手工電弧焊設備安全知識

1、手工電弧焊設備安全知識手工電弧焊的設備包括電源裝置及控制、調(diào)節(jié)機構(gòu)。設備上有用于起安全保護作用的外罩，用于吊運掛繩的吊環(huán)和便于地面移動位置的手把和滾輪。這些部分從結(jié)構(gòu)上與焊機一體化，保證了設備在使用過程中的機動、靈活性。保證了吊運安全，降低了焊工挪動焊機的勞動強度。一、手工電弧焊焊機的基本要求用于手工電弧焊的電源應適應焊接電弧的特性，如果用普通直流發(fā)電機或變壓器供電弧用電，則不能維持電弧穩(wěn)定燃燒，甚至不能引燃電弧，嚴重時還會燒壞直流發(fā)電機和變壓器。為了滿足電弧焊接的需要，電焊機必須具有降壓的外特性曲線，如圖2-5所示。這樣才能保證引弧時，供給高的引弧電壓Ul和較小的焊接電流I1。當電弧穩(wěn)定燃燒

2、時，焊接電流就增大到I2，而電壓急劇下降到U2（電弧電壓）。圖2-5 電焊機的外特性曲線另外，為了保證電弧穩(wěn)定燃燒，焊機的電壓還必須能隨電弧長度變化而迅速相應改變。因為在焊接過程中，每一秒內(nèi)焊條熔化的熔滴約有2070滴過渡到熔池，當大熔滴滴落時，就會形成短路，這時的短路電流不應該增長太快或太慢，否則會引起熔滴飛濺等，在熔滴脫離焊條后又要立即引燃電弧，此時就要求焊機電壓應從零值迅速地恢復到引弧，而時間不應超過0.05S?？傊瑸榱吮ＷC焊接電弧的穩(wěn)定燃燒和焊工施焊安全，無論是交流弧焊機或是直流弧焊機，其性能都必須滿足下列基本要求：(1)要求電焊機具有陡降的外特性曲線，以保證引弧容易，能經(jīng)受住連續(xù)短

3、路，電弧能長時間穩(wěn)定燃燒。(2)具有良好的靜特性和動特性，焊接時電流和電壓穩(wěn)定，沒有嚴重的飛濺和偏吹。(3)能承受瞬時短路。要求電焊機的短路電流不超過焊接電流的50%，也即采用200A焊接電流時，短路電流不應大于300A，同時要求在焊接過程中，電流的波動范圍要小。(4)有靈活的調(diào)壓性能。隨著電弧長度的變化，電焊機的電壓應當迅速相應地改變。當電弧長度增加或減小時，電弧電壓也應隨即升高或降低。一般電焊機的電弧電壓（工作壓）為2540V。(5)有適當?shù)目蛰d電壓?？蛰d電壓過低，不易引弧；較高的空載電壓，對于引燃電弧是有利的，但是電壓過高，使用時很不安全。一般空載電壓與電弧電壓的比值為1.572.5。手

4、工電弧焊用的交流電焊機的空載電壓應限制在85V，直流焊機應控制在90V以下。在一些特殊情況下，如氬弧焊、等離子弧焊及氫原子焊時，由于氣體對電弧的冷卻作用，氣體介質(zhì)難以電離，電源空載電壓可高達200V和300V，這是很不安全的。目前，高式的焊機正在逐步淘汰，如氬弧焊機增設高頻振蕩器，用以電離氣體介質(zhì)，達到穩(wěn)弧的目的，從而使焊機的空載電壓只有65V。(6)要具有適當?shù)墓β?，以適應不同工況的需要。用于大規(guī)模、長時間連續(xù)工作時，用功率過小的電源將容易使焊機過熱燒毀；用于小規(guī)模、短時間間斷工作時，若選用功率過大的電源，則設備利用率太低，會造成浪費。因而焊接電源必須具有適當?shù)墓β室詽M足用戶的需求。(7)焊

