企业培训_焊接与安全培训课件

焊接与安全培训 第一章焊工培训和考核的意义 保证安全生产因为焊接作业属于特种作业保证焊接质量因为焊接质量是保证焊接结构安全运行和使用的关键提高焊接生产率 降低生产成本 焊工培训和考核对于提高焊工生产技术水平和保证安全生产具有重要意义 焊工经过培训和考核 才能使他们正确掌握焊接理论知识 指导焊工生产实践 例如正确调节和使用焊接工艺参数 正确选择焊接材料等 第二章焊接安全生产的意义 焊工 要与电 易燃 易爆气体 易燃液体 压力容器 焊接时的有害气体 烟尘 弧光辐射 高频电磁场 电弧飞溅 气体火焰的高温打交道 如果操作人员缺乏安全技术知识和安全操作技能或违章作业将造成 触电 灼伤 火灾 爆炸 中毒 高空坠落等重大安全事故 所以 焊接作业是属于容易发生人员伤亡事故以及对周围设施的安全有重大危害的作业 因此 我国把焊接 切割作业定为特种作业 特种作业人员安全技术考核 管理规则 GB5306 85 中规定 对于从事特种作业的人员必须进行安全教育和安全培训 经考核合格取得操作证者 方准独立作业 一 具有较高的安全技术素养安全用电基本知识设备的正确使用场地的安全使用懂得火灾 爆炸的基本原理熟练的安全操作技能应对突发紧急情况的能力 二 有较强的责任心1 做事严肃认真 有条理2 有较强的安全意识自己不伤到自己也不要被别人伤害发现不安全的人和事要及时指出 制止3 严格遵守安全技术操作规程 第三章焊接技术概论 一 焊接的定义及分类1 焊接的定义焊接就是通过加热或加压 或者两者并用 用或不用填充材料 使焊件达到结合的一种加工工艺方法 焊接是永久性连接 焊接方法及其分类 avi 2 焊接的分类熔焊 在焊接过程中将焊件头加热至熔化状态 不加压力完成焊接的方法 熔焊可以使原子间充分的扩散和紧密接触 有气焊 电弧焊 电渣焊 气体保护电弧焊 压焊 在焊接过程中必须对焊件施加压力 加热或不加热 以完成焊接的方法 钎焊 是采用比母材熔点低的金属材料作钎料 将焊件和饰料加热到高于钎料熔点 低于母材熔点的温度 利用液态钎料润湿母材 填充接头间隙 并与母材相互扩散实现连接的方法 二 焊接技术特点应用广泛 占各国年钢产量的45 左右用于焊接所形成的产品 三 焊接技术发展概况1885年碳弧焊开始20世纪40年代较完整的焊接工艺体系世界上50多种焊接工艺方法广泛应用 船舶 车辆 航空 锅炉 电机冶炼 设备 石油化工机械 矿山机械 起重机械 建筑 国防 水电 如12000t水压机 万吨级远洋轮船 潜水艇 三峡水轮机转轮 船闸门 第四章焊接安全技术与劳动保护 一 焊接安全技术1 预防触电的安全技术焊接设备在运行时空载电压一般都在50 90V 有的甚至高达300V以上 如高频 安全电压一般情况下36V 特殊情况 潮湿 金属容器内24V 水下12V安全电流一般情况下30mA 0 03A 在高度触电危险的场所应取10mA 0 01A 致命电流为50mA 0 05A 达到0 1A时足以使人致命 焊接安全 avi 焊工在工作时必须注意防止触电焊工要熟练和掌握有关电的基本知识 以及预防触电和触电后的急救方法等知识 严格遵守有关部门规定的安全措施遇到触电时应先迅速切断电源 并立即对触电昏迷者施行人工呼吸 使用行灯照明时 一般情况下电压不应大于36V 高空作业 金属容器内 特别潮湿的场所电压不应超过12V 焊工的工作服 手套 绝缘鞋应保持干燥 在潮湿的场地工作时 