手工電弧焊的基本原理

手工電弧焊是利用焊條與焊件之間的電弧熱，使焊條金屬與母材熔化形成縫的一種焊接方法。焊接時(shí)，母材為一電極，焊條為另一電極。電弧是在焊條—母材之間的空隙內(nèi)通過外加電壓引燃。由于開始起弧時(shí)，兩電極及其間的氣隙尚未充分加熱電離，為了加強(qiáng)氣體的電離作用，電極之間應(yīng)有較高的電壓，這個(gè)電壓稱為空載電壓。一般直流電焊機(jī)的空載電壓為40～90V，交流電焊機(jī)為50～80V。當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒后，維持電弧燃燒所需要的電壓較低，一般為16～35V，這個(gè)電壓稱為工作電壓。

● 手工電弧焊機(jī)

常用的手工電弧焊機(jī)有交流弧焊機(jī)、旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)和整流式直流弧焊機(jī)三種。

●交流弧焊機(jī)是一個(gè)特殊的降壓變壓器。具有陡降的外特性。為了保護(hù)外特征陡及交流電弧的穩(wěn)定燃燒，在電源內(nèi)部應(yīng)有較大的感抗。獲得感抗的方法，一般是靠增加變壓器本身的漏磁或在正常漏磁變壓器的次級(jí)回路中串聯(lián)電抗器來實(shí)現(xiàn)的。交流弧焊機(jī)主要是通過調(diào)節(jié)焊機(jī)的感抗值來調(diào)節(jié)焊接電源、其基本變動(dòng)鐵芯或動(dòng)繞組的位置或調(diào)節(jié)芯的飽和程度等。交流弧焊機(jī)主要有動(dòng)鐵芯式、同體式和動(dòng)圈式三種。

●旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)是一種專供電弧焊用的特殊型式的發(fā)電設(shè)備，由發(fā)電機(jī)和原動(dòng)機(jī)兩部分組成。原動(dòng)機(jī)可以是電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)，在工廠中常見的是用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流弧焊機(jī)除了具有產(chǎn)生直流電的功能外，還具有滿足焊接工藝所要求的性能。

●整流式直流弧焊機(jī)由主變壓器、整流器組、調(diào)節(jié)裝置和冷卻風(fēng)扇等裝置組成。這類焊機(jī)由于多采用硅整流元件進(jìn)行整流，又稱為硅整流焊機(jī)。

● 手工電弧焊的危險(xiǎn)有害因素

由于手工電弧焊機(jī)利用的能源是電，同時(shí)電弧在燃燒過程中產(chǎn)生高溫和弧光，焊條藥皮在高溫下產(chǎn)生一些有害氣體和塵埃，所有這些，都會(huì)造成手工電弧焊操作過程中產(chǎn)生不安全因素。

●觸電。手工電弧操作者接觸電的機(jī)會(huì)較多。更換焊條時(shí)，焊工要直接接觸電極；在容器、管道內(nèi)或金屬構(gòu)件中焊接時(shí)，四周都是導(dǎo)體，焊機(jī)的空載電壓又大于安全電壓，如果電器裝置、防護(hù)用品有缺陷，或者違反安全操作規(guī)程等，都有可能發(fā)生觸電事故。

●弧光和電熱傷害。焊接時(shí)，電弧產(chǎn)生強(qiáng)烈的可見光和大量不可見的紫外線、紅外線，容易灼傷眼睛和皮膚。產(chǎn)生電弧灼傷的情況常見的有兩種，一是焊接時(shí)電狐灼傷手或身體；二是在焊機(jī)帶負(fù)荷情況下操作焊機(jī)開關(guān)，電弧灼傷手或臉。焊接時(shí)也容易發(fā)生熱體燙傷的現(xiàn)象。熱體燙傷主要是溶化的金屬飛潰、焊條頭或熾熱的焊件與身體接觸造成的。

●有害物質(zhì)。手工電弧焊時(shí)，金屬和焊條藥皮在電弧高溫作用下發(fā)生蒸發(fā)、冷凝和汽化，產(chǎn)生大量煙塵；同時(shí)，電弧周圍的空氣在弧光強(qiáng)烈輻射作用下，還會(huì)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物、一氧化碳等有毒氣體。在通風(fēng)不良的條件下，長期接觸這些有害物質(zhì)，會(huì)引起危害健康的多種疾病。特別是在化工設(shè)備、管道、鍋爐、容器和船艙內(nèi)焊接時(shí)，由于作業(yè)環(huán)境狹小，通風(fēng)不良，焊接煙塵、有毒氣體形成較高的濃度，危害就更大。

●火災(zāi)與爆炸。一是焊接熱源引起周圍易燃物質(zhì)燃燒；二是二次回路通過易燃物質(zhì)，由于自身發(fā)熱接觸不良產(chǎn)生火花引起燃燒；三是燃料容器、管道焊時(shí)防爆措施不當(dāng)引起爆炸。

●其它傷害。在清除焊縫熔渣時(shí)，由于碎渣飛濺而刺傷或燙傷眼睛，焊接工件放置不穩(wěn)造成砸傷，登高焊接時(shí)不加強(qiáng)防護(hù)發(fā)生高空墜落等。

● 手工電弧焊操作安全

●下雨下雪時(shí)不得進(jìn)行露天施焊。

●在高處作時(shí)，不得將焊接電纜放在電焊機(jī)上；橫跨道路的焊接電纜必須裝在鐵管內(nèi)，防止被壓破漏電；施焊前，應(yīng)先檢查周圍不得有易燃易爆物品，并系好安全帶。

●嚴(yán)禁將焊接電纜與氣焊的膠管混在一起。

●二次電纜不宜過長，一般應(yīng)根據(jù)工作時(shí)的具體情況而定。

●在施焊過程中，當(dāng)電焊機(jī)發(fā)生故障而需要檢查電焊機(jī)時(shí)，必須切斷電源后才能進(jìn)行。禁止在●通電情況下用手觸動(dòng)電焊機(jī)的任何部分，以免發(fā)生事故。

●在船艙內(nèi)焊接時(shí)，應(yīng)設(shè)法通風(fēng)或兩個(gè)人輪換操作。

●在容器內(nèi)焊接時(shí)，應(yīng)使用膠皮絕緣防護(hù)用具，并在附近安設(shè)一個(gè)電源開關(guān)，由助手專門負(fù)責(zé)看管和監(jiān)護(hù)，同時(shí)要聽從焊接操作人員指示，隨時(shí)通斷電源。

●在焊接時(shí)，不可將工件拿在手中或用手扶著進(jìn)行焊接。

●連續(xù)焊接超過1h后，檢查焊機(jī)電纜，如溫度達(dá)到80℃時(shí)，必須切斷電源。