5、接設備必須設單獨而容量足夠的保護裝置，如熔斷器或自動斷電裝置。保護裝置應能可靠、快速地切斷設備最大額定電流，以保證安全?？刂蒲b置應盡可能安置在焊機附近，人手能方便觸及到的地方，周圍應留有通道。(8)焊機的所有外露帶電部分必須有完好牢靠的隔離防護裝置。焊機的接線柱、極板和接線端應有防護罩。使用插銷孔接頭的焊機，插銷孔的接線端應用絕緣板隔離，并裝在絕緣板平面內(nèi)。(9)焊機的繞組、線路帶電部分對焊機外殼和對地之間、弧焊變壓器的一次繞組與二次繞組之間、相與相及線與線之間，都必須符合絕緣標準的要求，其電阻值均不得小于1M。(10)焊機的結(jié)構(gòu)必須牢固、輕巧、安全可靠并便于維修，焊機各接觸點和連接件應連接牢

6、靠，不得松動或松脫等。(11)焊接設備的金屬殼，必須單獨和可靠地設保護性的接地或接零裝置。二、焊機的特點和應用范圍手工弧焊機是應用最廣的焊接設備，電流種類可分為三大類型：交流弧焊機、直流弧焊機和脈沖弧焊機。每類電焊機按其原理與結(jié)構(gòu)可分成如下多種形式。各種類型電弧焊機的特點和應用范圍如表2-1所示。表 2-1 電弧焊機的特點和應用范圍類 型特 點應 用 范 圍交流弧焊機結(jié)構(gòu)簡單，易造易修，耐用，成本低，磁偏吹小，空載損耗小，噪聲小；與直流弧焊機相比，電弧穩(wěn)定性較差，功率因數(shù)低酸性焊條手弧焊、埋弧焊及鎢極氬弧焊等整流弧焊機與直流弧焊發(fā)電機式焊機相比，材料消耗低，電能消耗少，技術(shù)經(jīng)濟指標高，工作噪聲

7、小各種弧焊直流弧焊機按驅(qū)動動力分為電動機驅(qū)動和柴（汽）油機驅(qū)動兩類；與弧焊整流器式相比，過載能力強，輸出脈動小，對電網(wǎng)電壓波動不敏感，空載損耗大，效率低，噪聲大各種弧焊脈沖弧焊機效率高，可以在較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)、控制焊接線能量；對于敏感性大的高合金材料，薄板及全位置焊接，具有獨特優(yōu)點不熔化極氬弧焊、熔化極氬弧焊、等離子弧焊三、常用焊機的分類、構(gòu)造與原理1交流電焊機目前國內(nèi)使用最廣泛的是BXl-330型交流電焊機，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡，成本低，能效高，維修方便。這種焊機是一個結(jié)構(gòu)特殊的降壓變壓器，如圖2-6所示。它可將電網(wǎng)80V或220V的電壓變?yōu)榭蛰d電壓6070V及工作電壓30V，電流調(diào)節(jié)范圍為5

8、450A。變壓器的二次繞組分別為圖中的2、3兩部分，2繞在一次繞組的外部，起感應電壓作用。3繞在鐵芯的另一側(cè)，相當于一個電感線圈，起感抗的作用，焊接時靠它獲得較高的空載電壓和較低的工作電壓，、電流的調(diào)節(jié)分粗調(diào)和細調(diào)兩擋。粗調(diào)是改變二次繞組的匝數(shù)；細調(diào)是通過移動圖中的鐵芯4，改變漏磁而實現(xiàn)的。BXl-330交流電焊機采用了多種安全防護技術(shù)：圖2-6 BXl-330交流電焊機1次繞組；2、3一二次繞組；4-動鐵芯；5靜鐵芯；6接線片（1）具有陡降的外特性（外特性指在穩(wěn)定狀態(tài)下，焊機輸出端電壓和輸出電流的關系）。當二次回路和電阻值趨于零時，把不斷增大的電流值限制在一定的范圍內(nèi)，免除了設備、線路被燒毀

