焊工培训教材-焊工理论培训.ppt

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1、红沿河核电站,电焊工理论知识培训,目录,第一章 焊接安全与卫生防护第二章 焊条电弧焊第三章 埋弧焊第四章 CO2气体保护焊第五章 钨极氩弧焊第六章 螺柱焊第七章 碳弧气刨第八章 焊接材料,目录,第九章 热处理第十章 焊接热影响区第十一章 焊接缺陷第十二章 碳钢的焊接第十三章 低合金钢的焊接第十四章 不锈钢的焊接特点第十五章 焊接应力与变形第十六章 钢衬里预制与安装,目录,第十七章 不锈钢衬里的预制第十八章 核电基本知识与质量保证第十九章 焊接接头的性能及其影响因素第二十章 核承压设备中的特殊焊接技术和要求第二十一章 核安全技术,焊接安全与卫生防护,概述焊接安全焊接劳动卫生防护常用焊接方法的安全

2、与卫生防护要点,概述,焊接的主要危险因素和工伤事故：爆炸，如乙炔、电石、压缩纯氧；火灾，如焊接电源、焊钳、焊条、焊件；灼烫，气焊火焰、电弧、熔渣或铁液飞溅；触电，水下作业；高处坠落，登高作业；急性中毒，燃料或有毒物质的容器与管道检修补焊；溺水，狭小作业空间：锅炉、船舱或地沟里（金属系数大、潮湿泥泞等）。,概述,焊接的主要有害因素和职业危害：电焊烟尘、电弧光辐射，引起呼吸系统疾病，如焊工尘肺、气管炎、急性肺水肿等；有毒气体（HF、O3、NO2、CO等）引起眼睛疾病，如电光性眼炎、红外线白内障、电焊晃眼；焊接放射性（、射线）引起皮肤疾病：如皮炎、红斑、小水泡；高频电磁辐射引起慢性中毒：如锰中毒、C

3、O中毒、焊工金属烟热；噪声引起血液疾病；热辐射强迫体位引起腰肌劳损。,常用焊接工艺的安全与卫生特点,焊条电弧焊：带电作业机会多，触电是主要危险，电焊烟尘是主要的有害因素。在通风不良条件下会造成呼吸系统疾病。焊工尘肺是多见职业病，再有就是锰中毒。此外，弧光辐射会对眼睛和皮肤造成伤害，电光性眼炎和皮炎。,常用焊接工艺的安全与卫生特点,氩弧焊：有毒气体臭氧和氮氧化物是主要有害因素，在空间狭小，通风不良和较长时间的连续作业，会造成呼吸系统疾病；支气管炎、气管炎、严重时甚至造成肺水肿。弧光辐射强度比焊条电弧焊大，强烈的紫外线照射能引起红斑、小水泡等严重皮肤疾病，钨极氩弧焊有高频电磁辐射和放射性危害，存在

4、触电危险。,常用焊接工艺的安全与卫生特点,CO2焊：有毒气体一氧化碳的慢性中毒是多见的职业危害，在通风不良的条件下，焊工血液中的碳氧血红蛋白往往高于正常。弧光辐射强度大于焊条电弧焊，存在触电危险。等离子弧焊：弧光辐射、臭氧、氮氧化物浓度均高于氩弧焊，同时还存在噪声、高频电磁场、热辐射和放射性等有害因素，劳动卫生条件差，存在触电危险。,常用焊接工艺的安全与卫生特点,碳弧气刨：高浓度的金属烟尘是主要有害因素，能造成呼吸系统疾病，尤其是在容器或舱室内的操作，其危害性更大，还存在有毒气体笨并（a）芘，操作中火化剧烈飞溅，能造成灼烫和火灾。气焊和气割：接触化学危险品的机会多，着火和爆炸是主要危险，焊接铝

