企业培训_金属焊接与切割作业培训课件

主讲人:蔡世龙,金属焊接与切割作业,金属焊接与切割作业,特种作业人员安全生产培训考核统编教材,金属焊接切割、电工等一些作业容易发生伤亡事故，对操作者本人、他人及周围设施、设备的安全造成重大危害。统计资料显示大量的事故都发生在这些作业中，而且多数都是由于从事这些作业的操作人员缺乏安全知识，安全操作技能差或违章作业造成的。为了保障人民生命财产的安全，保护工人的安全与健康，依法加强特种作业人员的安全技术培训、考核非常必要。,前言,目录,第一章安全生产法律法规知识第二章焊接与切割基础知识第三章焊接、切割安全用电第四章化学品安全使用第五章焊接、切割防火防爆第六章焊接、切割作业卫生防护第七章特殊焊接作业切割安全技术,金属焊接与切割作业,第一章安全生产法律法规常识,第一章安全生产法律法规常识,1了解我国安全生产方针2了解安全生产相关法律法规及相关法律制度3理解特种作业人员应遵守的职业规范4掌握特种作业人员的岗位职责,本章学习要点：,第一节安全生产方针,第二节安全生产法律法规,安全生产法劳动法职业病防治法生产安全事故报告和调查处理条例劳动用品监督管理规定特种作业人员安全技术考核管理规定安全生产事故隐患排查治理暂行规定,安全生产法（2002.6.29颁布）,是我国第一部关于安全生产的专门法律生产方针：安全第一、预防为主、综合治理立法目的：1、为了加强安全生产监督管理2、防止和减少生产安全事故3、保障人民群众生命和财产安全4、促进经济发展,安全生产法关于对特种作业人员的有关法律条款,特种作业：指容易发生人员伤亡事故，对操作者本人、他人及周围设施的安全有重大危害的作业。特点：独立性危险性特殊性特种作业从业人员必须具备的三个条件：1.年龄满18周岁；2.初中以上文化程度；3.身体健康，无高血压、心脏病、癫痫病、眩晕症等妨碍本作业的其他疾病及生理缺陷。,安全生产法从业人员的五项权利,（1）知情、建议权；（第45条）（2）批评、检举、控告权；（第46条）（3）合法拒绝权；（第46条）（4）遇险停、撤权；（第47条）（5）保（险）外索赔权；（第48条）,安全生产法从业人员的四项义务,（1）遵章作业的义务；（第49条）（2）正确佩戴和使用劳动防护用品的义务；（第49条）（3）接受安全生产教育培训的义务；（第50条）（4）安全隐患报告的义务；（第51条）,劳动法（1994.7.5颁布）,立法目的：1、为了保护劳动者的合法权益2、调整劳动关系3、建立和维护社会主义劳动制度4、促进经济发展和社会进步,劳动法相关条款,1.第五十四条规定:“用人单位必须为劳动者提供符合国家规定的劳动卫生条件和必要的劳动防护用品.对从事有职业危害作业的劳动者,应当定期进行健康检查”.,劳动法相关条款,2.第五十五条规定:“从事特种作业的劳动者,必须经过专门培训并取得特种作业资格。”同时,安全生产法第二十三条规定:“生产经营单位的特种作业人员必须按照国家有关规定经专门的安全作业培训,取得特种作业操作资格证书,方可上岗作业。”,职业病防治法（2011.12.31颁布施行）,立法目的：1、为了预防、控制和消除职业病危害2、防治职业病3、保护劳动者健康及相关权益4、促进经济发展,职业病防治法相关条款,对从事接触职业病危害的劳动者，用人单位应组织上岗前、在岗期间、离岗时的职业健康检查，费用由用人单位承担发生工伤时，用人单位应当采取措施使工伤职工得到及时救治。享有了解工作场所可能产生的职业病危害因素、后果和应当采取的职业病防护措施,安全生产相关法规,1.生产安全事故报告和调查处理条例事故发生后，事故现场人员应当立即向本单位负责人报告2.特种作业人员安全技术考核管理规定特种作业操作证有效期6年，全国有效。焊接与热切割专业不少于100学识，实际操作40学识每三年复审一次。复训不少于8课时。已取得职业高中、技工学校、中专以上学历的，从事相应的特种作业，经发证机关同意，可免于培训。3.安全生产事故隐患排查治理暂行规定对发现、排除、举报事故隐患的有功人员应当给于物质奖励和表彰4.工伤保险条例规定用人单位采取措施保障劳动者获得职业卫生保护，必须参加工伤社会保险，并在本单位公示,第三节特种作业人员安全生产职业规范,一、职业道德要求：1.爱岗、尽责2.文明、守则3.安全为公的道德观念4.精益求精的道德观念5.好学上进的道德观念二、安全生产岗位规范,解图：工伤保险,解图：特种作业人员须持有资格证,解图：劳动防护用品少不了,解图：一线人员有报告隐患的义务,解图：职工有权拒绝违章指挥,第二章金属焊接与切割基础知识,1、了解金属学与热处理基本知识。2、了解常用金属材料的一般知识3、掌握焊接与切割的基本原理及工艺基础知识,本章学习要点：,第一节焊接与切割概述,焊接基本原理：焊接是通过加热或加压或两者兼用，可以用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。,零件,零件,零件,螺栓,零件,零件,零件,螺母,铆钉,机械联接,焊接,可拆卸联接,永久连接,焊缝,焊接方法分类：,烙铁钎接,高频感应钎接,火焰钎接,电阻钎接,炉中钎接,盐浴钎接,爆炸焊,冷压焊,超声波焊,气压焊,电阻焊,锻焊,摩檫焊,对焊,滚焊,点焊,激光焊,气电焊,电子束焊,电渣焊,等离子弧焊,铝热焊,电弧焊,气焊,惰性气体保护焊,活性气体保护焊,自动埋弧焊,手工电弧焊,硬钎焊,软钎焊,钎焊,压力焊,熔化焊,焊接,切割方法分类：,切割方法,火焰切割,电弧切割,冷切割,氧乙炔气割,液化石油气切割,氢氧源切割,氧熔剂切割,等离子弧切割,碳弧气割,激光切割,水射流切割,气割,碳弧气割,等离子弧切割,水射流切割,激光切割,焊接与切割技术的发展概况：,我国是最早应用焊接技术的国家之一。