热切割及坡口准备方法101页PPT

二、焊接电源极性的应用：
1、如焊接厚钢板采用酸性焊条时，采用直流正极性。
2、焊接薄钢板时，采用直流反极性，可防止烧穿。
3、采用碱性焊条焊接时，为了减少飞溅，能使电弧稳定燃 选用直流反极性。
三、焊接电弧燃烧的稳定性：
焊接电弧的稳定性是指电弧不产生断弧、漂移和 磁偏吹等的程度。
电弧不稳定的原因除了焊工操作技术不熟练外，还 与下列因素有关： 1、 焊接电源的影响
（1）热发射
（2）电场发射
（3）撞击发射
§ 2.2焊接电弧的构造及静 特性
1、焊接电弧的构造及温度： （1）焊接电弧的构造：焊接电弧的构造由阴极区、阳极区、 弧柱三部分组成。
（2）焊接电弧的温度分布： A：阴极区： 温度一般达2400℃，占总热量的36% B：阳极区： 温度一般达2600℃，占总热量的43% C：弧柱： 占总热量的21%
（3）钎焊： 采用比母材熔点低的金属材料，将焊件和钎料加热到高于 钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润温母材，填充 接头间隙并与母材相互扩散实现联接焊件的方法，称为钎焊。 如：烙铁钎焊、火焰钎焊等属于钎焊。
5、管道的安装离不开焊接，而焊接的质量又直接影响了管道 安装的质量，尤其化工厂的管道安装、压力管道、压力容器 等由于要承受一定的压力，则要求焊缝内部允许存在任何焊 接缺陷，因为焊缝内一个小小的缺陷都有可能造成重大质量 事故。而焊接质量除了取决于焊接规范和焊工的实际操作水 平外，还决定于管子的坡口，对接间隙和清洁度等。由此可 见，管工学习了解一些焊接知识很有必要。而且社会主义现 代化建设更需要一专多能的人才。
2、焊接的优越性（与铆接、铸造相比）： 具有节省金属材料，减轻结构重量，简化加工与装配 工序，接头的致密性好、强度高、能改善劳动条件等。 3、焊接的定义： 焊接就是通过加热或者加压、或者两者并用（或者不 用）填充材料，使焊件达到原子结合的一种方法。

代号
图
解
切割后拖量是指在 切割方向上一条割 纹的两点之间的间 距
n
直角和斜角误差是 指切割面最高点与 最低点的切线的理 论垂直距离
u
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割纹深度是指平均 粗糙度RZ5
h
边缘熔化是指切面 上棱边一定型状的 尺寸
r
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割嘴规格号 喉部直径d/mm 1 0.6 2 0.8 3 1.0 4 1.25 5 1.5 6 1.75 7 2.0
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3）机械化切割设备 分为半机械化、全机械化以及自动化切割设备 三类。
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3.3 工件尺寸偏差 工件尺寸偏差是指工件基本尺寸（或称名义 尺寸）与切割后的实际尺寸之差值。 工件尺寸偏差分为1、2两个等级，具体见 ISO9013标准。
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3.4 不同切割方法的质量等级
符号： ●氧火焰切割 ▲等离子切割 ■激光切割 几种切割方法切割质量（直角和斜角误差）

应急处置能力。
完善应急预案
02
根据作业过程中可能发生的紧急情况，制定相应的应急预案，
明确应急处置流程和责任人。
强化应急队伍建设
ห้องสมุดไป่ตู้
03
组建专业的应急队伍，配备必要的应急救援装备，确保在紧急
情况下能够及时响应并有效处置。
事故案例分析
典型事故案例介绍
选取近年来发生的典型焊接和热切割作业事故案例，分析事故原因、 经过和后果。
定期更换设备的易损件，如电极、喷 嘴等。
检查设备的紧固件是否松动，及时紧 固。
按照设备使用说明书的要求进行定期 维护和保养。
03
焊接工艺参数设置与调整
工艺参数对质量影响分析
焊接电流
电流大小直接影响焊缝熔深和宽 度，过大或过小都会导致焊缝成
形不良。
电弧电压
电压高低影响焊缝宽度和余高， 过高会导致焊缝宽度增加，余高 减小。
原因分析
对不合格品进行原因分析，找出产生不合格 的原因。
处置措施
根据不合格品的性质和程度，采取相应的处 置措施，如返工、返修、报废等。
重新检验
对经过处置的不合格品进行重新检验，确保 符合质量标准要求。
持续改进方向和目标设定
提高检验人员技能水平
通过培训和考核，提高检验人员的专业技能和素质。
完善检验设备和手段
求。
评定方法简介
外观检查
通过目视或借助简单工具对焊缝和热切割件进行外观评定。
无损检测
采用射线、超声、磁粉、渗透等无损检测方法对内部质量进行评 定。
破坏性检测
通过拉伸、弯曲、冲击等试验方法对焊接接头和母材进行力学性 能评定。
不合格品处理流程
不合格品识别