5、、铜等有色金属时，有毒的金属蒸汽能引起急性中毒。,常用焊接工艺的安全与卫生特点,登高焊割作业：高处坠落是主要危险，同时存在触电和物体打击危险性，在作业点下方和熔渣铁液飞落所及的地点，存在火灾危险性。电渣焊：熔渣和液态金属会因漏水而喷溅，造成烧伤或着火，甚至引起熔池爆炸。存在触电危险。,常用焊接工艺的安全与卫生特点,电子束焊：X射线是主要有害因素，尤其是采用高压型电子束焊机时，X射线比较强烈；同时还存在弧光辐射和噪声。水下电弧焊与切割：存在溺水、触电、灼烫和潜水病等危险性。燃料容器检修补焊：着火爆炸是主要危险。检修补焊装有毒物质的设备时，有中毒的危险。,焊接安全,几种触电的危险所有焊接的电源线电

6、压较高（220/380V）一旦触及则往往较难摆脱。弧焊电源的空载电压（6090V）已超过安全电压，在潮湿、多汗、登高或水下作业等不利条件，容易发生伤亡事故。电弧设备和电缆由于超载运行，或风吹、日晒、雨淋、腐蚀性蒸汽或粉尘的作用等原因，绝缘材料易老化、硬脆，龟裂而使绝缘性能降低或失效。焊工带电操作机会多。,焊接安全,触电事故的原因：直接电击：1）在焊接操作中，手或身体某部接触到焊条、电极、焊枪或焊钳的带电部分，而脚或身体其它部位对地和金属结构之间又无绝缘防护。在金属容器、管道、锅炉、船舱里及金属结构上的焊接，或在阴雨天、潮湿地的焊接，比较容易发生这种触电事故。2）在接线或调节焊接电流时，手或身体

7、某部碰触接线柱、极板等带电体。3）登高电焊作业触及或靠近高压网路引起的触电事故。,焊接安全,间接电击：1）人体接触漏电的焊机外壳或绝缘破损的电缆。2）电焊变压器的一次绕组对二次绕组之间的绝缘损坏时，变压器反接或错接在高压电源时，手或身体某部触及二次回路的裸导体。3）操作过程中触及绝缘破损的电缆，胶木闸盒破损的开关等。4）由于利用厂房的金属结构、轨道、天车、吊钩或其它金属物体代替焊接电缆而发生的触电事故。,焊接安全,安全操作要点先安全检查后工作；检查接地或接零装置、绝缘及接触部位是否完好可靠等。加强个人防护：干燥完好的工作服、皮手套、绝缘鞋等。更换焊条时一定要戴皮手套，禁止用手和身体随便接触二次

8、回路的导电体，身体出汗衣服潮湿时，切勿靠在带电的钢板或坐在焊件上工作。在金属容器内或在金属结构上焊接时，触电的危险性最大，必须穿绝缘鞋、戴皮手套、垫上橡胶板或其它绝缘衬垫，以保障焊工身体与焊件间绝缘。并应设有监护人员，随时注意操作人员的安全动态，遇有危险时立即切断电源进行救护。下列操作应在切断电源开关后进行：改变焊机接头、改接二次回路线、搬动焊机、更换熔丝、检修焊机。,焊接安全,气体使用安全要求：乙炔：不得超过安全规定的压力极限；不得超过安全规定的温度；乙炔着火时，严禁用四氯化碳灭火器扑救，宜用二氧化碳灭火器或干粉灭火器；在任何情况下，应注意避免在容器或管道里形成乙炔空气或乙炔氧气混合气。一旦

9、形成这类混合气，应采取安全措施如从排气门或焊割炬排除后，才能给焊割炬点火；乙炔焊磷化氢应低于0.08%（体积分数）；装盛乙炔的容器或管道，不得随便进行焊补或切割，必须进行置换，然后清洗，合格后才能动火。压缩纯氧：严禁用以通风换气；严禁作为气动工具动力源；严禁接触油脂和有机物；禁止用来吹扫工作服。,焊接安全,气焊和气割工作地点和安全操作技术要点工作地点：1）气焊和气割工作地点，必须有防火设备2）气焊和气割工作地点有堆存大量易爆蒸汽或积聚爆炸性粉尘时禁止作业3）易燃易爆物料应距工作地点10m以外4）作业场地要注意改善通风和排除有害气体。烟尘，避免发生中毒事故,焊接安全,实际操作：1）每个氧气减压器