9、，也避免了操作人員被電傷。(2)裝有多孔的鐵皮外罩，利用自然空氣對流散發(fā)熱，極大地減緩了絕緣材料老化。同時，也防止了操作者與帶電部分的接觸，避免其他導電雜物進入機體造成短路。(3)具有較大的額定暫載率(65%)，保證了長時間工作的可靠性。(4)裝有接線柱罩子，防止人體觸電。(5)裝有手把與車輪，便于挪動位置時使用。注意，這種焊機的手把不得做吊把使用。這種焊機的缺點是體積較大而且笨重，焊接時活動鐵芯被電磁力振動而發(fā)出噪聲，同時電流有波動。2旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機AX-320型直流電焊機目前使用較廣。焊機的空載電壓為5080V，工作電壓為30V，電流調(diào)節(jié)范圍為45320A，焊機的外型如圖2-7所示。圖2

10、-7 焊機外型AX-320型直流電焊機由一臺12KW的三相感應電動機和一臺裂極式直流發(fā)電機組成。該焊機由三相電源供電，使電動機驅(qū)動發(fā)電機電樞旋轉(zhuǎn)發(fā)出直流電，供焊接使用，它同樣具有降壓特性、調(diào)節(jié)電流特性等性能。裂極式直流發(fā)電機有四個磁極，如圖2-8 (a)所示，在水平方向的磁極稱為主極，垂直方向的磁極稱為交極。N主 N交及S主S交相鄰配置，它們的合成磁通好像一對磁極，所以稱為裂極式直流電焊發(fā)電機。圖2-8 電焊發(fā)電機電刷電焊發(fā)電機有三組電刷，如圖2-8 (b)所示，兩組主電刷a與b供電弧用電，中間又放置一組輔助電刷c，由a與c為勵磁線圈供電。焊接電流大小是利用電流調(diào)節(jié)手柄改變電刷位置進行粗調(diào)節(jié)，

11、利用電焊機頂部的變阻器改變勵磁電流的大小而達到焊接電流的細調(diào)節(jié)。AX-320型直流焊機的降壓特性，是借助電樞反應的退磁作用而獲得的。焊接時，電弧的長度在一定范圍內(nèi)會發(fā)生變化，弧電阻將隨之改變。當弧長增加時，由于電阻增加，焊接電流和電樞反應減少，發(fā)電機總磁通增加，所以發(fā)電機的電壓也增加，從而保持了供給的焊接電流；反之，當焊接電流增加時，電樞反應加劇，發(fā)電機的總磁通便被削弱，電壓下降，限制了電流增加。短路時，焊機電壓接近于零，避免了大電流的出現(xiàn)，保證了人身安全。這種電焊機的主要優(yōu)點是電弧穩(wěn)定性高，容易保證焊接質(zhì)量，此外，焊機配有車輪吊把，便于移動位置進行現(xiàn)場作業(yè)；其缺點是焊機運行時，噪聲較大。3硅

12、整流直流電焊機硅整流式直流電焊機以50Hz的交流電為電源，可分為單相和三相兩類；按其構(gòu)造特又分為磁飽和電抗器式、動圈式和可控硅整流式等。圖2-9 單相硅整流式直流電焊機原理l-焊接變壓器；2-電抗器；3-硅整流器；4-濾波電感單相硅整流式直流電焊機的原理，如圖2-9所示。變壓器的作用是將電網(wǎng)電壓降為與單相橋式整流器匹配的電壓，并由此而獲得整流后的空載電壓；電抗器的作用是形成焊機下降的外特性，并由此調(diào)節(jié)焊接電流的大?。还枵髌饔?只大功率整流二極管旁路濾波電容限流電阻組成，其作用是將交流電變?yōu)橹绷麟?；濾波電感是串于焊接回路中的有間隙的鐵芯式電抗器，其作用是進一步濾掉橋式整流器輸出的脈動電流，保證

