1、金属焊接与切割,前言,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，促进安全生产，依法加强直接从事这些作业的操作人员，即特种作业人员的安全技术培训、考核非常必要。,培训学习目的,学习焊接安全技术的目的在于使有关的管理人员、操作工人掌握焊接操作的基本原理，操作安全及防护的方法，严格执行国家标准焊接与切割安全GB9448及各项有关安全操作规程，保证安全生产以及遇到紧急情况2、时能及时作出适当的处理，从而保护操作者自己和周围人员及厂房设备不遭到损坏。,培训学习主要内容,焊接安全技术研究的主要内容是防火、防爆、防触电，防尘、防毒、防辐射。只有详细地了解焊接生产过程的特点和焊接工艺、工具及操作方法，才能深刻地理解和掌握焊接安全技术的措施，严格执行安全操作规程和实施防护措施，保证安全生产，避免发生事故。,第一章焊接与切割基础知识,第一节概述一、焊接与切割的发展及应用 我国是最早应用焊接技术的国家之一。远在战国时期就已采用焊接技术。800多年前宋代科学家沈括所著的梦溪笔谈一书就提到焊接方法。明代科学家宋应星所著的天工开物一书中，对锻焊和钎焊也作了详细叙述。气焊大约在18923、年前后出现，那时使用的是氢气氧气混合气体，由于氢气很不安全，容易发生爆炸事故，在工业上未被采用。,1895年，发明了用电炉制造碳化钙，又发现了乙炔气（电石与水接触后产生的气体）和氧气混合燃烧，温度高大3200，1903年，氧乙炔焰被运用到金属焊接上，奠定了气焊技术的基础。近代主要的焊接技术电弧焊，是在电能成功地应用于工业生产之后发展起来的。20世纪初，作为焊接设备的正式产品手工电弧焊问世。20年代后期电阻焊和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、超声焊和60年代等离子弧焊、激光焊、光束焊相继出现，使焊接技术达到了新水平。,二、焊接与切割4、的原理及分类,1、基本原理 在金属结构及其他机械产品的制造中常需将两个或两个以上的零件按一定的形式和尺寸连接在一起，这种联结通常分为两大类，一类是可拆卸的连接，如螺栓连接，另一类是永久性连接，如焊接。焊接就是通过加热或加压，或两者并用，并且使用或不用填充材料，使工件达到结合的方法。,2、焊接的分类,按照焊接过程中金属所处的状态即工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。熔化焊是利用局部加热的方法将将连接处的金属加热至融化状态而完成的焊接方法。常见的有气焊、电弧焊、电渣焊、气体保护焊、等离子弧焊等。压力焊是利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。常见的锻焊、接触焊、摩擦焊和气压焊5、等。,钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热至液态，然后使其渗透到被焊金属接缝的间隙中而达到结合的方法。常见的烙铁钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等。,3、切割的方法和分类,按照金属切割过程中加热方法的不同大致可以把切割方法分为火焰切割、电弧切割和冷切割三类。火焰切割常见的有气割、液化石油气切割、氢氧源切割、氧溶剂切割等。电弧切割常见的有等离子弧切割、碳弧切割。冷切割常见的有激光切割、水射流切割。,第二章金属学及热处理基础知识,一、合金组织及铁碳合金的基本知识1、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，叫作合金。根据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，6、将合金的组织分为三类：固溶体：一种物质的原子均匀的溶解在另一种物质的晶格内，形成单相晶体结构。化合物：两种元素的原子按一定的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。,机械混合物：固溶体和化合物均为单项的合金，若合金是有两种不同的晶体结构彼此机械混合组成，称为机械混合物。2、钢中常见的显微组织(1)铁素体F(2)渗碳体F3C(3)珠光体（P）(4)奥氏体（A）(5)马氏体（M）(6)魏氏组织,二、钢的热处理,将金属加热到一定温度，并保持一定时间，然后以一定的速度冷却到室温，这个过程称为热处理。常见的热处理工艺有：淬火：可以提高刚的硬度及耐磨性 回火：消除内应力，降低钢的7、强度和硬度，提高钢的塑性和韧性。钢在淬火后再进行高温回火，这一复合热处理工艺称为调质。正火：经正火后的材料，各项力学性能均较好，常作为最终热处理。退火：可降低硬度，使材料便于切削加工，能消除内应力。消除应力退火属于低温退火，也称焊后热处理。,第三节常用金属材料的一般知识,一、金属材料的性能 金属材料的性能通常包括物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能等。1、理化性能包括：密度、导电性、导热性、热膨胀性、抗氧化性、耐腐蚀性等。2、力学性能包括：强度、塑性、硬度和韧性3、工艺性能包括：切削性能、铸造性能、焊接性能。,二、钢材和有色金属的分类、编号及性能,（一）、钢的分类：钢和铁是黑色金属的两大类，8、都是以铁和碳为主要原素的合金。