1、金屬焊接切割作業電弧焊接設備和工具第四章 電弧焊接設備和工具第一節 電弧焊接基本概念 電弧焊就是利用電弧熱的作用使焊條金屬和母材金屬熔化形成焊縫的一種方法。分：手工弧焊、埋弧焊、氣體保護焊、等離子弧焊。一、焊接電弧 在加有一定電壓的電極之間或在電極與焊件之間的空氣間隙中產生持久而強烈的放電現象，稱焊接電弧。 電弧產生并維持燃燒的條件：兩個電極之間的氣體變成導電體。引燃電弧方式：接觸引燃和非接觸引燃。接觸引燃是指把電極與焊件接觸；非接觸依然要采用引弧器實現，可分高頻高壓引弧和高壓脈沖引弧。二、電弧特性兩個特性：放出強烈的光和釋放出大量的熱。三、焊接電弧的構造 焊接電弧由陰極區、陽極區、弧柱三部分

2、組成，陰極區溫度約2400 ，陽極區溫度約2600 ，弧柱溫度約6000-8000 ；電弧電壓由陰極區電壓降、陽極區電壓降、弧柱電壓組成。第二節 電焊機電焊機：是指電弧焊接時，向電弧供給電能的設備焊接電源。弧焊電源分：交流弧焊電源、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源、逆變式弧焊電源。一、電弧焊對電焊機的要求1、一定的外特性。（電弧電壓與輸出電流間的關系，反向關系）2、適當的空載電壓。（沒負載，輸出電流為零時的電壓；直流50-90伏，交流60-85伏）3、良好的動特性4、具有適當的功率。5、焊接電流能在較大范圍內均勻靈活調節。二、電焊機型號1、產品型號，采用漢語拼音字母及阿拉伯數字組成。2、產品型號的編

3、排次序：1235764改進序號派生代號基本規格系列序號附注特征小類名稱大類名稱NZM2400額定焊接電流400安培橫臂式系列脈沖電源自動焊熔化極保護焊如：氬氣及混合氣體保護脈沖熔化極自動焊，橫臂式，額定焊接電流400安培三、焊接變壓器 焊接變壓器即交流電焊機，是以交流電形式向焊接電弧輸送電能的電源，是一種特殊的降壓變壓器。 優點：構造簡單、維修方便、節省電能與材料、焊接時不產生磁偏差。 按結構和調節電流方式分：變壓器分漏磁式和變壓器電抗式，常用的有BX1-330型、BX2-500型。焊接變壓器常見故障及其排除故障可能產生的原因排除方法焊接變壓器過熱1、變壓器過載2、變壓器繞組短路1、減小使用電

4、流2、消除短路處導線接線處過熱接線處接觸電阻過大或接觸處螺母過松將接線松開，用砂紙等清理接觸處產生金屬光澤，旋緊螺母焊接電流不穩定動鐵芯在焊接時不穩定將動鐵芯手柄固定或動鐵芯固定焊接電流過小1、焊接導線過長，電阻搭2、焊接導線盤繞起來，電感大3、電纜線接頭或與工件接觸不良1、減小導線長度或增大導線直徑2、將導線盤形放開3、使接頭接觸良好焊接輸出電流反常（過大或過小）1、電路中起感抗作用的線圈絕緣損壞時，引起電流過大2、鐵芯磁回路中由于絕緣損壞產生渦流，引起電流變小1、檢查電路或磁路中的絕緣情況排除故障四、焊接整流器 焊接整流器是一種將交流電通過整流轉換為直流電的一種焊接電源。 這類焊接分：硅整

5、流焊機（硅二極管為整流元件）、晶閘管式整流焊機。優點：1、易造好修，重量輕，成本低，空載損耗小，效率高，噪音小。 2、易于獲得不同形狀的外特性，以滿足不同焊接工藝要求。 3、易控制，適應性強。 硅整流焊機主要由變壓器、電抗器、整流器、輸出電抗器等部分組成，如：ZXG-300、ZXG-500. 晶閘管式整流焊機主要由變壓器、晶閘管整流器、輸出電感等組成。如：ZX5-250、ZX5-400.焊接整流器常見故障及其排除方法故障可能產生的原因排除方法機殼漏電1、電源線碰機殼2、變壓器、電抗器、風扇及控制線路元件等碰機殼1、消除碰處2、消除碰處3、接牢接地線空載電壓過低1、電源電壓過低2、變壓器繞組短路