远在战国时期的一些金属制品就已采用了焊接技术。在宋代科学家沈括所著的梦溪笔淡一书，就提到了焊接方法。在明代科学家宋应星所著的天工开物一书中，对锻焊和钎焊技术作了详细叙述。1892年出现氧氢混和气焊（2000左右），由于温度较低只用于薄板焊接。1895年发明了电石后又发现了乙炔和氧气混和燃烧温度高（3200），1903年被广泛运用到金属焊接上。20世纪初手工电弧焊问世。20年代后期电阻焊获得应用。40年代后期埋弧焊；惰性气体保护焊相继获得应用。50年代CO2气电焊、电渣焊、摩擦焊、电子束焊、超声波焊发展应用。60年代等离子弧焊、激光焊、光束焊相继出现。近年来，太阳能焊机、冷压焊机等新型焊机开始研制，焊接生产自动化及计算机在焊接切割生产中有很大发展。,焊接与切割的应用：焊接是一种应用范围很广的金属加工方法。,造船,石油,电站,桥梁,冶金,航天,在世界主要的工业国家里每年钢产量的45左右用于焊接结构。,在制造一辆小轿车时，需要焊接500012000个焊点，一艘30万吨油轮要焊1000km长的焊缝，一架飞机的焊点多达2030万个。,随着工业的发展，被焊接的材料种类也愈来愈多，除了普通的材料外，还有如超高强钢、活性金属、难熔金属以及各种非金属的焊接。,由于各类产品日益向着高参数（高温、高压、高寿命）、大型化方向发展，焊接结构越来越复杂，焊接工作量越来越大，这对于焊接生产的质量，效率等提出了更高的要求。同时也推动了焊接技术的飞速发展，使它在工业生产中的应用更为广阔。,第二节金属学及热处理知识金属晶体结构的一般知识：,金属：世界上的元素按性质分两大类非金属：,具有不透明、有光泽、有延展性、良好导电性和导热性。常见金属元素有铁、铝、铬、镍、钨等。,特征与金属相反。常见非金属有碳、氧、氢、氮、硫、磷等。,晶体的特点：食盐、水结成的冰都是晶体。固态金属及合金也是晶体。松香、玻璃之类不是晶体，属于非晶体。晶体与非晶的区别不在外形、而在内部的原子排列。在晶体中，原子按一定规律排列很整齐。而在非晶体中，原子则是散乱分布，至多有些局部的短程规则排列。由于晶体与非晶体中原子排列不同，因此性能也不相同。,食盐晶体,水结成冰晶体,松香,玻璃,晶体的外观,典型的金属晶体结构：,金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几何形状的结晶格子，称为晶体。常见金属晶格有体心立方晶格和面心立方晶格。,体心立方晶格：晶胞是一个正六方体，立方体的八个角上和立方体的中心各有一个原子。,面心立方晶格：晶胞是一个正六方体，立方体的八个角上和立方体的六个面的中心各有一个原子。,铁属于立方晶格，随着温度的变化，铁可以由一种晶格转变为另一重晶格。这种晶格的转变，称为同素异晶转变。纯铁在常温下是体心立方晶格（称为Fe）；当温度升高到910时，纯铁的晶格由体心立方晶格转变为面心立方晶格（称为Fe）；再升温度到1390时，面心立方晶格又重新转变为体心立方晶格（称为Fe），然后一直保持到纯铁的熔化温度。纯铁的这种特性非常重要,是钢材所以能通过各种热处理方法来改变其内部组织，从而改善性能的内在因素之一，也是焊接热影响区中各个区域与母材相比，具有不同组织和性能的原因之一。,2、碳钢的基本组织,合金的组织两种或两种以上的元素（其中至少一种是金属元素），组合成的金属，叫做合金。根据两种元素相互作用的关系，以及形成晶体结构和显微组织的特点可将合金的组织分为三类：固溶体：两种或两种以上的元素在固态下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原来形式的物体，（间隙和置换）比原金属强度高硬度大化合物：两种元素的原子按一定比例组合，具有新的晶格结构，晶格中原子位置固定。通常具有高硬度，低塑性机械混合物：两种不同晶格机械混合，比单一固溶体合金由更高的强度，塑性比较差,（）固溶体固溶体是一种物质的原子均匀地溶解在另一种物质的晶格内，形成单相晶体晶结构。根据原子在晶格上分布的形式，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体。,（2）化合物两种元素的原子按一定比例相结合，具有新的晶体结构，在晶格中各元素原子的相互位置是固定的，叫化合物。通常金属化合物具有较高的硬度，低的塑性，脆性也较大。,渗碳体晶格,（3）机械混合物固溶体和化合物均为单相合金，若合金是由两种不同的晶体结构彼此机械混和组成，称为机械混合物。它往往比单一的固溶体合金有更高的强度、硬度和耐磨；塑性和压力加工性能则较差。,工业上使用的大多数合金属于机械混合物，如钢、生铁、铝合金、黄铜、青铜等。,3.钢中常见的纤维组织,1、铁素体碳溶于-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,常用符号F表示。,铁素体特点：体心立方晶格碳在-Fe中的溶解度也较小塑性、韧性较好，强度、硬度较低,2、奥氏体碳溶于-Fe中成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示。,奥氏体特点：面心立方晶格溶碳能力较强硬度较低、塑性较高，适用于压力加工成型。,3、渗碳体铁与碳形成的金属化合物Fe3C称为渗碳体，用Fe3C表示。