第九章 焊条电弧焊与碳弧气刨 ppt课件
焊条电弧焊与碳弧气刨的操作要领和安全要求
焊条电弧焊与碳弧气刨的操作要领和安全要求一、焊条电弧焊操作要领和安全要求1. 焊条电弧焊操作姿势平焊时，一般采用蹲式操作，如图7-9所示。
蹲姿要自然，两脚夹角为70°~85°，两脚距离240~260 mm。
持焊钳的胳膊半伸开，要悬空无依托地操作。
2.焊条电弧焊的引弧方法焊条电弧焊的引弧方法有两种∶划擦引弧法和直击引弧法。
（1）划擦引弧法先将焊条末端对准焊件，然后像划火柴似的使焊条在焊件表面划损下提起2~3mm 的高度（见图7-10a）引燃电弧。
引燃电弧后，应保持电弧长度不超过所用焊条直径。
（2）直击引弧法先将焊条垂直对准焊件，然后使焊条碰击焊件，出现弧光后迅速将焊条提起2~3mm（见图7-10b），产生电弧后使电弧稳定燃烧。
3.焊条电弧焊的运条方式1运条的基本运动运条一般分三个基本运动∶沿焊条中心线向熔池送进沿焊接方向移动、横向摆动，如图7-11所示。
焊条向熔池方向送进的目的是在条不断熔化的过程中保持弧长不变。
焊条下送送速度应与焊条的熔化速度相同否则，会发生断弧或焊条与焊件黏结现象。
焊条沿焊接方向移动，是为了控图7-11运条的三个基本动作形随着焊条的不断熔化和向前移动，会逐渐形成一条焊道移动速度过快或过慢会出现焊道较窄、未焊透或焊道过高时见，甚至出现烧穿等缺陷。
焊条的横网摆动是为了得到一定宽度的焊道，其摆动幅度根据焊、坡口大小等因素决定。
这三个动作不能机械地分开，而应相协时，才能焊出满意的焊缝。
运条的关键是平稳、均匀。
（2）运条方法。
在焊接生产实践中，根据不同的焊缝位置、焊件废、接头形式，有许多运条手法。
下面介绍几种常用的运条方法及适用范围。
（见表7-1）4. 焊条电弧焊操作的安全要求（1）正确穿戴工作服。
穿工作服时要把衣领和袖口扣好，上衣不应扎在工作裤里边，工作服不应有破损、孔洞和缝隙，不允许沾有油脂或潮湿。
（2）电焊手套和焊工防护鞋不应潮湿和破损。
（3）正确选择电焊防护面罩上护目镜的遮光号。
碳弧气刨
碳弧气刨设备
• 2 设备及材料
• 碳弧气刨系统由电源、气刨枪、碳棒、电 缆气管和压缩空气源等组成。如图2所示。
碳弧气刨电源
• 2.1 电源 • 碳弧气刨一向采用具有陡降外特性且动特性较好
• （2）电流与碳棒直径 电流与碳棒直径 成正比关系，一般可参照下面的经验公式 选择电流：
碳弧气刨工艺
碳弧气刨工艺
•
I=（30~50）D
式中 I——电流(A)
D——碳棒直径（mm）
• 对于一定直径的碳棒，如果电流较小，则电弧不 稳，且易产生夹碳缺陷；适当增大电流，可提高
刨削速度、刨槽表而光滑、宽度增大。在实际应
• 侧面送气气刨枪 侧面送气气刨枪结构如 图3所示。
侧面送气气刨枪嘴结构
• 侧面送气气刨枪嘴结构如图4所示。
侧面送气气刨枪
• 侧面送气气刨枪的优点：结构简单，压缩 空气紧贴碳棒喷出，碳棒长度调节方便。 缺点：只能向左或右单一方向进行气刨。
圆周送气气刨枪
• （2）圆周送气气刨枪 圆周送气气刨枪只 是枪嘴的结构与侧面送气气刨枪有所不同。 圆周送气气刨枪嘴结构如图5所示。
适用电流Ａ 200-250 240-280 260-300 350-400 400-450 450-500 480-530 500-550 550-600
碳弧气刨工艺
• 3 碳弧气刨工艺
• （1）电源极性 碳弧气刨一般采用直流反 接（工件接负极）。这样电弧稳定，熔化 金属的流动性较好，凝固温度较低，因此 反接时刨削过程稳定，电弧发出连续的刷 刷声，刨槽宽窄一致，光滑明亮。若极性 接错，电弧不稳且发出断续的嘟嘟声。
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（2） 直流焊机
弧焊整流器 焊接整流器是直流弧焊电
源。
典型的型号是:ZX5—
500型。
逆变弧焊电源 逆变弧焊电源是新型弧焊
电源，它的主要特点是高效 节能，重量轻、体积小。
典型的型号是:ZX7—350型。
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(二)焊条电弧焊辅助设备和工具 （1） 电焊钳：夹持焊条并传导焊接电流。 对电焊钳的要求： 任何斜度都能夹紧焊条。
