概念 鎢極惰性氣體保護焊(TIG)的一種。是在
氬氣 保護下,利用電弧熱熔化母材和填充絲而形成接頭的焊接方法。主要控制焊接電流、焊接速度、氬氣流量三個參數。與手工焊相比,電弧和熔池可見,操作方便;可焊接活性金屬的薄板結構;焊縫質量好,接頭強度可達母材的80%~90%。1930年美國發明惰性氣體保護焊,1957年中國開始使用鎢極氬弧焊。可焊接不鏽鋼、高溫合金、鈦合金、鋁合金等材料,用於核能、航空航天、船舶、電子、冶金等工業。
工作原理 氬弧焊在主迴路、輔助電源、驅動電路、保護電路等方面的工作原理是與手弧焊是相同的。在此不再多敘述,而著重介紹氬弧焊機所特有的控制功能及起弧電路功能。
分類 氬弧焊按照電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。
非熔化極 工作芝催殼剃原理及特點:非熔化極氬弧焊是電弧在非熔化極(通常是鎢極)和工件之間燃燒訂再潤,在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學反應尋虹潤的
惰性氣體 (常用氬氣),形成一個保護氣罩,使鎢極端部、電弧和熔池及鄰近熱影響區的高溫金屬不與空氣接觸,能防止氧化和吸收有害氣體。從而形成緻密的焊接接頭,其力學性能非常好。
熔化極 工作原理及特點 :
焊絲 通過絲輪送進,導電嘴導電,在母材與焊絲之間產生電弧,使焊絲和母材熔化,並用惰性氣體氬氣保護電弧和熔融金屬來進行焊接的。它和
鎢極氬弧焊 的區別:一個是焊絲作電極,並被不斷熔化填入熔池,冷凝後形成焊縫;另一個是採用保護氣體,隨著熔化極氬弧焊的技術套用,保護氣體已由單一的氬氣發展出多種混合氣體的廣泛套用,如以氬氣或氦氣為保護氣時稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MIG焊);以惰性氣體與氧化性氣體(O2,CO2)混合氣為保護氣體 時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,統稱為熔化極活性氣體保護電弧焊(在國雄乃際上簡稱為MAG焊)。從其操作方式看,目前套用最廣的是半自動熔化極氬弧焊和富氬混合氣保護焊,其次是自動熔化極氬弧焊。
特點 效率高 電流密度大,熱量集中,熔敷率高,焊接速度快。另外,容易引弧。需加強防護因弧光強烈,煙氣大,所以要加強防護。
氬弧焊 保護氣體 最常用的
惰性氣體 是氬氣。它是一種無色無味的氣體,在空氣的含量為0.935%(按體積計算),氬的沸點為-186℃,介於氧和氦的沸點之間。氬氣是氧氣廠分餾液態空氣製取氧氣時的副產品。
中國均採用瓶裝氬氣用於焊接,在室溫時,其充裝壓力為15MPa。鋼瓶塗灰色漆,並標有“氬氣”字樣。純氬的化學成分要求為:Ar≥99.99%;He≤0.01%;O2 ≤0.0015%;H2 ≤0.0005%;總碳量≤0.001%;水分≤30mg/m。
氬氣是一種比較理想的保護氣體,比空氣密度大25%,在平焊時有利於對焊接電弧進行保護,降低了保護氣體的消耗。氬氣是一種化學蜜簽殃淋性質非常不活潑的氣體,即使在高溫下也不和金屬發生化學反應,從而沒有了合金元素氧化燒損及由此帶來的一系列問題。氬氣也不溶於液態的金屬,因而不會引起氣孔。氬是一種單原子氣體,以原子狀態存在,在高溫下沒有分子分解或原子吸熱的霉射照現象。氬氣的比熱容和熱傳導能力小,即本身吸收量小,向外傳熱也少,電弧中的熱量不易散失,使焊接電弧燃燒穩定,熱量集中,有利於焊接的進行。
氬氣的缺點是電離勢較高。當電弧空間充滿氬氣時,電弧的引燃較為困難,但電弧一旦引燃後就非常穩定。
優點 氬弧焊之所以能獲得如此廣泛的套用,主要是因為有如下優點。
1、氬氣保護可隔絕空氣中氧氣、氮氣、氫氣等對電弧和熔池產生的不良影響,減少合金元素的燒損,以得到緻密、無飛濺、質量高的焊接接頭;
2、氬弧焊的電弧燃燒穩定,熱量集中,弧柱溫度高,焊接生產效率高,熱影響區窄,所焊的焊件應力、變形、裂紋傾向小;
3、氬弧焊為明弧施焊,操作、觀察方便;
4、電極損耗小,弧長容易保持,焊接時無熔劑、塗藥層,所以容易實現機械化和自動化;
5、氬弧焊幾乎能焊接所有金屬,特別是一些難熔金屬、易氧化金屬,如鎂、鈦、鉬、鋯、鋁等及其合金;
6、不受焊件位置限制,可進行全位置焊接。
缺點 1、氬弧焊因為熱影響區域大,工件在修補後常常會造成變形、硬度過高、砂眼、局部退火、開裂、針孔、磨損、劃傷、咬邊、或者是結合力不夠及內應力損傷等缺點。尤其在精密鑄造件細小缺陷的修補過程在表面突出。在精密鑄件缺陷的修補領域可以使用
