船舶手工电弧焊工艺毕业论文

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1、 毕 业 论 文 论文题目 船舶手工电弧焊工艺 摘 要 船舶是我们现代社会中不可缺少的一种交通工具，也在各国的军事领域中占有相当高的位置船舶工业通过与上下游产业的广泛联系，还会对国民经济产生巨大的带动作用，这种带动作用对国民经济的贡献甚至要超过直接提供产品的贡献。英国、日本、新加坡、韩国等国在各自国家工业化的过程中之所以都选择了船舶工业作为支柱产业，其中很重要的原因就是因为船舶工业的发展能带动一大批相关产业的发展 然而船舶制造的重点之一就是焊接技术，而手工焊接技术是现代工业的基础

2、技术之一也是关键工艺技术，也是用的最广的，在船体建造中，手工焊接工时约占船体建造总工时的30%～40%，手工焊接质量是评价造船质量的重要指标，手工焊接效率直接影响到造船周期和船舶建造成本。因此，手工焊接技术进步对推动造船发展具有十分重要的意义。 在这篇论文中我探讨了手工电弧焊的工具的管理和应用,在施工中应注意的事项，还有施工工艺 。 关键词： 船舶 手工电弧焊 周期 成本 目 录 绪论 4 课题背景 4 1.手工电弧焊的安全隐患 5 1.1触电事故 5 1.2火灾爆炸事故 5 1.3灼伤 5 1.4电光性眼炎 5 1.5

3、光辐射 5 1.6有害气体和烟尘 5 1.7高空坠落 5 1.8中毒、窒息 6 2.手工电弧焊的安全防护规程 6 2.1防触电的安全措施 6 2.2防火灾爆炸的安全措施 6 2.3防灼伤的安全措施 6 2.4防电光性眼炎的安全措施 6 2.5防辐射的安全措施 6 2.6防有害气体及烟尘的安全措施 6 2.7防高坠的安全措施 6 3.手工电弧焊作业安全规程 7 3.1作业前准备 7 3.2作业设备使用维护安全规程 7 3.2.1 电焊机 7 3.2.2电焊钳 7 3.2.3焊接电源 7 3.3作业中安全操作规程 7 3.4高空作业注意事项 8 3.5露天作

4、业注意事项 8 4.手工电弧焊操作……………………………………………………………………………………8 4.1手工电弧焊的介绍………………………………………………………………………9 4.2手工电弧焊主要工具介绍………………………………………………………………9 4.3手工电弧焊的操作步骤……………………………………………………………….13 4.4手工电弧焊的七种运条方法………………………………………………………….13 4.5船舶施焊要求………………………………………………………………………….14hougongdianhu

5、 5.总结 14 参考文献 15 致 谢 15 绪 论 船舶工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材

6、料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。 我国解放前船舶生产几乎完全是空白点。解放后，我国船舶工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间，大量的引进外国的先进技术，推动了船舶工业的进程。在世界上90﹪船舶的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分。我做这篇论文就是从船舶的工作环境.材料的力学性能.船体的结构来

7、分析船舶的手工焊接工艺。 课题背景 由于船舶无论是在民用还是在军用都有重要的价值，在现代社会中船舶的手工焊接工艺因其设备简单.工艺简单.便于户外作业.已经是专家们研究的重点。 不锈钢手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊的对比 对比项目 不锈钢手工电弧焊 　MIG实心焊丝 CO2不锈钢药芯焊丝 效率 低 高 高 成本 高 较高 低 操作工艺性 好 较高 好 焊缝美观 好 较高 好 焊缝性能 好 好 好 全位置适应性 好 一般 好 焊丝品种 多 少 多 对焊工技术要求 较多 高 一般

8、 从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代，但是目前在船舶中手工电弧焊接应用还是很普遍的！手工电弧焊由于其操作灵活、方便，设备投资少，因而被广泛用于奥氏体不锈钢结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法。 1.1触电事故 在船舶焊接过程中，因焊工要经常更换焊条和调节焊接电流，操作进要直接接触电极和极板，而焊接电源通常是220V/380V，当电气安全保护装置存在故障、劳动保护用品不合格、操作者违章作业时，就可能引起触电事故。如果在船舱内、管道上或潮湿的场所焊接，触电的危险性更大。 因焊接作业大多在露天，焊机、焊把线及电源线多处在高温、潮湿（修补的船底）和粉尘环境

