）、晶闸管式整流焊机。优点：1、易造好修，重量轻，成本低，空载损耗小，效率高，噪音小。 2、易于获得不同形状的外特性，以满足不同焊接工艺要求。 3、易控制，适应性强。 硅整流焊机主要由变压器、电抗器、整流器、输出电抗器等部分组成，如：ZXG-300、ZXG-500. 晶闸管式整流焊机主要由变压器、晶闸管整流器、输出电感等组成。如：ZX5-250、ZX5-400.焊接整流器常见故障及其排除方法故障可能产生的原因排除方法机壳漏电1、电源线碰机壳2、变压器、电抗器、风扇及控制线路元件等碰机壳1、消除碰处2、消除碰处3、接牢接地线空载电压过低1、电源电压过低2、变压器绕组短路

6、1、调高电源电压2、消除短路电流调节失灵1、控制绕组短路2、控制回路接触不良3、控制回路元件击穿1、消除短路2、使接触良好3、更换元件电流不稳定1、主回路接触器抖动2、风压开关抖动3、控制回路接触不良，工作失常1、消除抖动2、消除抖动3、检修控制回路工作中焊接电压突然降低1、主回路部分或全部短路2、整流元件击穿短路3、控制回路短路或电位器未调整好1、修复线路2、更换元件，检查保护线路3、检修调整控制回路风扇电机不转1、熔断器熔断2、电动机引线或绕组断线3、开关接触不良1、更换线路2、接妥或修复3、使接触良好电表无指示1、电表或相应接线短路2、主回路故障3、饱和电抗器和交流绕组断线1、修复电表2

7、、排除故障3、排除故障五、脉冲弧焊电源 脉冲弧焊电源是指周期性脉冲式提供焊接电流的焊接电源。包括：基本电流和脉冲电流。 脉冲弧焊电源应用范围： 1、适用于熔化极和不熔化极的焊接。 2、不仅可通过窄间隙脉冲气体保护焊方法对厚板焊接，而且可以通过微束等离子弧焊工艺对超薄板焊接。 3、可用于金属材料的焊接，也可用普通电弧焊难以胜任的敏感性大的金属，如高合金钢、铝合金、钛及钛合金。 4、全位置自动焊。 5、单面焊双面成形和封底焊等工艺上。 总之，脉冲弧焊电源由于它的优越性，在焊接工艺中广泛应用，焊接出来的接头质量高、成形美观、变形较小、合金元素烧损少和节约电能，很有发展前途。目前主要用于气体保护焊和等

8、离子弧焊。如：ZXM-250六、逆变弧焊电源 又称逆变焊机，被称为第四代弧焊电源，它是利用逆变技术的一种很有发展前景的新型弧焊电源。 优点： 1、高效节能。效率达80-90%，功率因素，空载损耗小，一般只有几十瓦。 2、重量轻体积小。中频变压器重量只有普通的几十分之一，整机重只有传统的1/51/10。 3、具有良好的动特性和弧焊工艺性能。 4、调节速度快，所有焊接工艺参数均可无极调速。 5、具有多种外特性，能适应各种弧焊方法的需要。 可用于手工电弧焊、各种气体保护焊（脉冲弧焊、半自动弧焊）、等离子弧焊、埋弧焊、管状焊丝电弧焊。 一般分：晶闸管式弧焊逆变器、晶体管式弧焊逆变器、场效应管式弧焊逆变

9、器。如：ZX7-80、ZX7-100、ZX7-125、ZX-250、ZX7-350第三节 电弧焊工具一、电焊钳作用：夹住焊条、传导电流和便于操作。组成：上下钳口、弯臂、弹簧、直柄、胶木手柄及 固定销等组成。性能：良好导电性、重量轻、夹紧焊条牢固及换焊条方便。电焊钳常用的有300安培和500安培。二、焊接电缆焊接电缆是连结电源与电焊钳（或工件）的导线。作用：传导焊接电流。对焊接电缆的要求：1、要求用多股紫铜软线制成，具有足够的导电截面积。2、容易弯曲、柔软性好，以便于操作及减轻劳动强度。3、绝缘性良好，以免发生短路损坏电焊机。三、电焊面罩及护目玻璃1、电焊面罩电焊面罩：是保护电焊工面部和眼睛免受