冷焊機 來替代氬弧焊,由於冷焊機放熱罪獄墓量小,較好的克服了氬弧焊的缺點,彌補了精密鑄件的修復難題。
2、氬弧焊與
焊條電弧焊 相比對人身體的傷害程度要高一些,氬弧焊的電流密度大,發出的光比較強烈,它的電弧產生的紫外線輻射,約為普通焊條電弧焊的5~30倍,紅外線約為焊條電弧焊的1~1.5倍,在焊接時產生的臭氧含量較高,因此,儘量選擇空氣流通較好的地方施工,不然對身體有很大的傷害。
3、對於低熔點和易蒸發的金屬(如鉛、錫。鋅),焊接較困難。
套用 氬弧焊適用於焊接易氧化的有色金屬和合金鋼(主要用Al、Mg、Ti及其合金和
不鏽鋼的焊接 );適用於單面焊雙面成形,如打底焊和管子焊接;鎢極氬弧焊還適用於薄板焊接。
右圖即為 氬弧焊結構示意圖
氬弧焊結構示意圖 1—填充細棒 2—噴嘴 3—導電嘴 4—
焊槍 5—鎢極 6—焊槍手柄
7—氬氣流 8—焊接電弧 9—金屬熔池 10—焊絲盤 11—送絲機構 12—焊絲
打底工藝 概述 採用氬弧焊打底工藝,可以得到優質的焊接接頭。氬弧焊打底
焊接工藝 在鍋爐的水冷壁、過熱器、省煤器等焊接中,接頭質量優良,經射線探傷,焊縫級別均在Ⅱ級以上。
要求 1、質量好:只要選擇合適的
焊絲 、
焊接工藝 參數和良好的氣體保護就能使根部得到良好的熔透性,而且透度均勻,表面光滑、整齊。不存在一般焊條電弧焊時容易產生的
焊瘤 、未焊透和凹陷等缺陷。
2、效率高:在管道的第一層焊接中,手工氬弧焊為連弧焊。而焊條電弧焊為斷弧焊,因此手工氬弧焊可提高效率2~4倍。因不需清理熔渣和修理焊道,則速度提高更快。在第二層電弧焊蓋面時,平滑整齊的氬弧焊打底層非常利於電弧焊蓋面,能保證層間良好地熔合,尤其在小直徑管的焊接中,效率更顯著。
3、易掌握:
手工電弧焊 根部焊縫的焊接,必須由經驗豐富且較高技術水平的
焊工 來擔任。採用手工氬弧焊打底,一般從事焊接工作的工人經較短時間的練習,基本上均能掌握。
4、變形小:氬弧焊打底時熱影響區要小得多,故焊接接頭變形量小,殘餘應力也小。
工藝 1、焊接實例:省煤器、蒸發段管束、水冷壁及低溫過熱器用材為20號鋼,高溫過熱器管為12Cr1MoV。
2、焊前準備:焊接前,管口應做30°的坡口,管端內外15mm範圍內應打磨出金屬本色。管道對口間隙為1~3mm。實際對口間隙過大時,需先在管道坡口一側堆焊過渡層。搭建臨時避風設施,嚴格控制焊接作業處的風速,因風速超過一定範圍,極易產生氣孔。
3、操作:使用WST315手工鎢極氬弧焊機,焊機本身裝有高頻引弧裝置,可採用高頻引弧。熄弧與
焊條電弧焊 不同,如熄弧過快,則易產生弧坑裂紋,所以操作時要將熔池引向邊緣或母材較厚處,然後逐漸縮小熔池慢慢熄弧,最後關閉保護氣體。
對於壁厚3~4mm的20號鋼管材,填充材料可用TIGJ50(對12Cr1 MoV,可用08CrMoV),鎢極棒直徑2mm,焊接電流75~100A,
電弧電壓 12~14V,保護氣體流量8~10L/min,電源種類為直流正接。
焊絲 ▲GMT-SKD11 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 56~58 焊補冷作鋼、五金衝壓模、切模、刀具、成型模、工件硬面製作具高硬度、耐磨性及高韌性之氬焊條,焊補前先加溫預熱,否則易產生龜裂現象。
▲GMT-SKD61 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 40~43 焊補鋅、鋁壓鑄模、具良好之耐熱性與耐龜裂性、熱氣沖模、鋁銅熱鍛模、鋁銅壓鑄模、具良好耐熱、耐磨、耐龜裂性。一般熱壓鑄模常有龜甲裂紋狀,大部分是由熱應力所引起,亦有因表面氧化或壓鑄原料之腐蝕所引起,熱處理調至適當硬度改善其壽命,硬度太低或太高均不適用。
▲GMT-8407-H13 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 43~46 制鋅、鋁、錫等有色合金及銅合金之壓鑄模,可用作熱鍛或衝壓模。具高韌性、耐磨性及防熱熔蝕性佳,抗高溫軟化,防高溫疲勞性良好,可焊補熱作沖頭、 絞刀、軋刀、切槽刀、剪刀...等做熱處理時,需防止脫碳,熱工具鋼焊後所產生之硬度太高亦發生破裂。
▲GMT-888T > 0.5 ~ 2.4mm HB~300 高硬度鋼之接合,硬面製作之打底,龜裂之焊合。高強度焊支,含鎳鉻合金成份高,用於防破裂底層焊接、填充打底,拉力強,並可修補鋼材之龜裂焊合重建。