,渗碳体特点：c=6.69，熔点为1227晶体结构：复杂的间隙化合物。硬度很高，但塑性和韧性几乎等于零。,三次渗碳体,珠光体,莱氏体,铁碳合金相图分析,ACD线液相线AECF线固相线AC线奥氏体结晶开始线AE线奥氏体结晶终了线GS线铁素体析出开始线GP线铁素体析出终了线PQ线Fe3C析出线ES线Fe3C析出线PSK线共析线CD线一次渗碳体结晶开始线ECF线共晶线,工业纯铁,亚共析钢,共析钢,过共析钢,亚共晶白口铸铁,共晶白口铸铁,过共晶白口铸铁,4、钢的热处理,钢、铁固态下加热、保温和不同的冷却方式，改变金相组织以满足所要求的物理、化学与力学性能，称为热处理。,退火和正火,退火：缓慢加热到A3以上或A1左右一定范围温度，保温一段时间，随炉缓慢冷却。600-650目的：降低硬度、提高塑性、便于冷加工；消除部分内应力，防止工件变形,延迟裂纹。正火：是将钢加热到Ac3或Acm以上3050（1200）左右，置于空气中冷却。目的：晶粒变细，各项性能可显著提高。改善焊接接头性能，消除组织不匀，铸、锻件切削加工前一般进行退火或正火。,淬火和回火,淬火：加热至淬火温度(Ac1或Ac3以上3050)，1200并保温一段时间，后投入淬火剂中快速冷却。目的：淬火后得到的组织是马氏体。增加硬度、强度和耐磨性。（焊接区易形成冷裂纹）淬火剂：空气、油、水、盐水，冷却能力递增。（碳钢在水和盐水中淬火，合金钢在油中淬火）回火：是淬火后进行的一种较低温度（700以下）的加热与冷却热处理工艺。目的：回火可以降低或消除零件淬火后的内应力，提高韧性。150250：低温回火有较高的硬度和耐磨性，内应力和脆性有所降低。刃具、量具350500：中温回火良好的韧性，弹性零件及热锻磨具500650：高温回火良好的综合性能螺栓、连杆等,1密度物质单位体积所具有的质量称为密度，用符号表示。2导电性金属传导电流的能力叫做导电性。银、铜、铝导电性好。3导热性金属传导热量的性能称为导热性。一般来说导电好导热也好。4热膨胀性金属受热时体积发生胀大的现象称为金属的热膨胀。5抗氧化性金属材料在高温时抵抗氧化性气氛作用的能力称为抗氧化性。6耐腐蚀性金属材料抵抗各重介质（大气、酸、碱、盐等）侵蚀的能力称为耐腐蚀性。,第三节金属材料的性能,（一）金属材料的物理化学性能,1强度金属材料的强度性能表示金属材料对变形和断裂的抗力，它用单位截面上所受的力（称为应力）来表示。（1）屈服强度钢材在拉伸过程中，当拉应力达到某一数值而不再增加时，其形变却再继续增加，这个拉应力值成为屈服强度。以s表示。（2）抗拉强度金属材料在破坏前所承受的最大拉应力，以b表示。,圆形拉伸试样,拉伸曲线,（二）金属材料的力学性能金属材料受外部负荷时,从开始受力直至材料破坏的全部过程为耐腐蚀性.化工、热力设备中许多部件是在腐蚀条件下长期工作的，所以选材时必须考虑钢材的耐腐蚀性。,（1）伸长率：金属材料受拉力作用破断时，伸长量与原长度的百分比叫做伸长率，以表示。-100式中试样的原标定长度，。试样拉断后标距部分的长度，。（2）断面收缩率：金属材料受拉力作用破断时，拉断处横截面缩小的面积与原始截面积的百分比叫做断面收缩率，以表示。-100式中试样拉断后，拉断处横截面面积，。试样标距部分原始的横截面面积，。（3）冷弯角：冷弯角也叫弯曲角，一般是用长条形试样，根据不同的材质、板厚，按规定的弯曲半径进行弯曲，在受拉面出现裂纹时试样与原始平面的夹角，叫做冷弯角，以表示。,2,2,2塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。表示金属材料塑性性能有伸长率、断面收缩率及冷弯角。,冲击试验可以测定材料在突加载荷时对缺口敏感性，冲击值是冲击韧性的一个指标，以表示。AF式中A冲击吸收功，J；F试验前试样刻槽处的横截面积，。冲击值，J4硬度金属材料抵抗表面变形的能力。5.疲劳强度在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力,2,2,3冲击韧性冲击韧性是衡量金属材料抵抗动载荷或冲击力的能力,1切削性能切削性是指金属材料是否易于切削的性能。2铸造性能金属的铸造性能主要是指金属在液态时的流动性以及液态金属在凝固过程中的收缩和偏析程度。3焊接性能焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。焊接性评定方法很多，其中广泛使用的方法是碳当量法。常用碳当量的计算公式：CECMn6（CrMoV）5（NiCu）15当CE0.4时，钢材的淬硬倾向不明显，焊接性优良，焊接时不必预热。当CE=0.40.6时，淬硬倾向逐渐明显，需采取适当预热措施。当CE0.6时，淬硬倾向强，较难焊接，需采取较高预热温度和严格工艺措施。,（三）金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能是指承受各种冷热加工的力。,（四）钢材和有色金属的分类、编号及性能,钢和铁是黑色金属的两大类，都是以铁和碳为主要元素的合金。含碳量在2.11以下的铁碳合金称为钢，含碳量2.116.67的铁碳合金称为铸铁。1.按化学成分分类（1）碳素钢主要含有碳、硅、锰、硫、磷等几种元素，这些元素的总量一般不超过2。按含碳量又可分为：1）低碳钢含碳量小于0.25。2）中碳钢含碳量为0.250.60。3）高碳钢含碳量大于0.60（2）合金钢这种钢中除碳素钢所含有的各元素外，还有其它一些元素，如铬、镍、钛、钼、钨、钒、硼等。