第一節(jié) 焊條電弧焊與電弧切割的工作原理、適用范圍及安全特點(diǎn)

1、第三章第三章焊條電弧焊與電弧切割焊條電弧焊與電弧切割第一節(jié)第一節(jié)焊條電弧焊與電弧切割的工作原理、適用范圍及安全特點(diǎn)焊條電弧焊與電弧切割的工作原理、適用范圍及安全特點(diǎn)一、焊條電弧焊與電弧切割的基本原理一、焊條電弧焊與電弧切割的基本原理(一)焊條電弧焊的基本原理焊條電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法，它的原理是利用電弧放電(俗稱(chēng)電弧燃燒)所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過(guò)程，如圖3—1所示。圖3

2、—1焊條電弧焊示意圖焊條電弧焊示意圖1—焊條芯；2—焊藥：3—液態(tài)熔渣；4—凝固的熔渣；5—保護(hù)氣體；6—熔滴；7—熔池；8—焊縫；9—工件；10—電??；11—焊鉗在工件與焊條兩電極之間的氣體介質(zhì)中持續(xù)強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象稱(chēng)為電弧。焊條電弧焊焊接低碳鋼或低合金鋼時(shí)，電弧中心部分的溫度可達(dá)6000～8000℃，兩電極的溫度可達(dá)到2400～2600℃，如圖3—2所示。圖3－2電弧示意圖電弧示意圖電弧燃燒的必要條件是氣體電離及陰極電子發(fā)射。1氣體電

3、離氣體和自然界的一切物質(zhì)一樣，其電子是按一定的軌道環(huán)繞原子核運(yùn)動(dòng)，在常態(tài)下原子是呈中性的，氣體的分子也是呈中性的，氣體中幾乎沒(méi)有帶電質(zhì)點(diǎn)，因此常態(tài)下氣體不能導(dǎo)電，電流也通不過(guò)，電弧不能自發(fā)地產(chǎn)生。但是在一定的條件下，氣體原子中的電子從外部獲得足夠的能量，就能脫離原子核的引力而成為自由電子，同時(shí)原子因失去電子而成為正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過(guò)程稱(chēng)為氣體電離。在焊接時(shí)，使氣體介質(zhì)電離的種類(lèi)主要有熱電離、電場(chǎng)作用下

4、的電離、光電離。(1)熱電離氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生的電離稱(chēng)為熱電離。溫度越高，熱電離作用越大。(2)電場(chǎng)作用下的電離帶電粒子在電場(chǎng)的作用下，各作定向高速運(yùn)動(dòng)；產(chǎn)生較大的動(dòng)碳弧氣割過(guò)程中，壓縮空氣的主要作用是把碳極電弧高溫加熱而熔化的金屬吹掉，還可以對(duì)碳棒電極起冷卻作用，這樣可以相應(yīng)地減少碳棒的燒損。但是，壓縮空氣的流量過(guò)大時(shí)，將會(huì)使被熔化的金屬溫度降低，而不利于對(duì)所要切割的金屬進(jìn)行加工。2碳弧刨割條電弧刨割條的外形與普通焊條相同，是利

5、用藥皮在電弧高溫下產(chǎn)生的噴射氣流，吹除熔化金屬、達(dá)到刨割的目的。工作時(shí)只需交、直流弧焊機(jī)，不用空氣壓縮機(jī)。操作時(shí)其電弧必須達(dá)到一定的噴射能力，才能除去熔化金屬。二、焊條電弧焊與電弧切割的適用范圍二、焊條電弧焊與電弧切割的適用范圍(一)焊條電弧焊的適用范圍焊條電弧焊是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接工作的，可以進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。另外由于焊條電弧焊設(shè)備輕便，搬運(yùn)靈活，所以說(shuō)，焊條電弧焊可以在任何有電源的地方進(jìn)行焊接作業(yè)。適用于各