▲GMT-718 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 28~30 大型家電、玩具、通信、電子、運動器材等塑膠產品模具鋼。塑膠射出模、耐熱模、抗腐蝕模,切削性、蝕花性良好,研磨後表面光澤性優良,使用壽命長。預熱溫度250~300℃後熱溫度400~500℃,作多層焊補時,採用後退法焊補,較不易產生融合不良及針孔等缺陷。
▲GMT-738 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 32~35 半透明及需有表面光澤之塑膠產品模具鋼,大型模具,產品形狀複雜及精度高之塑膠模用鋼。塑膠射出模、耐熱模、抗腐蝕模、蝕花性良好,具備優良加工性 能,易切削拋光和電蝕,韌性及耐磨性佳。預熱溫度250~300℃後熱溫度400~500℃,作多層焊補時,採用後退法焊補,比較不易產生融合不良及針孔等缺陷。
▲GMT-P20Ni > 0.5 ~ 3.2mm HRC 30~34 塑膠射出模、耐熱模(鑄銅模)。以焊接裂開敏感性低的合金成份設計,含鎳約1%,適合PA、POM、 PS、PE、PP、ABS塑膠,具良好之拋光性,焊後無氣孔、 裂紋,打磨後有良好之光潔度,經真空脫氣,鍛造後,預硬至HRC 33度,斷面硬度分布均一,模具壽命達300,000以上。預熱溫度250~300℃後熱溫度400~500℃,作多層焊補時,採用後退法焊補,較不易產 生融合不良及針孔等缺陷。
▲GMT-NAK-80 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 38~42 塑膠射出模、鏡面鋼。高硬度,鏡面效果特佳,放電加工性良好,焊接性能極好,研磨後,光滑如鏡,為世界最進步,最優秀塑模鋼,加入易削元素,切削加 工容易,具高強韌性及耐磨不變形特性,適合各種透明塑膠產品之模具鋼。預熱溫度300~400℃後熱溫度450~550℃,用作多層焊補時,採用後退法焊補,較不易產生融合不良及針孔等缺陷。
▲GMT-S-136 > 0.5 ~ 1.6mm HB~400 塑膠射出模,抗腐蝕、滲透性良好。高純度、高鏡面度,拋光性良好,抗銹防酸能力極佳,熱處理變型少,適合PVC、PP、EP、PC、
PMMA塑膠 ,耐腐蝕及容易加 工之模件及夾具,超鏡面耐蝕精密模具,如橡膠模具、照相機部件、透鏡、表殼等。
▲GMT-200T(皇牌S-2)> 0.5 ~ 2.4mm HB~200 鐵模、鞋模、軟鋼焊接、易雕刻蝕花,S45C 、S55C 鋼材等修補。質地細密、軟、易加工、不會有氣孔產生,預熱溫度200~250℃ 後熱溫度350~450℃。
▲GMT-BeCu (鈹銅) > 0.5 ~ 2.4mm HB~300 高導熱的銅合金模具材料,主加元素為鈹,其適用於塑膠注塑成型模具的內鑲件、模芯、壓鑄沖頭、熱流道冷卻系統、導熱嘴、吹塑模具的整體型腔、磨耗板等。鎢銅材料則套用在電阻焊、電火花、電子封裝以及精密機械設備等。
▲GMT-CUS(氬焊銅) > 0.5 ~ 2.4mm HB~200 此焊支用途廣泛,可焊補電解片、銅合金、鋼、青銅、生鐵、一般銅件之焊補。機械性能良好,可用於銅合金之焊接修補,也可用於焊接鋼和生鐵、鐵的接合。
▲GMT-OH1-1G(油鋼) > 0.5 ~ 3.2mm HRC 52~57 沖裁模、量規、拉模、穿孔沖頭、可廣泛使用在五金冷衝壓,手飾壓花模等,通用特殊工具鋼、耐磨、油冷。
▲GMT-Cr鋼 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 55~57 沖裁模、冷作成型模、冷拉模、沖頭、高硬度、高軔性、線切割性良好。焊補前先加溫預熱,焊補後請做後熱動作。
▲GMT-MS-3 > 1.6~2.4mm 焊後HRC 30~32 500℃ 2H較硬化,硬度HRC 48~50
馬氏體時效鋼 系,鋁壓鑄模,低壓鑄造模,鍛造模,沖裁模,注塑模的堆焊。特殊硬化高韌度合金,非常適用於鋁重力壓鑄模、澆口、延長使用壽命的2~3倍,可製作非常精密之模具、超鏡面(澆口補焊,使用不易熱疲勞裂痕)。
▲GMT-M3-2(SKH9) > 1.2~1.6mm HRC 61~63 高速鋼,耐用性為普通高速鋼的1.5~3倍,適用於製造加工高溫合金、不鏽鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具、焊補拉刀、熱作高硬度工具、模具、 熱鍛總模、熱沖模、螺絲模、耐磨耗硬面、高速度鋼、沖具、刀具、電子零件、螺紋滾模、牙板、鑽滾輪、滾字模、壓縮機葉片及各種模具機械零件等 ...。經過歐洲工業水準嚴格品質管制,高含碳量,成份優 良材料內部組織均勻,硬度穩定,而且耐磨性、韌性、耐高溫等 ...。特性皆比一般同等級之材料為佳。