含碳量在2.11%以下的铁碳合金称为钢，含碳量2.11%6.67%的铁碳合金称为铸铁。钢中除铁、碳以外还含有少量其他元素，如硅、锰、硫、磷等，硅、锰是炼钢时作为脱氧剂加入的，称为常存元素，硫磷是由炼钢原料带入的，称为杂质元素。,1、按化学成分分类,（1）碳素钢：按含碳量多少可分为：低碳钢：含碳量小于0.25%中碳钢：含碳量为0.25%0.60%高碳钢：含碳量大于0.60%（2）合金钢：除含有碳素钢所含的元素外，尚还有其他一些元素，如铬、镍、钛、钼、钨、钒、硼等。,2、按用途分类（1）结构钢（2）工具钢（3）特殊用途钢如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等。3、按品质分类9、（1）普通钢含硫不超过0.0450.050%，含磷不超过0.045%（2）优质钢含硫不超过0.0300.035%，含磷不超过0.035%,（3）高级优质钢含硫不超过0.0200.030，含磷不超过0.0250.030。2、钢材的性能及焊接特点（1）低碳钢强度硬度不高塑性好应用广泛，焊接常用的低碳钢有Q235、20号钢、20、20R。焊接特点：不易产生冷裂纹、焊前不需要预热、镇静钢对热裂纹不敏感、沸腾钢产生热裂纹的可能性大些、焊接工艺简单、对焊接电源无特殊要求、交直流焊机可进行全方位焊接。（2）中碳钢强度较高焊接性较差，常用的有35、45、55号钢。,焊接特点：易产生冷裂纹和热裂纹，由于含碳量高10、对气孔的敏感性增加。（3）高碳钢 由于含碳量高，焊接性能很差。焊接特点：更容易产生裂纹，焊缝脆弱，焊接接头强度降低。3、有色金属及合金的分类及焊接特点（1）铝及铝合金 纯铝分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。常用的工业纯铝纯度为99.798.8，牌号为L1、L2、L3、L4、L5、L6。,铝合金：纯铝中加入合金元素就得到铝合金。根据加工工艺，分为形变铝合金和铸造铝合金。形变铝合金塑性好，适宜压力加工。形变铝合金分为防锈铝（LF）、硬铝（LY）、超硬铝（LC）、锻铝（LD）。铸造铝合金按加入合金元素不同，分为铝硅系（Al-Si）铝铜系（Al-Cu）铝镁系（Al-Mg）铝锌系（Al-Zn）四种。11、焊接结构中应用最广泛的是防锈铝（Al-Mg或Al-Mn合金）。铝及铝合金的焊接特点：a.表面易氧化，生成致密的氧化膜，影响焊接b.容易产生气孔c.容易产生热裂纹,铝及铝合金焊接主要采用氩弧焊、气焊、电阻焊等，氩弧焊应用最为广泛。（2）铜及合金的分类和焊接特点 纯铜常被称作紫铜，具有良好的导电性、导热性、耐蚀性。黄铜以锌为主要元素的铜合金称为黄铜，如H80、H70、H68等 青铜以前把铜和锡的合金称作青铜，现在把除黄铜以外的铜合金称作青铜。常用的有锡青铜、铝青铜等。,铜和铜合金的焊接特点：.难熔合及易变性；.容易产生热裂纹；.容易产生气孔。铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊12、等。,第四节焊接工艺基础知识,一、焊接位置种类 根据GB/T3375焊接术语的规定，焊接位置可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。有平焊、立焊、横焊、和仰焊等。二、焊缝形式及形状尺寸1、焊缝形式分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、和端焊缝。2、形状尺寸包括：焊缝宽度、余高、熔深、焊缝厚度、焊脚、焊缝形成系数、熔合比。,三、焊接工艺参数及其对焊缝影响,焊接时，为了保证焊接质量而选定的各项参数（例如焊接电压、电弧电流、焊接速度、线能量等）的总称叫焊接工艺参数。所谓线能量是指熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量焦耳/厘米或焦耳/毫米，也称热输入。1、焊接电流 增大焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加13、，而焊缝宽度则几乎不变2、电弧电压 当其他条件不变时，电弧电压增加，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高略有减少。,3、焊接速度 焊接速度对焊缝厚度和宽度有明显影响，当焊接速度增加时，焊缝厚度和宽度大为下降。从焊接生产率考虑，焊接速度愈快愈好，但当焊缝厚度要求一定时，为提高焊接速度，就得进一步提高焊接电流和电弧电压，所以这三个参数应该综合在一起进行选用。,第二章气焊与气割,第一节气焊与气割的基本原理、使用范围 与安全特点一、气焊与气割的基本原理和适用范围（一）气焊气焊是利用可燃气体与助燃气体混合物燃烧的火焰去熔化工件接缝处的金属和焊丝而达到金属间牢固连接的方法。具有设备简单、操作方便、实用性强等特14、点。,气焊所用的可燃气体主要有乙炔、液化石油气和氢气。氧气为助燃气体。气焊应用的设备及工具包括氧气瓶、乙炔瓶、回火防止器、焊炬、减压器及氧气乙炔输送管道。主要应用于薄钢板、低熔点材料（有色金属及其合金）、铸铁件、硬质合金刀具等材料的焊接，以及磨损、报废零件的补焊、构件变形的火焰矫正。,（二）气割,利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧 流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。