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1、焊接安全 IWE-34.16-17 授课教师: 元哲石,1.火焰加工技术,采用火焰加工方法有很多种。 如：气焊、火焰加热、火焰消除应力、火焰喷涂、 气体压力焊、火焰切割、氧熔剂切割等。 对于所有这些方法所采用的有关设备，设施所带来的危险性和安全措施，在有关规定、规程、条例和法规均作出相应规定及防范措施。 火焰技术的气体 在火焰技术中现在主要应用的可燃气体为乙炔，此外还有液化气（丙烷-丁烷混合体）和天然气。并采用氧气还有用压缩空气作为添加气体。,乙炔（C2H2）： 乙炔是一种碳氢化合物，它是无色的易燃气体，比重略 轻于空气，纯度为100%的乙炔是无味的，但通常商业上的乙 炔气体则有一种明显的酸味
2、，纯乙炔在一定的压力，存储器 及贮瓶条件下，会剧烈地分解。为此，在气瓶中要装入多孔 性充填物料（丙酮）使其熔解。 乙炔的危险性： 有关乙炔与空气或氧气的混合比确定的点火界限和点火 温度可参照火焰加工气体的安全技术数据表。在火焰加工中， 焊接或切割火焰有可能熄灭，这是由于熔渣或喷嘴污染造成， 而这种熄灭又可能造成焊枪或切割枪的回火，这种回火将产 生严重后果： 使混合气管路热负荷激烈增加 使所用设备压力激烈升高 使所用枪体烧损 使所用焊枪或切割枪喷嘴烧损,回火将导致设备着火，如果回火不停止，将通过设备 使气体贮存系统发生重大事故。 通常乙炔与铜生成容易爆炸的化合物，只能使用钢或 纯铁管道，用含铜低
3、于65%的黄钢合金可正常使用，乙炔允 许的工作压力上限为1.5bar。 氢气（H2）： 氢无色、无味、易燃且无毒，在大气温度和压力下以 气态形式存在，它是最轻的气体，其密度只是空气的1/15， 它燃烧时呈淡兰色和几乎看不见的火焰。 丙烷（液化石油气C3H8）： 丙烷是一种无色、无味气体，它在室温下只有7bar的压 力下即呈液体状态，在呈液态装瓶时应避免高温。因温度 升高时，其压力亦增高。,天然气（甲烷CH4）： 主要成分是甲烷，此外有氮气以及部分丙烷，甲烷是 一种无色、无味的可燃性气体。 民用气体： 是一种由不同燃烧气体与非燃烧气体组合而成，由于 含有CO气体使它有一种强烈地味道。 甲烷-丙烷
4、混合气： 由不同可燃气体混合而成，这种混合气体比空气重， 在低洼处应考虑到此危险性。,氧气（O2）： 虽然氧气本身不是可燃气体，但它是燃烧所必须的气 体中它的含量增加，意味着可燃性增加，燃烧速度提高， 燃烧温度提高。 氧气的危险性： 所有在空气中可燃的物质，在氧气中燃烧得会更强烈， 某些燃烧物，例如油和油脂在氧中点燃，其燃烧近似于猛 烈地爆炸，纯氧本身是不能燃烧的。 设备和装置： 设备和装置包括气体，可能出现的非密封问题或者操作 不慎重而发生着火或爆炸，故有关设备和装置应严格按照规 程要求和标准进行操作。,2.火焰加工焊炬的要求及操作,火焰加工焊炬主要采用射吸式枪体，氧气或高压氧作为助燃气体，
5、通过射吸原理，进行气体的混合并用于火焰加工。 焊炬手炳上应有制造厂商或相应地代理商的标记，从安 全技术观点出发，重要的易损件和备件必须标出制造厂家、气体种类和使用期限。 有关气体种类可参照以下标记： A = 乙炔 M = 甲烷和天然气 H = 氢气 C = 煤气 P = 液化气（丙烷/丁烷） O = 氧气 所有焊炬应妥善保存避免受到污染，严禁将软管和焊枪挂在气瓶和减压阀上，易引起事故产生，焊炬特别是喷嘴处不易有熔渣存在。 焊炬绝不能放在封闭的工具箱内，以防因关闭不严造成气体集聚而发生事故。,3.压缩气体钢瓶,大多数气体都使用压缩气体钢瓶贮存和使用，可以单独 使用亦可以编组成汇流排形式使用，乙炔