6、種金屬材料、各種厚度、各種結(jié)構(gòu)形狀的焊接。(二)電弧切割的適用范圍(1)用電弧切割對(duì)焊縫進(jìn)行清根，比過(guò)去生產(chǎn)中常使用的風(fēng)鏟生產(chǎn)效率可提高數(shù)倍，尤其是在仰焊和立焊位置進(jìn)行焊縫清根時(shí)，其優(yōu)越性更為突出。(2)改善了工人的勞動(dòng)條件：過(guò)去在使用風(fēng)鏟進(jìn)行開(kāi)坡口和清根時(shí)，噪聲和振動(dòng)大，長(zhǎng)年使用風(fēng)鏟工作的工人，多患有耳聾性職業(yè)病，而且勞動(dòng)強(qiáng)度也很高。(3)可以用電弧切割來(lái)加工焊縫坡口，特別適用于開(kāi)U型坡口。(4)使用方便，操作靈活：對(duì)處于窄小空間位置

7、的焊縫，只要輕巧的刨槍能伸進(jìn)去的地方，就可以進(jìn)行切割作業(yè)。(5)可以用電弧切割清除不合格焊縫中的缺陷，然后進(jìn)行修復(fù)。也可以用電弧切割清理鑄件的毛邊、飛刺、澆鑄冒口及鑄件中的缺陷。(6)可以用電弧切割的方法加工多種不能用氣割加工的金屬，如鑄鐵、不銹鋼、銅、鋁等。(7)設(shè)備、工具簡(jiǎn)單，操作使用安全。只要有一臺(tái)直流電焊機(jī)，有壓縮空氣，有專(zhuān)用的電弧切割極及碳棒，就可以工作了。不需要像氧一乙炔焰切割那樣使用易燃、易爆氣體，因此操作使用安全。三、焊

8、條電弧焊與電弧切割的安全特點(diǎn)三、焊條電弧焊與電弧切割的安全特點(diǎn)(一)焊條電弧焊的安全特點(diǎn)(1)焊條電弧焊焊接設(shè)備的空載電壓一般為50～90V。而人體所能承受的安全電壓為30～45V，由此可見(jiàn)手工電弧焊焊接設(shè)備的空載電壓高于人體所能承受的安全電壓，所以當(dāng)操作人員在更換焊條時(shí)，有可能發(fā)生觸電事故。尤其在容器和管道內(nèi)操作，四周都是金屬導(dǎo)體，觸電危險(xiǎn)性更大。因此焊條電弧焊操作者在操作時(shí)應(yīng)戴手套，穿絕緣鞋。(2)焊接電弧弧柱中心的溫度高達(dá)6000

9、～8000℃。焊條電弧焊時(shí)，焊條、焊件和藥皮在電弧高溫作用下，發(fā)生蒸發(fā)、凝結(jié)和氣體，產(chǎn)生大量煙塵。同時(shí)，電弧周?chē)目諝庠诨」鈴?qiáng)烈輻射作用下，還會(huì)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物等有毒氣體，在通風(fēng)不良的情況下，長(zhǎng)期接觸會(huì)引起危害焊工健康的多種疾病。因此焊接環(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好。(3)焊接時(shí)人體直接受到弧光輻射(主要是紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)的過(guò)度照射)時(shí)，會(huì)引起操作者眼睛和皮膚的疾病。因此操作者在操作時(shí)應(yīng)戴防護(hù)面具和穿工作服。(4)焊條電弧焊操作過(guò)程中，由于電焊機(jī)線(xiàn)路

10、故障或者飛濺物引燃可燃易爆物品以及燃料容器管道補(bǔ)焊時(shí)防爆措施不當(dāng)?shù)?，都?huì)引起爆炸和火災(zāi)事故。(二)電弧切割的安全特點(diǎn)電弧切割時(shí)，除應(yīng)知道焊條電弧焊的安全特點(diǎn)外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)電弧切割過(guò)程中，由于有壓縮空氣的存在，露天操作時(shí)，應(yīng)注意順風(fēng)方向進(jìn)行操作，以防吹散的熔渣燒壞工作服和灼傷皮膚，并要注意周?chē)鷪?chǎng)地的防火。(2)在容器或艙室內(nèi)部操作時(shí)，內(nèi)部空間尺寸不能過(guò)于窄小，并要加強(qiáng)抽風(fēng)及排除煙塵措施。(3)切割時(shí)應(yīng)盡量使用帶銅皮的專(zhuān)用碳棒