手工电弧焊安全技术

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手工电弧焊安全技术

Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.

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文件编号：KG-AO-6799-23 手工电弧焊安全技术

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一、手工电弧焊基本原理和安全特点

手工电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热将焊条和工件加热熔化而进行的焊接。这种焊接方法可在室内、野外、高空等各种场合下进行。它的设备简单，容易维护，焊钳小，使用灵活，广泛适应于各种黑色金属和有色金属的焊接。

手工电弧焊的主回路如图1所示。

图1 手工电弧焊主回路示意图

1―电焊机2―软电缆3―焊钳4―焊条5―电弧 6―工件 7―地线

（一）焊接电弧的性质

焊接电弧是在加有一定电压的电极和焊件之间产生的一种长时间而有力的气体放电现象。电焊条和焊件就是电极，产生电弧的操作称引弧。通常是采用接触引弧，即先将电焊条与工件接触，然后迅速分离1~3mm，电流通过接触点产生很大的电阻热，此时在高温和电场发射等的作用下，促使两极间的气体发生剧烈电离，而形成电弧。电弧引燃后，弧柱中充满高温电离气体，发出大量的热。其发热量与焊接电压和电流的乘积成正比，即电流越大，产生的热量越多。电弧的各部位产生的热量不同，因而各部位的温度也不同，弧柱中心温度最高可达6000℃以上，两电极的温度可达2100~2300℃。焊接就是利用这些热量加热和熔化金属。

开始引弧时，为加强气体的电离作用，电极间必

须有较高的电压，以便传递具有较大动能的电子，这个电压称为空载电压，直流电焊机一般为55~90V，交流电焊机60~80V。当气隙正常地受热被电离时，所需电压就可低一些。为使电弧保持连续而稳定，两极间的电压也要保持一定，一般为16~35V，这个电压称为工作电压。

（二）焊接设备

手工电弧焊的设备包括电源及控制、调节机构。

1．电源供给电弧焊的电源可以是直流的，也可以是交流的。为了引燃电弧和保持电弧稳定，保证正常地焊接，电源必须满足以下基本要求：

（1）空载电压值应保证顺利地引燃电弧。

（2）焊接电流应可调，以满足焊接不同材料、

厚度的工件所需要电流的大小。

（3）保证工作安全。

2．常用的电焊电源

（1）交流电焊机它也叫交流电焊变压器。它的优点是结构简单，成本低，效率高，维护方便，应用广泛。图2所示是目前使用最广泛的一种BX1-330型交流电焊机。它是一个结构特殊的降压变压器。它可将电网380V或220V的电压变为空载电压60~70V，工作电压30V，电流调节范围为50~450A。变压器的次级线圈分为图中2、3两部位，2绕在初级线圈的外部，起建立电压的作用，3绕在铁芯的另一侧，相当于电感线圈，焊接时靠它获得较高的空载电压和较低的工作电压。电流的调节分粗调和细调两档。粗调是改变次级绕组的匝数；细调是通过移动图中铁饼4，改变漏磁而实现。这类电焊机的缺点是：消耗材料较多，

体积大而且重，焊接时活动铁芯有震动，同时，电流有波动。

图2 BX1-330型交流电焊机

a）外形图 b）线路图 1―初级绕组 2、3―次级绕组 4―动铁芯 5―静铁芯 6―接线片

（2）旋转式直流电弧机如图3所示，是常用的AX-320型旋转式直流电焊机。它是由一个三相电动机和一个结构特殊的直流发电机组成。由交流电路供电，使电动机拖动发电机电枢旋转发出直流电，供焊接使用。这种直流焊接发电机按其结构特点分为裂极式和差复极式及极间去磁式等形式。它是利用磁通和电枢反应的相互作用，获得下降式的外特性，使电焊电流可在较大范围内均匀调节，以满足焊接工艺的要求。

图3 AX-320型旋转式直流电焊机

a）外形图 b）原理图

这种电焊机的主要优点是：电弧稳定性较高，触电危险性小。

（3）硅整流式直流电焊机这种电焊机分为单相和三相两大类。按其构造特点又分为磁饱和电抗器式、动圈式和可控硅整流式等。与旋转式直流电焊机比较，它的优点是：噪声小，空载损耗小，效率高，耗料少，成本低，容易制造和维修等。

单相硅整流式直流电焊机原理，如图4所示。它由交流变压器和单相桥式硅整流线路组成。其中1是焊接变压器；2是电抗器，通过它可以得到下降外特性，并可调节电流；3是硅整流器，其中R是电阻，C 是电容，通过它整流，可以把交流电变为直流电，供焊接使用；4是滤波电感，是一个串联在焊接回路内

的有间隙的铁芯式电抗器，可以进一步减小输出电流的脉动程度，保证焊接电弧的稳定燃烧。此外，电焊机上还有通风装置，可使硅整流组和焊机线圈得到良好的通风冷却，以避免过热而损坏。

图4 单相硅整流下直流电焊机线路图

1―焊接变压器2―电抗器3―硅整流4―滤波电感

目前使用的硅整流式直流电焊机大都是三相整流式的，这类焊机供给的电流更平直稳定。

所有电焊设备铭牌中都标有“额定暂载率”和“额定焊接电流”，这是保证电焊机安全使用的重要参数。“暂载率”是表示电焊机连续工作的参数，它是指在

5min时间内焊接工作时间所占的比值，用百分数表示。如“暂载率”为60%，就是在5min内，焊接工作时间