▲GMT-2083 > 0.5 ~ 1.6mm HB~240 耐酸抗腐蝕塑膠模具,抗腐蝕,極高拋光性,加工性能良好。
▲GMT-2344 > 0.5 ~ 3.2mm HB~230 導熱性能好,熱強度高,具高溫耐磨性及高韌性,適合於水冷不足的模具,熱作鋼材套用於壓鑄、鍛制模及模芯,塑膠啷筒、熱剪口刀片。
▲GMT-67Ni(生鐵) > 1.6 ~ 2.4mm HB~220 高硬度鋼之接合,鋅鋁壓鑄模龜裂、焊合重建、生鐵/鑄鐵焊補。可直接堆焊各種鑄鐵/生鐵材料模具,也可做為模具龜裂之焊合,使用鑄鐵焊接時,儘量將電流 放低,用短距離的電弧焊接,鋼材進行部份之預熱,焊接後之加熱以及慢慢冷卻,擴大原材表面焊接部位之面積,亦而較不易產生氣孔及裂痕。抗拉強度:537 延伸率:40。
▲GMT-Nitride > 0.8 ~ 2.4mm HB~300 適用於氮化後模具修補。
控制 手開關 氬弧焊要求氬氣先來後走,而電流則後來先走(相對氣而言),這此都是通過手開關控制實現的。
由圖1知:當焊機主開關合上後,輔助電源工作,給控制電路提供了24V的直流電。手開關未合上時,24V直流電通過電阻R5使Q2導通,CW3525晶片的8腳經過T形濾波器(L5、C5組成,抗干擾用)對地短路,此時,CW3525處於封波狀態,電路無輸出;手開關合上時,24V直流電通過電阻R4、R8使Q1導通,Q2基極被拉低而關斷,24V直流電通過電阻R6、R7使Q3導通繼電器J3A吸合,使控制氣體供給的電磁閥工作,給焊接供氣。而8腳電位由於緩起動電阻,電容的作用緩慢增長,經過一定時間,CW3525開始工作,電路開始輸出功率。這樣,電流就較氣延時供給延時時間由緩起動動阻、容值決定)。
圖1 電磁閥為氣體供給控制器件,當繼電器J3A合上,電磁閥中的電感線圈獲得電流,產生磁能,把鐵塊吸離氣管管口,氣體通過電磁閥供給焊接。
手開關控制電路中,電感線圈L1~L4及C1、C2起到防止干擾而使手開關誤導通的作用。
1、 手開關合上時,由於Q3導通繼電器J3A吸合,電磁閥打開供氣。輔助電源向電容C17充電。而由於熱敏電阻RT4、RT5的限流,使得手開關不到於因電流過大而損壞;
2、焊接結束,手開關斷開後,Q2導通,CW3525的8腳電位被拉低,電路停止輸出,而C17上仍充有電能,它通過R6、R7放電供給Q3導通,保持電磁閥導通延時供氣。實現了焊接對電流、氣體的控制要求。
高頻高壓電流 1、產生:氬弧焊的起弧需要高壓,為了能在手弧焊的基礎上產生高壓並送到輸出迴路,採用了如圖2的電路。
2、工作原理:
(1) 升壓變壓器;圖中變壓器為24:70,將307電壓升高約3倍。
(2) 採用4倍壓整流電路;如圖(C11~C14、D11~D14)來產生高壓:
① 當升壓變壓器(T1)初級流過一正脈衝電流時(電壓值為U),N2產生一上正下負(正向)的感應電動勢,並給電容C14充電,使電容C14的端電壓也為U,(方向如圖);且由於線圈續流和D14的作用,在主變中無電流流過時,C14也不能放電;
圖2 ② 升壓變壓器流過一等值的負脈衝電流時,在N2上產生一上負下正的感應電動勢(值為U),給C11充電,使得C11上的壓降VC11=VC14+U感應=2V,方向如圖;
③ 升壓變壓器T1再流過一正脈衝電流時,N2上又產生上正下負的感應電動勢,這時,電容C13充電,端電壓VC13=VC11+U感應-VC14=2V,方向如圖;
④ 升壓變壓器的電流方向再次改變,使得N2上的感應電動勢方向為上負下正,這時,電容C12得到電能,且VC12=VC13+VC14-VC11=2V,方向如圖,這樣,在A、B間便形成了4U的壓降。
3、高頻振盪發生器:(由L3(N3)、C5、放電嘴組成)
(1)A、B兩點的壓降達到4V(V為逆變器輸出電壓,約1KV),給電容C15充電;
(2)放電嘴因高壓擊穿放電,此時,相當於短路L3、C15;
(3)L3、C15產生高頻振盪,f=L/2π√LC
(4)由於輸出能量的不斷補充,使得每隔一定時間,L3、C15便產生高頻振盪電流,並通過T4次級輸出到輸出。由於T4上要通過高頻高壓的電流,其技術參數要求嚴格,它的質量是起弧難易,焊接效果的決定性因素。