按合金元素多少可分为：1）低合金钢合金总量小于5。2）中合金钢合金总量为510。3）高合金钢合金总量大于10。,1.钢材的分类：,1.钢材的分类：,2按用途分类（1）结构钢（2）工具钢（3）特殊用途钢3按品质分类（1）普通钢含硫量不超过0.0450.050，含磷量不超过0.045。（2）优质钢含硫量不超过0.0300.035，含磷量不超过0.035。（3）高级优质钢含硫量不超过0.0200.030，含磷量不超过0.0250.030。4、按冶炼方法分：平炉、转炉、电炉或沸腾、半镇静、镇静钢等。,2.钢材的编号：我国的钢材编号方法是采用国际化学符号和汉语拼音字母并用的原则。,即钢号中的化学元素采用国际化学元素符号表示，如Si、Mn、Cr、W、Mo等，其中只有稀土元素由于含量不多但种类不少，不易全部一一标注出来，因此用“Re”表示其总含量。钢材的名称、用途、冶炼和浇注方法等，则用汉语拼音字母表示，如沸腾钢用“F”（沸），锅炉钢用“g”（锅），容器用钢用“R”（容），焊接用钢用“H”（焊），高级优质钢用“A”，特级优质碳素钢用“E”等。,（1）碳素结构钢一般结构钢和工程用热轧钢板、型钢均属此类。按照GB70088的规定，钢的牌号由代表屈服强度的字母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号等四部分按顺序组成，如Q235AF，Q235B等。符号的规定为：Q钢材屈服点（屈服强度）“屈”字汉语拼音首位字母；A、B、C、D分别为质量等级；F沸腾钢；b半镇静钢。例如Q235AF的意义为：Q235AF,沸腾钢,质量等级为A级,钢的屈服强度为235MPa,屈服点的字母,2.1碳素钢的编号,如45号钢表示钢中平均含碳量为0.45%，08钢表示平均含碳量为0.08%。优质碳素结构钢在供应时既保证化学成分又保证机械性能，而且钢中含的有害元素及非金属夹杂物比普通碳素钢的少。含锰量较高的钢，须将锰元素标出，如平均碳含量为0.50%，含锰量为0.7%1.0%的钢，其钢号为“50锰”或“50Mn”。沸腾钢、半镇静以及专门用途的优质碳素结构钢，应在钢号后特别标明，如“20g”即为平均碳含量为0.20%的锅炉用钢。“20R”即为平均碳含量为0.20%的压力容器用钢。50Mn20R,含Mn量1.5%,平均碳含量为0.50%,容器用钢,平均碳含量为0.20%,（2）优质碳素结构钢钢号用两位数字表示。这两位数字表示平均含碳量的万分之几,合金元素以汉字或化学元素符号表示，合金元素后面的数字，表示合金元素的百分含量。当元素的平均含量1.5%时，则钢号中只标出元素符号而不标注含量；其合金元素的平均含量1.5%、2.5%、3.5时，则在元素后面相应标出2、3、4、如“16Mn”钢，从钢号可知：其平均含碳量为0.16%，平均含锰量为1.5%。钢中的一些特殊合金元素如V、Ai、Ti、B、Re等，虽然它们的含量很低，但由于在钢中起到很重要的作用，所以也标注在钢号中。如“20MnVB”钢的大致成分为：C：0.20%，Mn1.5%，同时含有少量的钒和硼。,2.2合金结构钢的编号合金结构钢的钢号有三部分组成：数字化学元素符号数字。前面的两位数字表示平均碳含量的万分之几,2.3不锈钢与耐热钢的编号化学元素符号前面的数字表示平均含碳量的千分之几,如“9Cr17”表示平均含碳量为0.9%；“1Cr18Ni9”表示平均含碳量为0.1%，平均含铬量18%左右，平均含镍量9%左右。当碳含量小于0.03%时，在钢号前标以“00”，如“00Cr19Ni10”钢；当碳含量小于0.08%时，则在钢号前冠以“0”，如“0Cr19Ni9”钢等。,3.钢材焊接性钢中元素对钢性能的影响：,1、碳（C）：对钢性能影响较大。C%，强度、硬度、裂纹可能性气孔可能性、塑性、韧性、焊接性2、锰（Mn）：脱氧剂、脱硫剂、合金剂2%时，强度；2%时，淬硬性、裂纹倾向3、硅（Si）：脱氧剂、合金剂0.4%时，强度、弹性、耐腐蚀性0.4%时，塑性、韧性、飞溅、渣粘度4、硫（S）：有害杂质、热脆。S%、产生热裂纹可能性5、磷（P）：有害杂质、冷脆。P%、塑性、韧性、产生冷裂纹可能性,低碳钢由于含碳量低，强度、硬度不高，塑性好，所以应用非常广泛，焊接常用的低碳钢有Q235、20号钢、2g和20R等。其焊接具有下列特点：（1）淬硬倾向小，焊缝和近缝区不易产生冷裂纹，可制造各类大型构件及受压容器。（2）焊前一般不预热，但对大厚度结构或寒冷地区焊接时，需将焊件预热至100150左右。（3）镇静钢杂质很少，偏析很小，不易形成低熔点共晶，所以对热烈纹不敏感。沸腾钢中硫、磷等杂质较多，产生热裂纹的可能性要大些。（4）如果工艺选择不当，可能出现热影响区晶粒长大现象，而且温度越高，热影响区在高温停留时间越长，则晶粒长大越严重。（5）对焊接电源没有特殊要求，可采用交、直流弧焊机进行全位置焊接，工艺简单。,20g焊条电弧焊,3.1低碳钢的焊接特点,中碳钢含碳量比低碳钢高，强度较高，焊接性较差。常用的有35、45、55号钢。中碳钢焊条电弧焊及其铸件焊补的主要特点如下：（1）热影响区容易产生淬硬组织。含碳量越高，板厚越大，这种倾向也越大。如果焊接材料和工艺规范选用不当，容易产生冷裂纹。（2）由于基本金属含碳量较高，所以焊缝的含碳量也较高，容易产生热裂纹。（3）由于含碳量的增高,所以对气孔的敏感性增加。因此对焊接材料的脱氧性，基本金属的除油除锈，焊接材料的烘干等，要求更加严格。,45号钢焊接脆断,3.2中碳钢的焊接特点,高碳钢由于含碳量高，焊接性能很差。