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1、金属焊接与热切割作业安全取证第一章 焊接与切割基础知识焊接:被焊工件的材质（同种或异种） ，通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程焊接:两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程. 铆接是可拆卸的联接（机械联接）焊接要达到原子间的结合，是不可拆卸的联接（永久性联接）1.1 焊接与切割概述焊接方法：熔(化)焊、压( 力)焊、钎焊。熔(化)焊：利用局部加热的方法，将连接处的金属加热至熔化状态不加压而完成的焊接方法。熔化焊包括：气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、铝热焊、等离子弧焊、电渣焊、电子束焊、气体保护电
2、弧焊 (CO2 气体保护焊，惰性气体保护焊) 、激光焊等1.1 焊接与切割概述压(力) 焊：焊接时施加一定的压力而完成焊接的方法。压力焊包括：摩擦焊、锻焊、电阻焊（点焊、滚焊、凸焊、对焊） 、气压焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊。1.1 焊接与切割概述钎焊：把比被焊金属熔点低的钎料金属加热熔化至液态，然后使其渗透到被焊金属接缝的间隙中而达到的结合的方法。常用的钎焊方法：烙铁钎焊、火焰钎焊、感应钎焊1.1 焊接与切割概述按照切割过程中加热方法的不同：火焰切割、电弧切割和冷切割冷切割：激光切割、水射流切割，变形相对小1.1 焊接与切割概述焊接：生产周期短，成本低，结构设计灵活，用材合理可以焊接的材料很
3、多，除普通材料外，还有超高强钢，活性金属，难熔金属以及一些非金属。焊接是不均匀加热和不均匀冷却的过程。1.1 焊接与切割概述特种作业：容易发生人身伤亡事故，对作业者本人、他人以及周围设施的安全及健康有重大危害因素作业。特种作业人员：直接从事特种作业的人员特种人员需 18-60 周岁，每 3 年一复审。每 6 年一换证。1.1 焊接与切割概述焊接安全技术是安全生产、劳动保护的重要组成部分。金属焊接与切割作业人员安全技术培训考核大纲的适用范围不包含锅炉压力容器焊工。1.2 金属学及热处理基本知识常见的金属元素有：铁、铝、铜、铬、镍、钨等。金属的导电性随温度的升高而降低常见的非金属元素有：碳、氧、氢
4、、氮、硫、磷等。1.2 金属学及热处理基本知识一般的固态金属及合金都是晶体。并非固态的物质都是晶体，如：玻璃，松香等为非晶体。晶体与非晶体的区别不在外形，在于内部的原子排列。1.2 金属学及热处理基本知识晶格：原子按一定的方式有规则的排列成一定空间几何形状的结晶格子1.2 金属学及热处理基本知识金属的晶格常见的有体心立方晶格和面心立方晶格1.2 金属学及热处理基本知识金属的同素异晶转变：金属在固态下随温度的变化，由一种晶格变为另一种晶格的现象铁有同素异晶转变现象液态纯铁冷却到 1538时，结晶成具有体心立方晶格的 -Fe；冷却到1394时发生同素异晶的转变，转变为面心立方晶格 -Fe；再继续冷
5、却到 912时，-Fe 又转变为体心立方晶格的 -Fe1.2 金属学及热处理基本知识钢材的性能不仅取决于钢材的化学成分，而且取决于钢材的组织。1.2 金属学及热处理基本知识合金：两种或两种以上元素（其中至少一种是金属元素） ，组合成的具有金属特性的物质根据两种元素作用的关系，以及形成晶体结构和显微组织的特点可将合金分为：固溶体、金属化合物、机械混合物三类。金属化合物：具有较高的硬度、低的塑性，脆性也较大。1.2 金属学及热处理基本知识奥氏体（A）：碳和其他合金元素在 r-铁中的固溶体马氏体（M ）：碳在 a-铁中的过饱和固溶体莱氏体：珠光体+渗碳体的机械混合物1.2 金属学及热处理基本知识热处
6、理：将金属加热到一定温度，并保持一定时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温的过程1.2 金属学及热处理基本知识淬火：将钢加热到 A1 或 A3 以上 30-70，在此温度下保持一段时间，然后快速冷却。提高钢的硬度和耐磨性。回火：降低钢的强度和硬度，提高钢的塑性和韧性。调质：钢在淬火后在进行高温回火，这一复合热处理工艺。1.2 金属学及热处理基本知识正火：将钢加热到 A3 或 Acm 以上 50-70，保温后，在空气中冷却。可改善焊接接头性能，消除粗晶组织及组织不均匀等1.2 金属学及热处理基本知识退火：将钢加热到 A3 以上或在 A1 左右保持一定范围的温度，保温一段时间后，随炉缓慢而均匀的冷却
