电焊机知识讲座

电焊机防触电知识讲座2012.5.31MJ——1984内容1、电焊机原理2、电焊原理，焊芯，药皮3、影响触电危险程度的因数4、焊机触电机理5、焊机触电机理分析6、预防焊机触电的对策基本原理：电焊机就是一个特殊的变压器。所不同的是变压器接负载时电压下降小,电焊机接负载时电压下降大.这主要是通过调解磁通和串联电感的电感量来实现的，普通电焊机的工作原理和变压器相似，是一个降压变压器。在次级线圈的两端是被焊接工件和焊条，引燃电弧，在电弧的高温中将工件的缝隙和焊条熔接电焊原理电焊原理其实就是：由我们常用的220V电压或者380V的工业用电通过电焊机里的减压器降低了电压，增强了电流，利用电能产生的巨大热量融化钢铁，焊条的融入使钢铁之间的融合性更高，还有，电焊条的外层的药皮起了非常大的作用，不信你把药粉敲了看能焊接不：）手工电弧焊使用的电焊条，由药皮和焊芯两部分组成。焊接时，电焊条作为一个电极，一方面起传导电流和引燃电弧的作用，使电焊条与基本金属间产生持续的、稳定的电弧，以提供熔化焊所必需的热量。另一方面，电焊条又作为填充金属加到焊缝中去，成为焊缝金属的主要成分。因此，电焊条的组成物与电焊条质量，将直接影响焊缝金属的化学成分、机械性能和物理性质。另外，焊条对于焊接过程的稳定性、焊缝的外表质量、焊接生产率等也有很大的影响。焊芯焊芯是焊条的金属芯。为了保证焊缝的质量，对焊芯中各种金属元素的含量，都有严格的规定。特别是对有害杂质（如硫、磷等）有严格的限制，焊芯金属的质量应优于母材。焊条药皮没有药皮的光杆焊条是不能进行电弧焊接的。这是因为电弧稳定性很差，飞溅很大，焊缝成形不好。经过长期实践，逐渐发现在焊芯外面涂上某些矿物原料（即焊条药皮），焊条性能得到很大改善。药皮的作用（1）确保电弧稳定燃烧，使焊接过程正常进行；（2）利用药皮反应后产生的气体，保护电弧和熔池，防止空气中的有害气体（如氮、氧等）侵入熔池，如这些气体侵入会造成焊材产生裂纹和气孔等，使焊接达不到理想效果。（3）药皮熔化后形成熔渣，覆盖在焊缝表面上保护焊缝金属，使焊缝金属缓慢冷却，有助于气体逸出，防止气孔产生，改善焊缝的组织和性能。（4）药皮熔化后会进行各种冶金反应，如脱氧、去硫、去磷等，从而提高焊缝质量，减少合金元素烧损；（5）通过药皮将所需要的合金元素掺加到焊缝金属中去，改进和控制焊缝金属的化学成分，以获得所希望的性能；（6）药皮在焊接时形成套管，增加电弧吹力，集中电弧热量，促进熔滴过渡到熔池，有利于完成焊接过程影响触电危险程度的因素影响触电危险程度的因素主要包括：电压、电流、电流作用时间、电流流过人体的途径和人体电阻等。研究表明，触电的生理伤害主要是由电流造成的，但伤害程度与电压有关，因为电压越高，就可能产生越大的电流。流经人体大小不同电流造成的伤害：根据渡过人体电流的大小和产生效应的不同，一般将其分为感知电流、摆脱电流和室颤电流。所谓感知电流，即通过人体引起轻微麻感和微弱针刺感的最小电流。试验资料表明，人的平均感知电流，成年男子约为1.1mA，成年女子约为0.7mA。感知电流一般不会对人体构成伤害，但当电流增大时，感觉增强，反应加剧，可能导致坠落等二次事故；通过人体的电流超过感知电流至一定程度时，触电者将因肌肉强烈收缩而不能自行摆脱带电体，人触电后能自行摆脱带体的最大电流称为摆脱电流。试验资料表明，人的平均的摆脱电流成年男子约为16mA，成年女子约为10.5mA。通过人体的电流超过摆脱电流以后，会感到异常痛苦，若时间过长，还可能导致昏选、窒息、乃至残废通过人体引起心室发生纤维性颤动的最小电流称为室颤电流。发生心室颤动时，心脏每分钟颤动1000次以上，但幅值很小，而且没有规则血液实际上中止循环，如不及时抢救，很快将导致死亡。电流持续时间超过心脏跳动周期时，人的室颤电流约为50mA。