应用干燥的木板或橡胶板等绝缘物作垫板 拉合电源刀开关或接触带电物体时 必须单手侧身进行 更换焊条时一定要戴手套进行 焊机应有可靠的接地 严禁在焊接时调节焊接电流严禁将电焊钳放在焊机和被焊工件上下列操作应在切断电源后才能进行 改变焊机接头或拧紧接线螺栓时移动工作地点时检修焊机故障和更换熔断丝时焊机安装 修理和检查应有电工进行 2 预防火灾和爆炸的安全技术焊割前要认真检查工作场地10m内是否有易燃易爆物品焊割作业时 应该注意防止金属火花飞溅而引起火灾严禁设备在带压时焊割 常压而密闭的设备也必须打开所有孔盖 才能焊割凡被化学物质或油脂污染的设备都应清洗后在进行焊割进入容器内工作时 焊割工具应随焊工同时进出 焊条头子及焊后的焊件不能随便乱扔焊割现场可燃物粉尘浓度过高时严禁焊割离开焊割现场时 应关闭电源 气源 熄灭火种3 预防有害气体和烟尘中毒的安全技术焊接时焊工周围的空气常被一些有害气体及粉尘所污染 如氧化锰 臭氧 氟化物 一氧化碳和金属蒸汽等 因此 应采取下列预防措施 焊接场地应通风良好全面机械通风局部机械通风充分利用自然通风尽量避免多个焊工拥挤在一起操作4 预防弧光辐射的安全技术弧光辐射 可见光 红外线 紫外线 5 特殊环境焊接的安全技术 例如高空 野外 容器内部 高处焊接作业 2米以上 高血压 心脏病 酒后不得高空作业高处焊接作业系安全带 同时地面应有人监护登高工具要安全 牢固 可靠 焊接电缆应用不燃烧的铁丝扎紧在固定地方乙炔瓶 氧化瓶 焊机因尽量留在地面并遮盖恶劣天气禁止高处焊接作业 容器内焊接作业进入前 先要弄清容器内部情况把该容器和外界联系的部位 如电 水汽 气管都要进行隔离和切断进入容器内部焊接要实行监护制在容器内部焊接时 应该注意通风排气 严禁用氧气作为通风在容器内部作业时 要做好绝缘防护 露天或野外作业露天作业 应有临时工棚露天作业时应注意风向 要避免焊渣伤人恶劣天气禁止露天作业夏季露天作业应防止氧 乙炔瓶暴晒 冬季如遇瓶阀或减压器冻结时 应用热水解冻 严禁火烤 第五章气焊和气割 是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧产生的气体火焰作为热源 进行金属材料的焊接或切割的加工工艺方法 一 气体火焰的气体1 氧气 强烈的助燃气体 禁油工业用氧 一级纯度99 2 二级纯度98 5 气焊 avi 2 乙炔 可燃性气体 与氧气混合燃烧所产生的火焰 温度为3000 3300 在一定压力和温度下很容易发生爆炸 乙炔爆炸时会产生高热高压气浪 二 气体火焰的种类和性质1 氧乙炔火焰分为 中性火焰1 1 氧气 1 2 乙炔 温度 3035 3150 特点 氧气与乙炔充分燃烧 气割 avi 2 碳化焰氧气 1 1温度 2700 3000 特点 乙炔过剩 有一定的渗碳作用及较强的还原作用3 氧化焰氧气 1 2温度 3100 3300 特点 过量的氧 具有强烈的氧化性三 气割1 原理和过程简化公式 预热 燃烧 吹渣实质 是铁在纯氧中的燃烧过程 而不是熔化过程 2 气割的条件金属在氧气中的燃点应低于熔点金属气割时形成氧化物的熔点应低于金属本身的熔点金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应金属的导热性不应太高金属中阻碍气割过程的杂质要少低碳钢 低合金钢能顺利进行气割 含碳量高时不易气割铸铁 高铬钢 铬镍钢 铜铝不能气割 