钎焊操作中的安全与防护

钎焊操作中的安全与防护

焊接安全技术涉及到焊接技术、劳动卫生、劳动防护和安全技术等四个领域。目前国外对这个综合性学科进行了大量研究工作，初步形成了焊接（包括钎焊）安全与卫生的独立综合性学科。近20年来国内也做了大量的研究工作，并取得了某些有价值的科研成果。但目前尚未形成综合系统的研究格局。

西方工业先进国家在焊接安全与防护方面都有相应的法规和标准，国内有关这方面的法规和技术标准目前还不够完善。由于焊接操作人员缺乏焊接安全知识，同时又少有相应法规标准遵循，所以在焊接实际操作中难免出现事故，有时甚至造成严重的人身伤亡。

由于钎焊技术种类繁多，它们的安全防护技术又各有特点，下面就仅讲述火焰钎焊、浸沾钎焊、感应钎焊等操作中的安全与防护重点作简要叙述。

一、火焰钎焊操作安全与防护

1.乙炔、电石和液化石油气的燃烧爆炸特性

乙炔是不饱和碳氢化合物，化学式为C2H2，纯的乙炔无味，工业上用的乙炔由于含微量杂质磷化氢而带有刺激性臭味。乙炔在常温常压下是一种高热值易燃易爆气体。自燃点低，为335℃，受热自燃，火焰传播速度快，点火能量小，容易发生爆炸。

纯乙炔的爆炸性取决于乙炔的压力和温度，同时与接触介质和容器形状及其大小有关。当乙炔温度超过200~300℃时，乙炔分子开始发生聚合反应，生成更为复杂的化合物，聚合反应是放热过程，其结果会加快反应速度，形成恶性循环，若在密闭容器中储存，则会发生爆炸。

增加压力也能促进和加速乙炔的聚合反应。当压力为152kPa时，温度超过580℃，乙炔分解爆炸，因此乙炔发生器的工作压力极限规定不得大于152KPa。

乙炔的分解爆炸与触媒有关。试验表明，压力为405kPa时，乙炔于氧化铁接触，发生爆炸的最低温度为280℃，与氧化铜接触时为240℃，因此，凡是供乙炔使用的器材，包括容器、管道、阀门、衬垫等，都不能用ω（Cu）>70%的铜合金制造。与乙炔接触的铁制容器、管道内壁不得有铁锈存在，以免发生乙炔爆炸。

乙炔与空气混合形成的混合气，自燃点为305℃，即使在常压下也容易发生爆炸。乙炔与氧混合，爆炸极限范围较宽（2.8% ~ 93%），其自燃点为300℃，乙炔与氯气混合，也会引起爆炸，因此乙炔着火时严禁用四氯化碳灭火器扑救。

电石是碳化钙的俗称，分子式为CaC2。电石和水接触立即产生化合反应，生成乙炔并同时放出大量热量。

CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca（OH）2

工业上常常利用这个反应随时产生乙炔用于焊接，因此分析电石分解过程的热效应，对安全使用电石有重要意义。必须强调指出，电石与水有很强的化学反应性，它甚至能吸取空气中的水蒸气或夺取盐类中的结晶水而产生化合作用，如果乙炔发生器内的水量不足，或未按规定及时换水，致使水质浑浊，上述电石分解所产生的热量，得不到良好的冷却时，结果电石剧烈过热，即使在正常工作压力下，也容易引起乙炔的燃烧和爆炸。因此电石过热是乙炔发生器着火爆炸的主要原因之一。

同时，电石着火爆炸的危险性又与其与水反应的速度有关。影响反应的因素有水的温度、电石纯度和电石粒度。其中电石粒度影响最大。因此，一般乙炔发生器使用电石粒度在25~80mm之间，严禁使用粒度为2mm的电石粉。电石中一般都含硅铁杂质，有催化作用，降低乙炔的稳定性，因此电石中所含硅铁杂质要有严格限制。

通常使用乙炔除了电石和水反应来生成外，最常用的是钢瓶装的乙炔。直接压缩乙炔是很危险的，因为乙炔在丙酮中的溶解度很大，因此钢瓶内所装的主要是丙酮，加压下将乙炔溶解在其中，这样就降低了乙炔的分压力，应用比较安全。