流经人体电流时间的长短不同造成的伤害：电流持续时间越长，电击的危险性越大；电流持续时间越长，人体内积累的局外电能越多；电流持续时间越长，电流必然重合心脏易损期（心脏收缩和舒张之间的间隙期，约0.1—0.2s，此时如有电流通过，则伤害最大）；电流持续时间延长，人体电阻下降，导致通过人体的电流增加，电击危险性增大；电流持续时间越长，中枢神经反射越强烈，电击危险性越大。电流流经人体不同途径的伤害：电流途径不同，电流途径的危险程度不同。流过心脏的电流越多、电流路线越短是电击危险性越大的途径。一般来讲，电流通过人体的途径，以从手到脚，中间经过重要器官的情况最为危险，如果是从脚到脚，则危险性相对较小。人体电阻：流过人体的电流与加在人体上的电压成正比，与人体阻抗成反比。人体电阻不是常数，会受接触电压、皮肤潮湿程度及表面状态、电流持续时间、电流途径等很多因素的影响，在较大范围内变化。当接触电压达到50～100V时，人体电阻明显下降，表皮破损后，人体电阻就只有约数百欧；皮肤潮湿程度对人体电阻的影响也很大。潮湿的皮肤表面，人体电阻就会锐减为干燥条件下的1/2，因此大量出汗后，人体电阻明显下降；皮肤表皮破损或角质层破损，也会使人体电阻明显降低。生产过程中金属粉等导电性物质污染皮肤，乃至渗人汗腺会大大降低人体电阻不同条件下的人体电阻表：接触电压皮肤干燥皮肤潮皮肤湿皮肤在水中U/(V)R/(Ω)R/(Ω)R/(Ω)R／(Ω)107000350012006002550002500100050050400020008754401003000150077037525015001000650325焊机触电事故机理：常见的电焊机触电事故主要可分为两种情况，一种是接触到电焊机一次侧的220/380V线路（如焊机的插座、形状或破损的电源线等），导致触电；另一种是电焊机长期工作于过载状态，发热严重，导致一次侧和二次侧的绝缘破坏，焊工在进行操作时导致触电；而大部分情况下的触电，主要是由二次侧空载电压导致的。而且一般一次侧都安装有漏电保护装置。前两种情况容易引起管理者和焊工的高度重视，但最后一种情况却有着极大的隐蔽性，因此也容易在生产中导致伤亡事故。电焊机二次侧触电原因分析电焊机二次侧电压到底会不会致命？安装了漏电保护器的电焊机为什么还会造成触电伤亡事故等问题？从影响触电时危险程度的因素和机理上予以说明，才能在生产过程中采用正确的防护措施，制定有效的安全规章制度。焊机危险的空载电压由于电焊机的实质，是一台电磁感应的变压器。由于电弧焊是基于电弧产生的高温来熔化金属而达到焊接的目的。因此首先要引弧。引弧的开始阶段，由于焊条和焊件的空气间隙不足够热，要求有较高的引弧电压（通常70—90V）促使空气电离，此引弧电压达不到安全电压（36V）的要求，操作者一旦触及时将会发生触电事故。注：即焊机的空载电压通常为(70——90)V安全电压36V焊机弧焊时的电压引弧发生后，空气成为导体，作用于电弧的电压应迅速下降，以免电弧工作电流过大，此时，电焊机二次侧工作电压大约在20V左右安全电压36V，是比较安全的。由此可见:电焊机二次侧的危险在于，空载时焊把线电压较高。配电系统中漏保对焊机的保护范围：焊机二次侧是另外一个相对独立的闭合回路，二次线圈通过电磁感应产生电动势，就相当于这部分电路的电源，这部分相对独立的闭合回路没有任何保护设施，所以当二次侧漏电时，会发生触电死亡事故。二次侧在事故发生时是一个不完整的回路，一部分电流发生了异常流动，而此时一次侧的电路和电流仍然完整，因此漏电保护器并不动作。在电焊操作过程中，如果不注意而接触了电焊的裸露部分就十分容易触电。所以：漏电保护器只能对电焊机的一次侧电路起到保护作用，对二次侧来说，漏电保护器是起不到保护作用的。电焊机二次测导致触电的机理分析案例：在正常焊接操作更换焊条时，如果焊工的手不小心触及焊钳口，则会通过“一只手和两只脚形成一个导电回路”。如果此时穿鞋底干燥的安全鞋，电阻可达10000欧姆，两只鞋平行并联电阻为5000欧姆，加上人体电阻2500欧姆左右，则通过人体电流为：I=U/R=70V/7500=9.3mA50mA这时焊工手部会感到轻度抽搐，但能够扔掉焊钳。