采用等离子切割 3 气割的优点比其他机械切割方法效率高可以切割各种截面几何形状和厚度气割设备简单 成本低 轻便 可用于野外 维修等作业可进行手工和机械半自动及自动化切割 4 气割的缺点切割的尺寸精度低高温火焰在操作时如不当有一定的危险性气割材料受到限制 如铜铝不能气割5 气割的应用效率高 成本低 设备简单 并能在各种位置进行切割各种外形复杂的零件 切割厚度可达300mm以上 6 气割设备与工具有 氧气瓶 乙炔瓶 液化石油气瓶 减压器 割炬氧气瓶 禁油储存和运输氧气的高压容器15MPa乙炔瓶储存和运输乙炔的容器 工作压力1 5MPa 瓶体内装满浸有丙酮的多孔性填料 减压器也叫压力调节器 它是将气瓶内的高压气体降为工作时的低压气体的调节装置 并保持工作的压力稳定 按用途分为氧气减压器 乙炔减压器 目前常用的减压器为单级反作用式减压器 减压器常见的故障及排除 割炬割炬的作用手工气割的主要工具割炬的分类分为射吸式割炬和等压式割炬 常用为射吸式按可燃气体种类分为乙炔割炬 液化石油气割炬射吸式割炬的构造及原理射吸式的安全说明 割炬的型号表示方法例 G01 30 G01 100 G01 300G 割炬0 表示手工操作1 表示射吸式30 可气割的最大厚度为30mm半自动气割机 CG1 30 7 气割工艺参数气割氧压力气割氧压力主要根据割件厚度来选用 割件越厚 要求气割氧压力越大 氧气纯度对切割速度 气体消耗量及切割口质量有很大影响 切割速度与割件厚度和使用的割嘴形状有关 割件越厚 切割速度越慢 反之则快 预热火焰性质及能率预热火焰采用中性焰或轻微氧化焰 不能使用碳化焰能率即火力大小 割件厚 火焰能率大 反之则小 割嘴与割件的倾斜角倾斜角大小主要根据割件厚度而定 割件厚 倾斜角小 反之则大 割嘴离割件表面的距离应根据预热火焰长度和割件厚度来确定 一般为3 5mm 割件厚度小于20mm时 距离可适当增大 割件厚度大于20mm时 距离应适当减小 8 回火现象发生回火的根本原因是混合气体从焊 割 炬的喷射孔内喷出的速度小于混合气体燃烧速度 具体原因 气体软管太长 太细 曲折太多 焊割时间过长或焊 割 嘴离工件太近 致使焊 割 嘴温度升高 焊 割 炬内的气体压力增大 降低了气体流速 焊 割 嘴端面粘附了过多飞溅金属微粒 阻塞了喷射孔 气体软管内壁附着固体碳质微粒 即烟尘 第六章弧焊电源 焊接电弧 由焊接电源供给的 具有一定电压的两电极间或电极与母材间 在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧 电弧焊就是依靠焊接电弧把电能转变为焊接过程所需热能来熔化金属 从而达到连接金属的目的 电焊基本常识 avi 一 焊接电弧的产生1 焊接电弧产生的条件焊接电弧产生和维持的两个必要条件 气体电离 阴极电子发射2 焊接电弧的引燃把造成两电极间气体发生电离和阴极发射电子而引起电弧燃烧的过程称为焊接电弧的引燃 引弧 接触引弧 短路接触时为零电压 拉开电极的瞬间能快速恢复电压 越短越好 一般不超过0 05s焊条电弧焊 埋弧焊 熔化极气体保护焊接触引弧分为 划擦法 直击法引弧非接触引弧 引弧时电极与工件之间保持一定间隙 然后在电极和工件之间施以高电压击穿间隙使电弧引燃 非接触引弧需利用引弧器才能实现 分为 高压脉冲引弧 需高压脉冲发生器频率 50 100Hz电压峰值 3 10KV高频高压引弧 需用高频振荡器频率 150 