置换焊割是一种比较安全的办法．在容器、管道的生产检 修工作中被广泛采用。但是采用置换法时，容器、管道需要 暂停使用，而且要用其他介质进行置换。在置换过程中要 不断取样分析，直至合格后才能焊，且叠焊割后还需再置换 ，显得费时麻烦。另外，如果管道中弯头死角多，则往往不 易置换干净而留下隐患。
2．带压不置换焊割 带压不置换焊割，就是严格控制含氧量，使可燃气体的浓 度大大超过爆炸上限，然后让它以稳定的速度，从管道口向 外喷出，并点燃燃烧，使其与周围空气形成一个燃烧系 统，并保持稳定的连续燃烧。然后，即可进行焊补作业。
对于用清洗法不能除尽的垢物，由操作人员穿戴防护用品， 进入设备内部用不产生火花的工具铲除，如用木质等方法清除。
5．空气分析和监视 焊割分析就是对设备和管道以及周围 环境的气体进行取样分析。焊割分析不 但能保证开始焊割时符合焊割条件，而 且可以掌握焊补过程中焊割条件的变化 情况。在置换作业过程中和焊割作业前 ，应不断从容器及管道内外的不同部位 取气体样品进行快速分析，检查易燃易 爆气体及有毒有害气体的含量。
④登高的梯子应符合安全要求，梯脚需防滑，上下端放置 应牢靠，与地面夹角不应大于60º使用人字梯时夹角以约 (40±5)为宜，并用限跨铁钩挂住。不准两人在一个梯子上 (或人字梯的同一侧)同时作业。禁止使用盛装过易燃易爆物 质的容器(如油桶、电石桶等)作为登高的垫脚物。
⑤脚手板宽度单人道不得小于0．6 m，双行人道不得小于 1．2 m，上下坡度不得大于1：3．板面要钉防滑条并装扶手 。板材需经过检查，强度足够，不能有机械损伤和腐蚀。 使用安全网时要张挺，要层层翻高，不得留缺口。
三、置换焊补的安全技术措施 1．划定并隔离焊割区 为便于加强管理，厂里和车间内可划定区域，使焊补工作 集中在划定焊割区。凡可拆卸并有条件移动到划定焊割区焊 补的物件，必须移至圈定焊割区内焊补，从而减少在防爆 车间或厂房内的焊割丁作。 划定焊割区必须符合下列要求： ①室内的划定焊割区与防爆区均应与生产现场隔开，不能 有门窗、地沟等与之串通。

安全附件
检查设备的安全附件是否完好，如焊接面罩、手套、工作服等，确保符合安全 标准。
焊接与热切割作业环境要求
作业环境评估
在开始焊接与热切割作业前，应对作 业环境进行评估，确保符合安全要求 。
通风与排烟
保持作业现场良好的通风和排烟，以 降低有害气体和烟尘对人体的危害。
焊接与热切割操作安全防护措施
个人防护
原因分析
工人未对周围环境进行充分检查， 易燃物未及时清理，同时热切割
设备未按规定保养和维护。
预防措施
加强工人的安全意识培训，要求 他们在作业前对周围环境进行检 查，确保无易燃物存在，同时定 期对热切割设备进行保养和维护。
焊接弧光辐射事故案例
事故描述
某焊工在焊接过程中未采取防护 措施，长时间暴露在弧光辐射下，
预防措施
加强操作人员的安全培训，确保他们 熟悉焊接设备的正确使用和维护方法， 同时要求操作人员佩戴齐全的防护用 具。
操作人员未按规定佩戴防护用具，对 焊接设备的安全性能缺乏了解，导致 气体泄漏引发爆炸。
热切割火灾事故案例
事故描述
某工人在进行热切割作业时，由 于切割过程中产生的火花引燃易
燃物，导致火灾事故。
02
安全培训应强调遵守安全规定和 操作规程，提高操作人员的安全 意识和自我保护能力。
规范操作人员的操作行为
安全培训应教授正确的操作方法和步 骤，确保操作人员掌握安全操作规程 。
培训中应强调避免违规操作和纠正不 良习惯，确保操作行为符合安全标准 。
减少焊接与热切割事故的发生
通过安全培训，使操作人员了解事故发生的常见原因和预防 措施，降低事故发生的概率。
实践操作
在专业人员的指导下，让员工进行焊接与热切割实践操作，培养员工 的实际操作技能和安全意识。