9、中，且电焊机常常超负荷运行，易使电源线、电器线路绝缘老化，绝缘性能降低，易导致漏电事故。 1.2火灾爆炸事故 由于焊接过程中会产生电弧或明火，在有易燃物品的场所作业时，极易引发火灾。 1.3灼伤 因焊接过程中会产生电弧、金属熔渣，如果焊工焊接时没有穿戴好电焊专用的防护工作服、手套和皮鞋，尤其是在高处进行船上建筑焊接时，因电焊火花飞溅，若没有采取防护隔离措施，易造成焊工自身或作业面下方施工人员皮肤灼伤。 1.4电光性眼炎 由于焊接时产生强烈火的可见光和大量不可见的紫外线，对人的眼睛有很强的刺激伤害作用，长时间直接照射会引起眼睛疼痛、畏光、流泪、怕风等，易导致眼睛结膜和角膜发炎

10、（俗称电光性眼炎）。 1.5光辐射 焊接中产生的电弧光含有红外线、紫外线和可见光，对人体具有辐射作用。红外线具有热辐射作用，在高温环境中焊接时易导致作业人员中暑；紫外线具有光化学作用，对人的皮肤都有伤害，同时长时间照射外露的皮肤还会使皮肤脱皮，可见光长时间照射会引起眼睛视力下降。 1.6有害气体和烟尘 由于焊接过程中产生的电弧温度达到4200℃以上，焊条芯、药皮和金属焊件融熔后要发生气化、蒸发和凝结现象，会产生大量的锰铬氧化物及有害烟尘；同时，电弧光的高温和强烈的辐射作用，还会使周围空气产生臭氧、氮氧化物等有毒气体。长时间在船舱通风条件不良的情况下从事电焊作业，这些有毒的气体和烟

11、尘被人体吸入，对人的身体健康有一定的影响。 1.7高空坠落 因施工需要，电焊工要经常登高焊接作业，如果防高空坠落措施没有做好，脚手架搭设不规范，没有经过验收就使用；上下交叉作业采取防物体打击隔离措施；焊工个人安全防护意识不强，登高作业时不戴安全帽、不系安全带，一旦遇到行走不慎、意外物体打击作用等原因，有可能造成高坠事故的发生。 1.8中毒、窒息 电焊工经常要进入船舱、设备、管道、塔、储罐等封闭或半封闭场所施焊，如果储运或生产过有毒有害介质及惰性气体等，一旦工作管理不善，防护措施不到位，极易造成作业人员中毒或缺氧窒息，这种现象多发生在修船(油轮.运化学物品的船)。 2.手工电弧焊

12、的安全防护规程 2.1防触电的安全措施 采取绝缘、屏蔽、隔绝、漏电保护和个人防护等安全措施，避免人体触及带电体 2.2防火灾爆炸的安全措施 正式焊接前检查作业下方及周围是否有易燃易爆物，作业面是否有诸如油漆类防腐物质，如果有应事先做好妥善处理。对在临近运行的生产装置区、油罐区内焊接作业，必须砌筑防火墙；如有高空焊接作业，还应使用石棉板或铁板予以隔离，防止火星飞溅。 2.3防灼伤的安全措施 焊工焊接时必须正确空戴好焊工专用防护工作服、绝缘手套和绝缘鞋。使用大电流焊接时，焊钳应配有防护罩。 对刚焊接的部位应及时用石棉板等进行覆盖，防止脚、身体直接触及造成烫伤和将焊机的电线

13、的绝缘层烫坏而造成人员触电。 高空焊接时更换的焊条头应集中堆放，不要乱扔，以免烫伤下方作业人员。 在清理焊渣时应戴防护镜；高空进行仰焊或横焊时，由于火星飞溅严重，应采取隔离防护措施。 2.4防电光性眼炎的安全措施 根据焊接电流的大小，应适时选用合适的面罩护目镜滤光片，配合焊工作业的其他人员在焊接时应配戴有色防护眼睛。 2.5防辐射的安全措施 焊接时焊工及周围作业人员应穿戴好劳保用品。禁止不戴电焊面罩、不戴有色睛镜直接观察电弧光；尽可能减少皮肤外露，夏天禁止穿短裤和短褂从事电焊作业；有条件的可对外露的皮肤涂抹紫外线防护膏。 2.6防有害气体及烟尘的安全措施 合理设