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3 焊条的选用 （1）考虑焊件的机械性能和化学成。 （2）考虑焊件的工作条件及使用性能。 （3）考虑简化工艺、提高生产率和降低成本。
4 焊条直径的选择 主要根据焊件的厚度、接头的型式、焊缝的位置、焊
接层次等因素。
表10—1焊件厚度Fra bibliotekmm 焊条直径/mm
焊条直径与厚度的关系
≤2
3~4
（3）防护光辐射 操作者在操作时应戴防护面具， 穿工作服。
（4）防火防爆 焊接时清理作业现场的可燃易爆 物品；焊补燃料容器管道时，严格遵守焊补安全 措施。
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碳弧气刨的安全特点 （1）加强防火 （2）加强抽风及排烟尘措施 （3）防止焊机过载 （4）使用带铜皮的专用碳棒
为克服电弧切割的粉尘大、有气味的缺点，可采 用水碳弧气刨。
(一) 焊机的分类
图10—6 焊机分类
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（1）交流焊机
焊接电流调节分为
粗调、细调两档。细
调靠移动铁芯改变变
压器的漏磁来实现。
向外移动铁芯，磁阻
增大，漏磁减小，则
电流增大，反之，则 电流减小。
图10—7 BX1—330（动铁式）交流弧焊机 1—初级绕组；2，3—次级绕组；4—动铁芯 5—静铁芯； 6—接线板
焊条电弧焊与碳弧气刨
9.3.1焊条的选择方法
按焊条药皮熔化后的熔渣特性分 (1)酸性焊条。其熔渣的成分主要是酸性氧化物(SiO2、
TiO2、Fe2O3)及其它在焊接时易放出氧的物质，药皮里的 造气剂为有机物，焊接时产生保护气体。 (2)碱性焊条 其熔渣的成分主要是碱性氧化物(如大理石 、萤石等)，并含有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂， 焊接时大理石(CaCO3)分解产生的CO2作为保护气体。
9.2 安全特点
9.2.1 焊条电弧焊的安全特点 (1)焊接设备的空载电压高于人体所能承受的安全电压 焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为50～90V。 人体所能承受的安全电压为30～45V， 因此焊条电弧焊操作者在操作时应戴手套，穿绝缘鞋。 (2) 电弧高温导致大量烟尘，臭氧、氮氧化物等有毒气
1—焊芯 2—药皮 3—夹持端 4—引弧端
9.3.1焊条的选择方法
焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。 焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。 焊接时，焊芯有两个作用 一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能 二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成
焊缝。
用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢、合金结构钢、不 锈钢三类。
9.3.1焊条参数的选择方法
(一)焊条直径的选择 在一般情况下，可根据焊件厚度选择焊条直径。
焊件厚度 (mm)
≤2
焊条直径
(mm)
2
3～4
5～12
>12
3.2
4～5
≥5
9.3.1焊条参数的选择方法
(一) 焊接电流的选择
在使用一般结构钢焊条时，焊接电流大小与焊条直径的
关系可用经验公式)进行试选：
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第九章 焊条电弧焊与碳弧气刨
焊条电弧焊ppt课件
1、焊条电弧焊的原理及特点
• 焊条电弧焊过程 • 药皮燃烧：
– 电弧周围气体：CO2、 CO、H2
– 熔池中熔渣，冷却形成 渣壳
– 保护熔池中的熔化金属
.