10、和乙炔减压器上只允许接一把焊炬或一把割炬。2）氧气胶管和乙炔胶管必须区分，氧气管为黑色，乙炔管为红色，并注意不得损坏3）操作前，应检查氧气管、乙炔管与焊炬或割炬的连接是否有漏气现象，并检查焊嘴或割嘴有无堵塞现象4）气焊或气割盛装过易燃易爆物、强氧化物或有毒物的各种容器、管道、设备时，必须经过彻底清洗干净后，方可进行作业5）在狭窄和通风不良的地沟、坑道、管道、容器、半封闭地段等处进行气焊、气割工作，应在地面上进行调试焊炬和割炬混合气，并点火，禁止在工作地点调试和点火，焊炬和割炬都应随人进出6）在封闭容器、罐、桶、舱室中气焊、气割，应先打开焊、割工作物的孔、洞，使内部空气流通，以防止焊工中毒、烫伤

11、，必要时应有专人监护。工作完毕和暂停时，焊炬、割炬和胶管都应随人进出，禁止放在工作地点,焊接安全,8）登高焊、割，应根据作业高度和环境条件，定出危险区的范围，禁止在作业下方及危险区内存放可燃易爆物品和停留人员。9）气焊工、气割工必须穿戴规定的工作服，手套和护目镜。10）气焊工在高处作业，应备有梯子、工作平台、安全带、安全帽、工具袋等完好的工具和防护用品11）直接在水泥地面上切割金属材料，可能发生爆炸，应有防止火花喷射造成烫伤的措施。12）对悬挂在起重机吊钩上的工件和设备，禁止气焊和气割13）露天作业遇六级大风或下雨时，应停止气焊、气割工作14）在气焊发生回火时，必须立即先关闭乙炔调节阀，然后再

12、关闭氧气调节阀；若气割遇到回火时，应先关闭切割氧气调节阀15）乙炔胶管或乙炔瓶的减压阀燃烧爆炸时，应立即关闭乙炔瓶或乙炔发生器的总阀门16）氧气胶管爆炸燃烧时，应立即关紧氧气瓶总阀门17）气焊或气割工作结束后，应将氧气阀和乙炔瓶阀关紧，再将减压器调节螺钉拧松。,焊接劳动卫生防护,电焊烟尘的职业危害 电焊烟尘是焊条电弧焊和碳弧气刨等的主要有害因素。在通风不良条件下可能造成的职业危害如下：,焊接劳动卫生防护,焊工尘肺：是指由于长期吸入超过规定浓度的电焊烟尘引起肺组织弥漫性纤维化的疾病。焊工尘肺在过去被称为“铁末沉着症”。目前认为是由于长期吸入超过允许浓度的氧化铁为主，并有无定型二氧化硅、硅酸盐、锰

13、、铁、锘以及臭氧、氮氧化物等混合烟尘和有毒气体，并在肺组织中长期作用所致的混合性尘肺；焊工尘肺的发病一般比较缓慢，多在接触焊接烟尘后10年，有的长达1520年以上。主要表现为呼吸系统症状。,焊接劳动卫生防护,焊工锰中毒：长期吸入超过允许浓度的锰及其化合物的电焊烟尘，则可能造成锰中毒。锰的化合物和锰尘可通过呼吸道和消化道侵入机体，主要经呼吸道进入体内。焊工锰中毒发病很慢，大多数在接触35年以后，甚至可长达20年才逐渐发病；慢性锰中毒早期表现为疲劳乏力，时常头痛头晕、失眠、记忆力减退，以及植物神经功能紊乱，如舌、眼睑和手指的细微振颤等。中毒进一步发展时，神经精神症状更明显。而且转弯、跨越、下蹲等都