2.液化石油气

液化石油气是炼油工业的副产品，其成份不稳定，主要由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组成，其中丙烷的体积约占50%~80%，常温常压下，液化石油气为气态，加压后变成液体，便于瓶装储存和运输。

液化石油各组分都能和空气形成爆炸性混合气，但其爆炸极限范围窄，比乙炔安全的多，但与氧的混合气则有较宽的极限范围（体积分数为3.2% ~ 64%）。

液化石油气易挥发，容易从储瓶中泄漏逸出，由于它比空气重，易往低处流动积聚。

随着我国石油工业的发展，液化石油气来源丰富，同时又具有良好的安全性，可代替乙炔使用。

3.氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶的安全使用

火焰钎焊使用的气瓶包括氧气瓶、乙炔瓶和液化石油气瓶等。氧气瓶是压缩气瓶，乙炔瓶是溶解气瓶，而液化石油气瓶则是液化气瓶。

氧气瓶是用于储存和运输氧气的高压容器，满瓶压力高达1470MPa。在灌装、搬运、储存和使用时，必须采取必要的安全措施。严禁使氧气瓶经受到剧烈振动和冲击，搬运气瓶时要用手推车，轻装轻卸；严禁将氧气瓶将高处滑落地或用起重设备直接吊运。气瓶运输过程中必须带瓶帽和瓶护圈，防止摔坏瓶阀造成事故；防止氧气瓶直接受热，在室外使用要避免阳光暴晒，室内使用应远离热源和明火；操作人员不得用沾有油脂的手套、工具等接触瓶阀和减压器。此外，氧气减压器的使用应按安全操作规定进行。

乙炔瓶是用于储存、运输乙炔的压力容器，通常温度下满瓶压力为151.9MPa。乙炔瓶内装溶解乙炔，生产厂家将乙炔纯化后加压溶解在丙酮溶剂中。乙炔瓶要比乙炔发生器安全的多。此外，尤其因为纯度高，在钎焊有色金属时有重要的意义。例如用电石气钎焊铝合金时，接头处常常发黑，而用瓶装乙炔钎焊则没有这一弊病。

乙炔瓶在使用时应注意做到以下防爆措施：使用时必须配置合格的乙炔专用减压器和回火防止器，瓶体表面温度不得超过40℃，因为瓶温过高会降低丙酮对乙炔的溶解度，导致瓶内乙炔压力剧增。因此使用过程中要经常用手触摸瓶壁，监测气瓶温度。乙炔瓶存放和使用时，只能直立放置不得卧放，以防丙酮外溢发生燃烧爆炸。注意乙炔瓶直立放置后，应静候15min左右再装减压器，瓶阀开启也不要过量，一般开启3/4转为宜；乙炔瓶也不能经受剧烈振动或撞击；乙炔瓶在室内存放时，应该注意通风换气，防止泄露的乙炔气滞流室内。

液化石油气瓶常温下最大工作压力为156.8MPa，在储存、运输和使用过程中，应该遵守以下安全措施：液化石油气瓶充灌不能过满，按规定要求留15%的气化空间；所用衬垫、胶管要求耐油橡胶制作，以防止腐蚀漏气。冷天使用时可用低于40℃的温水加热，但严禁用沸水或火烤加热，使用时不得靠近加热炉等热源，以免瓶内气体压力增大造成爆炸事故。此外，要经常检查减压器工作状态是否正常，保证安全运行。

在进行手工火焰钎焊时，焊炬、气体胶管的使用安全也很重要，由于使用不当造成事故的原因主要是回火和漏气

二、浸沾钎焊操作安全与防护

浸沾钎焊分为盐浴钎焊和金属浴钎焊两种。他们是将钎焊件局部或整体浸入熔融的盐液和熔态钎料中进行加热和钎焊的方法。浸沾钎焊的优点是加热速度快，生产效率高，液态介质保护焊件不氧化。特别适用于大规模连续性生产。缺点是能源消耗量大，钎焊过程中从熔盐挥发出大量有害气体，严重污染环境。因此浸沾钎焊操作过程中必须采取严格的防护措施，以保证操作人员的人身安全。