輸出迴路中有高頻高壓電流後,保證了起弧,可如果防護不當,高頻高壓電流便會反向擊穿二次整流中的整流管,甚至損壞主變T1初級線圈所聯接的電路,而且,高頻高壓只是在起弧時使用,起弧後,便不再需要,所以,需適時斷開
高頻高壓發生器 ,其控制電路如圖3所示。
① 防干擾控制:在輸出端的正負極間接有壓敏電阻與電容,其對於高頻高壓電流來說明相當於短路同時,正負端都接有抗高頻的電感線圈,這樣,就控制了高頻高壓電流反竄到二次整流的電路中,只在輸出端形成迴路。同時,接在正極與機殼間的電阻(壓敏)和電容也能有效地防止高頻電流及其它干擾。
圖3 ② 高頻高壓電流的產生與關斷控制:高頻高壓電流的產生與關斷都由繼電器J控制,手開關全上時,把S2合上,這時,電路工作,輸出約56伏的直流電壓,它使繼電器動作,吸合JA,使高頻高壓電路工作,產生高頻高壓電流輸出,引起電弧,電弧一引起,輸出迴路便出現大電流,流經電抗器(電感線圈);由於電感的續流作用,能使電抗器正端(圖中A點)電壓降到很低的電位(甚至為負值),這時,繼電器被可靠地斷開,高頻高壓發生器停止工作,完成了對高頻高壓電流的控制。
增壓起弧 為了保護輕易起弧,提供焊接質量,氬弧焊機還在輸出端增設了一個增壓起弧的裝置,其利用
高頻高壓發生器 的變壓器的另一組次邊作為增壓變壓器,使得高頻高壓發生器工作時,也同時抬高了輸出端的電壓,保證起弧,起弧後,增壓裝置也隨著高頻高壓電流發生器一起被斷開。其原理圖如圖2
規程 目的 保證設備正常、安全運行,保證設備操作者的人身安全,滿足生產需要。
適用範圍 適於氬弧焊機。
職責 資產管理部負責編制、修改、補充設備安全操作維護規程,並對規程的執行實施監督、考核。
具體內容 1、作業前:
(1)檢查焊機電源線、引出線及各接點接觸是否牢固,二次接地線嚴禁接在焊機殼體上。
(2)焊機接地線及焊接工作迴路線不準搭接在易燃易爆的物品上,不準搭接在管道和電力、儀表保護套以及設備上。
(3)移動式焊機拆接線均由電工進行。
2、選擇適當的焊接方法,(T1G焊接方法和手工焊接方法)。
(1)T1G焊接操作
① 請將前面板上的焊接方法切換開關置於TIG側。
② 選擇並切換收弧控制“ON”、“OFF”開關。
③ 接通配電箱開關。
④ 請將後面板的電源開關設在“ON”側。
⑤ 根據需要調節氣體流量後開始作業。
(2)手工焊的操作
① 將前面上的焊接方法切換開關置於“手工焊”側。
② 就近接配電箱開關。
③ 將後面板上的電源開關置於“ON”側,然後開始作業。
(3)作業中
① 不準強制電源開關送電。
② 電門箱內禁止存放一切物件,焊機不準隨意借他人使用。
③ 焊槍嚴禁敲擊,槍帶應架空的以防燙傷或掛破,嚴禁用槍帶拖拉焊機以防以外發生。
(4)作業後
① 切斷電源和氣源,對焊機進行清潔後不可離開工作崗位。
② 焊機移動必須先停電、拆下電源線再移,嚴禁帶電移動焊機。
③ 作業結束後應清掃場地,把焊機妥善保管。
應急處理 若運行中出現各種異常必須立即關閉電源和氣源,報設備組,視情節處理。
安全規程 1、焊接工作場地必須備有防火設備,如砂箱、滅火器、消防栓、水桶等。易燃物品距離焊接場所不得小於5m。若無法滿足規定距離時,可用石棉板、石棉布等妥善覆蓋,防止火星落入易燃物品。易爆物品距離焊接所不得小於10m。氬弧
焊工 作場地要有良好的自然通風和固定的
機械通風 裝置,減少氬弧焊有害氣體和金屬粉塵的危害。
2、手工鎢極氬弧焊機應放置在乾燥通風處,嚴格按照使用說明書操作。使用前應對焊機進行全面檢查。確定沒有隱患,再接通電源。空載運行正常後方可施焊。保證焊機接線正確,必須良好、牢固接地以保障安全。焊機電源的通、斷由電源板上的開關控制,嚴禁負載扳動開關,以免形狀觸頭燒損。
3、應經常檢查氬弧焊槍
冷卻水系統 的工作情況,發現堵塞或泄漏時應即刻解決,防止燒壞焊槍和影響焊接質量。
4、焊人員離開工作場所或焊機不使用時,必須切斷電源。若焊機發生故障,應由專業人員進行維修,檢修時應作好防電擊等安全措施。焊機應至少每年除塵清潔一次。
5、鎢極氬弧焊機高頻振盪器產生的高頻電磁場會使人產生一定的頭暈、疲乏。因此焊接時應儘量減少高頻電磁場作用的時間,引燃電弧後立即切斷高頻電源。焊槍和焊接電纜外套用軟金屬編織線禁止(軟管一端接在焊槍上,另一端接地,外面不包絕緣)。如有條件,應儘量採用晶體脈衝引弧取代高頻引弧。
6、氬弧焊時,紫外線強度很大,易引起電光性眼炎、電弧灼傷,同時產生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。因此,焊工操作時應穿白帆布工作服,戴好口罩、面罩及防護手套、腳蓋等。為了防止觸電,應在工作檯附近地面覆蓋絕緣橡皮,工作人員應穿絕緣膠鞋。