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5、管道的安装离不开焊接，而焊接的质量又直接影响了管道 安装的质量，尤其化工厂的管道安装、压力管道、压力容器 等由于要承受一定的压力，则要求焊缝内部允许存在任何焊 接缺陷，因为焊缝内一个小小的缺陷都有可能造成重大质量 事故。而焊接质量除了取决于焊接规范和焊工的实际操作水 平外，还决定于管子的坡口，对接间隙和清洁度等。由此可 见，管工学习了解一些焊接知识很有必要。而且社会主义现 代化建设更需要一专多能的人才。
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2、钢的矫正： （1）
机械矫正：采用专用设备，如滚板机等型钢矫正机。
冷作矫正
手工矫正：大锤、手锤等工具
冷作矫正的原理：借助外力作用使钢材的变形获得矫正。
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（2）加热矫正：
对变形钢材先加热到一定温度再进行矫正，有
全加热矫正和局部加热矫正。
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3、放样号料：
（1）放样：根据设计图纸，按构件的实际尺寸或按一定比 例， 用投影几何的原理，把构件画在样台或平板上，此图叫放样图，画 放样图的过程称为放样。
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二、焊接结构： 用各种焊接方法联接而成的金属结构，称为焊接结构。
焊接是焊接结构生产中一道重要工序，但在焊接工序前后还要 经过很多道其它工序，并且各道工序之间必须密切配合，才能 把各种类型的钢材或其它金属材料制成符合设计要求的结构， 满足各种使用性能的需要。
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焊接结构的生产工艺流程大致如下：
2、焊接的优越性（与铆接、铸造相比）： 具有节省金属材料，减轻结构重量，简化加工与装配 工序，接头的致密性好、强度高、能改善劳动条件等。
3、焊接的定义： 焊接就是通过加热或者加压、或者两者并用（或者不 用）填充材料，使焊件达到原子结合的一种方法。
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4、焊接的分类：
（1）熔化焊： 在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压完成

符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合 金钢以及钛等。其他常用的金属材料如铸铁、不锈钢、铝 和铜等，必须采用特殊的热切割方法（例如等离子切割 等）。
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2.气焊与气割的优缺点 2.1 气焊的优缺点 （1）优点：①设备简单，使用灵活；②对铸铁及某些有色 金属的焊接有较好的适应性；③在电力供应不足的地方需 要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。 （2）缺点：①生产效率较低；②焊接后工件变形和热影响 区较大；③较难实现自动化。 2.2 气割的优缺点 （1）优点：设备简单，使用灵活。 （2）缺点：对切口两侧金属的成分和组织产生一定的影响， 容易引起被割工件的变形等。
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第三节 气焊ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气割用气体
气焊常用的气体火焰是氧一乙炔焰，气割用气体主要 有氧气、乙炔和液化石油气等。 1.氧气
氧气不是可燃气体，而是一种强氧化剂，是一种化 学性质极为活泼的助燃气体，能使其他的可燃物质发生剧 烈燃烧（氧化），并能与许多元素化合生成氧化物。
氧是人类和动物呼吸必需的气体，在空气中正常氧 含量约为21% ，如低于18%则为缺氧。
新的物质并产生大量气体和能量的现象。如汽油蒸汽、氢 气、乙炔等可燃性气体和适量的空气混合后遇明火所发生 的爆炸，就是因为这些可燃性气体与空气中氧气的接触面 积很大，点火时氧化反应进行极快，放出大量的热，气体 的体积闪受热而急剧膨胀，从而引起爆炸。
发生化学爆炸必须同时具备以下3个条件： （1）有足够的易燃易爆物质； （2）易燃易爆物质与空气等氧化剂混合后的浓度在爆炸 极限内； （3）有能量充足的火源或激发能量。
从以上发生燃烧的条件可知，只要消除其中任何一个 燃烧条件，就可以防止燃烧的发生或使燃烧停止，从而达 到防火或灭火的目的。 1.2 燃烧的类型

