气焊电焊基础知识及安全操作规程

气焊电焊基础知识及安全操作规程第一章气焊与电焊的本质差异与能量控制原理1.1能量来源与转换路径气焊的能量载体是可燃气体（C₂H₂、C₃H₈、CH₄）与助燃气体（O₂）的化学键断裂—重组反应，火焰温度理论峰值3100℃，热量输入由“气体流量×燃烧热值×燃烧效率”决定。电焊的能量载体是电弧等离子体，电流密度10⁶A/m²级，热量输入由“电弧电压×焊接电流×热效率系数（0.6～0.9）”决定。两者热梯度差异10倍，直接决定熔池尺寸、HAZ（热影响区）宽度与冷却速率。1.2熔池冶金行为对比气焊熔池冷却速率10～30℃/s，碳钢中碳迁移距离150μm，适合补焊铸铁；电焊熔池冷却速率80～250℃/s，形成针状铁素体，韧性提高25%，但氢致裂纹风险同步上升。现场用“甘油—水银法”测扩散氢：气焊≤4mL/100g，手工电弧焊≤15mL/100g，药芯气保焊≤8mL/100g，数据直接决定预热温度表。1.3能量密度与板厚匹配速查表板厚0.8mm：气焊0.4mm中性焰，电焊35A脉冲TIG；板厚6mm：气焊1.2mm中性焰，电焊120A纤维素焊条下向焊；板厚20mm：气焊需双炬对称加热，电焊200A低氢焊条多层多道，层间温度180±10℃。现场工程师用“红外热像仪FLIRT540”实测，±5℃误差即判定返工。第二章气焊系统构成与参数闭环控制2.1气路硬件链乙炔瓶阀—回火防止器（Z8A型，流量8m³/h，爆破片0.8MPa）—减压器（YQE213，0～0.25MPa，压力表1.6级）—中压橡胶管（GB/T2550，内径8mm，耐压2MPa，管色红）—焊炬（H0120，射吸式，混合室角度22°）。每班用“皂泡法”检漏：稀释洗洁精1:10，10s无气泡为合格。2.2火焰类型与微观形貌中性焰：氧乙炔比1.1:1，焰芯长3mm，蓝白色，无嘶鸣；碳化焰：氧乙炔比0.8:1，羽状区长度8mm，碳微粒0.2μm，适合高碳硬面堆焊；氧化焰：氧乙炔比1.4:1，焰芯收缩30%，噪声90dB，不锈钢薄板0.5mm以下防止烧穿。2.3气体压力—流量—板厚闭环算法经验公式：P（kPa）=0.2×板厚（mm）+8；流量Q（L/min）=0.8×板厚（mm）+4。现场用“七星QTF80浮子流量计”校准，误差＞5%即更换减压器阀芯。第三章电焊系统构成与波形解析3.1电源外特性曲线手工弧焊：陡降特性，短路电流≤130%额定，利于熔滴缩颈；CO₂焊：平特性，电压22～38V，电流50～500A，送丝速度3～18m/min；脉冲TIG：基值20A，峰值300A，占空比20～80%，频率0.5～500Hz，鱼鳞纹间距0.5mm对应频率2Hz。3.2电缆与接地回路阻抗控制一次电缆≤30m，截面积≥16mm²；二次电缆≤5m，截面积≥50mm²；接地钳口接触电阻≤0.1Ω，用“Fluke1625接地测试仪”实测，＞0.1Ω时打磨金属至Ra6.3μm。3.3焊条药皮冶金功能量化低氢型J507：CaCO₃45%，CaF₂22%，脱氢能力8mL/100g；纤维素型J425：纤维素22%，电弧吹力1.8kPa，根焊单面焊双面成形，背侧余高1.5mm。第四章设备点检与校准SOP（标准作业程序）4.1气焊日检12项①乙炔瓶剩余压力≥0.3MPa；②瓶阀出口无丙酮气味；③回火防止器单向阀无卡滞；④减压器低压表指针零位；⑤橡胶管无鼓包、龟裂；⑥焊炬射吸能力：关闭氧气，开乙炔0.05MPa，插入水中30s无倒吸气泡；⑦割炬混合室无烧蚀沟槽深度＞0.2mm；⑧点火枪压电陶瓷输出12kV；⑨灭火器材2具8kg干粉，压力表绿区；⑩通风风速≥0.5m/s（热球风速仪QDF6）；⑪气体报警器C₂H₂量程0～100%LEL，声光90dB；⑫动火票审批人签字、时限、作业区平面图。