金属气割的过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。气割过程是预热燃烧吹渣过程，并不是所有金属都能满足这个过程要求，只有符合下15、列条件的金属才能进行气割：,.金属在氧气中的燃点应低于其熔点.气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点.金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应.金属的导热性不应太高.金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少（三）气焊与气割的优缺点 1.气焊的优点：.设备简单，使用灵活.对铸铁和有色金属有较好的适应性.电力不足的地方能发挥更大的作用。2.缺点是生产效率低，焊后容易变形，较难实现现代化,气割的优点：设备简单，使用灵活缺点是对切口两侧金属的成分和组织产生一定的影响，以及被割工件的变形等。二、气焊与气割的安全特点 气焊与气割的主要危险是火灾和爆炸，因此防火防爆是气焊气割的主要任务。,第二节 气焊气割火焰16、及工艺参数的选择,一、气焊气割火焰 焊接火焰直接影响到焊接质量和焊接效率，焊接火焰的分类包括氧乙炔焰、氢氧焰及液化石油气燃烧的火焰。氧乙炔焰具有很高的温度（约3200）加热集中，因此是气焊气割中主要采用的火焰。氢氧焰是最早使用的气体火焰，由于燃烧温度低（约2770）且容易发生爆炸事故未被广泛采用，目前主要用于铅的焊接和水下切割。,液化石油气燃烧的温度比比氧乙炔火焰低（约20002850）主要用于金属的切割，用于切割时，金属预热时间稍长，但可以减少切口边缘的过烧现象，切割质量较好，切割多层叠板时，切割速度比使用乙炔快2030，除广泛用于钢材切割外，还用于焊接有色金属，国外还采用乙炔液化石油气混合17、，作为焊接气源。氧乙炔焰根据氧和乙炔的混合比不同，可分为中性焰、碳化焰和氧化焰 1、中性焰：氧和乙炔的混合比（O2/C2H2）为1.11.2，中性焰第一阶段燃烧既无过剩的氧又无游离的碳。氧与丙烷的比值（O2/C3H8）为3.5时，也可得到中性焰。,中性焰的三个显著区域，分别为焰芯、内焰和外焰。焰芯呈尖锥形，色白而明亮，轮廓清楚。中性焰应用最为广泛，一般用于焊接碳钢、紫铜和低合金钢等。中性焰温度最高处在距离焰芯末端24mm的范围内。,2、碳化焰 氧与乙炔的体积比值（O2/C2H2）小于1.1时的混合气燃烧形成的气体火焰，因为乙炔有过剩，所以燃烧不完全。碳化焰的焰芯较长，呈蓝白色，外焰特别长，呈橘18、红色。在焊接碳钢时，火焰中游离的碳会渗到熔池中去增高焊缝的含碳量，使焊缝金属的强度提高而使其塑性降低。因而碳化焰不能用于焊接低碳钢及低合金钢。但轻微的碳化焰应用较广，可用于焊接高碳钢、中合金钢、高合金钢、铸铁、铝和铝合金等材料。,3、氧化焰 氧与乙炔的体积比值（O2/C2H2）大于1.2时的混合气体燃烧形成火焰，氧化焰中含有过剩的氧，在尖形焰芯形成一个有氧化性的富氧区，氧化反应剧烈是焰芯、内焰、外焰都缩短，内焰很短，几乎看不到。温度可达31003400，由于整个火焰具有氧化性，合金一般碳钢时，就会造成熔化金属和合金元素的烧损，是焊缝金属氧化物和气孔增多，并增强熔池的沸腾现象，较大的降低焊接质量19、，所以一般材料的焊接决不能采用氧化焰。焊接黄铜和锡青铜可利用轻微的氧化焰。气割时，通常使用氧化焰。,二、气焊与气割主要工艺参数,1、气焊主要工艺参数包括焊丝的牌号和直径、溶剂、火焰种类、火焰能率、焊炬型号和焊嘴的号码、焊嘴倾角和焊接速度等。2、气割主要工艺参数包括割矩型号和切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与工件间的倾斜角、割嘴离工件表面的距离等。,第三节 气焊气割常用气体的性质及使用安全要求,常用的可燃气体有乙炔、氢气、液化石油气等，助燃气体是氧气。一、乙炔 1、理化性质：乙炔又名电石气，在常温和大气压力下，它是一种无色气体，工业乙炔中因为混有硫化氢及磷化氢等杂质，故具有特殊的臭味。乙20、炔是理想的可燃气体，与空气混合燃烧时所产生的火焰温度为2350，而与氧混合所产生的温度为31003300，因此足以熔化金属进行焊接。,2、乙炔的爆炸性及溶解性,乙炔是一种危险的易燃易爆气体。自燃点低（305），在一定条件，很容易因分子的聚合，分解发生爆炸。纯乙炔的分解爆炸，当压力为150KPa，温度580 时，就形成乙炔分解爆炸。压力越高，聚合作用能促进乙炔分解爆炸所需要的温度越低。,乙炔与铜、银、水银等金属或其盐类长期接触会生成乙炔铜和乙炔银等爆炸性混合物，当受到摩擦冲击时就会发生爆炸。因此凡供乙炔使用的器材都不能用银和含铜量70以上的铜合金制造。,乙炔能够溶解在许多液体中，特别是有机液体中21、，如丙酮等。在15、0.1MPa时，1升丙酮能溶解23升乙炔，在压力增大到1.42MPa时1升丙酮能溶解乙炔约400升。人们就是利用乙炔能溶于丙酮的特性，将乙炔装入乙炔瓶内的。,乙炔的毒性：乙炔中度较少见，主要表现为中枢神经系统损伤。其症状轻度的表现为：精神兴奋、多言、嗜睡、走路不稳等；中度的表现为：意识障碍、呼吸困难、发呆、瞳孔反应消失、昏迷等，也有表现为狂躁、无故苦笑等精神症状。