6、使用专用乙炔瓶， 氧气和丙烷可用固定容器，天然气和煤气通常采用管道输送。 为防止事故和火灾发生，请注意下列规定！ 气瓶： 气瓶中气体承受一定压力。 充满氧气钢瓶的压力有150bar ，200bar新近有300bar. 氧气提取 在通过减压阀大量提取氧气时 ，由于冷却作用将发生冻 结现象，在连续工作条件下提取量约10000升/小时。,注意：与氧气接触的设施上要清除油、油脂等物质！,乙炔气气瓶： 乙炔瓶压力为18bar，并与外界温度有关。 乙炔气瓶不允许平放倒空（ 装有高度多孔物质的带有红色环标记的乙炔气瓶例外)，一个乙炔气瓶的最大供气量为1000升/小时，当在长时间持续工作情况下供气量限制在70
7、0升/小时。,注意： 乙炔有向较大空间集聚的倾向（如管道、软管等） 如果其压力超过1.8bar可导致爆炸性分解！,钢瓶标记按“压缩气体技 术规程”（TRG）和 EN1089 T1“标记”,T2“危险货物”，T3“颜色代码”要求进行。 钢瓶上应刻印检验日期， 净重，载荷空间，工作压力以 及内部介质识别等标记。 此外还应有相应气体的颜 色标记，用色带或将整个气瓶 涂其颜色。 EN1089-3 标准已于1997年 7月公布，有关特殊国际标准规 定将于2006年7月1日起采用。,对工业使用的气瓶按气体特性进行标记如下： 有毒/腐蚀 黄色 可燃 红色 乙炔 暗褐色 氧化 浅兰色 氧气 白色 惰性气体（无
8、毒，无腐蚀，非燃性，非氧化性） Ar/CO2混合气体和压缩空气 氩气 暗绿色 氮气 黑色 CO2气 灰色 氦气 灰色 当某一气体或某一混合气体其有两种危险特性，则必须 在气瓶肩部涂以颜色，用其中一种危险特性所代表的颜色涂以环色带，同时将第二种危险特性所标志的颜色亦涂上去。 在新的颜色标志上用大写“N”表示,4.压缩气体钢瓶的安置,适用范围： 1）当气体提取时没有进行监视时 2）当气体提取有人监视时 防止压缩气体钢瓶过热 防止压缩气体钢瓶乱仍和倒地滚动 压缩气体钢瓶应拧上防护帽进行保存 压缩气体钢瓶应设有专用场地贮存 并用链条捆住 不能用磁铁式吊车起吊钢瓶,5.减压器（压力表）,减压器的功能 减
9、压器用以连接装有一定压力的气体以及液态气体的密封钢瓶，并 通过它将工作压力的气体输送到工作地点，并在供气期间使工作压力保 持不变。 减压器的操作规则 减压器在连接前，应检查气瓶接头的清洁程度（吹风检查）并检查 接头处密封状况，当减压器不工作时，应卸去调节手柄的负载。 减压器作为安全装置应执行安全标记“S”的规定，并在其背面留有压 力泄流孔。 其它规定，见EN ISO2503（DIN EN585）；TRAC207；BGVD1。,6.软管,软管必须符合相应气体种类的颜色的标记。,软管内径为： O2=4.0mm C2H2=6.3mm,软管应有下列标记： EN559 最大工作压力 bar 制造厂名称或
10、标记 生产年份（日期） 标记长度最长为1M 许用工作压力： 氧气及其它非可燃气体 : 20bar 乙炔: 1.5bar 软管最短长度为3M（工作延伸长度为5M），新软管在首次使用时应 吹洗，每米长度为1s。,氧气带用氧气或惰性气体吹洗； 乙炔带用压缩空气吹洗； 破损的软管必须更换或进行适当的修补漏气即为破损 软管，有关修补的规定见EN560。,注意：乙炔软管不得采用铜管连接！ 有爆炸危险！,软管环箍,应采用表面带有纹路的软管以防止打滑，环箍如图6 所示不得用线部扎钢丝，软管不得有裂纹，并防止过热， 软管在铺设时应注意避开各种潜在危险。,长距离输送的软管,在长距离氧气输送时，可采用双根软管并加以
11、保护（如 上图所示）有关说明和规定，见EN559，BGVD1。,7.乙炔发生器的安置,乙炔发生器即可安置在室内，也可以安置在通风 良好的室内，但禁止将其安置在下列场所； 高压线及母排线下面； 空压机、制氧站、通风机的吸风口处； 金属构件、避雷针的接地导体附近； 可能成为电气回路的轨道上； 剧烈震动的工作台上； 距明火、火花点、高压线水平距离10米以内的地方； 会受到烈日暴晒的地方。,8.弧焊电源,8.1 对触电事故的防护 手工电弧焊时，由电流引起的危险性特别高。防止电流 引起危险的最好办法是绝缘。 电焊手套和劳保鞋具有良好的绝缘作用，即它们有较高 的电阻。 表4为好与差的绝缘保护状态在电流回路