10、弧光损伤的防护用品。作用：防止面部和眼睛受伤；防止电焊工被飞溅金属灼伤；减轻烟尘和有害气体对呼吸器官的损害。种类：手持式、头戴式、吹风式。2、护目玻璃护目玻璃：又称黑玻璃，镶嵌在面罩上，防止眼睛受弧光灼伤的玻璃。作用：减弱电弧光的强度；过滤红外线、紫外线和可见光；保护焊工眼睛免受弧光灼伤。护目玻璃有不同的号数，号数大颜色深。四、送丝结构及焊枪（一）送丝结构组成：焊丝盘、送丝电机、减速装置、送丝滚轮、压紧装置及送丝软管；有点带有焊丝校直装置。分类：1、送丝方式按送丝滚轮与软管相对位置分推拉丝式、拉丝式、推丝式。2、按驱动形式分单主动、双主动、二滚轮线式、三滚轮线式、三钢球脉动送丝机构。（二）焊枪

11、组成：送丝软管、导电嘴、喷嘴。喷嘴的材料、形状、尺寸对保护性能、操作和焊接质量密切相关，一般用紫铜制作。导电嘴采用耐磨、耐热，导电性好的紫铜制作。五、辅助工具 辅助工具一般有：焊条筒、尖头榔头、铁丝刷、凿子。 为防止电焊工被弧光和飞溅物灼伤身体及防止触电，要穿戴白帆布工作服、手套、工作帽、脚盖、绝缘鞋以及清渣时戴平光眼睛。第五章 气焊、气割用气体、设备和工具气焊、气割气体分：助燃气体（氧气）和可燃气体（乙炔、液化石油气等）。 可燃气体和氧气按一定比例混合燃烧，放出大量热，将金属加热和熔化。气焊、气割设备：氧气瓶、乙炔瓶（液化石油气瓶）、回火防止器等。工具：焊炬、割炬、减压器及橡皮管等。第一节

12、氧气一、氧气性质1、常温下成气态，是一种无色、无味、无毒的气体。分子式：O2；氧气有助燃的作用。2、密度千克/立方米，比空气重。3、液态为淡蓝色（-183），固体也是淡蓝色（-218 ）。4、氧气化学性质极为活泼，几乎能与自然界一切元素（惰性气体外）相结合，称氧化反应，剧烈的氧化反应称燃烧。二、氧气制取 制取方法很多，一般采用液化空气分离法。 空气中氧占21%，氮78%，根据沸点（氧-182.96 ，氮-195.8 ）的不同进行液化分离。具体方法:首先将空气压縮、冷却而液化，然后再加热液化空气，当温度升高到-195.8 时，氮首先气化逸出，而氧则必须继续升温到-182.96 才气化，这样就分离

13、了。三、对氧气纯度要求分两级：一级（99.2%）、二级（98.5%）第二节 乙炔一、乙炔的性质1、乙炔是一种可燃性气体，也是一种具有爆炸性的危险气体（在一定条件下）；分子式：C2H2。2、乙炔在标准状态下，是无色的，比空气轻（千克/立方米；工业用带有刺鼻的特殊臭味，因含有磷化氢、硫化氢等杂质。3、乙炔自然点为480 ，着火点为428 ；与空气温度达2350 ，与氧气温度达3000-3300 2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Q（放热）4、溶解度：随气压的升高而增加，随温度的降低而降低。5、乙炔的爆炸1）纯乙炔自爆，指乙炔气体并没有和其他气体混合而自行爆炸。条件：温度和压力。2）乙炔与空气

14、混合气体，当乙炔达到2.2-81%（尤其7-13%）范围时遇火爆炸，达到自然温度305 时也发生爆炸。3）乙炔与氧气混合气体，当乙炔达到2.8-93%（尤其30%）时，达到自然温度发生爆炸。4）乙炔与其他物质，与铜、银长期接触会生成乙炔同和乙炔银等易爆物质；与氯、次氯酸盐等化合发生燃烧爆炸绝对禁止用四氯化碳灭火 300 500 600 630 T（ ）P24513614736420聚合作用区爆炸分解区二、乙炔的制取工业用乙炔，主要用水分解电石获得。CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2千卡/摩尔第三节 液化石油气1、液化石油气是炼油厂裂化石油的副产品。常温常压下无色无臭无味气体。2、主要