7、。降低硬度使材料便于切削加工，能够消除内应力消除应力退火属于低温退火，加热温度在 A1 以下，一般采用 600-650，保温一段时间后，随炉温缓慢冷却。亦称为焊后热处理。1.3 常用金属材料的一般知识金属材料的性能通常包括：物理、化学、力学和工艺性能等金属材料的力学性能:强度、塑性、硬度和韧性等。1.3 常用金属材料的一般知识金属材料塑性：伸长率、断面收缩率及冷弯角。值越大，说明金属材料的塑性越好冷弯角也叫弯曲角金属材料常用的硬度有：布氏硬度 HB、洛氏硬度 HR、维氏硬度 HV 三种。1.3 常用金属材料的一般知识碳当量法用于对碳钢和低合金钢淬硬及冷裂倾向的估算。当碳当量0.4% 时，钢的淬
8、硬倾向不明显，焊接性能优良，焊接时不必预热。1.3 常用金属材料的一般知识当碳当量0.4%-0.6%时，钢材的淬硬性倾向逐渐明显，需采取适当预热和控制线能量等工艺措施。当碳当量0.6% 时，钢材的淬硬倾向大，焊接性差。1.3 常用金属材料的一般知识钢:含碳量低于 2.11%的铁碳合金铸铁:含碳量 2.11%-6.67%的铁碳合金碳素钢按碳含量多少分：小于 0.25%为低碳钢，0.25%-0.60% 为中碳钢，大于 0.60%为高碳钢1.3 常用金属材料的一般知识按合金元素的含量合金钢分：小于 5%为普通低合金钢，5%-10%为中合金钢，大于 10%为高合金钢1.3 常用金属材料的一般知识我国的
9、钢材编号方法是采用国际化学符号和汉语拼音字母并用的原则。高级优质钢为 A，特级优质碳素钢为 E优质碳素结构钢钢号的前两位表示含碳量的万分之几1.3 常用金属材料的一般知识合金结构钢的钢号由三部分组成：数字+化学元素符号+ 数字。不锈钢与耐热钢的编号：化学元素前面的数字表示平均含碳量的千分之几1.3 常用金属材料的一般知识低碳钢的特点：含碳量低，强度、硬度不高，塑性好，所以应用广泛焊接裂纹：危害性最大的焊接缺陷1.3 常用金属材料的一般知识按碳存在的状态及形态不同，铸铁分为白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁。铸铁焊补主要是灰铸铁焊补。焊补铸铁的方法有：焊条电弧焊，气焊、钎焊、CO2 气体保护焊
10、和手工电渣焊。1.3 常用金属材料的一般知识有色金属：钢铁材料以外的各种金属材料，又称非铁材料。纯铝的牌号有 L1、L2、L3、L4、L5、L6 等六种。铝及铝合金主要采用氩弧焊。1.3 常用金属材料的一般知识铝及铝合金在焊前，应用机械或化学清洗法去除工件表面氧化膜。钨极氩弧焊焊接铝及铝合金时，采用交流电源，熔化极氩弧焊采用直流反接，以获得“阴极破碎”作用，清除氧化膜1.3 常用金属材料的一般知识纯铜称为紫铜锌为元素的铜合金称为黄铜铜与锡的合金称为青铜。1.4 焊接工艺基础知识焊接接头型式有：对接接头、T 型接头、角接头及搭接接头。搭接接头：两件部分重叠构成的接头1.4 焊接工艺基础知识完整的
11、焊缝表示方法有基本符号、辅助符号，补充符号以外，还包括指引线、一些尺寸符号及数据1.4 焊接工艺基础知识根部间隙：焊前在接头根部之间预留的空隙1.4 焊接工艺基础知识按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝焊缝转角：焊缝轴线与水平面之间的夹角1.4 焊接工艺基础知识余高不能过大，过大易使焊件脆断焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离焊趾：焊缝表面与母材的交界处1.4 焊接工艺基础知识焊脚：角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离1.4 焊接工艺基础知识焊接成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度与焊缝计算厚度的比值。数值小则表示焊缝窄而深1.4 焊接工艺