13、焊接電弧穩(wěn)定燃燒。焊機內(nèi)裝有通風裝置，用以冷卻硅整流器和焊機繞組，以免過熱燒壞。硅整流式直流焊機與旋轉(zhuǎn)式直流焊機相比，顯著的優(yōu)點是噪聲小、空載損耗小、效率高、成本低，容易維修。四、電焊機使用與維護1.交流焊機的使用與維護(1)焊工必須熟悉焊機的構(gòu)造、主要技術(shù)指標、維護保養(yǎng)及故障消除方法。(2)電焊機應放在通風良好、干燥的地方，以免絕緣材料受潮，還應遠離高熱場所，要保持平穩(wěn)。3)檢查焊機安裝是否可靠。電焊機接入網(wǎng)路時，必須使電網(wǎng)電壓和電焊機一次線圈額定電壓相符合，檢查接線是否正確。焊機電源應采用帶有滅弧裝置的鐵殼開關，并裝有規(guī)格相符的保險絲，以便安全接通和斷開電源。(4)焊機在戶外使用時，焊機放

14、置要平穩(wěn)。電焊機應放于用耐火材料搭制的通風良好的臨時棚下，應有防止太陽曝曬及灰塵和雨水進入焊機內(nèi)部的設施。焊機搬移時要切斷電源，并避免劇烈震動。(5)啟動電焊機時，電焊條和焊件不能接觸，以防短路。在焊接過程中，也不能長時間短路，特別是手弧焊接整流器，在大電流工作時，產(chǎn)生短路會使硅整流器燒壞。(6)調(diào)節(jié)焊接電流和極性接法閘刀時，應在空載時進行。如未配置極性接法閘刀而要變極性接線，必須停電。（7)應按照焊機額定焊接電流和暫載率來使用，防止焊機過載而被燒壞。(8)焊接過程中，焊條和工件產(chǎn)生短路的時間不能過長，特別是硅整流式直流電焊機，在大電流工作時，產(chǎn)生短路會使硅整流器燒壞。(9)電焊機的接零或接地

15、線，必須牢固可靠，否則設備不能投入使用。(10)應經(jīng)常檢查焊接電纜與電焊機接頭連接螺絲是否松動，發(fā)現(xiàn)松動應及時緊固，使導線接觸良好；檢查熔斷器是否完好，調(diào)節(jié)機構(gòu)是否良好。(11)焊機要定期用于燥的壓縮空氣吹凈內(nèi)部的灰塵，以保持焊機清潔。使用中，應經(jīng)常注意焊機的聲音，發(fā)現(xiàn)異常及時檢修。(12)焊接電纜在使用中應盡量拉直，防止盤成圈狀。(13)焊接時不得任意移動焊機，如果要移動，應在切斷電源之后進行。移動時，特別是手弧整流器，應避免強烈震動。(14)當電焊機發(fā)生故障時，應立即將焊機電源切斷，然后由維修人員及時處理。(15)工作完畢或臨時離開工作場地時，必須及時切斷焊機的電源。(16)焊機要定期進行

16、檢修，以保持焊機性能良好。2旋轉(zhuǎn)式直流焊機的使用與維護(1)焊機啟動時，其轉(zhuǎn)向應與規(guī)定方向一致，并且焊機輸出端不可短路。(2)粗調(diào)焊接電流及改換極性，應在空載狀態(tài)下進行。(3)不可隨意變動電刷架的位置。在利用調(diào)節(jié)電刷架位置改變焊接電流時，在電流調(diào)節(jié)后，應將電刷架緊固螺釘擰緊。(4)在焊接中，應經(jīng)常檢查電刷和整流子的接觸情況，要求電刷在整流子表面的壓力要適當、均勻，同時應經(jīng)常注意電刷火花是否正常，發(fā)現(xiàn)異常時，應停機檢修。(5)發(fā)現(xiàn)磨損過短的電刷，必須及時更換，新電刷應仔細研磨后方可使用。3硅整流焊機的使用與維護硅整流焊機的使用與維護注意事項除和交流焊機相同的外，還應注意以下幾點：1)為保證硅整流

