一、焊接及焊接作業(yè)安全技術(shù)的意義

焊接是指通常適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過程，使兩個分離的固態(tài)物體之間產(chǎn)生原子或分子間的結(jié)合而連成一體的方法。金屬焊接主要分為熔化焊、固相焊和釬焊。熔化焊主要包括氣焊、電弧焊和電阻點焊等；固相焊主要有冷壓焊、爆炸焊、電阻對焊和閃光對焊等。此外，金屬熱切割、表面堆焊、噴焊和噴涂等，雖然不屬于分離金屬的連接，但均是與焊接方法相近或密切相關(guān)的金屬加工方法，通常這屬于焊接研究的范疇。

焊接作業(yè)安全技術(shù)，主要指焊接作業(yè)操作過程中所涉及的人身、設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)境的安全國家標(biāo)準(zhǔn)（特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》（GB306－85）規(guī)定金屬焊接（氣割）作業(yè)人員為特種作業(yè)人員。

焊工要與各種易燃易爆氣體、壓力容器和電機電器接觸，同時，在焊接與切割過程中，又會產(chǎn)生有毒氣體、有害粉塵、弧光輻射、高頻電磁場噪聲和射線等。所有這些不安全因素，都有可能成為發(fā)生爆炸、火災(zāi)、觸電、燙傷、高空墜落等事故以及爆工塵肺、中毒等職業(yè)病的發(fā)生原因，不僅危害作業(yè)人員的安全與健康，而且還會使企業(yè)財產(chǎn)遭受嚴(yán)重損失，影響生產(chǎn)的順利進行。所以，必須強調(diào)焊接作業(yè)中的安全技術(shù)，防止不安全因素造成危害。

二、氣焊與氣割作業(yè)安全技術(shù)

（一）氣焊與氣割作業(yè)。氣焊是利用可燃氣體（主要是乙炔氣）在純氧中燃燒，使焊絲和母材接頭處熔化，從而形成焊縫的一種焊接方法。氣割是利用可燃氣體（乙炔氣或液化石油氣）在純氧中燃燒，使金屬在高溫下達到燃點，然后借助氧氣流劇烈燃燒，并在氣流作用下吹出熔渣，從而將金屬分離開的一種加工方法。

（二）氣焊與氣割用氣體。氣焊與氣割用氣體，主要是乙炔、液化石油氣和氧氣三種。

1.乙炔。屬于碳氫化合物，化學(xué)分子式為C2H2，在常溫下是無色氣體。工業(yè)用乙炔因含雜質(zhì)硫化氫（H2S）、磷化氫（PH3）、氨（NH3）等，故具有特殊的臭味。乙炔是可燃氣體，它與空氣混合燃燒時所產(chǎn)生的火焰溫度可達2350，乙炔與氧氣混合燃燒溫度可達3000～3300，因此，足以迅速溶化金屬進行焊接或切割。乙炔又是一種具有爆炸性危險的氣體。乙炔分子不穩(wěn)定，很易分解，隨著乙炔的分解即放出它在生成時所吸收的全部熱量。

2.液化石油氣。是石油煉制工業(yè)的副產(chǎn)品。其主要成分是丙烷（C3H8），大約占50～80％；其余是丙烯（C3H6 ）、丁烷（C4H10和丁烯（C4H8）等。液化石油氣在常溫下是以空氣態(tài)存在，即變成液體。因此，便于裝入瓶中儲存和運輸。液化石油氣焊接中有應(yīng)用正逐步推廣，在氣割中已有成熟的技術(shù)，氣割質(zhì)量好，也較為經(jīng)濟。

3.氧氣。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，它是無色無味無毒氣體，分子式為O2，密度為1.43千克/立方米，比空氣稍重（空氣密度是1.29千克/立方米）；在-183時，氧變成淡藍色的液體；在-219時，就凝成淡藍色雪狀的固體。氧氣本身不能燃燒，是一種活潑的助燃氣體，是強氧化劑，與可燃氣體混合燃燒可以得到高溫火焰。有機物與氧的反應(yīng)，會放出大量的熱。增加氧的壓力和溫度，會使反應(yīng)顯著加快。當(dāng)壓縮的氣態(tài)氧與礦物油、油中細微分散的可燃物質(zhì)接觸時能夠發(fā)生自燃，常成為燃燒或爆炸的原因，而且火勢很猛，蔓延很快，甚至使用消防器材也無濟于事。突然壓縮氧氣所放出的熱量、摩擦熱和金屬固體微粒，隨氧氣在管道里高速流動時與管壁的碰撞熱及靜電火花等，都可能成為燃燒的爆炸的最初因素，因此在使用氧氣時，尤其是在壓縮狀態(tài)下，必須經(jīng)常注意不要使它們和易燃物質(zhì)相接觸。