14、计焊接工艺，尽量采用单面焊双面成型工艺，减少在金属容器里焊接的作业量。 如在船舱狭小或密闭的容器里焊接作业，必须采取强制通风措施，降低作业空间有害气体及烟尘的浓度。 尽可能采用自动焊、半自动焊代替手工焊，减少焊接人员接触有害气体及烟尘的机会。 采用低尘、低毒焊条，减少作业 空间中有害烟尘含量。 焊接时，焊工及周围其他人员应配戴防尘毒口罩，减少烟尘吸入体内。 2.7防高坠的安全措施 焊工登高作业时必须正确系挂安全带，安全帽。焊接前应对登高作业点及周围环境进行检查，查看立足点是否稳定、牢靠，以及脚手架等安全防护设施是否符合安全要求，必要时应在作业下方及周围拉设安全网。涉及上下

15、交叉作业应采取隔离防护措施。 3.手工电弧焊作业安全规程 3.1作业前准备 戴护目眼镜（电焊工护目遮光镜片号根据焊接电流选取，≤30A时取5~6，>30~75时取7~8，>75~200时取8~10，>200~400时取11~12。）； 必须按规定穿戴好劳动防护用品（棉帆布工作服、工作帽、绝缘底防砸工作鞋、鞋盖、劳防手套）； 焊接时须戴头盔和面罩、护耳器； 3.2作业设备使用维护安全规程 3.2.1 电焊机 焊机外壳应接地，绝缘应完好，各接点应紧固可靠； 空载电压一般弧焊电源：直流≤100V，交流≤80V；等离子弧切割电源高达400V，应尽量采用自动切割，并加强防触电措施； 3

16、.2.2电焊钳 必须有良好的绝缘性和隔热能力，电焊钳的手柄要有良好的绝缘层； 电焊钳与电焊电缆的连接应简便牢固，接地良好； 电焊钳使用起来操作灵活，能夹紧焊条，并能安全方便的更换焊条； 电焊钳应不超过600g重。 3.2.3焊接电源 交流、直流电焊机的外壳必须装设保护性接地或接零装置如下图。 自然接地极电阻超过4Ω时，应采用人工接地极。 弧焊变压器的二次线圈与焊件不应同时存在接地（或接零）装置。 所有电焊设备的接地（或接零）线，不得串联接入接地体或零线干线。 3.3作业中安全操作规程 先安全检查后工作，检查接地或接零装置、绝缘及接触部位是否完好可靠等。 更换焊条时一定

17、要戴皮手套，禁止用手和身体随便接触二次回路的导电体，身体出汗衣服潮湿时，切勿靠近带电的钢板或坐在焊件上工作。 3.4高空作业注意事项 高空作业时，必须使用标准的安全带、安全帽，并戴固系牢。 使用的梯子、跳板及脚手架应安全可靠。工作时要站稳把牢，谨防失足摔伤。 在攀登车辆等工作时，对所攀登的物件，须先检查是否牢固，然后再攀登。 在高空作业时，电焊钳软线要绑紧在固定地点，不要缠绕在身上或搭在背上工作；辅助工具如钢丝刷、手锤、錾子及焊条等，应放在工具袋里，防止掉落伤人；更换焊条时焊条头不要随便往下扔，以免砸伤烫伤下面的人员。 在高空作业的下方，要清除所有的易燃物品或用石棉板仔细遮盖，尤其

18、在风力大时，更要采取措施，防止火花及焊渣随风飘落引起火灾。 在高空接近高压线或裸导线排时，必须停电或采取适当措施，经检查确无触电可能时，方准工作。电源切断后，应在电闸上挂以“有人工作，严禁合闸”字样的木牌。 高空作业时应设监护人，密切注意焊工的动态。电源开关设在监护人近旁，遇到危险象征时，立即拉闸并进行营救。 高空作业时不应使用高频引弧器，以防万一麻电，失足摔伤。 患有高血压、心脏病、羊痫病、不稳定性肺结核者及酒后的工人不宜从事高空工作。 3.5露天作业注意事项 焊接处必须设置防雨、防风棚、凉棚。 应注意风向，不让吹散的铁水及熔渣伤人。 应设置简易屏蔽板，遮光挡板，以免弧光伤害