260KHz电压峰值 2 3KV用于钨极氩弧焊 等离子弧焊 二 焊接电弧的构造及静特性1 焊接电弧的构造 图3 5 阴极区 电弧紧靠负电极的区域为阴极区 很窄 它是阴极表面上电子发射的发源地 温度 2130 3230 占总热量的36 左右 阳极区 电弧紧靠正电极的区域为阳极区 比阴极区宽 不发射电子 只接收电子 温度 2330 3930 占总热量的43 左右 弧柱 电弧阴极区和阳极区之间的部分为弧柱 弧柱的长度等于电弧长度 弧柱中心温度可达5370 7730 占总热量21 左右 弧柱温度与弧柱气体介质和焊接电流大小等因素有关 不同的焊接方法其阳极区 阴极区温度高低并不一致 交流电弧焊两个电极区的温度趋于一致 电弧电压 电弧两端 两电极 之间的电压称为电弧电压 2 电弧的静特性在电极材料 气体介质和弧长一定得情况下 电弧稳定燃烧时 焊接电流与电弧电压变化的关系为电弧静特性 焊条电弧焊 埋弧焊一般工作在平特性区 即电弧电压只随弧长而变化 与焊接电流关系很小 钨极氩弧焊 等离子弧焊一般也工作在平特性区 当焊接电流较大时才工作在上升特性区 即电压随电流的增加而升高 熔化极氩弧焊 CO 气体保护焊基本上工作在上升特性区 三 焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧 不产生断弧 飘移和偏吹 的程度 电弧的稳定燃烧是保证焊接质量的一个重要因素 焊工操作技术的熟练程度弧焊电源的影响 电焊机 焊接电流的影响焊接电流大 电弧燃烧越稳定 4 焊条药皮或焊剂的影响钾 钠 钙可以提高气体的导电性 而提高电弧燃烧的稳定性氟化物 氯化物不易电离 影响稳定性5 焊接电弧偏吹的影响焊接电弧偏吹的原因焊条偏心产生的偏吹电弧周围气流产生的偏吹焊接电弧的磁偏吹 直流电弧焊时 磁偏吹的因素防止或减少焊接电弧偏吹的措施6 其他因素的影响 对弧焊电源的基本要求一 弧焊电源外特性的要求1 弧焊电源外特性的概念2 弧焊电源外特性曲线形状的选择二 对弧焊电源空载电压的要求1 为保证引弧容易 需要较高的空载电压2 为焊工人身安全 空载电压低些为好 3 从降低制造成本的角度 应采用较低的空载电压 一般不大于100V交流弧焊电源 焊条电弧焊55 70V埋弧焊70 90V直流电弧焊电源 焊条电弧焊45 70V埋弧焊60 90V三 对弧焊电源稳态短路电流的要求四 对弧焊电源调节特性的要求五 对弧焊电源动特性的要求 弧焊电源的分类及型号一 弧焊电源的分类 特点及应用分为四类 交流弧焊电源直流弧焊电源脉冲弧焊电源弧焊递变器特点及应用见书P36 二 焊机的型号例 Bx3 300B 弧焊变压器x 下降特性3 产品系列序号为3300 额定焊接电流为300A例 ZXG 500Z 弧焊整流器X 下降特性G 硅整流器500 额定焊接电流为500A 常用弧焊电源一 弧焊变压器1 动圈式弧焊变压器2 动铁心式弧焊变压器3 常见故障分析及处理方法二 弧焊整流器1 晶闸管弧焊整流器的原理及组成2 晶闸管弧焊整流器的特点P403 常见故障及处理方法P40 三 弧焊逆变器将直流电变换成交流电称为逆变 实现这种变换的装置叫逆变器 1 弧焊逆变器的原理及组成原理归纳 工频交流直流中频交流低压交流 直流 组成 输入整流器 电抗器 递变器 中频变压器 输出整流器 电抗器 电子控制电路 常用国产zx7系列 如 zx7 400 逆变 整流滤波 降压 2 弧焊逆变器的特点 