焊接安全操作技术报告

平顶山工业职业技术学院1焊接安全操作技术报告课题：焊接安全操作技术班级：13级焊接技术及自动化1班平顶山工业职业技术学院2目录第1章······························３1.1手工电弧焊的基本原理····················31.2焊接电弧的稳定性························41.3各种位置的焊接··························4第2章·····························192.1电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及防止方法·192.2焊接操作不当引发事故的典型案例··········25小结·······························27平顶山工业职业技术学院3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平顶山工业职业技术学院4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）常用的引弧方式平顶山工业职业技术学院5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2a、焊道的起头平顶山工业职业技术学院6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3c、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。平顶山工业职业技术学院7⑤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4d、焊道的连接（如图四种方式）平顶山工业职业技术学院8图5①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平顶山工业职业技术学院9e、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8②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9③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，如平顶山工业职业技术学院10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103）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：平顶山工业职业技术学院11○1是装配间隙不超过0.5mm，剔除接头处毛刺；○2是定位焊缝应短，近似点状，间距应小些；○3是宜采用短弧快速直线或直线往复式运条方式，防止烧穿；○4是最好采用下坡焊，既是将焊件起头处抬起15~20度；○5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：○1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。○2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。平顶山工业职业技术学院12d、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。○1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；○2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。○3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。平顶山工业职业技术学院13a、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13b、多层焊（和厚板平对焊相似）c、船形焊（见下图）平顶山工业职业技术学院14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○1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。平顶山工业职业技术学院15○2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°。○3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平顶山工业职业技术学院16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、向上施焊操作要领平顶山工业职业技术学院17○1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；○2采用短弧焊接，电弧长度不大于焊条直径，利于电弧吹里托住熔池，短弧操作有利熔滴过渡；○3焊条工作角度为90°，前倾角为-10°~-30°，即焊条向焊接方向的反方向倾斜，这样电弧吹力对熔池产生向上推力，防止熔化金属下淌；○4为