6、1、調高電源電壓2、消除短路電流調節失靈1、控制繞組短路2、控制回路接觸不良3、控制回路元件擊穿1、消除短路2、使接觸良好3、更換元件電流不穩定1、主回路接觸器抖動2、風壓開關抖動3、控制回路接觸不良，工作失常1、消除抖動2、消除抖動3、檢修控制回路工作中焊接電壓突然降低1、主回路部分或全部短路2、整流元件擊穿短路3、控制回路短路或電位器未調整好1、修復線路2、更換元件，檢查保護線路3、檢修調整控制回路風扇電機不轉1、熔斷器熔斷2、電動機引線或繞組斷線3、開關接觸不良1、更換線路2、接妥或修復3、使接觸良好電表無指示1、電表或相應接線短路2、主回路故障3、飽和電抗器和交流繞組斷線1、修復電表2

7、、排除故障3、排除故障五、脈沖弧焊電源 脈沖弧焊電源是指周期性脈沖式提供焊接電流的焊接電源。包括：基本電流和脈沖電流。 脈沖弧焊電源應用范圍： 1、適用于熔化極和不熔化極的焊接。 2、不僅可通過窄間隙脈沖氣體保護焊方法對厚板焊接，而且可以通過微束等離子弧焊工藝對超薄板焊接。 3、可用于金屬材料的焊接，也可用普通電弧焊難以勝任的敏感性大的金屬，如高合金鋼、鋁合金、鈦及鈦合金。 4、全位置自動焊。 5、單面焊雙面成形和封底焊等工藝上。 總之，脈沖弧焊電源由于它的優越性，在焊接工藝中廣泛應用，焊接出來的接頭質量高、成形美觀、變形較小、合金元素燒損少和節約電能，很有發展前途。目前主要用于氣體保護焊和等

8、離子弧焊。如：ZXM-250六、逆變弧焊電源 又稱逆變焊機，被稱為第四代弧焊電源，它是利用逆變技術的一種很有發展前景的新型弧焊電源。 優點： 1、高效節能。效率達80-90%，功率因素，空載損耗小，一般只有幾十瓦。 2、重量輕體積小。中頻變壓器重量只有普通的幾十分之一，整機重只有傳統的1/51/10。 3、具有良好的動特性和弧焊工藝性能。 4、調節速度快，所有焊接工藝參數均可無極調速。 5、具有多種外特性，能適應各種弧焊方法的需要。 可用于手工電弧焊、各種氣體保護焊（脈沖弧焊、半自動弧焊）、等離子弧焊、埋弧焊、管狀焊絲電弧焊。 一般分：晶閘管式弧焊逆變器、晶體管式弧焊逆變器、場效應管式弧焊逆變

9、器。如：ZX7-80、ZX7-100、ZX7-125、ZX-250、ZX7-350第三節 電弧焊工具一、電焊鉗作用：夾住焊條、傳導電流和便于操作。組成：上下鉗口、彎臂、彈簧、直柄、膠木手柄及 固定銷等組成。性能：良好導電性、重量輕、夾緊焊條牢固及換焊條方便。電焊鉗常用的有300安培和500安培。二、焊接電纜焊接電纜是連結電源與電焊鉗（或工件）的導線。作用：傳導焊接電流。對焊接電纜的要求：1、要求用多股紫銅軟線制成，具有足夠的導電截面積。2、容易彎曲、柔軟性好，以便于操作及減輕勞動強度。3、絕緣性良好，以免發生短路損壞電焊機。三、電焊面罩及護目玻璃1、電焊面罩電焊面罩：是保護電焊工面部和眼睛免受

10、弧光損傷的防護用品。作用：防止面部和眼睛受傷；防止電焊工被飛濺金屬灼傷；減輕煙塵和有害氣體對呼吸器官的損害。種類：手持式、頭戴式、吹風式。2、護目玻璃護目玻璃：又稱黑玻璃，鑲嵌在面罩上，防止眼睛受弧光灼傷的玻璃。作用：減弱電弧光的強度；過濾紅外線、紫外線和可見光；保護焊工眼睛免受弧光灼傷。護目玻璃有不同的號數，號數大顏色深。四、送絲結構及焊槍（一）送絲結構組成：焊絲盤、送絲電機、減速裝置、送絲滾輪、壓緊裝置及送絲軟管；有點帶有焊絲校直裝置。分類：1、送絲方式按送絲滾輪與軟管相對位置分推拉絲式、拉絲式、推絲式。2、按驅動形式分單主動、雙主動、二滾輪線式、三滾輪線式、三鋼球脈動送絲機構。（二）焊槍