工件尺寸偏差为2级 表面粗糙度RZ5区域4 直角或斜角误差u为区域3 标准号
切割面的质量分级
直角和斜误差u
范围
直角和斜角误差mm
1
0.05+
2
0.15+
3
0.4+
4
0.8+
5
1.2+
直角和斜角误差，u-工件厚度到150mm
平均粗糙度，RZ5
范围
平均粗糙度
1
10+（ mm）
2
40+（ mm）
3
70+（ mm）
切割厚度a
△a（mm）
a≤3
0.1a
3≤a≤6
0.3
6<a≤10
0.6
10<a≤20
1.0
20<a≤40
1.5
40<a≤100
2.0
100<a≤150
3.0
150<a≤200
5.0
200<a≤250
8.0
250<a≤300
10.0
切割面质量标记举例
例1 :
ISO9013-231
例2:（用文字描述） ISO9013 342
切割嘴 ——环型割嘴 ——间隙割嘴 ——单元割嘴 ——混合割嘴
环型割嘴
间隙割嘴
火焰切割质量技术要求
• 主要介绍ISO 9013:2002，本标准适用于可进行热切 割的材料，厚度从3mm至300mm质量技术分级及其 尺寸偏差。
1割炬
2割嘴
4割口
5切割起点
a工件厚度 b割嘴距离
d割口宽度 e切割厚度
4-16 4-60 0.4 3.8 8.4-9 1.6-1.8 4.05 2765 2770

7
第一节 有害因素的来源及危害
（三）弧光辐射
1、辐射强度以焊条电弧焊辐射强度为基数：
1）二氧化碳 2—3倍；
2）氩弧焊
5—10倍；
3）等离子弧焊 8—20倍
2、紫外线：可引起皮炎、电光性眼炎，破坏织物纤维。
3、红外线：对人体引起组织热作用，造成红外线白内障、
视力减退、视网膜灼伤。
4、可见光线：光度是肉眼正常承受光度的一万倍以上。
氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统 疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二 氧化氮影响。
3）一氧化碳 各种电气焊都能产生一氧化碳气体，二氧化碳保护焊 产生的一氧化碳浓度最高。 是一种窒息性气体，能使 人体组织缺氧而表现出症状，严重的能中毒窒息而亡。
6
4)氟化氢(HF) 碱性焊条药皮里常含有萤石(CaF2)，在电弧的高温作用 下形成氟化氢气体。 具有刺激性的有毒气体，主要表现为对肺的刺激作用。
受照射眼睛有疼痛感。通常叫电焊“晃眼”；
在短时间内失去劳动能力。
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第一节 有害因素的来源及危害
四、噪声
1、来源：主要是等离子弧喷枪内气流起伏、振动、摩 擦、高速喷出和碳弧气割时产生噪声。
2、危害：危害听觉器官，引起中枢神经系统和血管系 统失调，还可引起内分泌系统失调。
3、防护：1）改进工艺； 2）隔音措施； 3）个人防护。
(3)焊接转胎的机械传动部分，应设防护罩。 (4)清铲焊接时，应带护目镜。
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第二节 焊接切割作业安全卫生防护措施 八、努力采用和开发安全卫生性能好的焊接技术
优先采用和努力开发安全卫生性能好的焊接技术。 改善焊接劳动条件 。
20
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第六章 焊接、切割作业卫生与防护