2、电焊条
专用焊接 金属丝
为钛钙型药皮、交流或直流
.
焊条种类
• 焊条牌号
– J422、J507
• J：结构钢焊条（奥氏体不锈钢A、铸铁Z） • 42：抗拉强度等级MPa（50、55、60、70、80） • 2：药皮和电流种类
.
焊条种类
• 按熔渣性质
– 酸性焊条
• 酸性氧化物比碱性氧化物多 • 适合各种电源、易操作、电弧稳定、成本低 • 焊缝塑性韧性差、不宜用于重要构件
• 低合金钢焊条
按用途分
• 不锈钢焊条 • 铸铁焊条
• 堆焊焊条
种
• 镍和镍合金焊条
类
• 铜和铜合金焊条
• 铝和铝合金焊条
• 酸性焊条（SiO2、MnO等） 按熔渣性质分• 碱性焊条（CaO、FeO等）
.
焊条的型号：
碳钢焊条 (GB5117-85): E4303, E5015,
E5016.
药皮类型（酸、碱），电流种类 焊接位置（平、横、立、仰） 抗拉强度 ≥ 430 MPa 焊条
素很多，如电源设备、焊条成分、焊接规范及操
作工艺等，其中主要的因素是电源设备。焊接电
弧在起弧和燃烧时所需要的能量，是靠电弧电压
和焊接电流来保证的，为确保能顺利起弧和稳定
地燃烧。要求：
.
焊条电弧焊的设备与工具
（1） 焊接电源在引弧时，应供给电弧以较高的电 压（但考虑到操作人员的安全，这个电压不宜太 高，通常规定该空载电压在50-90伏）和较小的 电流（几个安培）；引燃电弧、并稳定燃烧后， 又能供给电弧以较低的电压（16-40伏）和较大 的电流（几十安培至几百安培）。电源的这种特 性，称为陡降外特性。
9新版第九章焊条电弧焊与碳弧气刨解读
7．设备、工具简单，操作使用安全。只要有一台功率大
于400A直流焊机和相应功率大于1．2MPa的空气压缩机，有专 用的电弧切割电极及碳棒，就可以工作。
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第二节 焊条电弧焊、电弧切割的安全特点
一、焊条电弧焊的安全特点
1．焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为50～90V。而人
体所能承受的安全电压为30～45V，由此可见手工电弧焊焊接
3．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，会引起操作者眼睛和皮肤的疾病。因此操 作者在操作时应戴防护面具和穿工作服。
4．焊条电弧焊操作过程中，由于电焊机线路故障或者飞
溅物引燃可燃易爆物品以及燃料容器管道补焊时防爆措施不 当等，都会引起爆炸和火灾事故。
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第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围
三、电弧切割
电弧气刨
电弧切割主要有碳弧气割、碳弧刨割条和等离子弧切割。 (一)碳弧气割的基本原理 碳弧气割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，如图9－3所示。目前， 这种切割金属的方法在金属结构制造部门得到广泛应用。
第一节 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理和适用范围
3．焊接电弧的温度 焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱 区三部分组成，各区域的温度和放出的 热量是不同的。在焊条接负(－)极、焊 件接正(+)极的直流电弧焊中，如图9－2 所示。如用碳钢焊条焊接时，阳极区温 度约为26000℃，放出的热量占焊接电弧
总热量的36％左右；阴极区温度约为 24000℃，放出的热量占焊接电弧总热量 的43％左右；弧柱区温度最高，可达 6000－8000℃，放出的热量占焊接电弧 总热量的 2l％左右。 图9－2 焊接电弧构造示意图 2019/2/24 7
第九章焊条电弧焊与碳弧气刨
第九章焊条电弧焊与碳弧气刨1.焊条电弧焊焊条电弧焊是一种常用的电弧焊接方法，广泛应用于金属加工和制造行业。
它通过将电弧燃烧于焊条和工件之间，使焊条熔化并与工件表面融合，实现焊接连接。
焊条电弧焊的主要特点是操作简单，成本低廉。