高效节能质量轻 体积小具有良好的动特性和弧焊工艺性能 如引弧容易 电弧稳定 焊缝成形美观 飞溅少调节速度快 无级调速具有多种外特性 第七章焊条电弧焊的原理及特点 一 焊条电弧的原理1 将焊条与焊件接触短路 然后提起焊条 引燃电弧2 电弧的高温将焊条与焊件局部熔化 融合一起形成熔池3 焊条药皮在熔化过程中 产生一定量的气体和液态熔渣充满和覆盖在电弧和熔池周围起隔绝大气保护液体金属的作用 焊条电弧焊由电焊机 电缆 焊钳 焊条 电弧和焊件组成 二 焊条电弧焊的优点1 工艺灵活 适应性强2 应用范围广3 易于分散焊接应力和控制焊接变形4 设备简单 成本较低三 缺点1 焊接生产率低2 焊缝质量依赖性强 焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的焊接材料 一 焊条的组成及应用1 焊芯 焊条中被药皮包裹的金属芯作用 传导焊接电流 熔化作为填充金属P452 药皮 压涂在焊芯表面上的涂层焊条药皮的作用焊条药皮的组成焊条药皮的类型 焊条 avi 二 焊条的分类及型号1 焊条的分类按焊条的用途分类碳钢焊条低合金钢焊条不锈钢焊条堆焊焊条铸铁焊条铜及铜合金焊条铝及铝合金焊条镍及镍合金焊条 按焊条药皮熔化后的熔渣特性分类 分为 酸性焊条 其熔渣的成分主要是酸性氧化物优点 工艺性好 容易引弧 电弧稳定飞溅小 焊缝成形美观 好施焊 交 直流均可焊接 缺点 焊缝金属的力学性能差 塑性和韧性均低于碱性焊条形成的焊缝 合金元素烧损较多 适用于一般结构强度等级较低的焊件 碱性焊条 其熔渣的成分主要是碱性氧化物和氟化钙药皮类型 低氢钠型 低氢钾型优点 脱氧 脱磷 脱硫的能力比酸性焊条强 焊缝金属的力学性能 尤其是塑性 韧性和抗裂性能都比酸性焊条好 适用于合金钢和重要碳钢结构焊接 缺点 工艺性差 对油污 铁锈及水等较敏感 易产生气孔 2 焊条型号A 碳钢焊条例 E5015E 表示焊条50 表示熔敷金属抗拉强度最小值为500MPa1 表示焊条适用于全位置焊接5 表示焊条药皮为低氢钠型 采用直流反接 B 低合金钢焊条例 E5515 B3 VWBE 表示焊条55 表示熔敷金属抗拉强度最小值为550mPa1 表示焊条适用于全位置焊5 表示焊条药皮为低氢钠型 采用直流反接 B3 表示熔敷金属化学成分分类代号 VWB 表示熔敷金属中含有钒 钨 硼元素 C 不锈钢焊条例 E308L 15E 表示焊条308 表示熔敷金属化学成分分类代号L 表示含碳量较低 15 表示全位置焊接 碱性药皮 采用直流反接三 焊条的选用及保管1 焊条的选用2 焊条的保管及应用 焊接工艺参数主要包括 焊条直径 电源种类及极性 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊接层数等 一 焊条直径1 焊件的厚度2 焊缝位置 立焊不超过5mm 横焊不超过4mm3 焊接层数 第一层焊道选用直径小的焊条4 接头形式 搭接接头 T型接头 大直径焊条 二 电源种类和极性电源种类低氢钠型焊条 小电流薄板 焊接时采用直流焊接2 极性反接 就是焊件接电源负极 电极接电源正极的接线法三 焊接电流1 焊条直径经验公式 35 55 d 2 焊缝位置立焊 横焊比平焊小10 15 仰焊比平焊小15 20 3 焊条类型碱性焊条比酸性焊条小10 15 不锈钢比碳钢小15 20 4 焊接层次打底层即第一层 