12、基础知识熔合比：熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比1.4 焊接工艺基础知识焊缝符号：由基本符号和指引线组成基准线的虚线可以画在基准线的实线上侧或下侧，基准线一般应与图样的底边平行。1.4 焊接工艺基础知识基本符号：表示焊缝横截面形状的符号1.4 焊接工艺基础知识辅助符号：表示焊缝表面形状的符号1.4 焊接工艺基础知识焊缝长度方向尺寸标在基本符号右侧。焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧。坡口角度、坡口面角度、根部间隙（b）等尺寸标在基本符号的上侧或下侧，相同焊缝数量符号标在尾部。1.4 焊接工艺基础知识焊接工艺参数：焊接时，为保证焊接质量而选定各项参数的总称。线能量（热输入）：熔焊时
13、由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量1.4 焊接工艺基础知识当其他条件不变时，增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度几乎保持不变或略有增加。当其他条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加，而焊缝厚度和余高将略有减少。电流是决定焊缝厚度的主要因素，电压则是影响焊缝宽度的主要因素。1.4 焊接工艺基础知识当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降。当其他条件不变时，减小电极（焊丝）直径不仅使电弧截面减小，而且还减小了电弧的摆动范围，所以焊缝厚度和焊缝宽度都将减小。1.4 焊接工艺基础知识当进行上坡焊时，焊缝厚度和余高都增加，焊缝宽度减小。下坡焊时相反。焊条电弧焊焊薄板时，常采用下坡
14、焊。自动焊时应尽量避免上坡焊。当其它条件不变时，增加坡口深度和宽度时，焊缝厚度略有增加，焊缝宽度略有增加，而余高显著减小。第二章 气焊与气割2.1 气焊与气割的基本原理、适用范围与安全特点气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰，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。气焊利用化学能转变成热能气焊用的焊丝应根据化学成分、机械性能选用相应成分或性能焊丝。2.1 气焊与气割的基本原理、适用范围与安全特点焊接有色金属、铸铁和不锈钢时，应采用焊粉（熔剂） ，用以消除覆盖在焊材及熔池表面上的难熔的氧化膜和其它杂质，并在熔池表面形成一层熔渣，保护熔池金属不被氧化。气剂对熔池金属起保护作用
15、。2.1 气焊与气割的基本原理、适用范围与安全特点气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料、铸铁件、硬质合金刀具等材料焊接，以及磨损、报废零件的焊补、构件变形的火焰矫正。气焊的优点是对铸铁及某些金属的焊接有较好的适应性。气焊火焰温度低，加热范围大，热影响区大，变形大。2.1 气焊与气割的基本原理、适用范围与安全特点金属的气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。被气割金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点。气割时被切割氧流吹落的是氧化状态的金属。金属经气割后割缝附近金属硬度有所提高。2.1 气焊与气割的基本原理、适用范围与安全特点符合气割条件的金属有：纯铁，低碳钢，中碳钢和低合金钢以及钛等。气焊时
16、存在火灾、爆炸、中毒的危险。气焊时会产生金属蒸汽，焊剂还会散发出有毒气体。2.2 气焊气割火焰及工艺参数的选择乙炔与空气混合燃烧时产生的火焰温度为 2350，与氧气燃烧时产生的火焰温度为 3100-3300。2.2 气焊气割火焰及工艺参数的选择中性焰：氧气与乙炔的混合比为 1.11.2中性焰应用最广泛，一般应用于焊接碳钢、紫铜和低合金钢。氧化焰的氧气与乙炔的体积比大于 1.2，温度可达 310034002.2 气焊气割火焰及工艺参数的选择火焰能率的大小是由焊炬型号和焊嘴号码大小来决定的。在焊接工件厚度大、母材熔点较高或导热性较好的金属材料时，焊嘴的倾斜角要选的大些。2.2 气焊气割火焰及工艺参数的选择气割时应用的设备器具，除割炬外均与气焊相同。后拖量：在氧气切割的过程中，在切割面上的切割氧气流轨迹的始点与终点在水平方向上的距离。在气割过程中，后拖量总是不可避免的。在进行厚钢板的深坡口切削时，应一次切透。通常割嘴火焰焰芯离开工件 3-5mm。2.2 气焊气割火焰及工艺参数的选择气焊右向焊适合于厚