,二、液化石油气 石油气是石油炼制工业的副产品，主要成分是丙烷，大约占5080，其余是丙烯、丁烷、丁烯等，在常温和大气压力下，组成石油气的这些碳氢化合物以气态存在。但是只要加上不大的压力（一般为0.81.5MPa）22、即为液体，液化后便于装于瓶中贮存和运输，但其液体的比重则比水、汽油轻。,石油气燃烧的温度比乙炔火焰温度低，为20002850，用于气割时，金属预热时间稍长，但可减少切口边缘的过烧现象，切割质量较好，在切割多层迭板时，切割速度比乙炔快2030，现已广泛用于钢材的切割和有色金属的焊接。,安全特点：1、易挥发、闪点低，挥发点为-42，闪点-20。2、能和空气形成爆炸性混合气体，但爆炸范围比较窄。3、气态石油气比空气重（比重约为空气的1.5倍），易于向低处流动而滞留积聚，液化石油气比汽油轻，能漂浮在水沟的液面上。,4、对普通橡胶导管和衬垫有腐蚀，能引起漏气，必须采用耐油性强的橡胶导管和衬垫。5、石油气23、气瓶内的压力与温度成正比。压力为0.1MPa,在20 为0.7MPa，40 时为2MPa，所以石油气瓶与热源、暖气等应保持1.5以上的安全距离。6、有一定的毒性，会引起人的麻醉。7、使用时要先点火后开气,三、氢气 氢气是一种无色无味的气体，比重0.07，比空气轻14.38，是最轻的气体。氢氧焰的温度可达2770，具有很强的还原性。在高温下，它可以从金属氧化物中夺取氧而使金属还原。他广泛地被应用于水下火焰切割，以及某些有色金属的焊接和氢原子焊等。氢与空气混合可形成爆鸣气，其爆炸极限为480，与氧混合的爆炸极限为4.6593.9。与氯气的混合物（1:1）时,见光就爆炸。,四、氧气,无色无味无毒的气24、体，比空气略重，微溶于水。常压下，氧气在-183 时变为淡蓝色液体，在-218 时变为雪花状淡蓝色固体。不能燃烧，但能助燃，是强氧化剂，与可燃气体混合燃烧可以得到高温火焰，广泛应用于气焊气割行业。安全特点：与油脂接触发生自燃，与可燃气体混合使爆炸极限范围变宽，所以氧气减压表禁油。,五、特利II气,特利II气主要以丙烯为原料，可辅以一定比例的添加剂，经过物理混合而成。用来代替溶解乙炔，与乙炔相比有一下特点：1、单瓶充装量是乙炔的2.53倍，增加了气瓶的使用周期。2、爆炸极限只有2.410.5，而溶解乙炔则是2.281，所以较乙炔安全、无分解爆炸危险。3、使用过程中不发生回火。4、不污染环境，对人25、体无害。缺点是预热时间稍长。,第四节电石和乙炔发生器的安全要求,一、电石的安全要求 电石是碳化钙的俗称，是碳与钙的化合物，分子式为CaC2。是将焦炭和氧化钙放在电炉中熔炼的产物。CaC2+H2O=C2H2+Ca(OH)2 电石属于一级危险品，在装桶、搬运、开桶和使用过程中如果处理不当，极易发生爆炸事故，后果不堪设想。为了保障操作工人的人身安全，防止工伤事故发生和减少经济损失，要妥善使用和保管。,二、乙炔发生器的安全使用,乙炔发生器是利用电石和水作用以制取乙炔的设备 分类：按制取压力不同，可分为低压式（0.007MPa以下）和中压式（0.0070.15MPa）两种；按其发气量不同，可分为0.5、26、1、3、5至10m3/h五种，一般前两种制成移动式，后三种制成固定式。按工作原理可分为排水式、滴水式、排水与滴水联合式等几种。构造：气体发生器（一个或多个）气体收集器（贮气罐）安全设备（一个或多个）安全液封（防止火焰、空气和氧气进入发生器）,乙炔发生器的安全装置,、阻火装置作用是发生回火时防止火焰进入贮气罐和管道内，例如水封式或干式回火防止器、防爆泄压装置作用是当发生器的压力升高而超过一定压力时，或发生爆炸而产生压力时，能及时自动泄出气体，降低压力，从而防止发生器罐体的破裂。例如安全阀、泄压膜等。、指示装置作用是显示乙炔的压力、水与乙炔的温度及水量等，例如压力表、温度计和水位指示器等。,第五节27、气瓶的安全使用要求,一、气瓶结构 用于气割与气焊的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气瓶，乙炔瓶属于溶解气瓶，石油气属于液化气瓶。1、氧气瓶由瓶体、胶圈、瓶箍、瓶阀和瓶帽组成。瓶体装有两个防震胶圈，瓶体表面为天蓝色，并用黑漆表明“氧气”字样，气瓶在出厂前，需要进行水压试验，试验压力是工作压力的1.5倍，即：15MPa1.522.5MPa 氧气瓶一般使用三年应进行复验，复验内容有水压试验和检查瓶壁腐蚀情况。,目前，我国生产的氧气瓶规格，最常见的容积为40L，当瓶内压力为15MPa表压时，氧气瓶的贮存量为6000L，即6m3。2、乙炔瓶与氧气瓶相似，比氧气瓶略短（1.12m）、直径略粗（250mm），瓶体表面28、涂白漆，并印有“乙炔气瓶”“不可近火”等红色字样。因乙炔不能用高压瓶贮存，所以乙炔瓶的内部构造较氧气瓶复杂的多。乙炔瓶内有微孔填料布满其中，而微孔填料中浸满丙酮，利用乙炔易溶于丙酮的特点，使乙炔稳定、安全的贮存于乙炔瓶中。,3、氢气瓶 承载压力为15MPa，与氧气瓶构造相同，不同的是瓶体涂深绿色漆，并用红漆标明“氢气”字样，瓶阀出气口螺纹为反向。4、液化石油气瓶 是贮存液化石油气的专用容器，按用量和使用方式分别有10kg、15kg、36kg等多中规格。材质选用16Mn钢或优质碳素钢，最大工作压力为1.6MPa，水压试验3.0MPa。属焊接气瓶，气瓶外表涂银灰色，并有“液化石油气”红色字样。