其特点如下：（1）导热性差，焊接区和未加热部分之间产生显著的温差，当熔池急剧冷却时，在焊缝中引起的内应力，很容易形成裂纹。（2）对淬火更加敏感，近缝区极易形成马氏体组织。由于组织应力的作用，使近缝区产生冷裂纹。（3）由于焊接高温的影响，晶粒长大快，碳化物容易在晶界上积聚、长大，是焊缝脆弱，焊接接头强度低。（4）高碳钢焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹。,高碳钢的堆焊修复,3.3高碳钢的焊接特点,普通低合金高强度钢（简称普低钢）。与碳素钢相比，钢中含有少量合金元素，如锰、硅、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等。钢中有了一种或几种这样的元素后，使它具有强度高、韧性好等优点，由于加入的合金元素不多，故称为低合金高强度钢。常用钢号有16Mn、16MnR、15MnVN等。其焊接特点如下：（1）热影响区的淬硬倾向热影响区淬硬倾向是普低钢的重要特点之一。影响热影响区淬硬程度的因素有：材料及结构形式，如钢材的种类、板厚、接头型式及焊缝尺寸等；工艺因素，如工艺方法、焊接规范、坡口附近的起焊温度（环境温度或预热温度）。（2）焊接接头的裂纹焊接裂纹是危害性最大的焊接缺陷，冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹是焊接中常见的几种形态。,3.4普通低合金钢的焊接特点,常用的铸铁含碳量在2.5%4.0%还含有少量的锰、硅、硫、磷等元素。按碳存在的状态及形式的不同，分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁等。主要是灰铁焊补，其特点：（1）产生白口，使焊接区硬度升高，加工困难，焊补区呈白亮的片状或线状。（2）产生裂缝，包括焊缝开裂、焊件开裂或焊缝与基本金属剥离。焊补铸铁常用的方法：焊条电弧焊、气焊、钎焊、气体保护焊和手工电渣焊等。按焊缝成分可分为铸铁型和非铸铁型焊缝，因而焊接材料可分为同质材料和异质材料。根据铸件预热的温度可分为热焊（600700）、半热焊（400）和冷焊。热焊和半热焊采用同质焊材，大电流连续焊或气焊。冷焊要用异质焊材，小电流、断续、分散焊、并采用焊后立即锤击焊缝，消除焊接应力。,4铸铁的分类及焊补特点：,（1）纯铝：纯铝按其纯度分为高纯度铝、工业高纯度铝和工业纯铝三类。焊接主要是工业纯铝，工业纯铝的纯度为99.798.8%，其牌号有L1、L2、L3、L4、L5、L6等六种。（2）铝合金：往纯铝中加入合金元素就得到了铝合金。根据铝合金的加工工艺特点，可将它们分作形变铝合金和铸造铝合金两类，形变铝合金塑性好，适宜于压力加工。按用途可分为防锈铝（LF）、硬铝（LY）、超硬铝（LC）和锻铝（LD）四种。焊接构应用最广（AlMg或AlMn合金）。其焊接特点：（1）表面容易氧化，生成致密的氧化膜，影响焊接。（2）容易产生气孔。（3）容易产生热裂纹。铝及铝合金常用焊接方法：惰性气体保护焊（MIG、TIG）、气焊、电阻焊等。,有色金属及合金的分类及焊接特点：5.1铝及铝合金的分类,（1）纯铜：纯铜常被称作紫铜。具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。纯铜用字母“T”（铜）表示，如T1、T2、T3等。氧含量不大于0.01的纯铜称无氧铜，用“TU”（铜无）表示，如TU1、TU2等。（2）黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜用“H”（黄）表示如H80、H70、H68等。（3）青铜：把除黄铜以外的铜合金称作青铜。常用的有锡青铜、铝青铜和铍青铜等。青铜用“Q”（青）表示。铜及铜合金的焊接特点：（1）难熔合及易变形；（2）容易产生热裂纹；（3）容易产生气孔。主要采用的焊接方法：气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等。铜及铜合金导热性好，所以焊接前一般应预热，并采用大线能量焊接。钨极氩弧焊采用直流正接。气焊时，紫铜采用中性焰或弱碳化焰，黄铜则采用弱氧化焰，防止锌的蒸发。,5.2铜及铜合金的分类和焊接特点,一、焊接接头的种类及接头型式,1、对接接头两件表面构成大于或等于135，小于或等于180夹角的接头，叫做对接接头采用最多的一种接头形式。2、角接接头两焊件端面间构成大于30、小于135夹角的接头，叫做角接接头常用于不重要的结构中。,(a)I形坡口(b)带钝边单边V形坡口,第五节焊接与切割工艺基础,一、焊接接头的种类及接头型式,3、T形接头一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头4、搭接接头两件部分重叠构成的接头叫搭接接头,T形接头,搭接接头(a)I形坡口(b)圆孔内塞焊(c)长孔内角焊,1、坡口的形式：I形、V形、双Y形、U形等各种形式。6mm以下不开坡口2、坡口的几何尺寸：坡口面，坡口面角度及坡口角度、根部间隙、钝边（钝边的作用）、根部半径。3、坡口作用：为了保证焊透，保证良好的焊缝成形和内在质量,二、焊缝坡口的基本形式与尺寸,三、焊接位置种类,熔焊时，焊件接缝所处的空间位置即可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。