11、組成：送絲軟管、導電嘴、噴嘴。噴嘴的材料、形狀、尺寸對保護性能、操作和焊接質量密切相關，一般用紫銅制作。導電嘴采用耐磨、耐熱，導電性好的紫銅制作。五、輔助工具 輔助工具一般有：焊條筒、尖頭榔頭、鐵絲刷、鑿子。 為防止電焊工被弧光和飛濺物灼傷身體及防止觸電，要穿戴白帆布工作服、手套、工作帽、腳蓋、絕緣鞋以及清渣時戴平光眼睛。第五章 氣焊、氣割用氣體、設備和工具氣焊、氣割氣體分：助燃氣體（氧氣）和可燃氣體（乙炔、液化石油氣等）。 可燃氣體和氧氣按一定比例混合燃燒，放出大量熱，將金屬加熱和熔化。氣焊、氣割設備：氧氣瓶、乙炔瓶（液化石油氣瓶）、回火防止器等。工具：焊炬、割炬、減壓器及橡皮管等。第一節

12、氧氣一、氧氣性質1、常溫下成氣態，是一種無色、無味、無毒的氣體。分子式：O2；氧氣有助燃的作用。2、密度千克/立方米，比空氣重。3、液態為淡藍色（-183），固體也是淡藍色（-218 ）。4、氧氣化學性質極為活潑，幾乎能與自然界一切元素（惰性氣體外）相結合，稱氧化反應，劇烈的氧化反應稱燃燒。二、氧氣制取 制取方法很多，一般采用液化空氣分離法。 空氣中氧占21%，氮78%，根據沸點（氧-182.96 ，氮-195.8 ）的不同進行液化分離。具體方法:首先將空氣壓縮、冷卻而液化，然后再加熱液化空氣，當溫度升高到-195.8 時，氮首先氣化逸出，而氧則必須繼續升溫到-182.96 才氣化，這樣就分離

13、了。三、對氧氣純度要求分兩級：一級（99.2%）、二級（98.5%）第二節 乙炔一、乙炔的性質1、乙炔是一種可燃性氣體，也是一種具有爆炸性的危險氣體（在一定條件下）；分子式：C2H2。2、乙炔在標準狀態下，是無色的，比空氣輕（千克/立方米；工業用帶有刺鼻的特殊臭味，因含有磷化氫、硫化氫等雜質。3、乙炔自然點為480 ，著火點為428 ；與空氣溫度達2350 ，與氧氣溫度達3000-3300 2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Q（放熱）4、溶解度：隨氣壓的升高而增加，隨溫度的降低而降低。5、乙炔的爆炸1）純乙炔自爆，指乙炔氣體并沒有和其他氣體混合而自行爆炸。條件：溫度和壓力。2）乙炔與空氣

14、混合氣體，當乙炔達到2.2-81%（尤其7-13%）范圍時遇火爆炸，達到自然溫度305 時也發生爆炸。3）乙炔與氧氣混合氣體，當乙炔達到2.8-93%（尤其30%）時，達到自然溫度發生爆炸。4）乙炔與其他物質，與銅、銀長期接觸會生成乙炔同和乙炔銀等易爆物質；與氯、次氯酸鹽等化合發生燃燒爆炸絕對禁止用四氯化碳滅火 300 500 600 630 T（ ）P24513614736420聚合作用區爆炸分解區二、乙炔的制取工業用乙炔，主要用水分解電石獲得。CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2千卡/摩爾第三節 液化石油氣1、液化石油氣是煉油廠裂化石油的副產品。常溫常壓下無色無臭無味氣體。2、主要

15、成份：丙烷（C3H3）、丁烷（C4H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）等混合物。3、性質：1）極易液化。2）熱值較高（21200千卡/立方米）。3）與空氣或氧氣構成具有爆炸性混合物（含量3.5-16.3%），燃點比乙炔高使用較安全。4）達到完全燃燒所需氧氣比乙炔大。5）火焰溫度比乙炔火焰溫度低（約2000-2800 ）。6）在氣割過程中，燃燒速度比乙炔低。第四節 氣割氣焊用設備主要有：氧氣瓶、乙炔瓶、液化石油氣瓶、回火防止器等。一、氧氣瓶1、氧氣瓶是一種儲存和運輸氧氣用的高壓容器。由瓶體和氧氣閥門組成。2、氧氣瓶瓶體是用低合金鋼或優質碳素鋼制成，立放，3年一檢。3、氧氣瓶閥是控制氧氣瓶內