4.2电焊日检10项①一次侧绝缘电阻≥1MΩ（500V兆欧表）；②二次空载电压≤80V；③焊机外壳PE线2.5mm²黄绿双色，无断股；④送丝机压丝轮压痕深度0.1mm；⑤导电嘴内径=丝径+0.15mm，磨损量≤0.4mm；⑥电磁阀CO₂提前1s、滞后2s；⑦流量计加热器35℃±2℃；⑧电缆接头温升≤40K（红外点温枪）；⑨焊机风机4500r/min，风压120Pa；⑩焊接电缆盘圈直径≥1m，防止感生涡流。第五章个人防护装备（PPE）量化标准5.1眼部防护气焊：滤光片色号3～5，可见光透过率5～20%，紫外线透射比≤0.01%；电焊：电流100A以下色号9，100～300A色号10，300A以上色号11。自动变光面罩：切换时间0.1ms，暗态遮光号DIN9～13，光敏度四档，电池寿命3000h。5.2呼吸防护CO₂焊产生MnO₂0.5～5mg/m³，用KN95随弃式，泄漏率≤8%；在密闭舱室作业，用送风长管呼吸器，风量≥120L/min，压缩空气含油量≤0.1mg/m³，CO≤10ppm。5.3皮肤与听力防火帆布工作服：续燃时间≤2s，阴燃时间≤5s，断裂强力≥800N；牛皮手套：针距3针/cm，耐接触热100℃；耳塞：SNR=25dB，焊接噪声峰值95dB，实际暴露70dB。第六章动火作业票制度与法律接口6.1动火分级特级：运行中的LNG罐区，按GB3087120225.2.3，由企业总经理审批；一级：甲类车间15m内，由安全总监审批；二级：仓库区，由车间主任审批。票证有效期：特级8h，一级24h，二级72h。6.2气体检测合格阈值可燃气体≤0.2%LEL，氧气19.5%～23.5%，硫化氢≤4.6ppm，氨≤19ppm。检测仪器：HoneywellBWFlex4，每2h复测一次，数据实时上传企业“安全生产风险监测预警系统”。6.3法律责任违反《消防法》第21条，未经审批动火，处5日以上10日以下拘留；造成火灾，依据《刑法》第115条，处3年以上7年以下有期徒刑。企业层面：按《生产安全事故罚款处罚规定（应急管理部14号令）》，一般事故20万元罚款，重大事故200万元罚款。第七章气焊操作全流程（面向零经验初学者）7.1目的在3mm低碳钢板上完成一条150mm长、宽5mm、余高1mm的对接单面焊双面成形。7.2前置条件①PPE穿戴完毕；②动火票二级，有效期16:00前；③乙炔瓶直立静置12h，剩余压力0.7MPa；④通风风速0.8m/s；⑤工件坡口60°，钝边0.5mm，组对间隙1mm；⑥试板编号Q235B2024061803，RT检测比例100%。7.3详细步骤Step1点火：右手持焊炬，先微开乙炔阀1/4圈，左手点火枪置于喷嘴下方30mm，点燃后呈黄色火焰200mm。Step2调焰：缓慢开氧气阀，观察火焰由黄→蓝→出现3mm焰芯，声音柔和，氧乙炔比1.1:1。Step3预热：焰芯距工件2mm，往复摆动20mm区间，观察金属出现“汗珠”状微熔，耗时3s。Step4加丝：焊丝H08A，φ2mm，与工件夹角30°，送入熔池前缘，每次送进0.5mm，频率2Hz。Step5焊炬移动：左向焊法，焊炬倾角45°，前移速度2mm/s，摆幅5mm，利用焰芯扫过熔池1/3面积。Step6收尾：距终端10mm处，火焰缓慢抬起30°，继续加丝填满弧坑，断火顺序：先关乙炔，后关氧气，防止回火。7.4质量自检①肉眼：无咬边、无气孔；②焊缝量规：宽5mm，余高1mm；③弯曲试验：背弯180°，无裂纹。7.5常见问题与排错回火“嘭”响：立即关乙炔→关氧气→拔枪→冷却1min→检查混合室，发现烧蚀孔＞0.2mm更换喷嘴。熔池塌陷：降低速度至1.5mm/s，火焰能率减10%。