（三）氣焊與氣割設(shè)備。兩種設(shè)備是相同的，包括氧氣瓶、乙炔發(fā)生器或其他可燃氣體供氣源、回火防止器和減壓器等。他們使用不同的工具，分別為焊炬和割炬。

1.氧氣瓶。是一種儲存和運輸氧氣用的高壓容器，外表面涂天藍色漆，并標(biāo)有明顯的黑字“氧氣”。氧氣瓶內(nèi)氧氣壓力為15兆帕（150公斤力/平方厘米）。

2.乙炔發(fā)生器。是利用電石和水相互作用制取乙炔的設(shè)備。乙炔發(fā)生器分為低壓式和中壓式兩類。低壓式乙炔發(fā)生器制取乙炔壓力為45千帕（0.45公斤力/平方厘米）；中壓式乙炔發(fā)生器制取乙炔壓力在45～150千帕（0.45～1.5公斤力/平方厘米）之間?，F(xiàn)在多數(shù)使用排水式中壓乙炔發(fā)生器。低壓式浮桶乙炔發(fā)生器由于安全性能差已逐漸淘汰。

3.溶解乙炔氣瓶。利用乙炔大量溶解在丙酮溶液中的特點，利用溶解乙炔氣瓶來儲存和運輸乙炔氣。與用乙炔發(fā)生器直接制取乙炔相比，采用溶解乙炔具有下列許多優(yōu)點：

（1）由于溶解乙炔氣是由專業(yè)化工廠生產(chǎn)的，可節(jié)省電石30％左右。

（2）溶解乙炔氣的純度高，有害雜質(zhì)和水分含量很少，焊接質(zhì)量高。

（3）乙炔瓶比乙炔發(fā)生器具有較高的安全性，因此允許在熱車間和鍋爐房使用。而在這些場所是不允許使用乙炔發(fā)生器的，其原因是避免從發(fā)生器中漏出氣態(tài)乙炔，造成爆炸著火。

（4）乙炔瓶可以在低溫度情況下工作，不存在水封回火防止器及膠管中水分結(jié)冰而停止供氣的現(xiàn)象，對北方寒冷地區(qū)更具有優(yōu)越性。

（5）焊接設(shè)備輕便，操作簡單，工作地點也較清潔衛(wèi)生。因為沒有電石、給水、排水和儲存電石渣的裝置，也省去經(jīng)常性的加料、排渣和看管發(fā)生器等操作事項。

（6）溶解乙炔氣的壓力高，能保持焊炬和割炬的工作穩(wěn)定。

4.回火防止器。是在氣焊、氣割過程中一旦發(fā)生回火時，能自動切斷氣源，有效地堵截回火氣流方向回?zé)?，防止乙炔發(fā)生器（溶解乙炔氣瓶）爆炸的安全裝置。

5.減壓器。減壓器是把儲存在氣瓶內(nèi)的高壓氣體減到所需要的工作壓力，并保持穩(wěn)定供氣的裝置。減壓器有氧氣用、乙炔氣用等種類，不能相互混用。

（四）氣焊與氣割的安全分析。氣焊與氣割所應(yīng)用的乙炔、液化石油氣、氫氣和氧氣等都是易燃易爆氣體；氧氣瓶、乙炔瓶、液化石油氣瓶和乙炔發(fā)生器都屬于壓力容器。在焊接燃料容器和管道時，還會遇到其他許多易燃易爆氣體和壓力容器接觸，同時又使用明火，如果焊接設(shè)備的安全裝置有缺陷，或者違反安全操作規(guī)程，都可能造成爆炸和火災(zāi)。

在氣焊與氣割火焰的作用下，尤其是氣割時氧氣射流的噴射，使火星、熔滴和溶渣四處飛濺，容易造成人員灼燙；較大的火星，熔滴和熔渣能飛到距操作點5米以外的地方，若引燃易燃易爆物品，可造成火災(zāi)和爆炸。高處作業(yè)時，還存在高處墜落以及落下的火星引燃地面的可燃物品。

由于氣焊的高溫火焰會使被焊金屬蒸發(fā)成金屬煙塵；在焊接鍋、鋁、銅等有色金屬及其他合金時，除了產(chǎn)生些有毒金屬蒸氣，焊粉還散發(fā)出氯鹽和氟鹽的燃燒產(chǎn)物；在黃銅的焊接過程中，會大量鋅蒸氣；在焊割操作中，尤其是在密閉容器、管道內(nèi)的氣焊操作，會遇到其它生產(chǎn)性毒物和有害氣體；這些都可能造成焊工中毒。