16、氧氣進出的閥門，按構造不同分：活瓣式、隔膜式，目前主要是活瓣式。瓶閥上帶有瓶帽，防止瓶閥不受撞損和避免油脂或其他雜質進入氧氣出口內。二、乙炔瓶1、乙炔瓶是一種儲存和運輸乙炔氣的一種壓力容器，構造比氧氣瓶復雜。2、瓶體一般用優質碳素鋼或低合金鋼軋圓焊接制成。3年一檢。3、乙炔瓶閥，控制乙炔閥內乙炔進出，由低碳鋼制成。三、液化石油氣瓶1、是儲運液化石油氣的壓力容器，按用量及使用方式分10千克、20千克、30千克、40千克、50千克等。2、瓶體一般用16錳鋼或20號優質碳素鋼制成。3、調壓器作用： 1）將氣瓶內的壓力降至工作時所需壓力。 2）穩定輸出壓力，保證供給量均勻。四、各種氣瓶的鑒別和聯接1、

17、各種氣瓶鑒別各種氣瓶的顏色標志氣瓶名稱涂漆顏色字樣字樣顏色氧氣瓶天藍氧黑乙炔氣瓶白乙炔紅液化氣瓶銀灰液化石油氣紅丙烷氣瓶褐液化丙烷白氫氣瓶深綠氫紅氬氣瓶灰氬綠二氧化碳氣瓶鋁白液化二氧化碳黑氮氣瓶黑氮黃2、各種氣瓶的聯接形式各種氣體的聯接形式氣瓶名稱聯接形式氧氣瓶順旋螺紋乙炔氣瓶夾 緊液化氣瓶倒旋螺旋丙烷氣瓶倒旋螺旋五、氧氣、乙炔、液化氣瓶使用規則及儲存、運輸管理制度1、使用規則1）涂漆標志正確，直立放置。2）放置在通風良好地方，防雨淋和日光曝曬，不應放在焊割施工的鋼板上及電流通過的導體上。3）氣瓶，尤其瓶閥周圍嚴禁沾有油脂等易燃物質，安裝減壓器時，要檢查瓶閥和出氣口內有無油脂等雜質。4）嚴禁近

18、火，乙炔瓶溫不超過40 ，液化氣瓶不超過45 。5）氣瓶與明火距離應大于10米。6）瓶閥、管路不得漏氣，嚴禁明火試漏和解凍。7）瓶內氣體不應全部用完，要留有余氣（不小于98-147千帕），換瓶時應旋緊瓶閥和瓶蓋。8）定期在制定的有關單位進行檢查。9）不準將氧氣代替壓縮空氣，或把氧氣作通風使用。10）氧氣瓶泄漏裝置的防爆紫銅片不準私自調換。11）液化石油氣充裝時，瓶內不準全部充滿液體，應留10-15%氣體空間。2、儲存運輸管理制度1）放置整齊，留有適當寬度的通道。2）氣瓶直立放置，并設有欄桿或支架加以固定，防止跌倒。氧氣瓶臥放時必須固定，瓶頭朝向、堆放整齊，不超過5層。3）氣瓶安全帽必須旋緊。4

19、）不得靠近熱源，不受日光曝曬。5）不準與相互抵觸的易燃易爆品儲存一起。6）充裝、運輸、儲存氣瓶的場所嚴禁動用明火和吸煙。7）易燃物品、油脂和帶有油污的物品不準與氧氣同車運輸。8）用汽車運輸氣瓶時，一律應按車廂橫向裝放。9）裝有氣瓶的車輛應有“危險品”的標志。10）輕裝輕卸、防止震動、裝卸時嚴禁采用拋、摔及其他容易引起撞擊的方法。11）儲存氧、乙炔、液化氣瓶的倉庫或臨時倉庫周圍嚴禁堆放易燃制品，并禁絕火種。六、回火防止器1、回火防止器：是裝在燃料氣體系統上防止火焰向燃氣管路或氣源回燒的保險裝置。2、作用：在氣焊氣割中，焊炬割炬發生回火時，切斷乙炔通路，防止繼續燃燒，并利用泄壓系統將爆炸混合氣體排