操作規程 1、氬弧焊必須由專人操作開關。
2、工作前檢查設備,工具是否良好。
3、檢查焊接電源,控制系統是否有接地線,傳動部分加潤滑油。轉動要正常,氬氣、水源必須暢通。如有漏水現象,應立即通知修理。
5、檢查高頻引弧系統、焊接系統是否正常,導線、電纜接頭是否可靠,對於自動絲極氬弧焊,還要檢查調整機構、送絲機構是否完好。
6、根據工件的材質選擇極性,接好焊接迴路,一般材質用直流正接,對鋁及鋁合金用反接法或交流電源。
7、檢查焊接坡口是否合格,坡口表面不得有油污、鐵鏽等,在焊縫兩側200mm內要除油除銹。
8、對於用胎具的要檢查其可靠性,對焊件需預熱的還要檢查預熱設備、測溫儀器。
9、氬弧焊操縱按鈕不得遠離電弧,以便在發生故障時可以隨時關閉。
10、採用高頻引弧必須經常檢查有否漏電。
11、設備發生故障應停電檢修,操作工人不得自行修理。
12、在電弧附近不準赤身和裸暴其它部位,不準在電弧附近吸菸、進食,以免臭氧、煙塵吸入體內。
13、磨釷鎢極時必須戴口罩、手套,並遵守砂輪機操作規程。最好選用鈰鎢極(放射量小些)。砂輪機必須裝抽風裝置。
14、操作工應隨時佩戴靜電防塵口罩。操作時儘量減少高頻電作用時間。連續工作不得超過6小時。
15、氬弧焊工作場地必須空氣流通。工作中應開動通風排毒設備。通風裝置失效時,應停止工作。
16、氬氣瓶不許撞砸,立放必須有支架,並遠離明火3米以上。
17、在容器內部進行氬弧焊時,應戴專用面罩,以減少吸入有害煙氣。容器外應設人監護和配合。
18、釷鎢棒應存放於鉛盒內,避免由於大量釷鎢棒集中在一起時,其放射性劑量超出安全規定而致傷人。
安全 有害因素 氬弧焊影響人體的有害因素有三方面:
1、放射性
釷鎢極中的釷是放射性元素,但
鎢極氬弧焊 時釷鎢極的放射劑量很小,在允許範圍之內,危害不大。如果放射性氣體或微粒進入人體做為內放射源,則會嚴重影響身體健康。
2、高頻電磁場
採用高頻引弧時,產生的高頻電磁場強度在60~110V/m之間,超過參考衛生標準(20V/m)數倍。但由於時間很短,對人體影響不大。如果頻繁起弧,或者把高頻振盪器做為穩弧裝置在焊接過程中持續使用,則高頻電磁場可成為有害因素之一。
3、有害氣體——臭氧和氮氧化物
氬弧焊時,弧柱溫度高。紫外線輻射強度遠大於一般
電弧焊 ,因此在焊接過程中會產生大量的臭氧和氧氮化物;尤其臭氧其濃度遠遠超出參考衛生標準。如不採取有效通風措施,這些氣體對人體健康影響很大,是氬弧焊最主要的有害因素。
安全防護 1、通風措施
氬弧焊工作現場要有良好的通風裝置,以排出有害氣體及煙塵。除廠房通風外,可在焊接工作量大,焊機集中的地方,安裝幾台軸流風機向外排風。
此外,還可採用局部通風的措施將電弧周圍的有害氣體抽走,例如採用明弧排煙罩、排煙焊槍、輕便小風機等。
2、防護射線措施
儘可能採用放射劑量極低的鈰鎢極。釷鎢極和鈰鎢極加工時,應採用密封式或抽風式砂輪磨削,操作者應配戴口罩、手套等個人防護用品,加工後要洗淨手臉。釷鎢極和鈰鎢極應放在鋁盒內保存。
3、防護高頻的措施
為了防備和削弱高頻電磁場的影響,採取的措施有:
(1)工件良好接地,焊槍電纜和地線要用金屬編織線禁止;
(2)適當降低頻率;
(3)儘量不要使用高頻振盪器做為穩弧裝置,減小高頻電作用時間。
4、其它個人防護措施
氬弧焊時,由於臭氧和紫外線作用強烈,宜穿戴非棉布工作服(如耐酸呢、柞絲綢等)。在容器內焊接又不能採用局部通風的情況下,可以採用送風式頭盔、送風口罩或防毒口罩等個人防護措施。
氬弧焊危害 焊煙危害 氬弧焊主要套用於鋁及鋁合金、銅及銅合金、鎂及鎂合金、鈦及鈦合金、高溫合金等焊接,在許多重要的工業部門都有廣泛的套用。氬弧焊除了與焊條電弧焊相同的觸電、燒傷、火災以外,還有高頻電磁場、電擊放射性和比焊打電弧焊強得多的弧光傷害。
焊煙淨化 1、自然通風。
2、濾筒式移動焊煙淨化器。
3、高負壓焊煙除塵器。
自然通風成本最低,主要採用純自然的方法,通過開窗通風,設定百葉窗等方法減少車間焊煙的濃度。
濾筒式移動焊煙淨化器,將萬向吸氣臂對準焊煙產生的點。通過系統產生的負壓,將焊煙中產生的粉塵和有毒有害氣體吸入淨化器中,進行收集。濾筒式移動焊煙淨化器有著廣泛的套用。它方便靈活,便於移動。能滿足各種靈活的工況。
高負壓焊煙除塵器,主要將50mm口徑的軟管與焊機頭直接連線。焊機工作時除塵器工作,焊機停止時除塵器也停止。這樣保證在使用最小風量的同時,有效的處理焊煙。另外高負壓焊煙除塵器可以連線最長20m的軟管,可以有效的和自動焊機頭等連線。克服了移動式吸氣臂需要手工移動位置的不足。正在的做到了自動化,並且收集淨化效果顯著。