（五）氣焊與氣割作業(yè)安全規(guī)定

1.在氧氣瓶嘴上安裝減壓器之前，應(yīng)進行短時間吹除，以防瓶嘴堵塞。嚴(yán)禁減壓器的氣瓶。

2.乙炔發(fā)生器內(nèi)、氧氣瓶嘴部和開氧氣瓶的扳手上均不得沾有油脂。

3.乙炔發(fā)生器（乙炔氣瓶）和氧氣瓶均應(yīng)距明火10米以上；乙炔發(fā)生器與氧氣瓶之間的距離也應(yīng)在7米以上。

4.乙炔發(fā)生器與焊炬之間均應(yīng)有可靠的回火防止器。

5.乙炔發(fā)生器和氧氣瓶均應(yīng)放置在空氣流通的地方，不得在烈日下曝曬，不得靠近火源與其它熱源。乙炔發(fā)生器不可放在室內(nèi)，不得安置在空氣壓縮機、鼓風(fēng)機和通風(fēng)機的吸風(fēng)口附近，也不得安置在高壓線和起重機滑線下。

6.開啟電石桶時，不得猛力敲打，以防止發(fā)生火花而引起爆炸。乙炔發(fā)生器啟動后，應(yīng)先排除器內(nèi)空氣，然后才能使用乙炔氣。高處焊接時，應(yīng)特別注意不使火花掉進發(fā)生器內(nèi)。

7.使用焊割炬前，必須檢查噴射情況是否正確。先開啟焊割炬的閥，氧氣噴出后，再開啟乙炔閥，檢驗乙炔閥，檢驗乙炔接口是否有吸力，如有吸力，方可接乙炔膠管。

8.在通風(fēng)不良的地點或在容器內(nèi)作業(yè)時，焊割炬應(yīng)先在外面點好火。

9.點火時應(yīng)開乙炔少許，點燃后迅速調(diào)節(jié)氧氣和乙炔氣，按工作需要選取火焰。?；饡r應(yīng)先關(guān)閉乙炔氣，然后再關(guān)閉氧氣，防止引起回火和產(chǎn)生煙灰。

10.在易燃易爆生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)動火，應(yīng)按規(guī)定辦理動火審批手續(xù)。

11.氣焊與電焊在同一點作業(yè)時，氧氣瓶應(yīng)墊有絕緣物，以防止氣瓶帶電。

12.工作結(jié)束后，應(yīng)將乙炔發(fā)生器內(nèi)的電石籃取出，并將容器沖洗干凈。

三、手工電弧焊作業(yè)安全技術(shù)

（一）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，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。由于開始弧時，兩電極及其間的氣隙尚未充分加熱電離，為了加強氣體的電離作用，電極之間應(yīng)有較高的電壓，這個電壓稱為空載電壓。一般直流電焊機的空載電壓為40-90伏，交流電焊機為50～80伏。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16－35伏，這個電壓稱為工作電壓。

（二）手工電弧焊機。常用的手工電弧焊機有交流弧焊機、旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機和整流式直流弧焊機三種。

1.交流弧焊機。是一個特殊的降壓變壓器。具有陡降的外特性。為了保護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回路中串聯(lián)電抗器來實現(xiàn)的。交流弧焊機主要是通過調(diào)節(jié)焊機的感抗值來調(diào)節(jié)焊接電源，其基本變動鐵芯或動繞組的位置或調(diào)節(jié)芯的飽和程度等。交流弧焊機主要有動鐵芯式、同體式和動圈式三種。

2.旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機。這是一種專供電弧焊用的特殊型式的發(fā)電設(shè)備，由發(fā)電機和原動機兩部分組成。原動機可以是電動機或內(nèi)燃機，在工廠中常見的是用電動機驅(qū)動。直流弧焊機除了具有產(chǎn)生直流電的功能外，還具有滿足焊接工藝所要求的性能。

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

（三）手工電弧焊的安全分析。由于手工電弧焊機利用的能源是電，同時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，都造成手工電弧焊操作過程中產(chǎn)生不安全因素。

1.觸電。手工電弧操作者接觸電的機會較多。更換焊條時，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，四周都是導(dǎo)體，焊機的空載電壓又大于安全電壓，如果電器裝置、防護用品有缺陷，或者違反安全操作規(guī)程等，都有可能發(fā)生觸電事故。

2.弧光和電熱傷害。焊接時，電弧產(chǎn)生強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，一是焊接時電弧灼傷手或身體；二是在焊機帶負荷情況下操作焊機開關(guān)，電弧灼傷手或臉。焊接時也容易發(fā)生熱體燙傷的現(xiàn)象。熱體燙傷主要是溶化的金屬飛濺、焊條頭或熾熱的焊件與身體接觸造成的。

3.有害物質(zhì)。手工電弧焊時，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，電弧周圍的空氣在弧光強烈輻射作用下，還會產(chǎn)生臭氧、氮氧化物等有毒氣體。尤其是焊，會產(chǎn)生更多