17、元件的冷卻，使用時必須注意冷卻風扇是否轉(zhuǎn)動，以及轉(zhuǎn)動方向是否正確。(2)使用遙控電流裝置時，遙控電阻器的接線必須正確，否則會發(fā)生控制電路短路或電流失調(diào)故障。(3)應避免焊機強烈震動，否則會影響磁放大器的功能。五、電焊機的常見故障與排除方法1交流電焊機的常見故障及排除方法如表2-2所示：表2-2 交流弧焊機常見故障及其消除方法故 障 現(xiàn) 象產(chǎn)生 原 因消 除 方 法變壓器過熱(l)變壓器過熱（載）；(2)變壓器繞組短路(l)減小使用電流(2)消除短路處導線接線處過熱接線處接觸電阻過大或接線處螺絲太松接線松開，用砂紙或小刀將接觸導電處清理出金屬光澤然后擰緊螺絲可動鐵芯在焊接時發(fā)出嗡嗡的響聲可動鐵芯

18、的制動螺絲或彈簧太松旋緊螺絲，調(diào)整彈簧焊接電流不穩(wěn)定動鐵芯在焊接時位置不穩(wěn)定將動鐵芯調(diào)節(jié)手柄固定或?qū)予F芯固定焊接電流過小(l)焊接導線過長、電阻大、電壓降大；(2)焊接導線盤成盤形電感大；(3)電纜有接頭或與工件接觸不良(1)減少導線長度或加大線徑；(2)將導線放開，不使成盤形；(3)使接頭處接觸良好焊機輸出電流反常，過大或過小(l)電路中起感抗作用的繞組絕緣損壞時，引起電流過大；(2)鐵芯磁回路中，由于絕緣損壞產(chǎn)生渦流引起電流變小檢查電路或磁路中的絕緣情況，排除故障2直流弧焊機直流弧焊機的常見故障及排除方法如表2-3所示。表2-3 直流弧焊機常見故障及其排除方法故 障 現(xiàn) 象可能產(chǎn)生的原因

19、消 除 方 法電動機反轉(zhuǎn)三相電動機與電源網(wǎng)路接線錯誤相線中任意兩線調(diào)換電動機不啟動并發(fā)出嗡嗡響 聲(l)三相熔斷器中某一相燒斷(2)電動機定子繞組斷路(l)更換新熔斷器；(2)消除斷路處所焊接過程中電流忽大、忽小(l)電纜線與焊件接觸不良；（2）電網(wǎng)電壓不穩(wěn)；（3)電流調(diào)節(jié)器可動部分松動(4)電刷與銅頭接觸不好(1)使電纜與焊件接觸良好；(2)固定好電流調(diào)節(jié)器松動部分；(3)使電刷與銅頭的接觸良好焊機過熱(l)焊機過載；(2)電樞繞組短路；(3)換向器短路；(4)換向器臟污(l)減小焊接電流；(2)消除短路處所；(3)清理換向器：(4)去除油污導線接觸處過熱接線處接觸電阻過大或接線處螺絲過松將接線松開，用砂紙或小刀將接觸導電處清理出金屬光澤，然后旋緊螺絲電刷有火花，隨后全部換向片發(fā)熱(1)電刷沒磨好；(2)電刷盒的彈簧壓力弱；(3)電刷在刷盒中跳動或擺動；（4），電刷架歪曲，超過容差范圍或未旋緊；(5)電刷邊直線不與換向器邊對準(1)研磨電刷，在更換新電刷時，不可同時換去大于換向器電刷總數(shù)的1/3;(2)調(diào)整好壓力，必要時，可調(diào)換框架；(3)檢查電刷在刷握中的情況，電刷與刷合夾中，間隙不超過0.3mm;(4)檢修電刷架；(5)校正每組電刷，使與換向片排成一直線換向器片大部分發(fā)黑換向器振動如故障不顯著，可用細浮石研磨，如研磨后無效，則應上車床車削電刷下有火花，且個別換