20、入大氣，防止進入燃氣管路或氣源而發生爆炸。3、回火原因：氧-乙炔混合氣體的燃燒速度大于混合氣體流出速度。具體原因：1）焊、割炬過分接近熔融金屬，增大了焊割咀噴孔附近壓力，是混合氣體難以流出，噴射速度變慢。2）焊割咀過熱，混合氣體受熱膨脹，壓力增高，增大混合氣體流動阻力。3）焊割咀被熔化金屬飛濺物堵塞，或焊割槍內氣體通道被固體碳質微粒堵塞，混合氣體難以外流，就在焊割炬里燃燒爆炸。4）焊割炬閥門不嚴密，造成氧氣倒回乙炔管道形成混合氣；換乙炔瓶后沒放掉乙炔與空氣混合氣，就在焊割炬點火時，產生回火。4、回火防止器分類1）按工作壓力分：低壓式（千帕以下）、中壓式（千帕）。2）按作用原理分：水封式、干式。

21、目前采用干式多。3）按供氣能力和裝置部位分：崗位試（乙炔耗量在3立方米/小時以下）、集中式（乙炔耗量5立方米/小時以上）。5、干式崗位用乙炔回火防止器無需加水，不受溫度影響，體積小，重量輕，功能齊全。防止氣體逆流、熄滅，阻止回火、切斷氣源、復位等作用。1）應不定期檢查。止火管堵塞及時更換。2）托位彈簧、復位拉簧、Q型密封圈等每年更換一次。3）使用一年后應對泄壓閥進行泄壓值調試，確保嚴密性。4）更換零件后，止火管必須作密封性能檢查和止火性能試驗，并調整泄壓閥的開啟、關閉值，才可安裝使用。第五節 氣焊氣割用具主要有：減壓器、焊炬、割炬、機械氣割設備、橡皮管一、減壓器1、減壓器：是用來表示瓶內氣體及

22、減壓后氣體的壓力，并將氣體從高壓降低到工作需要壓力的裝置。2、作用：使工作壓力基本保持穩定。3、分類：1）按用途分集中式、崗位試； 2）按構造分單級式、雙級式； 3）按工作原理分正作用式、反作用式。4、使用減壓器注意事項：1）安裝之前，要打開氧氣瓶閥門吹除污物，以防止灰塵和水份帶入減壓器內；在開啟氣瓶閥時，操作者不應站在瓶閥出氣口前面，防止高壓氣體突然沖出傷人。2）預先將減壓器調節螺絲旋松后才能打開氧氣瓶閥，開啟氧氣瓶閥時要緩慢進行不要用力過猛，防止高壓氣體損壞減壓器及高壓表。3）開啟氧氣瓶閥門后，檢查各部位有無漏氣現象，壓力表是否工作正常，待檢查完畢后再接氧氣橡皮管。4）調節工作壓力時，應緩

23、緩地旋轉調壓螺絲，以防高壓氣體沖壞彈性薄膜裝置或使低壓表損壞。5）減壓器上下不得沾染油脂，如有油脂必須擦拭干凈后才能使用。6）減壓器在使用過程中如發生凍結，應用熱水或蒸汽解凍。不許用火烤。7）停止工作時，應先松開減壓器的調節螺絲再關閉氧氣瓶閥，并把減壓器內的氣體慢慢放盡，以保護副彈簧和減壓活門免受損壞。8）減壓器必須定期檢修，壓力表必須定期校驗，以確保調壓可靠和讀書準確。9）氧氣減壓器和乙炔減壓器不得相互換用。5、減壓器故障的排除：故障特征可能產生原因消除方法減壓器聯接部分漏氣1、螺紋配合松動2、墊圈損壞1、把螺帽扳緊2、調換墊圈安全閥漏氣活門墊料與彈簧產生變形調整彈簧或更換活門墊料減壓器罩殼漏氣彈簧薄膜裝置的膜片損壞應拆開更換膜片調壓螺旋雖已旋松，但低壓表有緩慢上升的自流現象（直風）1、減壓活門或門座上有垃圾2、減壓活門或門座損壞3、副彈簧損壞1、去除垃圾2、調換減壓活門3、調換副彈簧工作過程中，發現氣體供應不上或壓力表指針有較大搖動減壓活門副密封不良或有垃圾1、減壓活門產生了凍結現象2、氧氣瓶閥開啟不足去除垃圾和