14、较困难，走路时表现左右摇摆或前冲后到，书写时振颤不清等。,焊接劳动卫生防护,焊工金属烟热：焊接金属烟尘中直径在0.050.5m的氧化铁、氧化锰及氧化锌微粒和氟化物等，容易通过上呼吸道进入末梢细支气管和肺泡，再进入体内，引起焊工金属烟热反应；主要症状是工作后发烧、寒战口内有金属味、恶心、食欲不振、乏力等。,焊接劳动卫生防护,焊接弧光辐射的危害：紫外线：1）对眼睛的伤害：紫外线过渡照射引起眼睛的急性角膜结膜炎，称为电光性眼炎。这是明弧焊直接操作人和辅助工人的一种特殊职业性眼病。波长很短的紫外线，能损害结膜和角膜，有时甚至侵及虹膜和视网膜2）对皮肤的伤害：皮肤受强烈紫外线作用时，可引起皮炎；弥漫性红

15、斑，有时出现小水泡、渗出液和浮肿，有烧灼感，发痒。3）对纤维的破坏：焊接电弧的紫外线辐射对纤维的破坏能力很强，其中以棉织品为最甚。由于光化学作用的结果，可致棉布工作服氧化变质而破碎。,焊接劳动卫生防护,焊接弧光辐射的危害：红外线：红外线对人体的危害主要是引起组织的热作用。眼部受到强烈的红外线辐射，立即感到强烈的灼伤和灼痛，长期接触可能造成红外线白内障，视力减退，严重时能导致失明。此外还会造成视网膜灼伤可见光：被照射后眼睛疼痛，看不清东西，通常叫电焊“晃眼”，短时间内失去劳动能力,焊接劳动卫生防护,弧光防护措施：1）设置防护屏：防护屏可用玻璃纤维布及薄铁板等制作，防护屏应涂刷灰色或黑色等无光漆2

16、）采用不反光而能吸收光线的材料作室内墙壁的饰面。3）从工艺上采取措施4）采用个人防护包括护目镜、工作服等。,焊接劳动卫生防护,焊工个人防护：焊接护目镜焊接防护面罩电焊手套和工作鞋 防尘口罩,常用焊接方法的安全与卫生防护要点,焊条电弧焊安全与卫生防护要点,常用焊接方法的安全与卫生防护要点,CO2气体保护焊:CO2气体保护焊的主要有害因素是有害气体、烟尘及较焊条电弧焊强烈的弧光。其有害气体主要是焊接时由CO2分解而产生的CO。氩弧焊:氩弧焊的主要危险因素是电击，主要有害因素是臭氧、氮氧化物等有害气体、烟尘与强烈的弧光。较多的臭氧是因弧区温度高和紫外线辐射强烈而产生的。氩弧焊所产生的紫外线强度是焊条

17、电弧焊的510倍。,常用焊接方法的安全与卫生防护要点,碳弧气刨:碳弧气刨在焊接生产中应用广泛，其主要有害因素是烟尘和有害气体。还必须注意它所用是沥青作粘结剂表面镀铜的碳棒,焊条电弧焊,焊条电弧焊的优缺点焊条电弧焊电弧的特性 焊接设备冶金特点,概述,焊条电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊时，在焊条末端和工件之间燃烧的电弧所产生的高温使焊条药皮与焊芯及工件熔化，熔化的焊芯端部迅速地形成细小的金属熔滴，通过弧柱过渡到局部熔化的工件表面，融合一起形成熔池。药皮熔化过程中产生的气体和熔渣，不仅使熔池和电弧周围的空气隔绝，而且和熔化了的焊芯、母材发生一系列冶金反应，保证所形成焊缝的性能

18、。随着电弧以适当的弧长和速度在工件上不断地前移，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝。,原理图,焊条电弧焊的优缺点,焊条电弧焊的优点：使用的设备比较简单，价格相对便宜并且轻便。不需要辅助气体防护。操作灵活，适应性强。应用范围广，使用适用于大多数工业用的金属和合金的焊接。,焊条电弧焊的优缺点,焊条电弧焊的缺点：对焊工操作技术要求高，焊工培训费用大。劳动条件差、劳动强度大。生产效率低。不适于特殊金属以及薄板的焊接。,焊条电弧焊电弧的特性,焊条电弧焊电弧的静特性：由于焊条电弧焊使用的焊接电流较小，特别是电流密度较小，所以焊条电弧焊电弧的静特性处于水平段，在焊条电弧焊电弧水平段区间，弧长基本保持不变时，