氬弧焊焊煙淨化 高頻高壓電流 1、產生:氬弧焊的起弧需要高壓,為了能在手弧焊的基礎上產生高壓並送到輸出迴路,採用了如圖2的電路。
2、工作原理:
(1) 升壓變壓器;圖中變壓器為24:70,將307電壓升高約3倍。
(2) 採用4倍壓整流電路;如圖(C11~C14、D11~D14)來產生高壓:
① 當升壓變壓器(T1)初級流過一正脈衝電流時(電壓值為U),N2產生一上正下負(正向)的感應電動勢,並給電容C14充電,使電容C14的端電壓也為U,(方向如圖);且由於線圈續流和D14的作用,在主變中無電流流過時,C14也不能放電;
圖2 ② 升壓變壓器流過一等值的負脈衝電流時,在N2上產生一上負下正的感應電動勢(值為U),給C11充電,使得C11上的壓降VC11=VC14+U感應=2V,方向如圖;
③ 升壓變壓器T1再流過一正脈衝電流時,N2上又產生上正下負的感應電動勢,這時,電容C13充電,端電壓VC13=VC11+U感應-VC14=2V,方向如圖;
④ 升壓變壓器的電流方向再次改變,使得N2上的感應電動勢方向為上負下正,這時,電容C12得到電能,且VC12=VC13+VC14-VC11=2V,方向如圖,這樣,在A、B間便形成了4U的壓降。
3、高頻振盪發生器:(由L3(N3)、C5、放電嘴組成)
(1)A、B兩點的壓降達到4V(V為逆變器輸出電壓,約1KV),給電容C15充電;
(2)放電嘴因高壓擊穿放電,此時,相當於短路L3、C15;
(3)L3、C15產生高頻振盪,f=L/2π√LC
(4)由於輸出能量的不斷補充,使得每隔一定時間,L3、C15便產生高頻振盪電流,並通過T4次級輸出到輸出。由於T4上要通過高頻高壓的電流,其技術參數要求嚴格,它的質量是起弧難易,焊接效果的決定性因素。
輸出迴路中有高頻高壓電流後,保證了起弧,可如果防護不當,高頻高壓電流便會反向擊穿二次整流中的整流管,甚至損壞主變T1初級線圈所聯接的電路,而且,高頻高壓只是在起弧時使用,起弧後,便不再需要,所以,需適時斷開
高頻高壓發生器 ,其控制電路如圖3所示。
① 防干擾控制:在輸出端的正負極間接有壓敏電阻與電容,其對於高頻高壓電流來說明相當於短路同時,正負端都接有抗高頻的電感線圈,這樣,就控制了高頻高壓電流反竄到二次整流的電路中,只在輸出端形成迴路。同時,接在正極與機殼間的電阻(壓敏)和電容也能有效地防止高頻電流及其它干擾。
圖3 ② 高頻高壓電流的產生與關斷控制:高頻高壓電流的產生與關斷都由繼電器J控制,手開關全上時,把S2合上,這時,電路工作,輸出約56伏的直流電壓,它使繼電器動作,吸合JA,使高頻高壓電路工作,產生高頻高壓電流輸出,引起電弧,電弧一引起,輸出迴路便出現大電流,流經電抗器(電感線圈);由於電感的續流作用,能使電抗器正端(圖中A點)電壓降到很低的電位(甚至為負值),這時,繼電器被可靠地斷開,高頻高壓發生器停止工作,完成了對高頻高壓電流的控制。
增壓起弧 為了保護輕易起弧,提供焊接質量,氬弧焊機還在輸出端增設了一個增壓起弧的裝置,其利用
高頻高壓發生器 的變壓器的另一組次邊作為增壓變壓器,使得高頻高壓發生器工作時,也同時抬高了輸出端的電壓,保證起弧,起弧後,增壓裝置也隨著高頻高壓電流發生器一起被斷開。其原理圖如圖2
規程 目的 保證設備正常、安全運行,保證設備操作者的人身安全,滿足生產需要。
適用範圍 適於氬弧焊機。
職責 資產管理部負責編制、修改、補充設備安全操作維護規程,並對規程的執行實施監督、考核。
具體內容 1、作業前:
(1)檢查焊機電源線、引出線及各接點接觸是否牢固,二次接地線嚴禁接在焊機殼體上。
(2)焊機接地線及焊接工作迴路線不準搭接在易燃易爆的物品上,不準搭接在管道和電力、儀表保護套以及設備上。
(3)移動式焊機拆接線均由電工進行。
2、選擇適當的焊接方法,(T1G焊接方法和手工焊接方法)。
(1)T1G焊接操作
① 請將前面板上的焊接方法切換開關置於TIG側。
② 選擇並切換收弧控制“ON”、“OFF”開關。
③ 接通配電箱開關。
④ 請將後面板的電源開關設在“ON”側。
⑤ 根據需要調節氣體流量後開始作業。
(2)手工焊的操作
① 將前面上的焊接方法切換開關置於“手工焊”側。
② 就近接配電箱開關。
③ 將後面板上的電源開關置於“ON”側,然後開始作業。
(3)作業中
① 不準強制電源開關送電。
② 電門箱內禁止存放一切物件,焊機不準隨意借他人使用。
