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1、金属焊接与切割作业安全常识第一节 焊接与切割技术概述一、焊接与切割的基本原理及分类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可靠地连接在一起。这种连接通常分为两大类，一类是可拆卸的连接，就是不必损坏被连接件本身就可以将它们拆分开，如螺栓连接等。另一类连接是永久型连接，即必须破坏零件才能拆卸开来。焊接即属于永久型连接。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，使工件达到永久型结合的方法。焊接的基本原理是熔化焊缝处的部分金属，使之达到原子或分子间的结合与扩散，并结晶成为新的焊缝金属组织，从而实现永久型连接的目的。2焊接方法的分类按照焊接过程中焊缝金属
2、所处的状态及工艺特点，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连接处的金属加热至熔化状态而完成焊接的方法。通过加热，增强了焊缝金属原子的动能，促进原子间的相互扩散，当加热至熔化状态形成液态熔池时，原子之间就可以充分扩散和紧密接触，因此冷却凝固后，可形成牢固的焊接接头。常见的气焊、电弧焊、电渣焊、气体保护焊、等离子弧焊等均属于熔化焊方式。压力焊是利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。这类焊接有两种形式，一种是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定压力，以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头，如锻焊、接触焊、摩擦焊和气压焊等就是这种类型的
3、焊接方法。二是不加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形，使原子间相互接近而获得牢固的压挤接头，这种压力焊的方法有冷压焊、爆炸焊等。钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热至液态，使其渗透到被焊金属接缝的间隙中形成牢固接头的方法。钎焊时被焊金属处于固体状态，工件只适当地加热，没有受到压力的作用，仅依靠液态金属与固态金属之间的原子扩散而形成牢固的焊接接头。钎焊是一种古老的连接工艺，由于钎焊的金属结合机理与熔化焊和压力焊不同，且接头具有一定的特殊性能，因此在现代焊接技术中仍占有一席之地。常见的钎焊方法有烙铁钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等。3切割的方法和分类金属件的切割大致可
4、以分为火焰切割、电弧切割和冷切割三种方式。(1)火焰切割在火焰切割方法中最常见的是气割。气割(即氧乙炔切割)的原理是利用氧乙炔预热火焰，使割缝金属在纯氧气流中能够剧烈燃烧，并形成熔渣（金属氧化物），熔渣进一步加热熔化的同时被高速氧气流吹除，从而形成割缝。其他气割方法还有：液化石油气切割，氢氧源切割，氧熔剂切割等。 (2)电弧切割1）等离子弧切割 等离子弧切割的原理是利用高温高速的等离子流，将被切割金属熔化并随即吹除，形成狭窄的切口而实现切割。2）碳弧气割 碳弧气割的原理是通过碳棒与工件之间产生的电弧将金属熔化，同时利用压缩空气将其吹掉，实现切割。 (3)冷切割 1）激光切割 激光切割的原理是利
5、用激光束把材料穿透，移动激光束而实现切割的方法。2）水射流切割 水射流切割的原理是利用高压换能泵产生200400MPa的高压水，利用高压水束的动能实现对材料的切割。冷切割的优点是工件变形较小。二、焊接与切割技术在现代工业生产中的作用焊接与切割是一种应用范围很广的金属加工方法，与其他热加工方法相比，它具有生产周期短、成本低、用材合理及能够以小拼大等优点，从而在工业生产中得到了广泛的应用。如造船、汽车、桥梁、矿山机械等行业中，焊接已成为不可缺少的加工手段。在世界主要的工业国家里每年大约有45%的钢材被用于焊接结构。每制造一辆小轿车，需要500012000个焊点。制造一艘30万吨油轮，要焊1000k