19、若在一定范围内改变电流值，电弧电压几乎不发生变化，因而焊接电流在一定范围内变化时，电弧均稳定燃烧。,焊条电弧焊电弧的特性,电弧的温度分布：焊条电弧焊在焊条末端和工件间燃烧，焊条和工件都是电极，电弧阴、阳两极的最高温度接近于材料的沸点，焊接钢材时，阴极约2400，阳极约2600，电弧的温度为60007000。随着焊接电流的增大，弧柱的温度也增高。由于交流电弧两个电极的极性在不断地变化，故两个电极的平均温度是相等的，而直流电弧正极的温度比负极高200左右。,焊条电弧焊电弧的特性,电弧偏吹：焊接过程中因气流干扰、磁场作用或焊条偏心等影响，使电弧中心偏离电极轴线的现象，称为电弧偏吹。,焊条电弧焊电弧的

20、特性,产生电弧偏吹的原因：（1）焊条偏心产生的偏吹：焊条的偏心度过大，造成焊条药皮厚薄不均匀，药皮较厚的一边比药皮较薄的一边熔化时吸收的热量多，药皮较薄的一边很快熔化而使电弧外露，迫使电弧偏吹。（2）电弧周围气流产生的偏吹：电弧周围气体流动过强也会产生偏吹。造成电弧周围气体流动过强的因素很多，主要是大气中的气体和热对流作用。如在露天大风中焊接操作时，电弧偏吹就很严重；在管线焊接时，由于空气在管子中的流速较大，形成“穿堂风”，使电弧偏吹；如果对接接头的间隙较大，在热对流的影响下也会产生偏吹。,焊条电弧焊电弧的特性,焊接电弧的磁偏吹：直流电弧焊时，因受到焊接回路所产生的电磁力的作用而产生的电弧偏吹

21、，称为焊接电弧的磁偏吹。产生磁偏吹的原因有：,焊条电弧焊电弧的特性,（1）接地线位置不适当引起磁偏吹。通过焊件的电流在空间产生磁场，当焊条与焊件垂直时，电弧左侧的磁力线密度较大，而电弧右侧的磁力线稀疏，磁力线的不均匀分布致使密度大的一侧对电弧产生推力，使电弧偏离轴线。（2）不对称铁磁物质引起磁偏吹。焊接时，在电弧一侧放置一块钢板（导磁体）时，由于铁磁物质的导磁能力远远大于空气，铁磁物质侧的磁力线大部分都通过铁磁物质形成封闭曲线，致使电弧同铁磁物质之间的磁力线密度降低，所以在电磁力作用下电弧向铁磁物质一侧偏吹。（3）电弧运动钢板的端部时引起磁偏吹，如图所示。这是因为电弧到达钢板端头时导磁面积发生

22、变化，引起空间磁力线在靠近焊件边缘的地方密度增加，所以在电磁力作用下，产生了指向焊件内侧的磁偏吹,焊条电弧焊电弧的特性,防止电弧偏吹的措施：（1）焊接过程中遇到焊条偏心引起的偏吹，应立即停弧。如果偏心度较小，可转动焊条将偏心位置移到焊接前进方向，调整焊条角度后再施焊：如果偏心度较大，就必须更换新的焊条。（2）焊接过程中若遇到气流引起的偏吹，要停止焊接，查明原因，采用避挡等方法来解决。（3）当发生磁偏吹时，可以将焊条向磁偏吹相反的方向倾斜，以改变电弧左右空间的大小，使磁力线密度均匀，减小偏吹程度；改变接地线位置或在焊件两侧加接地线，可减少因导线接地位置引起的磁偏吹。另外采用短弧焊，也可减小磁偏吹