19、附近人员。 雾天、雨天、雪天不准露天电焊。 在潮湿处工作时，焊工应站在铺有绝缘物品的地方，并穿好绝缘鞋。 4手工电弧焊的操作 4.1手工电弧焊的介绍如图 4.2手工电弧焊主要工具介绍如图 （1）焊接接头与开坡口 焊接前，要根据焊件厚度、结构形式和对强度的要求等，选择焊接接头形式。常用的接头形式有对接、搭接、角接和T形接等如下页图。 开坡口：由于电弧熔化金属的深度，一般为3～4毫米，所以在焊件比较厚时，必须把焊件接口处去掉一部分金属才能焊透，称为开坡口。 常见坡口：卷边坡口，I形坡口如下图 （2）焊缝形式 焊缝按空间位置可分为平焊缝、立焊缝

20、、横焊缝及仰焊缝等四种形式如下图。其中平焊应用最为普遍，焊接时液体金属不会外流，容易操作，焊缝质量容易保证；而立焊和仰焊正好相反，在实践中较少应用。 4.3手工电弧焊的操作步骤如图 引弧。引弧时，首先将焊条与工件接触造成短路，然后提起2～4毫米，使焊条与工件之间形成电弧。引弧有两种方法：直提法和擦划法。 4.4手工电弧焊的七种运条方法 直线形运条法和多层多道焊。用此法焊接时，由于焊条不摆动，电弧较稳定，所以能获得较大的熔深，但焊缝宽度较窄。一般用于不开坡口的对接平焊、多层焊的第一层焊缝 往复直线运条法此法的特点是焊接速度较快、焊缝窄、散热快，所以适用于薄板和接头间

21、隙较大的多层焊的第一层焊缝的焊接。 锯齿形运条法此法是将焊条末端作锯齿形连续摆动，并在焊缝两侧稍停片刻以防止产生咬口。这种方法多用于较厚钢板的焊接，如平焊、仰焊和立焊的对接焊缝以及填角焊缝等。由于这种方法操作容易，所以在实际生产中应用较广。 月牙形运条法此法是将焊条末端沿焊接方向作月牙形的左右摇动，同时要在焊缝两侧边作片刻的停留，以保证焊缝两侧有足够的熔深，并防止产生咬口。其应用范围基本上与锯齿形运条法相同。 三角形运条法此法是将焊条末端作连续三角形运动并不断向前移动。可分正三角形运条法和斜三角形运条法。正三角形运条法适用于开有坡回的立焊和填角立焊，其特点是一次能焊成较厚的焊缝截面；斜三

22、角形运条法适用于平、仰位置的填角焊缝和横向位置的坡门焊缝。 环形运条法此法是将焊条末端连续作环形运动并不断前移。它可分为正环形和斜环形两种方法。正环形运条只适用于焊接较厚焊件的平焊；斜环形运条适用于平、仰位置的填角焊和横焊，主要是控制熔化金属不下淌，有助于焊缝成形。 八字形运条：此方法的特点是使两个被焊件边缘充分加热，使之溶化均匀，保证焊透，适用于厚板有坡口的对接焊缝。 运条方法如图 焊条直径主要取决于焊件的厚度，可根据表5选择。 表5焊条直径与焊件厚度的关系 焊条直径（毫米） 4~6 4~5 3.2~4 4~5 4~6 工件厚度（毫米） 2 3 4~5

23、 6~12 13 最常用的焊条直径为3～5毫米，在多层焊时，第一层应采用小直径的焊条，以保证根部焊透。 焊接电流影响它的因素很多，但主要取决于焊条直径和焊缝位置。在使用一般碳钢焊条时，焊条直径与焊接电流之间的关系式是； I=（3～55）d 式中：I——焊接电流（安培） d——焊条直径（毫米） 平焊时。可选用较大电流进行焊接；立焊时，为了避免金属从熔池中流出，电流应比平焊减少10～15%；而仰焊则要减少15～20%。 总之，焊接电流在保证质量的情况下，要尽量大些，以提高生产率。 电压与焊接速度 电压的选择由电弧长度来决定。电弧长，则电压高；电弧短，电压