用较小的焊接电流填充层用较大焊接电流盖面层焊接时焊接电流应比填充层稍小些 5 还可通过试焊判断所选择的电流是否合适看飞溅电流过大 飞溅大 爆裂声大 电流过小 熔渣和铁液不易分清 看焊缝成形电流过大 熔深大 焊缝余高低 易产生咬边 电流过小 焊缝窄而高 易夹渣 与母材熔合不好 电流适中 焊缝两侧与母材金属熔合的很好 呈圆润过度 焊缝纹路好看 看焊条熔化状况当电流过大 焊条易发红 电流过小 电弧燃烧不稳定 焊条容易粘在焊件上 四 电弧电压主要由弧长决定 电弧长 电弧电压高 电弧短 电弧电压低 在焊接过程中 电弧不宜过长 电弧过长的不良现象 1 电弧燃烧不稳定 易摆动 飞溅增多2 焊缝厚度小 易产生咬边 未焊透 焊波不均匀 3 对熔化金属的保护差 氧 氮等有害气体易侵入 使焊缝产生气孔 所以 在焊接时应力求使用短弧焊接 电弧电压为16 25V仰焊 立焊 横焊应比平焊时更短一些 碱性焊条应比酸性焊条弧长短些 短弧 电弧长度是焊条直径的0 5 1 0倍 五 焊接速度应该均匀适当 既要保证焊透 又要保证不烧穿 同时还要使焊缝宽度和高度符合设计要求 六 焊接层数每焊一层的厚度不大于5mm每焊一层的厚度也不宜过小每层的厚度大约等于焊条直径的0 8 1 2倍 第八章焊条 焊丝及母材的熔化 一 焊接热源二 焊条 焊丝的加热及熔化1 电阻加热2 电弧加热三 焊条 焊丝金属向母材的过渡1 熔滴过渡的形式2 熔滴过渡的作用四 母材的熔化 第九章二氧化碳气体保护电弧焊 一 CO 气保焊的原理及特点1 CO 气保焊的原理及分类原理 是利用CO 作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊方法 简称CO 焊分类 按所用焊丝直径的不同分为细丝CO 气体焊 直径 1 2mm 及粗丝CO 气体焊 直径 1 6 2 CO 气体焊的特点 CO 气保焊1 avi CO 气保焊2 avi 二 焊丝三 CO 气保焊设备四 CO 气保焊的焊接工艺参数1 焊丝直径应根据焊件厚度 焊接空间位置及生产率来选择2 焊接电流应根据焊件厚度 焊丝直径 焊接位置及熔滴过渡形式来确定3 电弧电压电弧电压随着焊接电流的增加而增大 短路过渡电弧电压16 24V细滴过渡直径1 2mm及以上直径的焊丝电弧电压25 36V CO 气保焊3 avi CO 气保焊4 avi 焊接速度 15 30m h焊丝伸出长度约等于焊丝直径的10倍 不超过15mmCO 气体流量细丝 CO 气保焊时 CO 气体流量约为8 15L min粗丝 CO 气体流量约为15 25L min装配间隙及坡口尺寸12mm以下焊件不开坡口也可焊透 坡口角度为30 40 钝边为2 3mm CO 气保焊5 avi CO 气保焊6 avi CO 气保焊7 avi 第十章焊接应力和变形的形成 一 产生的原因1 焊接过程的不均匀加热2 金属材料在焊接过程中的拘束条件3 焊接冷却时的冷却速度二 控制焊接残余变形的措施1 采用合理的装配焊接顺序对称焊缝采用对称焊接法不对称焊缝先焊焊缝少的一侧 氩弧焊 avi 采用不同的焊接顺序控制焊接变形例如 分段退焊缝 分中段退焊法2 反变形法3 刚度固定法4 散热法5 热平衡法三 控制残余应力的措施1 选择合理的焊接顺序尽可能考虑焊缝能自由收缩先焊收缩量最大的焊缝平面交叉焊缝的焊接 2 选择合理的焊接工艺参数3 采用预热的方法温度150 350 之间4 加热减应区法5