使用焊条电弧焊时，只需要一个电力供应设备和一根焊条，就可以实现焊接操作。
焊条电弧焊适用于多种材料的焊接，包括钢铁、铝合金等。
焊条电弧焊的工作原理是将焊条的一端放入电弧焊机的夹紧器中，另一端与工件接触，然后通过电流和电压的作用，使焊条产生电弧燃烧。
焊条在电弧燃烧的同时，熔化并与工件表面融合，形成焊缝。
焊条电弧焊的优点是焊接速度快，焊接强度高。
焊接时，电弧的高温可以有效加热焊缝，使其迅速熔化和融合。
焊接后，焊缝与工件之间的结合紧密，焊接强度高，焊缝质量好。
2.碳弧气刨碳弧气刨是一种常用的金属切割工具，适用于切割粘稠金属材料，如熔化铁、钢铁等。
碳弧气刨利用高温碳弧将金属材料表面熔化，并通过气刨喷嘴将熔化金属喷出，从而实现切割作业。
碳弧气刨的主要特点是切割效果好，速度快。
使用碳弧气刨进行切割时，只需将碳弧气刨喷嘴对准待切割工件，打开电源开关，即可进行切割。
碳弧气刨可以快速切割金属材料，切割缝隙较细，切割表面较光滑。
碳弧气刨的工作原理是将碳弧气刨喷嘴接通电源，产生高温碳弧。
碳弧在工件表面燃烧，使工件表面熔化，然后通过气刨喷嘴喷出。
碳弧气刨具有高温、高压的特点，可以迅速熔化金属，并将熔化金属吹离切割区域，从而实现切割作业。
碳弧气刨的优点是切割速度快，切割效果好。
碳弧气刨在切割时，高温碳弧可以迅速熔化金属材料，而气刨喷嘴可以将熔化金属吹离切割区域，避免了切割时的堆积现象。
切割后的金属表面平整，切割缝隙较细，切割效果好。
总结：焊条电弧焊和碳弧气刨都是常用的金属加工和制造工具。
焊条电弧焊适用于焊接金属材料，操作简单，焊接速度快，焊接强度高；碳弧气刨适用于切割粘稠金属材料，切割速度快，切割效果好。
工程技术--焊条电弧焊与碳弧气刨设备结构和原理
焊条电弧焊与碳弧气刨设备结构和原理——焊条电弧焊与碳弧气刨设备结构和原理一、焊条电弧焊设备结构和原理焊条电弧焊弧焊电源是在焊接回路中为电弧提供电能的设备，焊接过程中、焊接电弧是弧焊电源的负载，焊接电弧与弧焊电源组成了用电系统为使焊接电弧能够在要求的焊接电流下稳定燃烧，对弧焊电源的性能提出以下基本要求。
1.对弧焊电源的基本要求电源的外特性。
在稳定状态下，弧焊电源的输出电压与输出电流即焊接电流）的关系。
称为弧焊电源的外特性。
焊接过程中、引弧、熔滴过渡和运条摆动等会造成焊接电源频繁的短路及电弧长度（即电弧电压高低）的不断变化。
为限制短路电流，防止因短路电流过大而烧坏焊接电源以及在弧长发生变化很小时使焊接电流的变化，保证焊接过程的稳定性，要求弧焊电源应具有陡降的外特性，即输出电压随焊接电源的增大而迅速下降，如图74所示。
（2）弧焊电源的动特性。
弧焊电源的动特性，是指弧焊电源对焊接电弧的工作状态发生变化的适应能力。
焊接过程中，焊机的负载总是在不断变化着，如引弧时要先短路再提起焊条形成电弧;焊接过程中熔滴能引起弧长的变化甚至短路等。
这些因素都使焊机的输出电压、电流不能在瞬间内适应这些变化，电弧燃烧就不稳定，整个焊接过程也就不稳定。
因此焊条电弧焊时，要求弧焊电源具有良好的动特性这样才能做到焊接时引弧容易、电弧燃烧稳定、飞溅小、焊缝成形好、焊接质量高。
（3）弧焊电源的空载电压。
弧焊电源的空载电压越高，引弧越容易，电弧燃烧的稳定性就越好。
但是空载电压过高，焊工操作不安全，并且制造焊机消耗的硅钢片和铜材增多。
因此，在满足焊接工艺要求的前提下，空载电压应尽可能低些。
目前，焊条电弧焊电源中弧焊变压器的空载电压一般在80V以下;弧焊整流器的空载电压一般在90V以下;弧焊发电机的空载电压一般在100V以下。
（4）弧焊电源的调节特性。
在焊接过程中，为了适应不同厚度、材料、焊条直径以及不同焊接位置的焊接，要求弧焊电源所提供的焊接电流应具有一定调节范围，并且能方便、灵活、可靠地进行调节2.弧焊电源的结构与原理目前，国焊条电弧焊用的弧焊电源有弧焊变压器、弧焊整流器和弧焊逆变器等，常用的有BX1系列、BX3系列交流弧焊电源和ZX5系列、ZX7系列直流弧焊电源。
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9.3.1焊条的选择方法
2．药皮 压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。 作用 1)机械保护作用：①气保护；②渣保护 2)冶金作用：通过熔渣与熔化金属冶金反应，除去有害杂