23、。因交流的电流和磁场的方向都是不断变化的，所以采用交流弧焊电源可防止磁偏吹。,焊条电弧焊电弧的特性,熔滴和熔池的作用力：焊接电弧不但是一个热源，而且也是一个力源，熔滴过渡过程中，熔滴和熔池会受到各种外力的作用。采用一定的工艺措施，可以改变熔滴和熔池上的作用力，保证焊接过程的稳定性，控制焊缝成形，减少焊接飞溅，从而获得良好的焊接接头。,焊条电弧焊电弧的特性,重力：重力使物体始终具有下垂的倾向。平焊时，熔滴的重力会促进熔滴过渡，而熔池在重力的作用下，如果温度过高，熔池过大，则会产生焊瘤和烧穿现象。立焊和仰焊时，重力阻碍熔滴向熔池过渡，采用短弧焊可以克服重力的影响。,焊条电弧焊电弧的特性,表面张力：

24、平焊时，液态熔滴表面张力会阻碍熔滴过渡，而仰焊时，熔滴表面张力可使其不易滴落，有利于向熔池过渡。熔池液态金属表面张力使熔池力求趋于保持平面，可在一定程度上阻止重力所引起的表面凹陷。同时，在熔滴与熔池短路接触时，熔池表面张力可将熔滴拉入熔池，加速熔滴的短路过渡。,焊条电弧焊电弧的特性,电弧气体吹力：焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化速度比焊芯的熔化速度稍慢一些，在焊条熔化端头形成一个套筒，药皮成分中的造气剂熔化后产生大量的气体从套管中喷出，并在高温状态下体积急剧膨胀，沿焊条的轴线方向形成挺直稳定的气流，把熔滴吹入熔池中去。在任何焊接位置，电弧气体吹力都有助于熔滴过渡。,焊条电弧焊电弧的特性,电磁压缩力

25、：焊条电弧焊是将焊条及焊条末端的熔滴作为导体，当有焊接电流通过后就会在它们周围产生磁场，并产生从四周向中心的电磁压缩力。焊条末端熔滴的缩颈部分电流密度较大，产生的电磁压缩力也较强，可促使熔滴很快地脱离焊条端部向熔池过渡。,焊条电弧焊电弧的特性,极点压力：在焊接电弧中，极点压力是阻碍熔滴过渡的力。当采用直流反接时，电子的压力阻碍熔滴过渡。由于阳离子质量大，阳离子流比电子流的压力大，所以直流反接时，容易产生细颗粒过渡，而正接时则不容易。,焊接设备,基本焊接电路：焊条电弧焊的基本电路由交流或直流弧焊电源、焊钳、电缆、焊条、电弧、工件及地线等组成。,焊接设备,用直流电源焊接时，工件和焊条与电源输出端正

26、、负极的接法，称极性。工件接直流电源正极，焊条接负极时，称为正接或正极性；工件接负极，焊条接正极时，称反接或反极性。无论采用正接还是反接，主要从电弧稳定燃烧的条件来考虑。不同类型的焊条要求不同的接法，一般在焊条说明书上都有规定。用交流弧焊电源焊接时，极性在不断变化，所以不用考虑极性接法。,焊接设备,弧焊电源:电源种类与比较：焊条电弧焊采用的焊接电流既可以是交流也可以是直流，所有焊条电弧焊电源既有交流电源也有直流电源。目前，我国焊条电弧焊用电电源有三大类：交流弧焊变压器、直流弧焊发电机和弧焊整流器（包括逆变弧焊电源），前一种属于交流电源，后两种属于直流电源。,焊接设备,电流的种类有交流、直流或交直流两用，主要是根据所使用的焊条类型和所要求焊接的焊缝形式进行选择。低氢钠型焊条必须选用直流弧焊电源，以保证电弧稳定燃烧。酸性焊条虽然交、直流均可使用，但一般选用结构简单且价格较低的交流弧焊电源。,焊接设备,常用工具和辅具：焊条电弧焊常用工具和辅具有焊钳、焊接电缆、面罩、防护服、敲渣锤、钢丝刷和焊条保温筒。,