焊缝倾角，即焊缝轴线与水平面之间的夹角焊缝转角，即焊缝中心线(焊根和盖面层中心连线)和水平参照面Y轴的夹角,三、焊接位置种类,(1)平焊位置焊缝倾角0，焊缝转角90的焊接位置，图(a)(2)横焊位置焊缝倾角0180焊缝转角0180的对接位置，图(b)。(3)立焊位置焊缝倾角90(立向上)，270(立向下)的焊接位置，图(c)。(4)仰焊位置对接焊缝倾角0，180；转角270的焊接位，图(d)(5)平角焊位置角焊缝倾角0180；转角45135的角焊位置，图(e)。(6)仰角焊位置倾角0180转角225315的角焊位置，图(f),四、焊缝形式及形状尺寸,焊缝形式：1.焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝，角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。槽焊缝：两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽焊。,四、焊缝形式及形状尺寸,2、按施焊时焊缝在空间所处位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。3、按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。断续角焊缝：(a)交错式(b)并列式焊缝尺寸除注明焊脚K外，还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度l和间距e，并以符号“Z”表示交错式焊,四、焊缝形式及形状尺寸,焊缝的形状尺寸焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同形式的焊缝，其形状参数也不一样。1焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度2余高超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高，在静载下它有一定的加强作用，所以它又叫加强高。但在动载或交变载荷下，它非但不起加强作用，反而因焊趾处应力集中易于促使脆断。所以余高不能低于母材但也不能过高。手弧焊时的余高值为03mm。,焊缝宽度,四、焊缝形式及形状尺寸,3熔深在焊接接头横载面上，母材或前道焊缝熔化的深度叫熔深。4焊缝厚度在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离，叫焊缝厚度5焊脚角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离，叫做焊脚。在角焊缝的横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长叫焊脚尺寸。符号为k.6.坡口深度（H）,第三章焊接与切割安全用电,焊接切割设备在运行时，空载电压一般都在5090V，有的甚至高达300V以上。焊接现场金属材料的大量存在，特别是在金属容器或金属管道内施焊，焊接切割设备的绝缘损坏或电源线碰壳，设备外壳就会带电。焊接作业人员如果不重视安全用电，就有可能造成触电事故。因此，本文将系统介绍焊接切割设备的安全用电要求。,一、安全电压从保护人身安全的意义来说，可以称人体持续接触而不会使人直接致死或致残的电压为安全电压。,通过人体的电流越大，人体的生理反应越强烈，对人体的伤害就越大。按照人体对电流的生理反应强弱和电流对人体的伤害程度，可将电流大致分为感知电流、摆脱电流和致命电流三级感知电流是指能引起人体感觉但无危害生理反应的最小电流值；摆脱电流是指人触电后能自主摆脱电源而无病理性危害的最大流；致命电流是指能引起心室颤动而危及生命的最小电流。上述这几种电流的数值与触电对象的性别、年龄以及触电时间等因素有关。,二、安全电流,安全电流1）感知电流：1mA2）摆脱电流：10mA3）致命电流：50mA（时间1s以上）4）安全电流：30mA（能忍受，不致命）5）危险场所：10mA（安全电流）6）空中或水面上则应取：5mA,第二节焊接切割设备的安全用电要求1、空载电压在满足焊接工艺要求的同时，应对焊工有利。2、焊接电源必须有足够的容量和单独控制装置，控制装置应能可靠的切断设备的危险电流，并安置在操作放便的地方，周围留有通道。3、焊机所有外露带电部分必须有完好的隔离防护装置。4、焊机各个带电部分之间，及其外壳对地之间必须符合绝缘标准的要求，其电阻值均不小于1M。5、焊机的接地电阻打入地里不小于1m，电阻不大于4.6、电焊机的不带电金属外壳，必须采用保护接零或保护接地。,图1:焊机不接零危险示意图,一般生产车间使用的380V低压电网路为三相四线制，零线接地，若设备不接零线，当一相碰壳后又和人体接触时通过人体的漏电电流Ir就会超过安全电流，但该电流又不足以切断焊机的熔断器，如图1所示。长时间存在触电将会造成死亡。,焊接切割设备的保护接零,图2焊机保护性接零原理图,焊机采用保护性接零后可避免人体触电，保护性接零的原理如图2所示。用导线的一端接到零线上，一旦焊机因绝缘损坏导电体接触到外壳时，绝缘损坏的一相就与零线短路，产生强大的短路电流，使该相保险丝熔断，外壳带电现象立刻终止，起到了保护作用。,图3焊机不接地危险示意图,在不接地的低压系统中，当一相碰壳时，人体接触带电设备有电流Ib经过人体、电网对地绝缘电阻RT、漏电电阻形成回路，如图3所示。