6、m长的焊缝。一架飞机的焊点多达2030万个。此外，随着工业的发展，可焊接的材料种类也愈来愈多，除了普通的金属材料外，还有如超高强钢、活性金属、难熔金属以及各种非金属材料也可用于焊接；同时，由于各类产品日益向着高参数(高温、高压、高寿命)、大型化方向发展，焊接结构也越来越复杂。这对于焊接生产的质量、效率等提出了更高的要求；同时也推动了焊接技术的飞速发展，使它在工业生产领域中的应用更为广泛。三、学习焊接切割安全技术的必要性焊接技术的应用为人们带来方便的同时，各种不安全、不卫生的因素也严重地威胁着焊工及其他生产人员的安全与健康。焊工在作业过程中需要与各种易燃易爆气体、有毒气体、有害粉尘、弧光辐射、高
7、频电磁场、噪声和射线等危害因素接触。上述危害因素在一定奉件下可能引起爆炸、火灾，、触电、烫伤等伤害；同时还会产生急性中毒(锰中毒)、血液疾病、电光性眼炎和皮肤病等职业性危害。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，掌握安全技术及劳动防护的方法，严格执行国家焊接与切割安全的标准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时能及时做出适当的处理，从而保护操作者自己和周围人员及厂房设备免遭各种损害。随着焊接新技术的不断出现，劳动保护的措施也要不断发展才能适应安全工作的需要。焊接工人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
8、掌握焊接安全技术，严格地执行安全规程和实施自觉的防护措施，从而保证焊接安全生产，避免事故的发生。第二节 金属焊接与切割基本安全常识金属焊接与切割作业的特点决定了其主要危害来自于触电、火灾、爆炸三种伤害方式。掌握了这三种伤害方式的预防安全技术，就能杜绝绝大部分事故的发生。因此如何防触电、防火灾、防爆炸应当作为金属焊接与切割作业人员的安全常识，切实学习好、掌握好。一、防触电安全常识除气焊气割以外，其他的焊割技术大部分都与电器设备密切相关，触电事故是焊接与切割作业人员最常遇到的危险。所以防触电应当作为焊工的第一项安全常识认真对待。（一）、安全电压电流与电压的关系就象水流与水压的关系一样，水压（水头高
9、低）越高水就越容易流动。电也是一样，电压越高电流就越容易冲破电阻形成电网流。人体触电就是电压冲破了人体的电阻，电流流过人体，造成触电。由于健康人能承受的电流一般为30mA，因此正常状态下，且人的手脚、皮肤干燥时，可取人体电阻值为1700，根据欧姆定律可计算出安全电压值为U=IR=0.031700=50V。即工频安全电压上限值为50V。为确保安全，我国规定一般情况下安全电压为36V,潮湿环境或人体有汗时安全电压为12V,水下作业时安全电压为2.5V。 （二）安全电流。在一般场合下可以取30mA为安全电流，即认为30mA是人体可以承受而无致命危险的最大电流；但在有高度触电危险的场合应取10mA为安
10、全电流；水中作业时安全电流应取5mA。（三）、电流对人体的伤害高压电场、电磁感应电压、高频电磁场和静电都对人体产生不同程度的危害。但是在金属焊接与切割作业中经常发生的人身伤亡事故，主要以触电为主。所谓触电是指当电流通过人体时，对人体产生的生理和病理的伤害。这种伤害可以分为电击和电伤。1、 电伤：电流通过人体时所造成的外伤。电伤可分为：、灼伤：又分为接触灼伤和电弧灼伤两种。接触灼伤一般发生在高压触电事故中，电流通过人体时在皮肤的进出口处造成灼伤。一般伤口的进口处比出口处的灼伤更加严重。接触灼伤受伤面积虽然较小但深度可达三度。由于伤及人体组织的深处，伤口一般难以愈合。电弧灼伤主要发生在误操作时产生