③ 焊槍嚴禁敲擊,槍帶應架空的以防燙傷或掛破,嚴禁用槍帶拖拉焊機以防以外發生。
(4)作業後
① 切斷電源和氣源,對焊機進行清潔後不可離開工作崗位。
② 焊機移動必須先停電、拆下電源線再移,嚴禁帶電移動焊機。
③ 作業結束後應清掃場地,把焊機妥善保管。
應急處理 若運行中出現各種異常必須立即關閉電源和氣源,報設備組,視情節處理。
安全規程 1、焊接工作場地必須備有防火設備,如砂箱、滅火器、消防栓、水桶等。易燃物品距離焊接場所不得小於5m。若無法滿足規定距離時,可用石棉板、石棉布等妥善覆蓋,防止火星落入易燃物品。易爆物品距離焊接所不得小於10m。氬弧
焊工 作場地要有良好的自然通風和固定的
機械通風 裝置,減少氬弧焊有害氣體和金屬粉塵的危害。
2、手工鎢極氬弧焊機應放置在乾燥通風處,嚴格按照使用說明書操作。使用前應對焊機進行全面檢查。確定沒有隱患,再接通電源。空載運行正常後方可施焊。保證焊機接線正確,必須良好、牢固接地以保障安全。焊機電源的通、斷由電源板上的開關控制,嚴禁負載扳動開關,以免形狀觸頭燒損。
3、應經常檢查氬弧焊槍
冷卻水系統 的工作情況,發現堵塞或泄漏時應即刻解決,防止燒壞焊槍和影響焊接質量。
4、焊人員離開工作場所或焊機不使用時,必須切斷電源。若焊機發生故障,應由專業人員進行維修,檢修時應作好防電擊等安全措施。焊機應至少每年除塵清潔一次。
5、鎢極氬弧焊機高頻振盪器產生的高頻電磁場會使人產生一定的頭暈、疲乏。因此焊接時應儘量減少高頻電磁場作用的時間,引燃電弧後立即切斷高頻電源。焊槍和焊接電纜外套用軟金屬編織線禁止(軟管一端接在焊槍上,另一端接地,外面不包絕緣)。如有條件,應儘量採用晶體脈衝引弧取代高頻引弧。
6、氬弧焊時,紫外線強度很大,易引起電光性眼炎、電弧灼傷,同時產生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。因此,焊工操作時應穿白帆布工作服,戴好口罩、面罩及防護手套、腳蓋等。為了防止觸電,應在工作檯附近地面覆蓋絕緣橡皮,工作人員應穿絕緣膠鞋。
操作規程 1、氬弧焊必須由專人操作開關。
2、工作前檢查設備,工具是否良好。
3、檢查焊接電源,控制系統是否有接地線,傳動部分加潤滑油。轉動要正常,氬氣、水源必須暢通。如有漏水現象,應立即通知修理。
5、檢查高頻引弧系統、焊接系統是否正常,導線、電纜接頭是否可靠,對於自動絲極氬弧焊,還要檢查調整機構、送絲機構是否完好。
6、根據工件的材質選擇極性,接好焊接迴路,一般材質用直流正接,對鋁及鋁合金用反接法或交流電源。
7、檢查焊接坡口是否合格,坡口表面不得有油污、鐵鏽等,在焊縫兩側200mm內要除油除銹。
8、對於用胎具的要檢查其可靠性,對焊件需預熱的還要檢查預熱設備、測溫儀器。
9、氬弧焊操縱按鈕不得遠離電弧,以便在發生故障時可以隨時關閉。
10、採用高頻引弧必須經常檢查有否漏電。
11、設備發生故障應停電檢修,操作工人不得自行修理。
12、在電弧附近不準赤身和裸暴其它部位,不準在電弧附近吸菸、進食,以免臭氧、煙塵吸入體內。
13、磨釷鎢極時必須戴口罩、手套,並遵守砂輪機操作規程。最好選用鈰鎢極(放射量小些)。砂輪機必須裝抽風裝置。
14、操作工應隨時佩戴靜電防塵口罩。操作時儘量減少高頻電作用時間。連續工作不得超過6小時。
15、氬弧焊工作場地必須空氣流通。工作中應開動通風排毒設備。通風裝置失效時,應停止工作。
16、氬氣瓶不許撞砸,立放必須有支架,並遠離明火3米以上。
17、在容器內部進行氬弧焊時,應戴專用面罩,以減少吸入有害煙氣。容器外應設人監護和配合。
18、釷鎢棒應存放於鉛盒內,避免由於大量釷鎢棒集中在一起時,其放射性劑量超出安全規定而致傷人。
安全 有害因素 氬弧焊影響人體的有害因素有三方面:
1、放射性
釷鎢極中的釷是放射性元素,但
鎢極氬弧焊 時釷鎢極的放射劑量很小,在允許範圍之內,危害不大。如果放射性氣體或微粒進入人體做為內放射源,則會嚴重影響身體健康。
2、高頻電磁場
採用高頻引弧時,產生的高頻電磁場強度在60~110V/m之間,超過參考衛生標準(20V/m)數倍。但由於時間很短,對人體影響不大。如果頻繁起弧,或者把高頻振盪器做為穩弧裝置在焊接過程中持續使用,則高頻電磁場可成為有害因素之一。
3、有害氣體——臭氧和氮氧化物
氬弧焊時,弧柱溫度高。紫外線輻射強度遠大於一般
電弧焊 ,因此在焊接過程中會產生大量的臭氧和氧氮化物;尤其臭氧其濃度遠遠超出參考衛生標準。如不採取有效通風措施,這些氣體對人體健康影響很大,是氬弧焊最主要的有害因素。
安全防護 1、通風措施