,对焊接切割设备的保护接地,图4:焊机的保护性接地示意图,若电网对地绝缘很好的话，电阻RT非常大，漏电流很小，危险性不大，但是当电网绝缘性能下降时，对地电压可能上升到危险程度。为了确保安全，采取接地措施，如图4所示。,焊接切割设备保护接零和保护接地的安全要求(1)在低压系统中，焊机的接地电阻RE，不得大于4。(2)焊机的接地电阻可用打入地里深度不小于1m、电阻不大于4的铜棒或铜管做接地板。(3)焊接变压器的二次线圈与焊件相连的一端必须接零(或接地)。注意：与焊钳相连的一端不能接零(或接地)。(4)用于接地和接零的导线，必须满足容量的要求，中间不得有接头，不得装设熔断器，连接时必须牢固。(5)几台设备的接零线(或接地线)，不得串联接入零干线或接地体，应采用并联方法接零线(或接地体)。(6)接线时，先接零干线或接地体，后接设备外壳，拆除时相反。,一、电流对人体危害的三种形式：1、电击：电流通过人体而造成的内部器官在生理上的反应和病变。使人产生刺痛、灼热、痉挛麻痹、昏迷、心室颤动或停跳，呼吸困难或停止等现象。1）直接电击2）间接电击2、电伤：电流对人体造成的外伤。常见的有电灼伤、电烙印、皮肤金属化3、电磁场生理伤害：指高频磁场的作用下，器官组织及功能受到损伤。且具有滞后性特点。,第三节常见焊割触电事故原因及防范措施,二、危害因素：1、电流强度；2、持续时间；3、电流频率；4、电流通过途径；5、人体健康状况。,预防直接事故：1、绝缘2、屏护3、隔离4、自动断电5、个人防护预防间接事故：接地或接零,一、脱离低压电源拉-拉开电源开关切-切断电源线挑-挑开电源线拽-用绝缘方式拽开触电者垫-用绝缘物隔开触电者,第四节触电急救常识,二、脱离高压电源1、打电话停电2、拉闸3、人为短路4、防止跨步电压三、脱离跨步电压脱离高压线落地点810米（绝缘靴或是跳跃）,现场救护,触电急救要救到复活为止，经医生确认可停止触电者多为假死，科学急救每隔数分钟判定触电者的呼吸和脉搏情况，每次判定不超过5-7s。心脏复苏如需移动，中断时间不超过30s。在4分钟内进行复苏初期处理，在8分钟内得到复苏二期处理，其复苏成功率最大为43%.,现场救护,立即、就地看：胸部、腹部起伏听：口鼻处呼吸声音试：小纸条测呼吸、颈动脉搏动心肺复苏法的三个基本措施：1、畅通气道2、口对口人工呼吸3、胸外按压,（a）触电者平卧姿势（b）急救者吹气方法（c）触电者呼气姿态,口对口人工呼吸法,触电急救,将患者置于仰卧位，头颈、躯干平直无扭曲，双手放于躯干两侧。施救者跪于病人的肩侧与病人的肩部垂直。,人工呼吸的方法（口对口人工呼吸）保持呼吸道畅通，用按于前额手的拇指和食指捏住患者的鼻子，张大口密罩患者口部，深吹两口气，每次吹气约1-1.5秒，眼睛余光注意患者胸部有无起伏，等患者第一口气完全排出后再吹第二口气。一次吹气完后应与患者口部脱离，同时放松捏鼻子的手。吹气的频率为12/每分钟。,心跳停止者需心脏按压（a）急救者跪跨位置（b）急救者压胸的手掌位置,（c）挤压方法示意（d）突然放松示意,心脏按压,心脏按压,心脏按压的正确姿势1.心脏按压手形：两手交插互扣，指尖扣紧或翘起，避免接触肋骨，仅以掌根接触按压点。2.施救者两臂伸直，与患者身体呈垂直，肩膀在其胸骨正上方，迅速下压胸骨下陷4-5公分左右。3.心脏按压时施救者将双臂保持伸直状态，手掌根固定在胸骨上方不可移动，切记手臂一定要完全伸直，上身向前倾，使双臂与双掌呈垂直，不可弯曲。倘若手臂弯曲，施救者就算施了再大的力量，也是事倍功半。4.心脏按压速率是约每分钟80次,心肺复苏分单人和双人操作：a、单人心肺复苏：在开放气道的情况下，由救护者顺次轮番完成口对口人工呼吸和胸外心脏按压。先进行2次连续吹气后，救护者迅速回到患者胸侧，重新确定按压部位，作15次胸外心脏按压，再移至患者头侧作口对口人工呼吸2次，进行4次循环（1分钟内）后，再用看、听、感觉法确定有无呼吸和脉搏（要求5-7秒钟内完成），若无呼吸和脉搏，再进行4次循环，如此周而复始。如有多人在场，可轮流替换操作。b、双人心肺复苏：两个救护者分别进行口对口人工呼吸与胸外心脏按压，其中一人位于患者头侧，另一人位于胸侧，按压频率为80次/分，按压与人工呼吸的比值为15：1，即15次胸外心脏按压后给予1次人工呼吸，,（a）单人操作法（b）双人操作法,对心跳和呼吸均停止者的急救,注意事项,1.心脏复苏坚持就地进行，中断不超过30s。2.不可身体蜷曲着搬运，医务人员接替前不可停止。3.禁止泼冷水、猛烈摇晃、大声呼唤4.不间断抢救，有抢救5小时以上复活的，因此，抢救坚持6小时以上。直至救活或医生认定临床死亡,1、作好培训，杜绝无证操作；2、有良好防护装置；3、应有单独控制装置且有保护装置，4、有接地接零装置；5、不带电操作，操作开关必须带绝缘手套；6、工作带干燥手套，特殊环境要垫绝缘胶垫；7、金属容器内必须采取专门防护；8、光照不足时，手提行灯电压要符合标准；9、焊工不得穿带铁钉的工作鞋，穿合格工作服；10、焊接切割设备的安装、检修必须由电工来完成，焊工不得自行检查和修理焊接切割设备。,防范措施,危险化学品：指具有毒害、腐蚀、易燃、易爆、助燃特质，对人体设施、环境具有危害的化学品,第四章化学品安全使用,化学品需求：,在焊接加工过程中，根据工艺要求，去除焊件的氧化膜，油污，锈垢等需要焊前、焊后清洗在进行化工及燃料容器和管道维修时的焊接作业过程中，进行置换和清洗，都会使用酸、碱、有机溶剂,第一节工业用酸碱和有机溶剂的基本化学性质,浓硫酸:酸性腐蚀品(H2SO4)无色、无味、透明油状液体，无纯硫酸，把98%70%称为浓硫酸性质：吸水性、脱水性、氧化性、酸的通性急救：皮肤接触：大量清水冲洗15分钟，就医眼睛接触：提起眼睑，同上吸入：输氧，无呼吸，人工呼吸，就医食入：饮牛奶或蛋清，就医（其余有毒化学品温水催吐）,盐酸（HCI）腐蚀品，无色，呈强酸性硝酸（HNO3）浓度69%以上的叫做浓硝酸98%以上的叫做发烟硝酸性质：有酸味，强氧化性、腐蚀性。