,二29、气瓶发生爆炸事故的原因,1、气瓶材质和制造缺陷2、保管和使用不善，受日光曝晒、明火、热辐射等作用，使瓶温过高压力剧增，直至超过瓶体材料强度极限，发生爆炸。3、搬运装卸时，坠落、倾倒、滚动，发生剧烈碰撞冲击等。4、放气速度太快，气体迅速流经阀门时产生静电火花。5、氧气瓶上沾有油脂，在输送氧气时急剧氧化。,6、可燃气瓶（乙炔、氢气、液化石油气）发生漏气。7、乙炔瓶内多孔物质下沉，产生净空间，使乙炔瓶处于高压状态。8、乙炔瓶处于卧放状态，或大量使用乙炔时出现丙酮随同流出。9、石油气瓶充灌过满，受热时瓶内压力过高。,三、气瓶使用的安全要求,1、不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。2、放置地点不得靠近热30、源，距明火10米以外。3、立放时应采取防止倾倒措施。4、夏季应防止曝晒5、严禁敲击碰撞 6、严禁在气瓶上电焊引弧7、不得用温度超过40 的热源对气瓶进行加热。,8、瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力（永久气体的压力应不小于0.05MPa，液化石油气留有不少于0.51.0规定充装量的剩余气体）并关紧阀门，防止漏气。9、氧气瓶阀不得沾有油脂，焊工不得用沾有油脂的工具、手套或油污工作服去接触氧气瓶阀、减压器等。10、乙炔瓶使用和存放时，应保持直立，不能横躺卧放，以防丙酮流出，引起燃烧爆炸，一旦要使用已卧放的乙炔气瓶，必须先直立20分钟后，再连接减压器使用。11、石油气瓶点火时，应先点燃引火物，后打开31、瓶阀，不要颠倒次序。12、气瓶投入使用后，不得对气瓶进行挖补、焊接修理。,第六节附件安全要求,一、减压器 将高压气体将为低压气体、并保持输出气体的压力和流量稳定不变的调节装置。按用途分为氧气减压器和乙炔减压器等，还可分为集中式和岗位式两类，按构造不同可分为单级式和双级式两类；按工作原理可分为正作用和反作用两类。,减压器的安全使用：1、氧气瓶放气或开启减压器时动作必须缓慢 2、安装减压器前，要略打开氧气瓶阀，吹除污物，以防灰尘和水分带入减压器，开启瓶阀时，出气口不得对准操作者或他人，以防高压气体突然冲出伤人。3、装卸减压器时必须注意防止管接头丝扣滑牙，以免旋装不牢而射出。停止工作时应先松开减压器32、的调节螺钉，在关闭瓶阀，并慢慢放尽减压器内的气体，这样可以保护弹簧和减压活门免受损坏。,4、减压器必须定期校修，压力表必须定期检验。5、减压器必须保持清洁。减压器上不得沾有油脂、污物，如有油脂必须在擦拭干净后才能使用。6、各种气体的减压器及压力表不得调换使用。,二、橡胶管,GB2550-92规定，氧气橡胶管为蓝色（原标准规定为红色）工作压力2MPa，爆破压力6MPa；GB2551-92规定，乙炔胶管为红色（原标准规定为黑色）工作压力0.3 MPa，爆破压力0.9MPa；常用内径为8mm和10mm。橡胶管的长度一般不应小于5米。,三、焊炬,1、焊炬的分类 按可燃气体与氧气的混合方式分为射吸式和等33、压式两类；按可燃气体种类分为乙炔、氢、石油气等类型；按火焰数目分为单焰和多焰；按使用方法分为手工和机械两类。目前国内使用焊炬多数为射吸式。在这种焊炬中，乙炔的流动主要靠氧气的射吸作用，所以不论使用中压或低压乙炔都能使焊炬正常工作。2、焊炬的安全使用 射吸式焊炬，在点火前必须检查其射吸性能是否正常，以及焊炬各连接部位及调节手轮的针阀等处是否漏气。,经以上检查合格后，才能点火。点火时先开启乙炔轮，点燃乙炔并立即开启氧气调节手轮，调节火焰。这种点火方法与先开氧气后开乙炔的方法相比较，具有的优点是，可以避免点火时的鸣爆现象，容易发现焊炬是否堵塞等弊病，火焰由弱逐渐变强，火焰燃烧平稳等。其缺点是，刚点火34、时冒黑烟，影响环境卫生。也可以在点火时先把氧气调节手轮稍微开启，再开启乙炔调节手轮并立即点火。此方法可消除冒黑烟的缺点，但焊炬一旦有堵塞时氧气有可能进人乙炔通道，形成回火条件。从安全操作要求，建议采用前面一种操作方法。,火焰停止使用时，应先关乙炔调节手轮，以防止发生回火和产生黑烟。焊炬的各气体通路均不允许沾染油脂，以防氧气遇到油脂而燃烧爆炸。根据焊件的厚度选择适当的焊炬及焊嘴。并用板手将焊嘴拧紧，拧到不漏气为止。在使用过程中，如发现气体通路或阀门有漏气现象，应立即停止工作，消除漏气后，才能继续使用。不准将正在燃烧的焊炬随手卧放在焊件或地面上。焊嘴头被堵塞时，严禁嘴头与平板摩擦，而应用通针清理，35、以消除堵塞物。,工作暂停或结束后，应将氧气和乙炔瓶关闭，并将压力表的指针调至零位。同时还要将焊炬和胶管盘好，挂在靠墙的架子上或拆下橡皮管将焊炬存放在工具箱内。3、使用焊炬时应当注意尽可能防止产生回火。引起回火的主要原因有：由于熔化金属的飞溅物、碳质微粒及乙炔的杂质等堵塞焊嘴或气体通道。焊嘴过热，混合气体受热膨胀，压力增高，流动阻力增大，焊嘴温度超过400，部分混合气体即在焊嘴内自燃。焊嘴过分接近熔融金属，焊嘴喷孔附近的压力增大，混合气体流动不畅通。,胶管受压、阻塞或打折等，致使气体压力降低。上述四种原因造成混合气体的流动速度低于燃烧速度而产生回火。如果操作中发生回火，应急速关闭乙炔调节手轮，再36、关闭氧气调节手轮。四割炬 1、割炬的分类 按预热火焰中氧气和乙炔的混合方式，分为射吸式和等压式两种，其中以射吸式割炬的使用最为普遍。按割炬用途又分为普通割炬、重型割炬以及焊、割两用炬等。,2、割炬的安全使用,以上介绍的焊炬的安全使用也同样适合于射吸式割炬。