11、的电弧；带电作业时短路产生的电弧或人体过分接近高压带电体产生的放电电弧。极高的电弧温度能将皮肤烧伤。同时还可能使眼睛受到严重的伤害。（2）、 皮肤金属化：由于电弧的温度极高，会使电弧周围的金属熔化并飞溅渗入到受伤的皮肤表层，使皮肤金属化。金属化的皮肤表面会变得粗糙坚硬。皮肤的颜色也因金属的种类不同而不同。（3）、 其他伤害：如高空焊接作业触电后造成的高空坠落摔伤。水下焊接作业因触电造成的溺水死亡等。掌握触电事故发生的规律和触电后对人体产生伤害的程度与哪些因素有关系，对减少触电事故的发生和将伤害减小到最小程度有重要意义。2、 电击：电击是电流通过人体时造成的内部器官的伤害和生理上的不适反应。通过
12、电流的大小不同，人体的反应也会不同。如针刺感、击痛感、昏迷、心室颤动或停跳，呼吸困难或停止等。另外还与触电的持续时间、电流的频率、电流通过人体的路径以及触电者的身体健康状况有关。（1）、与电流大小有关按照人体对电流的反应程度的不同可分为：感知电流。 当人体通过的电流达到感知电流时，人的第一反应是“有电！”，即有针刺和麻木的感觉，但无生理上的有害反应。实验资料表明，不同的人感知电流的值是不同的。成年男子感知电流的平均值约为1毫安，成年女子为0.7毫安。摆脱电流。当通过人体的电流值未超过摆脱电流时，人能够自主地脱离电源。一般成人能够摆脱的工频电流为10mA。致命电流。当大于50mA/s的交流电通过
13、人体时，就有可能发生心脏和呼吸停止的现象，即“假死”现象。（2）.与电流的频率有关不同的电流频率对人体的伤害程度是不同的。28300HZ的交流电对人体的危害比较大。相对的直流电的影响就比较小。当电流的频率超过20000HZ时，对人体的危害作用明显减小。（3）.与通过电流的持续时间有关通过人体的电流持续时间以毫秒计量。人体通电时间越长，人体的电阻值会因出汗而下降，导致触电电流进一步增大，后果也越发严重。电流持续的时间越长越容易引起心室颤动，甚至停跳。（4）.与电流通过人体的路径有关当发生触电时，流入人体的部位称为电流的入口。流出的部位称为电流的出口。经过人体的路径不同对人的伤害程度也不相同。电流
14、经过心脏时会引起心室的颤动，严重时导致心跳停止而死亡。电流经过中枢神经时也会引起中枢神经的强烈失调导致死亡。电流经过头部时会对大脑形成损伤，使人昏迷不醒，甚至致人死亡。不同的电流路径会形成不同的心脏电流系数。 表11 心脏电流系数电 流 的 路 径心脏电流系数左手左脚、右脚或双脚1.0双手双脚1.0右手左脚、右脚或双脚0.8左手右手0.4背左手0.7背右手0.3胸左手1.5胸右手1.3臀部左手、右手或双手0.7可见通过人体的电流从背部到右手时,心脏电流系数最小为0.3，而电流从人体的前胸到左手时，心脏的电流系数最大为1.5。系数越大对心脏的损伤越严重。（5）. 与人体的健康状况有关人的身体健康
15、状况越差，如患有冠心病、结核病、内分泌器官疾病等，抵抗能力越差，触电导致的后果也越严重。（四）、 触电事故发生的规律1、 违章作业易触电大量触电事故的统计资料表明，85%以上的触电事故是由于工作人员错误地操作和违章作业造成的。2、夏天、潮湿环境易触电统计资料表明，每年的二、三季度是触电事故的多发季节。特别是69月份触电事故最为集中。这是因为在这段时间天气炎热导致人体出汗多，人体电阻比较小。加上环境潮湿，设备的绝缘状况会变差，容易漏电，因此导致触电事故容易发生。3、疲劳作业易触电 人在疲劳状态下作业，思维迟钝，身体也会变僵硬，因此容易意外触电。（五）、 常见的触电方式1、直接接触触电直接接触触电是指人体直接接触到带电体或者是过分的靠近带电体而发生的触电现象。常见的直接接触触电有单相触电、两相触电。（1）、单相触电单相触电是指人站在地上，人体的某一部位接触到某相火线而发生的触电现象。发生单相触电时通过人体电流的大小与变压器中性点的运行方式和电网的电压高低以及人体电阻值的大小有关。单相触电的次数占总触电次数的95%以上。中性点接地系统的单相触电： 图21是在中性点接地的三相四线制，电源为（380/220V）的系统中发生单相触电的情况。触电电流的路径为：由电源的火线通过人体、大地、变压器的工作接地线，回到变压器的中性点而