氢氧化钠（NaOH）,火碱，碱性腐蚀品，白色透明结晶状固体，极易溶于水，放出大量热。性质：强腐蚀性。,防护措施,接受使用化学品和预防措施方面有效的培训搬运和使用时，按规定穿戴劳动保护用品。过滤式防毒面具（半面罩），化学防护眼睛、静电工作服、橡胶手套。工作场所禁止吸烟、进食、饮水搬运时，不许一人把容器背在背上任何不经鉴别、无标签和安全技术说明书的化学品不能使用（标签上内容必须让一般工人看懂）,危化的储存、使用,储存：1、受日光照射能发生化学反应引起燃烧、爆炸、分解或能产生有毒气体的化学品，应储存在一级建筑物中，其包装应采取避光措施。2、有毒物品应储存在阴凉、通风、干燥的场所，不要露天存放，不要接近酸类物质3、如果某种具有危险性的化学品不能被危险性小的化学品所取代，应该将化学品在工作场所的量减少到每日所需的用量，剩余部分存放到一个安全的化学品仓库。,废物处置,1、应装在有特别设计的标签的容器内2、曾装过有毒或易燃物的空容器或袋子也应装在这样的容器内3、废弃物收集集中由专人进行处理4、遵守有关安全管理规定5、采取必要的安全防护措施,一、燃烧1.氧化与燃烧根据化学定义，凡是使被氧化物质失去电子的反应都属于氧化反应。强烈的氧化反应，并伴随有热和光同时发出，则称为燃烧。物质不仅与氧的化合反应属于燃烧，并且在一定条件下，与氯气、硫的蒸气等的化合反应也属于燃烧。但是物质和空气中的氧所起的反应是最普遍的，也是焊接发生火灾爆炸事故的主要原因。我们将着重讨论这一形式的燃烧。燃烧俗称着火，如果只有放热发光而没有氧化反应的不能叫做燃烧，如灼热的钢材虽然放热发光，但这是物理现象，不是燃烧；而放热或不发光的氧化反应，如金属生锈、生石灰遇水放热等现象，也不能叫做燃烧。,第五章焊接与切割的防火与防爆,第一节燃烧与爆炸的基础知识,2燃烧的必要条件发生燃烧必须同时具备三个条件，即可燃物质、助燃物质和着火源。亦即发生燃烧的条件必须是可燃物质和助燃物质共同存在，并有能导致着火的火源，例如火焰、电火花、灼热的物体等。(1)可燃物质凡能与氧和其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都称为可燃物质。就其存在的状态可分为固态可燃物、液态可燃物、气态可燃物三类；按其组成的不同又可分为无机可燃物质(如氢气、一氧化碳等)和有机可燃物质(如甲烷、乙炔等)两类.,一、燃烧,(2)助燃物质凡是能与可燃物质发生化学反应并起助燃作用的物质称为助燃物，如空气、氧气、氟和溴等。可燃物质完全燃烧，必须要有充足的空气(氧在空气中约占21)，如燃烧1kg石油需要1012m3空气。如果缺乏空气，燃烧就不完全。(3)着火源凡能引起可燃物质燃烧的热能，都叫着火源。要使可燃物质起化学变化而发生燃烧，需要有足够的热量和温度，各种不同的可燃物质燃烧时所需要的温度和热量各不相同。着火源主要有下列几种：,一、燃烧,明火，如火柴和打火机的火焰、油灯火、炉火、喷灯火、烟头火以及焊接、气割时的动火等(包括灼热铁屑和高温金属)。电气火,电火花(电路开启、切断、保险丝熔断等)，电器线路超负荷、短路，接触不良；电炉丝、电热器、电灯泡；红外线灯、电熨斗等。摩擦、冲击产生的火花。静电荷产和珠火花。电介质相互磨擦、剥离或金属摩擦生成的。如液体、气体，沿导管流动；气体高速喷出产生静电。雷电产生的火花，分直接雷击和感应雷电。化学反应热，包括本身自燃、遇火燃烧与其他抵触性物质接触起火。,着火源主要有下列几种：,可燃物、助燃物和着火源构成燃烧的三个要素，缺少其中任何一个要素便不能燃烧。燃烧反应在浓度、压力、组成和着火源等方面都存在着极限值，如果可燃物未达到一定浓度，或助燃物数量不足，或着火源不具备足够的温度或热量，那么，即使具备了三个条件，燃烧也不会发生。对于已进行着的燃烧，若消除其中任何一个要素，燃烧便会终止，这就是灭火的基本理论。,燃烧三要素,燃点,所谓着火，则是可燃物质与火源接触能燃烧，并且在移去火源后保持继续燃烧的现象，可燃物质发生着火的最低温度称为燃点或着火点可燃物质在外部条件下，温度升高，达到其自然点，及着火燃烧，这种现象叫做受热自燃物质的自然点越低，发生火灾的危险性越大。（烟煤、褐煤、泥煤、硫化铁等也能自燃）,燃烧产物,火灾时的烟雾实际上就是不完全燃烧的产物，燃烧产物1、有毒性和窒息性2、烟雾影响视线3、不完全燃烧的产物会使人烫伤或造成新的火源4、与空气结合形成爆炸物。,爆炸是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。通常将爆炸分为物理性爆炸和化学性爆炸两大类。1物理性爆炸与化学性爆炸物理性爆炸是由于物理变化引起的。如蒸汽锅炉的爆炸，是由于过热的水迅速变化为蒸汽，且蒸汽压力超过锅炉强度的极限而引起的，其破坏程度取决于锅炉蒸汽压力。发生物理爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。化学性爆炸是由于物质在极短时间内完成的化学变化，形成其他物质，同时放出大量热量和气体的现象。,二、爆炸,例如用来制作炸药的