但是使用射吸式割炬时还应注意以下两点：在开始切割前，工作表面的厚漆皮、厚锈皮和油水污物等应加以清理，防止锈皮伤人，在水泥地面上切割时，在垫高工件或者被切割处工件下方垫上钢板，防止水泥地面爆皮伤人。在正常工作结束时，应先关闭切割氧调节手轮，再关闭乙炔和预热氧调节手轮。在回火时应快速地按以上顺序关闭各调节手轮。,第七节气割气焊的安全操作,(1)气37、焊与气割的操作人员必须进行安全技术培训，考试合格并取得操作证后，方可独立工作。(2)在禁火区内进行焊割前，必须实行动火审批制度，由有关部门出具动火许可证后，方可作业。(3)搬运氧气瓶、乙炔气瓶时，必须避免碰撞、振动，要戴好安全帽、防振圈；使用保管中应避免曝晒和火烤。(4)在焊接作业场地lOm范围内，不得有易燃易爆物品。(5)焊割工作前必须检查焊割工具是否完好和性能正常，特别应检查回火防止器、安全阀是否安全好用。(6)使用氧气时，应站在出气口的侧面，缓慢开启阀门。乙炔瓶必须直立放置，不准卧放,(7)焊割所用气瓶离电闸及正在散发热量的物体及设备不应小于2m，使用时，氧气瓶与乙炔气瓶之间不应小于5m38、。(8)工作时必须按规定穿戴好个人防护用品，必须戴有色护目镜。(9)应经常自检所用气瓶上的压力表是否完好、性能是否正常，并要按规定向计量单位送检，以确保计量准确。(10)氧气瓶及压力表的部位，均不得沾染油脂。(11)氧气表和乙炔表冻结时，不准用火烤或锤打，应使用热水或蒸汽解冻。(12)在容器及舱室内焊割时，要设监护人、通风装置和采取防火措施。停止工作时，应将焊割炬关好，并带出容器。,(13)登高作业之前，应先检查作业点下面地面是否符合安全要求，脚手架、桥板是否牢靠。登高作业应扎标准防火安全带，并要注意防止重物和工具下落伤人。(14)氧气瓶使用到最后必须留表压0.10.2MPa，乙炔气瓶使用到最39、后必须留表压0.03MPa以上。(15)工作结束后，要认真检查现场，确认安全后方可离开。(16)乙炔瓶、氧气瓶、氢气瓶及易燃物品等严禁同车运输。(17)在气焊与气割过程中必须注意防火、防爆。,第三章焊条电弧焊与电弧切割,第一节焊条电弧焊与电弧切割的工作原理、适用范围及安全特点1、基本原理(1)手工电弧焊的基本原理 手工电弧焊是利用电弧放电(俗称电弧燃烧)所产生的热量，将焊条与工件熔化，冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的过程。在工件与焊条两极之间的气体介质中持续强烈的放电现象称为电弧。手工电弧焊焊接时，电弧中心部分的温度可达50008000，两极的温度可达35004200。,(2)电弧切割的基本40、原理,电弧切割主要有碳弧气刨、碳弧刨割条和等离子弧切割三种加工方法。等离子弧切割单节介绍。碳弧气刨 碳弧气刨是利用碳极电弧的高温；把金属的局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，从而达到对金属进行切割的一种加工方法。碳弧刨割条 碳弧刨割条的外形与普通焊条相同。是利用药皮在电弧高温下产生的喷射气流，吹除熔化金属，达到刨割的目的。工作时只需交、直流弧焊机，不用空气压缩机。,2、适用范围,(1)手工电弧焊的适用范围 手工电弧焊可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多方位焊接。还适用于不同厚度、结构和金属材料等的焊接。由于设备轻便、搬运灵活的特点，在有电源的任何地方都能进行焊接作业。（2）电41、弧切割的适用范围 用来加工焊缝坡口。对焊缝进行清根，去除不合格焊缝中的缺陷。清理铸件的毛边、飞刺、浇冒口以及铸件中的缺陷。加工多种不能用氧炔焰加工的金属，如铸铁、不锈钢、铜和铝等。,3、安全特点,(1)手工电弧焊的安全特点 触电 手工电弧焊焊接设备的空载电压一般为5090V。该电压超过了人体所能承受的安全电压，所以当操作人员在更换焊条或违反操作规程时，也有可能发生触电事故。尤其在容器和管道内操作，四周都是金属导体，触电的危险性更大。因此操作者在操作时应戴手套，穿绝缘鞋。烟尘 焊接电弧的温度可高达50008000。焊条、焊件和药皮在电弧高温作用下，发生蒸发、凝结和气化，产生大量烟尘。有毒气体 焊42、接时，电弧周围的空气在弧光强烈辐射下，还会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体，因此对焊接场所应采取有效的通风措施；,弧光辐射 焊接时人体直接受到弧光辐射（主要是紫外线和红外线的过度照射）时，还会引起眼睛和皮肤的疾病。爆炸和火灾 在焊接操作过程中，设备线路的故障或者飞溅物引着可燃易爆物品以及燃料容器、管道焊补时防爆措施不当等，都会引起爆炸和火灾事故。(2)电弧切割的安全特点 电弧切割时，除应知道手工电弧焊的安全特点外，还应注意以下几点：烫伤和火灾电弧切割时，被压缩空气吹散的熔渣易烧坏工作服、烫伤皮肤以及引着易燃物品而造成火灾，应注意顺风方向操作。,烟尘在窄小容器和舱室内操作时，必须采取防尘措施。防止焊43、机过载由于电弧切割使用电流较大，连续工作时间较长，易烧毁焊机。因此要防止焊机过载。,第二节手工电弧焊和电弧切割的安全操作,1、手工电弧焊的安全操作(1)手工电弧操作保同必须进行安全技术培训，考试合格并取得操作证后，方可独立作业。(2)在禁火区内进行焊割前，必须实行动火审批制度，由有关部门出具动火许可证后，方可作业。