15、成份：丙烷（C3H3）、丁烷（C4H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）等混合物。3、性质：1）极易液化。2）热值较高（21200千卡/立方米）。3）与空气或氧气构成具有爆炸性混合物（含量3.5-16.3%），燃点比乙炔高使用较安全。4）达到完全燃烧所需氧气比乙炔大。5）火焰温度比乙炔火焰温度低（约2000-2800 ）。6）在气割过程中，燃烧速度比乙炔低。第四节 气割气焊用设备主要有：氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶、回火防止器等。一、氧气瓶1、氧气瓶是一种储存和运输氧气用的高压容器。由瓶体和氧气阀门组成。2、氧气瓶瓶体是用低合金钢或优质碳素钢制成，立放，3年一检。3、氧气瓶阀是控制氧气瓶内

16、氧气进出的阀门，按构造不同分：活瓣式、隔膜式，目前主要是活瓣式。瓶阀上带有瓶帽，防止瓶阀不受撞损和避免油脂或其他杂质进入氧气出口内。二、乙炔瓶1、乙炔瓶是一种储存和运输乙炔气的一种压力容器，构造比氧气瓶复杂。2、瓶体一般用优质碳素钢或低合金钢轧圆焊接制成。3年一检。3、乙炔瓶阀，控制乙炔阀内乙炔进出，由低碳钢制成。三、液化石油气瓶1、是储运液化石油气的压力容器，按用量及使用方式分10千克、20千克、30千克、40千克、50千克等。2、瓶体一般用16锰钢或20号优质碳素钢制成。3、调压器作用： 1）将气瓶内的压力降至工作时所需压力。 2）稳定输出压力，保证供给量均匀。四、各种气瓶的鉴别和联接1、

17、各种气瓶鉴别各种气瓶的颜色标志气瓶名称涂漆颜色字样字样颜色氧气瓶天蓝氧黑乙炔气瓶白乙炔红液化气瓶银灰液化石油气红丙烷气瓶褐液化丙烷白氢气瓶深绿氢红氩气瓶灰氩绿二氧化碳气瓶铝白液化二氧化碳黑氮气瓶黑氮黄2、各种气瓶的联接形式各种气体的联接形式气瓶名称联接形式氧气瓶顺旋螺纹乙炔气瓶夹 紧液化气瓶倒旋螺旋丙烷气瓶倒旋螺旋五、氧气、乙炔、液化气瓶使用规则及储存、运输管理制度1、使用规则1）涂漆标志正确，直立放置。2）放置在通风良好地方，防雨淋和日光曝晒，不应放在焊割施工的钢板上及电流通过的导体上。3）气瓶，尤其瓶阀周围严禁沾有油脂等易燃物质，安装减压器时，要检查瓶阀和出气口内有无油脂等杂质。4）严禁近

18、火，乙炔瓶温不超过40 ，液化气瓶不超过45 。5）气瓶与明火距离应大于10米。6）瓶阀、管路不得漏气，严禁明火试漏和解冻。7）瓶内气体不应全部用完，要留有余气（不小于98-147千帕），换瓶时应旋紧瓶阀和瓶盖。8）定期在制定的有关单位进行检查。9）不准将氧气代替压缩空气，或把氧气作通风使用。10）氧气瓶泄漏装置的防爆紫铜片不准私自调换。11）液化石油气充装时，瓶内不准全部充满液体，应留10-15%气体空间。2、储存运输管理制度1）放置整齐，留有适当宽度的通道。2）气瓶直立放置，并设有栏杆或支架加以固定，防止跌倒。氧气瓶卧放时必须固定，瓶头朝向、堆放整齐，不超过5层。3）气瓶安全帽必须旋紧。4

19、）不得靠近热源，不受日光曝晒。5）不准与相互抵触的易燃易爆品储存一起。6）充装、运输、储存气瓶的场所严禁动用明火和吸烟。7）易燃物品、油脂和带有油污的物品不准与氧气同车运输。8）用汽车运输气瓶时，一律应按车厢横向装放。9）装有气瓶的车辆应有“危险品”的标志。10）轻装轻卸、防止震动、装卸时严禁采用抛、摔及其他容易引起撞击的方法。11）储存氧、乙炔、液化气瓶的仓库或临时仓库周围严禁堆放易燃制品，并禁绝火种。六、回火防止器1、回火防止器：是装在燃料气体系统上防止火焰向燃气管路或气源回烧的保险装置。2、作用：在气焊气割中，焊炬割炬发生回火时，切断乙炔通路，防止继续燃烧，并利用泄压系统将爆炸混合气体排