质(如氧、氢、硫、磷)和添加有益的合金元素，使焊缝获 得合乎要求的机械性能。 3)改善焊接工艺性能：使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成 形好、易脱渣和熔敷效率高等。
焊接方法。 利用电弧放电(俗称电弧燃烧)所产
生的热量将焊条与工件互相熔化并 在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固 接头的焊接过程。
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9.1.1焊条电弧焊基本原理
焊接电弧：在加有一定电压的工件与焊条两电极之间的气体 介质中持续强烈的放电现象称为电弧。
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9.1 基本原理和安全特点
电弧燃烧的必要条件 （1）气体电离 概念：在一定的条件下，气体原子中的电子从外部获得足
1—焊芯 2—药皮 3—夹持端 4—引弧端
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9.3.1焊条的选择方法
焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。 焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。 焊接时，焊芯有两个作用 一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能 二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成
焊缝。
用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢、合金结构钢、不 锈钢三类。
1.碳弧气割的基本原理 碳弧气割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。
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9.1.2电弧切割的基本原理
2.碳弧刨割条的基本原理 电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。 操作时其电弧必须达到一定的喷射能力，才能除去熔化金属 。
焊条电弧焊的适用范围 ➢ 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接工作的，可以进行
平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。 ➢ 由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊条电弧
焊可以在任何有电源的地方进行焊接作业。 ➢ 适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。
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9.1.2电弧切割的基本原理
电弧切割主要有碳弧气割、碳弧刨割条和等离子弧切割 。
够的能量，就能脱离原子核的引力而成为自由电子，同时 原子因失去电子而成为正离子，这个过程称为气体电离 类型：热电离、电场作用下的电离、光电离。 （2）阴极电子发射 概念：阴极的金属表面连续地向外发射出电子的现象，称 为阴极电子发射。 类型：热发射、电场发射、撞击发射等。
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9.1 基本原理和安全特点
1—工件 2—碳棒 3—枪体 4—防护罩 52—碳棒 3—枪体 4—防护罩 5—水管接头 6—风电合一碳弧气刨软管
9.3 焊条和焊接参数的选用
9.3.1焊条的选择方法 焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极。 它是由药皮和焊芯两部分组成。 焊条的结构：