(3)搬运焊机、检修焊机、更换保险丝、改变极性等必须切断电源开关才能进行。(4)安装、检修焊机或更换保险丝等应由电工进行，焊工不得擅自进行。,(5)在焊接作业场地l0m范围内，不得有易燃易爆物品。(6)焊工的手或身体的某一部分不能接触导电体。在潮湿地点操作时，地面上应铺设橡胶绝缘垫。44、(7)工作前要检查设备、工具的绝缘层有无破损，接地是否良好。(8)工作时必须按规定穿戴好个人防护用品。(9)推、拉电源闸刀时，要戴绝缘手套，站在侧面，用左手推闸，动作要快，以防电弧火花灼伤脸部。,(10)在容器及舱室内焊接要设监护人和通风装置。使用的行灯电压为12V。(11)登高作业之前，应先检查作业点下面地面是否符合安全要求。脚手架、桥板是否牢靠。登高作业应扎标准防火安全带，并要注意防止重物和工具下落伤人。(12)焊接过程中要注意防爆、防火。(13)工作结束后要认真检查现场，确认安全后方可离开。,2、电弧切割的安全操作,除遵守手工电弧焊的有关规定外，还应注意以下几点：(1)电弧切割时电流较大45、，要防止焊机过载发热。(2)电弧切割时烟尘大，操作者应佩戴送风式面罩。作业场地必须采取排烟除尘措施，加强通风。(3)电弧切割时大量高温液态金属及氧化物从电弧下被吹出，应防止烫伤和火灾。(4)电弧切割时噪声较大，操作者应戴耳塞。,第四章 特殊焊接与切割作业安全技术,第一节 化工及燃料容器、管道的焊补安全技术 化工燃料容器和管道在使用中因受内部介质压力、温度、腐蚀的作用，或因结构、材料、焊接工艺等缺陷，所以要定期检验。有时在生产中需要抢修，时间紧、任务重，且要在易燃、易爆；易中毒的环境下进行，稍不小心就会引起火灾和中毒事故。因此，在进行化工及燃料容器和管道的焊割作业时，必须采取可靠的防爆、防火、防46、毒等技术措施。,1置换动火与带压不置换动火,化工及燃料容器和管道的焊补，目前主要有置换动火和带压不置换动火两种方法。凡利用电弧和火焰进行焊接或切割作业的，均为动火。(1)置换动火 置换动火就是在焊补前用水和不燃气体置换容器或管道中的可燃气体，或用空气置换容器或管道中的有毒有害气体，使容器或管道中的有害气体达到规定的要求，从而保证焊补的安全。,置换动火是一种比较安全妥善的办法，在容器、管道的生产检修工作中被广泛采用。但是采用置换法时，容器、管道需要暂停使用，而且要用其他介质进行置换。在置换过程中要不断取样分析，直至合格后才能动火，动火后还需再置换，显得费时麻烦。另外，如果管道中弯头死角多，则往往47、不易置换干净而留下隐患。(2)带压不置换动火 带压不置换动火，就是严格控制含氧量，使可燃气体的浓度大大超过爆炸上限，然后让它以稳定的速度，从管道口向外喷出，并点燃燃烧，使其与周围空气形成一个燃烧系统，并保持稳定地连续燃烧。然后，即可进行焊补作业。,带压不置换法不需要置换原有的气体，有时可以在设备运转的情况下进行，手续少，作业时间短，有利于生产。这种方法主要适用于可燃气体的容器与管道的外部焊补。由于这种方法只能在连续保持一定正压的情况下才能进行，控制难度较大，而且没有一定的压力就不能使用，有较大的局限性，因此，目前应用不广泛。2发生爆炸火灾的原因(1)焊接动火前对容器或管道道内气体的取样分析不准48、确，或取样部位不适当，结果在容器、管道内或动火点周围存在着爆炸性混合物。(2)在焊补过程中，周围条件发生了变化。,(3)正在检修的容器与正在生产的系统未隔离，发生易爆气体互相串通，进入焊补区域，或是生产系统放料排气遇到火花。(4)在具有燃烧和爆炸危险的车间、仓库等室内进行焊补作业。(5)焊补未经安全处理或未开孔洞的密封容器。3置换焊补安全技术措施(1)固定动火 为使焊补工作集中，便于加强管理，厂里和车间内可划定固定动火区。凡可拆卸并有条件移动到固定动火区焊补的物件，必须移至固定动火区内焊补，从而减少在防爆车间或厂房内的动火工作。,固定动火区必须符合下列要求：,无可燃气体管道和设备，并且周围距易49、燃易爆设备管道l0m以上.室内的固定动火区与防爆的生产现场要隔开，不能有门、窗、地沟等串通。生产中的设备在正常放空或一旦发生事故时，可燃气体或蒸气不能扩散到动火区。要常备足够数量的灭火工具和设备。固定动火区内禁止使用各种易燃物质。作业区周围要划定界限，悬挂防火安全标志,(2)实行可靠隔绝,现场检修，要先停止待检修设备或管道的工作，然后采取可靠的隔绝措施，使要检修、焊补的设备与其他设备(特别是生产部分的设备)完全隔绝，以保证可燃物料等不能扩散到焊补设备及其周围。可靠的隔绝方法是安装盲板或拆除一段连接管线。盲板的材料、规格和加工精度等技术条件一定要符合国家标准，不可滥用，并正确装配，必须保证盲板有50、足够的强度，能承受管道的工作压力，同时严密不漏。在盲板与阀门之间应加设放空管或压力表，并派专人看守。对拆除管路的，注意在生产系统或存有物料的一侧上好堵板。堵板同样要符合国家标准的技术条件。,同时，还应注意常压敞口设备的空间隔绝，保证火星不能与容器口逸散出来的可燃物接触。对有些短时间的焊补检修，可用水封切断气源，但必须有专人在现场看守水封溢流管的溢流情况，防止水封失效。总之，认真做好隔绝工作，否则不得动火。(3)实行彻底置换 做好隔绝工作之后，设备本身必须排尽物料，把容器及管道内的可燃性或有毒性介质彻底置换。在置换过程中要不断地取样分析，直至容器管道内的可燃、有毒物质含量符合安全要求。,常用的置51、换介质有氮气、水蒸气或水等。