但如上面列举事故的情况在金属容器内作业，身体大量出汗，其绝缘鞋和手套不起作用，双脚直接和金属窑体接触，此时通过人体的电流为：I=U/R=70V/2500=28mA这一电流虽然比室颤电流(50mA)小得多，却比摆脱电流(16mA)大很多。这时，如附近有人及时断电，使电焊工脱离电源，可能不会有严重后果。但是如果在狭窄的金属容器中不能摆脱，触电时间延长，造成人体电阻再次下降（800~1000欧姆），此时通道人体的电流：I=U/R=70V/1000=70mA50mA这时通过人体电流增大为70mA，超过了室颤电流(50mA)，极短时间内即可造成死亡。案例总结：从以上分析可知，焊接触电伤亡事故大都发生在下列情况：如夏季人身上出汗或在潮湿的工地操作、阴雨天作业等。此时防护服装、绝缘鞋和手套由于潮湿绝缘性能大幅下降，而人体电阻将降低到小于1000欧姆左右，焊工的手一接触焊钳口，通过人体的电流一般都远大于摆脱电流甚至超过室颤电流造成触电伤亡事故。所以电焊机的二次电压在操作不当时或特定的环境下，不仅会打人而且还会触电致命，必须引起高度重视。防止电焊机触电的对策：1．必须严格电焊工资质的管理。电焊工是国家明确规定的特殊工种之一，其培训、考核、取证、复审和人员的使用管理必须严格执行国家的规定，杜绝无证施焊现象。2．电焊工劳保用品必须穿戴齐全；焊接作业人员应保证工作服，绝缘鞋、绝缘手套防护面罩、遮光镜片质量合格，性能达到国家标准要求，这是防止电击、电烧伤、皮肤金属化、电光眼、电烙印的最基本和最有效的措施。3．电焊机必须选用合格的产品。（电焊机要有防止过载的热保护装置，在调节电流的铭牌上有明显的道载指示；电焊机各导电部分之间要有良好的绝缘，其绝缘电阻值在初级回路与次级回路之间应不低于5Mfl，带电部分与机壳，机架之间应不低于2.5MQ;介电强度的实验电压值符合国家规范要求；焊机的一次电源线长度一般不宜超过5米，方便迅速切断电源；电焊机工作温度一般在-10℃+40qC之间，空气相对湿度在20℃时≤90%特殊环境下，如在气温过低或过高、湿度过大、气压过低以及在腐蚀性或爆炸性等情况下，应使用适合特殊条件性能的电焊机，或采取必要的防护措施；每半年应进行一次电焊机维修保养。当发生故障时，应立即切断焊机电源，及时进行检修）。防止电焊机触电的对策：4．电焊机一次线和二次线的接线柱端口都必须有良好的防护罩，防止人体意外触及带电体。如果防护罩是金属材料，必须防止防护罩和接线端口的接线柱、金属导线碰触或连接，以免防护罩带电。5．电焊机二次电缆线必须绝缘良好，不能有裸露现象。二次电缆线应按国家标准GB50133-85选用，其绝缘电阻不得小于1MQ；并应具有良好的导电能力，线芯应用多股软线(直径在0.2mm-0.4mm)，并且轻便、柔软、便于操作；其截面积应根据使用的焊接电流与电缆线的长度的不同来确定，以防在使用中因为过热而烧毁绝缘层；一般长度不超过20米~30米；二次电缆线和电焊机连接可以用设备耦合器（俗称快换接头）进行连接，接头不能多于两个，接头处应绝缘良好。6．焊钳的质量必须符合安全要求，不得使用绝缘损坏的焊钳，其绝缘电阻不得小于1MQ；介电强度通过实验应达到绝缘部分能承受有效值为1000V的交流实验电压而无闪络或击穿现象；焊钳和耐焊接飞溅物达到规定要求；机械性能通过拉力试验和耐冲击试验符合规定要求；在使用过程中，禁止将焊钳浸入水中冷却。防止电焊机触电的对策：7．电焊机的使用坚持“一机一闸一漏一箱”的原则。即每台电焊机必须配备一个独立的电源控制箱，控制箱内有容量符合要求的铁壳开关（或自动空气开关）和漏电保护器，当焊机超负荷时，应能自动切断电源；禁止多台焊机共用一个电源开关；电焊机和电源控制箱的金属外壳都必须接地（或接零），接地电阻Rd4Q，其外壳上的接线螺钉规格不得小于M8，接地线应是中间无接头的整根导线，截面应为相线截面的1/3—1/2且不应小于2.5mm2，严禁多台焊接串联接