时，应注意顺风方向进行操作，以防吹散的熔渣烧坏工作 服和灼伤皮肤，并要注意周围场地的防火。 (2)在容器或舱室内部操作时，内部空间尺寸不能过于窄 小，并要加强抽风及排除烟尘措施。 (3)切割时应尽量使用带铜皮的专用碳棒。 (4)电弧切割时使用电流较大，连续工作时间较长，要注 意防止焊机超载，以免烧毁焊机。
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9.2 安全特点
9.2.1 焊条电弧焊的安全特点 (1)焊接设备的空载电压高于人体所能承受的安全电压 焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为50～90V。 人体所能承受的安全电压为30～45V， 因此焊条电弧焊操作者在操作时应戴手套，穿绝缘鞋。 (2) 电弧高温导致大量烟尘，臭氧、氮氧化物等有毒气
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9.1.2电弧切割的基本原理
电弧切割的应用 ➢ (1)用电弧切割对焊缝进行清根，比过去生产中常使用的风
铲生产效率可提高数倍，尤其是在仰焊和立焊位置进行焊缝 清根时，其优越性更为突出。 ➢ (2)改善了工人的劳动条件：过去在使用风铲进行开坡口和 清根时，噪声和振动大，长年使用风铲工作的工人，多患有 耳聋性职业病，而且劳动强度也很高。 ➢ (3)可以用电弧切割来加工焊缝坡口，特别适用于开U型坡口 。 ➢ (4)使用方便，操作灵活：对处于窄小空间位置的焊缝，只 要轻巧的刨枪能伸进去的地方，就可以进行切割作业。
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1—工件 2—碳棒 3—枪体 4—防护罩 5—水管接头 6—风电合一碳弧气刨软管
9.2 安全特点
9.2.2 电弧切割的安全特点 为克服电弧切割的粉尘大、有气味的缺点，还可采用水
碳弧气刨的方法，如图所示(水碳弧气刨枪可用废旧的射吸 式气焊枪改制)；它的原理与一般碳弧气刨相同，只是在压 缩空气中含有大量水雾，利用喷雾来降低碳弧气刨的粉尘 污染。 水碳弧气刨可使环境粉尘降低40％～60％左右。
河北省特种作业人员安全技术培训系列
焊接与热切割作业
2015年3月
主讲: 联系电话 : 办公地址 :选矿办公楼3楼机电办
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请将手机调成振动或静音状态
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业精于勤，荒于嬉
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第九章 焊条电弧焊与碳弧气刨
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9.1 基本原理和应用范围
9.1.1焊条电弧焊基本原理 焊条电弧焊，手工电弧焊 是用手工操纵焊条进行焊接的电弧
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9.1.2电弧切割的基本原理
电弧切割的应用 ➢ (5)可以用电弧切割清除不合格焊缝中的缺陷，然后进行
修复。也可以用电弧切割清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒 口及铸件中的缺陷。 ➢ (6)可以用电弧切割的方法加工多种不能用气割加工的金 属，如铸铁、不锈钢、铜、铝等。 ➢ (7)设备、工具简单，操作使用安全。只要有一台直流电 焊机，有压缩空气，有专用的电弧切割极及碳棒，就可以 工作了。不需要像氧一乙炔焰切割那样使用易燃、易爆气 体，因此操作使用安全。
体，通风条件。 (3) 弧光辐射(主要是紫外线和红外线的过度照射) ，会
引起操作者眼睛和皮肤的疾病。因此操作者在操作时应 戴防护面具和穿工作服。 (4) 电焊机线路故障或者飞溅物引燃可燃易爆物品，引 起爆炸和火灾事故。
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9.2 安全特点
9.2.2 电弧切割的安全特点 除具有焊条电弧焊的安全特点外，还应注意以下几点： (1)电弧切割过程中，由于有压缩空气的存在，露天操作