置换的方法要视被置换介质与置换介质的比重而定，当置换介质比被置换介质比重大时，应由容器或管道的最低点送进置换介质，由最高点向外排放。以气体为置换介质时的需用量一般为被置换介质容积的3倍以上。某些被置换的可燃气体有滞留的性质，或者同置换气体的比重相差不大，此时应注意置换的不彻底或两者相互混合。因此，置换的彻底性不能仅看置换介质的用量，而要以气体成分的化验分析结果为准。以水为置换介质时，将设备管道灌满即可。,(4)正确清洗容器,容器及管道置换处理后，其内外都必须仔细清洗。因为，有些可燃易爆介质被吸附在设备及管道内壁的积垢或外表面的保温材料中，液体可燃物会附着在容器及管道52、的内壁上。如不彻底清洗，由于温度和压力变化的影响，可燃物会逐渐释放出来，使本来合格的动火条件变成了不合格，从而导致火灾爆炸事故。清洗可用热水蒸煮、酸洗、碱洗或用溶剂清洗，使设备及管道内壁上的结垢物等软化溶解而除去。采用何种方法清洗应根据具体情况确定。碱洗是用氢氧化钠(烧碱)水溶液进行清洗的，其清洗过程是：,先在容器中加入所需数量的清水，然后把定量的碱片分批逐渐加人，同时缓慢搅动，待全部碱片均加入溶解后，方可通入水蒸气煮沸。蒸汽管的末端必须伸至液体的底部，以防通入水蒸气后有碱液泡沫溅出。禁止先放碱片后加清水(尤其是热水)，因为烧碱溶解时会产生大量的热，涌出容器管道会灼伤操作者。对于用清洗法不能除53、尽的垢物，由操作人员穿戴防护用品，进入设备内部用不发火的工具铲除，如用木质、黄铜(含铜70以下)或铝质的刀、刷等，也可用水力、风动和电动机械以吸喷砂等方法清除。置换和清洗必须注意不能留死角。,(5)动火分析和监视,动火分析就是对设备和管道以及周围环境的气体进行取样分析。动火分析不但能保证开始动火时符合动火条件，而且可以掌握焊补过程中动火条件的变化情况。在置换作业过程中和动火作业前，应不断从容器及管道内外的不同部位取气体样品进行分析，检查易燃易爆气体及有毒有害气体的含量。检查合格后，应尽快实施焊补，动火前半小时内分析数据是有效的，否则应重新取样分析。取样要注意取样的代表性，以使数据准确可靠。焊补54、开始后每膈一定时间仍需对作业现场环境作分析，动火分析的时间间隔则根据现场情况来确定。,若有关气体含量超过规定要求，应立即停止焊补，再次清洗并取样分析，直到合格为止。气体分析的合格要求是：可燃气体或可燃蒸气的含量：爆炸下限大于4的，浓度应小于05；爆炸下限小于4，浓度则应小于02。有毒有害气体的含量应符合工业企业设计卫生标准的规定。操作者需进入内部进行焊补的设备及管道，氧气含量应为1821。,(6)严禁焊补未开孔洞的密封容器 焊补前应打开容器的人孔、手孔、清洁孔及料孔等，并应保持良好的通风。严禁焊补未开孔洞的密封容器 在容器及管道内需采用气焊或气割时，焊、割炬的点火与熄火应在容器外部进行，以防过55、多的乙炔气聚集在容器及管道内。(7)安全组织措施 必须按照规定的要求和程序办理动火审批手续。目的是制定安全措施，明确领导者的责任。承担焊补工作的焊工应经专门培训，并经考核取得相应的资格证书。,工作前要制定详细的切实可行的方案，它包括焊接作业程序和规范、安全措施及施工图等，并通知有关消防队、急救站、生产车间等各方面作好应急安排。在作业点周围10m以内应停止其他用火工作，易燃易爆物品应移到安全场所。工作场所应有足够的照明，手提行灯应采用12V安全电压，并有完好的保护罩。在禁火区内动火作业以及在容器与管道内进行焊补作业时，必须设监护人。监护的目的是保证安全措施的认真执行。监护人应由有经验的人员担任。56、监护人应明确职责、坚守岗位。,进入容器或管道进行焊补作业时，触电的危险性最大，必须严格执行有关安全用电的规定，采取必要的防护措施。4带压不置换焊补的安全技术措施(1)严格控制含氧量 目前，有的部门规定氢气、一氧化碳、乙炔和发生炉煤气等的极限含氧量以不超过1作为安全值，它具有一定的安全系数。带压不置换焊补之前和焊补过程中，必须进行容器或管道内含氧量的检测。当发现系统中含氧量增高，应尽快：找出原因及时排除，否则应停止焊补。,(2)正压操作,在焊补的全过程中，容器及管道必须连续保持稳定正压，这是带压不置换动火安全的关键。一旦出现负压，空气进入正在焊补的容器或管道中，就容易发生爆炸。压力的大小，以不猛57、烈喷火为宜。压力太大，气流速度增大，造成猛烈喷火，给焊接操作造成困难，甚至使熔孔扩大，造成事故；压力太小，容易造成压力波动，焊补时会使空气渗人容器或管道，形成爆炸性混合气体。因此选择压力时，又有一个较大的安全系数。,(3)严格控制工作点周围可燃气体的含量,无论是在室内还是在室外进行带压不置换焊补作业时，周围滞留空间可燃气体的含量，以小于0.5为宜。分析气体的取样部位应根据气体性质及房屋结构特点等正确选择，以保证检测结果的正确性和可靠性。室内焊补时，应打开门窗进行自然通风，必要时，还应采取机械通风，以防止爆炸性混合气体的形成。(4)焊补操作的安全要求 焊工在操作过程中，应避开点燃的火焰；防止烧伤。,焊接规范应按规定的工艺预先调节好，焊接电流过大或操作不当，在介质压力的作用下容易引起烧穿，以致造成事故。遇周围条件有变化，如系统内压力急剧下降或含氧量超过安全值等，都要立即停止焊补，待查明原因采取相应对策后，才能继续进行焊补。在焊补过程中，如果发生猛烈喷火现象时；应立即采取消防措施。在火未熄灭前，不得切断可燃气来源，也不得降低或消除容器或管道的压力，以防容器或管道吸入空气而形成爆炸性混合气体。,