12、中的电阻值。,表4 电流回路中的电阻值,如果将带手套保护的手和劳保鞋用42V电压连接起来形成电流回路，则通过身体的电流为I。,好的绝缘保护状态时：,差的绝缘保护状态时：,电流对人体物理作用取决于流经人体的电流强度，电流强度可分为 下列四种情况： I级：025mA 从0.5mA开始，使人感到烦燥不安 从15mA开始，肌肉痉挛，但一般不会造成死亡 II级：2580mA 从50mA开始，由于呼吸系统的肌肉组织的痉挛而造成丧失知觉，并 伴随心脏停止跳动。 III级：80mA5A 由于心室颤抖而造成死亡 IV级：5A 仅很短的作用时间则使心脏遭受电击，心脏停止跳动，并且有严重 烧伤的危险。,对触电事故的
13、防护 预防触电事故应做到以下几点： a)只能由电工进行网路连接与更换； b)正确地使用焊接电源和焊接发电机； c)使用绝缘良好的电缆及焊把； d)劳动保护工作要好 （鞋上没有铁钉，干燥的电焊皮手套等）。 发生触电事故时抢救应做到以下两点: a)发生事故后应立即将触电者脱离电源，与此同时 救护人员要注意自身的安全。 b)采取急救措施并立即通知医生。,8.2 弧焊电源接线,1）网路一侧 只允许电气技术人员进行清理和维修。 注意！在较长中断工作时，网路一侧电源应断开。 2）焊接电压一侧 应使用完整无损的焊接电缆，手工电弧焊工作电压一般 在1540V，当电弧中断时，工作电压迅速恢复到空载电压。 焊接电
14、缆不应过长，否则造成电能损耗。,焊接电缆直径与所使用焊接电流的关系,3）多台电源焊接 当多名焊工使用多台焊接电源焊接同一工件时，即同时 有二个电弧在燃烧，则可能产生不允许的高的接触电压。,直流 假若网路的接通无特殊说明。 当采用不同极性同时焊接时，两台电源之间的空载电压是它们的总和。 在这种情况下，两名焊工应彼此分开而不得相互接触，并用绝缘档板隔开。,交流,采用同相间交流电源时，二次接线间空载电压 采用不同相间交流电源二次接线间空载电压, 焊接电源的组合 应在专家指导下进行 使用相同焊接电流（否则产生过载） 不允许串联使用，因为这将使空载电压相叠加。 焊接回路 所用焊接电缆与焊接电源和工件的接
15、线必须夹紧，接触良好，否则 将产生过热以致将接线端烧毁。,交流电源并联时,9.弧焊设备的空载电压,当特殊工艺须要高于规定的空载电压时，必须对设备 提供相应的绝缘方法，如采用空载自动断电保护装置或其 它措施。 空载电压从引弧和电弧的稳定性考虑，电源的空载电 压越高越好，但从安全和降低电焊机成本考虑，则要求空 载电压越低越好。 国标（GB15579）规定： 弧焊机空载电压为：交流电压不超过80V； 直流电压不得超过100V。 目前国产交流弧焊电源的空载电压多在70-80V之间， 直流弧焊电源的空载电压在60-90V之间。,按德国标准VBG15 15，空载电压按应用条件分， 见表5（IEC-6097
16、4-1标准与此表相同）,空载电压指的是，当焊接回路中未联接有引弧及稳弧装置 并呈“断开”状态时，焊枪与工件间的电压。 当焊接电源与其它辅助装置或几个焊接电源相连在一起时， 其电压总和为空载电压。 对于表中的a和5项在任何情况下空载电压均不得超过 规定值，且交流电压中的直流电压分量也不得超过48V。 对于表中的b项，其空载电压在焊接起弧之前及焊后应 关闭。 在等离子焊接时，应按规定使用相应工具拆卸焊枪。 等离子焊接用电源在符合表中e项的要求时可以在较高 电气危险条件下应用。 在表中a项条件下，当电路中装有空载电压自保护装置 时，允许焊接电源的空载电压超过额定值。 在表中b和d项条件下，当电路中装有空载电压自保护装 置时，允许焊接电源的空载电压超过额定值。,空载电压自保护装置应保持良好状态。 焊接电源的遥控装置应符合下述条件： 具有