1.6-1.8 4.05 2765 2770
乙炔 大于99.5%
（C2H2） 1.17 56.64 48.23 2.4-80 2.7-93 1.5 7.2 9-10 1.1-1.3 9.9 3050 3170
丙烷 大于95%（C3H8）
其余丁烷 2
93.7 46.7 1.8-95 2.3-45 0.51 3.3 21-22 3.8-4.5 4.5 2805 2850
IIW Authorised Training Body
IIW Authorised Training Body
2）切割嘴 割嘴须与割炬相配合，它的尺寸根据切割厚
度确定。切割嘴有下列类型：环型割嘴、间隙割 嘴、单元割嘴及混合割嘴。
环型割嘴（两部分） 环型割嘴是由切割嘴
和外围的加热嘴构成。加 热火焰从环型间隙喷出并 切割集中在中间。
1、热切割方法分类
IIW Authorised Training Body
热切割是利用集中热源使材料分离的方法。 热切割工艺可以按照切割过程的物理过程、
机械化程度和能源类型进行分类。
按物理过程分类可以分： 火焰燃烧切割、熔化切割和升华切割 按机械化程度分类可以： 手工、半机械化、全机械化和自动化切割 按能源的分类方式见下图：
IIW Authorised Training Body
间隙割嘴（两部分）
与环型割嘴相比，间隙割嘴具有高的切割效 率和好的切割净度。借助圆锥状的加热和切割的 配合，保证了加热火焰与切割嘴氧气束的最佳配 合。
IIW Auth是由能保证加热火焰和切割氧气束
半自动切割圆弧
3、火焰切割质量技术要求
IIW Authorised Training Body
ISO 9013：2000 热切割-----热切割分类----产品几何尺寸及质量公差

此同时，伴随出现的各种不安 全、不卫生的因素严重地威
胁着焊工及其它生产人员的安全与健康。
为切实保护工人的安全与健康，国家经贸委于1999年发布的第13号主任令《特种作业人员安
学
全技术培训考核管理办法》和国家标准GB5306－85《特种作业人员安全技术考核管
习 焊 接
理规则》中都明确规定：金属焊接（气割）作业是特种作业，直接从事特种作业者，称特种作
• （2）化合物 两种元素的原子按一定比例相结合，具有新的晶体结构，在
晶格中各元素原子的相互位置是固定的，叫化合物。
渗碳体晶格
• 通常化合物具有较高的硬度，低的塑性，脆性也较大。
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合金的组织和结构
• （3）机械混合物 固溶体和化合物均为单相合金，若合金是由两种不同的晶体结构
。
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• 1888年：俄罗斯人发明
。
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• 1917年：第一次世界大战期间使用
修理
了109艘从德国缴获的船用发动机，并使用这些
修理后的船只把50万美国士兵运送到了法国。
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熔化焊和热切割基础知识课件
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第一节 焊接与热切割基础知识
• 焊接基本原理及分类：
焊接是通过加热或加压或两者兼用，可以用或不用填充材料，使焊件达
到原子结合的一种加工方法。
焊接的本质是使两个分离的物体产生原子间结合，使之连接成一体 的连接方法
可拆卸联接
螺母
锰 中
技 术

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联系焊缝：焊缝与被连接件是并联的，它传 递很小的载荷，主要起元件之间的相互联系的作 用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，其应力 称为联系应力。
工作焊缝必须进行焊缝强度计算； 联系焊缝则需考虑经济性而减小、减短焊缝； 具有双重性的焊缝，既有工作应力又有联系应力，则只计算工作应力，而 不考虑联系应力；
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坡口设计原则： a.经济性原则：在满足强度要求的前提下，选择 合理的接头和坡口，减少焊材的填充量，提高焊 接效率。 b.考虑坡口加工：优先选择便于加工的坡口，如V 形、X形。U形和双U形坡口，加工相对困难。 c.避免焊接缺陷：采用不适当的坡口形式容易产生 焊接缺陷。比如：坡口角度过大，致使焊接热输 入大，工件变形；钝边过高，不能完全熔透，残 留的钝边即成了缺陷源。
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(2)坡口形式： 对接焊缝的焊接边缘可分为卷边、平对或加工 成V形、X形、K形和U形等。 方形对接：无间隙适合于板厚小于3mm；有间隙 或带垫板的对接适合于厚小于16 mm。加工的经 济性最好。
单面V型：适合于板厚在16mm左右； 双面V型：适合于板厚在在32mm以下； 单面U型：加工难度增加，但比单V型坡口节省焊接材料； 双面U型：加工难度增加，但比双V型坡口节省焊接材料；
1. 手工矫正法 2. 机械矫正法 • 用机械方法矫正变形的原理就 是将缩短的尺寸拉长，使之与 较长的部分相适应，从而恢复 到原来的尺寸，或达到技术条 件对几何尺寸的要求。 • 机械矫正法会使金属材料因冷 作硬化而变脆，并产生附加应 力，因此一般适用于变形不大 的小型结构件。 机械矫正法矫正梁的弯曲变形
V
方便
较多
不需要 较大
U
复杂
少
不需要
小
X
方便