第八章电焊操作全流程（以4mm焊条为例）8.1目的在12mm低碳钢板角焊缝（T形接头）上完成一条200mm长、焊脚6mm、无咬边、无气孔的焊缝。8.2前置条件①焊机ZX5400，极性直流反接；②焊条E4316，φ4mm，350℃烘干1h，保温120℃；③电流160A，电压24V；④层间温度150℃，用Tempilstik150℃蜡笔。8.3详细步骤Step1引弧：划擦法，焊条距工件2mm，瞬间倾斜70°，听到“嘶”声即拉起3mm，建立弧长4mm。Step2运条：锯齿形摆动，两侧停留0.5s，中心速度3mm/s，熔池始终1/2在母材，1/2在焊道。Step3接头：热接法，弧坑打磨1/2弧长，引弧点超前10mm，回拉5mm进入熔池。Step4收弧：回焊10mm，逐渐减小电流至120A，填满弧坑，渣壳自裂后敲除。8.4质量自检①超声波UT：缺陷指示长度≤10mm；②磁粉MT：无线性显示；③宏观金相：焊脚6mm，熔深1.5mm。8.5常见问题与排错气孔：停弧换焊条，检查烘干记录，重新350℃烘干；电流过大咬边：降10A，两侧停留时间增至0.8s。第九章特殊场景安全预案9.1密闭舱室①双人监护，舱口1人、舱内1人；②防爆风机1000m³/h，换气次数20次/h；③照明24V防爆LED；④气体检测每30min记录；⑤应急空气呼吸器2套，置于舱口1m内；⑥通信采用防爆对讲机MotorolaGP328，频道5，每5min通话一次。9.2高处动火①作业高度≥2m需办理高处票；②搭设1.2m双护栏脚手架，踢脚板180mm；③防火布接火，尺寸2m×2m，阻燃等级B1；④工具系尾绳，防坠器1.5m缓冲；⑤下方5m区域设警戒，警示带+监护人；⑥灭火器材8kg干粉2具，放置于上风向3m。9.3雨天露天①相对湿度≥90%停止作业；②焊机加防雨罩IP55；③电缆架空≥2.5m，绝缘子固定；④人体绝缘：橡胶垫10kV级，面积1m×1m；⑤接地极：镀锌角钢50mm×50mm×5mm，埋深600mm，接地电阻≤4Ω。第十章事故案例复盘与改进措施10.120230415某船厂事故作业区：分段涂装舱，作业人王某，22岁，合同工。事故经过：CO₂焊引燃舱底残漆，火焰沿通风管窜入风机，2min后爆燃，烧伤3人，直接损失320万元。10.2直接原因①动火票未升级：舱内漆膜0.3mm，按标准应列为特级，却按二级审批；②气体检测造假：用舱口空气代替舱底，读数0%LEL，实际舱底12%LEL；③风机未防爆，叶轮铝制，产生火花。10.3整改措施①制度：修订《动火分级细则》，增加“漆膜厚度≥0.2mm即特级”；②技术：舱内强制采用防爆风机ExdIIBT4；③装备：配备四合一检测仪泵吸式，采样管5m，伸至舱底；④培训：事故后7天完成全员再培训1260人次，考核90分合格；⑤经济：对承包商罚款80万元，停标6个月。第十一章培训与考核量化模型11.1培训周期新员工72学时，老员工年度再培训20学时。11.2考核权重理论40%（闭卷80题，60分及格），实操60%（板对接6G位置，RTⅡ级合格）。11.3能力矩阵用Excel建立矩阵，行42人，列14项技能（气焊、手工焊、CO₂、TIG、高处、密闭……），评分0～4级，4级为教官。目标：≥3级人数占比80%，每季度更新。11.4证书管理电子证书存储于“企业培训云平台”，二维码防伪，有效期2年，到期自动预警。第十二章设备维护与报废标准12.1焊机维护周期每日：除尘、紧固；每月：风机电容1.5μF±5%，更换失效件；每年：整流桥堆耐压测试1200V，绝缘电阻2MΩ。12.2乙炔瓶报废瓶体划痕深度≥1mm或鼓包直径≥20mm，即判废；回厂焚烧孔切割，残气丙酮回收，环保备案。12.3电缆报废任意10m段出现3处护套龟裂或铜丝断股5%，即报废；由物资部称重卖废铜，记录于ERP