20、入大气，防止进入燃气管路或气源而发生爆炸。3、回火原因：氧-乙炔混合气体的燃烧速度大于混合气体流出速度。具体原因：1）焊、割炬过分接近熔融金属，增大了焊割咀喷孔附近压力，是混合气体难以流出，喷射速度变慢。2）焊割咀过热，混合气体受热膨胀，压力增高，增大混合气体流动阻力。3）焊割咀被熔化金属飞溅物堵塞，或焊割枪内气体通道被固体碳质微粒堵塞，混合气体难以外流，就在焊割炬里燃烧爆炸。4）焊割炬阀门不严密，造成氧气倒回乙炔管道形成混合气；换乙炔瓶后没放掉乙炔与空气混合气，就在焊割炬点火时，产生回火。4、回火防止器分类1）按工作压力分：低压式（千帕以下）、中压式（千帕）。2）按作用原理分：水封式、干式。

21、目前采用干式多。3）按供气能力和装置部位分：岗位试（乙炔耗量在3立方米/小时以下）、集中式（乙炔耗量5立方米/小时以上）。5、干式岗位用乙炔回火防止器无需加水，不受温度影响，体积小，重量轻，功能齐全。防止气体逆流、熄灭，阻止回火、切断气源、复位等作用。1）应不定期检查。止火管堵塞及时更换。2）托位弹簧、复位拉簧、Q型密封圈等每年更换一次。3）使用一年后应对泄压阀进行泄压值调试，确保严密性。4）更换零件后，止火管必须作密封性能检查和止火性能试验，并调整泄压阀的开启、关闭值，才可安装使用。第五节 气焊气割用具主要有：减压器、焊炬、割炬、机械气割设备、橡皮管一、减压器1、减压器：是用来表示瓶内气体及

22、减压后气体的压力，并将气体从高压降低到工作需要压力的装置。2、作用：使工作压力基本保持稳定。3、分类：1）按用途分集中式、岗位试； 2）按构造分单级式、双级式； 3）按工作原理分正作用式、反作用式。4、使用减压器注意事项：1）安装之前，要打开氧气瓶阀门吹除污物，以防止灰尘和水份带入减压器内；在开启气瓶阀时，操作者不应站在瓶阀出气口前面，防止高压气体突然冲出伤人。2）预先将减压器调节螺丝旋松后才能打开氧气瓶阀，开启氧气瓶阀时要缓慢进行不要用力过猛，防止高压气体损坏减压器及高压表。3）开启氧气瓶阀门后，检查各部位有无漏气现象，压力表是否工作正常，待检查完毕后再接氧气橡皮管。4）调节工作压力时，应缓

23、缓地旋转调压螺丝，以防高压气体冲坏弹性薄膜装置或使低压表损坏。5）减压器上下不得沾染油脂，如有油脂必须擦拭干净后才能使用。6）减压器在使用过程中如发生冻结，应用热水或蒸汽解冻。不许用火烤。7）停止工作时，应先松开减压器的调节螺丝再关闭氧气瓶阀，并把减压器内的气体慢慢放尽，以保护副弹簧和减压活门免受损坏。8）减压器必须定期检修，压力表必须定期校验，以确保调压可靠和读书准确。9）氧气减压器和乙炔减压器不得相互换用。5、减压器故障的排除：故障特征可能产生原因消除方法减压器联接部分漏气1、螺纹配合松动2、垫圈损坏1、把螺帽扳紧2、调换垫圈安全阀漏气活门垫料与弹簧产生变形调整弹簧或更换活门垫料减压器罩壳漏气弹簧薄膜装置的膜片损坏应拆开更换膜片调压螺旋虽已旋松，但低压表有缓慢上升的自流现象（直风）1、减压活门或门座上有垃圾2、减压活门或门座损坏3、副弹簧损坏1、去除垃圾2、调换减压活门3、调换副弹簧工作过程中，发现气体供应不上或压力表指针有较大摇动减压活门副密封不良或有垃圾1、减压活门产生了冻结现象2、氧气瓶阀开启不足去除垃圾和