24、低。一般要求电弧长度不超过焊条直径。焊接速度直接影响焊接生产率，为了获得最大的焊接速度，在保证质量的前提下，要采用较大的焊条直径和焊接电流。 （4）焊条选择 焊条是由焊条芯和涂料（药皮）组成。它一方面作为电极，用来产生电弧和维持电弧；另一方面又作为填充金属，保证得到一定几何尺寸的焊缝。 焊条芯用的钢，质量要求较高，硫、磷等杂质含量较相同牌号的钢更少。焊条的直径就是指焊条芯的直径，规定有1.6、2、2.5、3.2、4、5、5.8毫米等，生产中最常用的有3.2、4、5毫米三种。 焊条的涂料是由矿石粉、铁合金和其他成分配料制成。涂料可以保证焊缝质量，它在焊接过程中起着以下重要作用：形成

25、严密的保护层，防止空气的有害作用；可以脱氧、脱硫和脱磷，消除其不良影响；涂料中的合金元素如锰、铬、硅等，可以渗入到焊缝中，提高焊缝强度；涂料中有一些容易电离的化合物，如碳酸钾（K2CO3），可以使电弧容易引燃并且稳定。 4.5 船舶施焊要求 4.5.1焊接材料的选择/保管 a.所用焊接材料的级别,须与板材级别相适应。 b.当被焊接的两块板材级别不同时, 一般可选用与较低级别的钢板相适应的焊接材料,但在结构不连续处或应力集中区域除外。 c.船壳板割换,当遇到下列焊缝时必须用碱性低氢型焊条,并按焊条说明书要求配置合适的焊机。 a).

26、船体大合拢时的外板环形对接缝和纵桁材对接缝。 b).航行于冰区船舶的船体外板端接缝和边接缝。 c).要求具有较大刚度的构件,如艏、艉柱及其与外板的连续焊缝。 d).焊条必须妥善保管，不使其受潮；同时在使用之前按焊条说明书要求进行烘干，并用保温筒保温，随取随用。保温筒必须通电使用，装配前的温度应保持在150 oC左右。 焊条种类 烘干温度 烘干时间 酸性焊条 150oC~200oC 1~2小时 碱性焊条 300oC~400oC 1~2小时 4.5.2焊前须将坡口及其邻近区域清理干净,必要时须用砂轮打

27、磨坡口。 板缝焊完正面后，反面用碳刨吹净焊根清根，检验合格后方可进行封底焊, 并清除熔渣、药皮。 注:当板材厚度≥6mm时，必须有封底焊，反面必须用碳刨清根。 4.5.3施焊顺序 a.施焊时应先焊接不致对其他焊缝形成刚性约束的焊缝。每条焊缝焊接时,应保持其一端可自由收缩。 对较长的焊缝应尽可能从焊缝中间向两端对称施焊。 b.外板与内部构件之间的焊接, 应采用原船的焊接形式或参照最新版本《钢质海船入级与建造规范》的有关规定选取。板材及骨架焊接时, 应对称焊接, 按"先纵后横"的焊接顺序施焊。构件中同时存在对接缝和角接缝时,应先焊对接缝,后焊角接缝。 c.注意在必要处开过焊孔及包角焊,焊

28、毕去除溶渣,清除钢板上的拉码及突出物并磨光。焊接完工后必须清除熔渣区域及钢板上的码脚，装焊时伤及钢板部位必须补焊打磨。 5.总结 船舶安全作业是保护劳动者的安全和健康，是促进船舶工程建设发展的基本保证，也是保证社会主义经济发展的基本条件。然而在全国各地特大安全事故频发，不但造成国家财产损失和人员伤亡，而且在社会上造成非常恶劣的影响。作为安全事故多发的船舶行业，应引起高度重视，吸取血的教训，提高认识，防患于未然。 参考文献 [1] 百度文库. 手工电弧焊汇编［J］. www. [2] 蓝天CAD论坛. 手工电弧焊作业指导书［J］. [3] 李勇. 手工电弧焊水平固定管技术［J］.www. [4] 朱学忠. 看图学电弧焊［M］.人民邮电出版社，1997，12：293~294 [5] 邹尚利 冯玉敏 杜冬梅.单面焊双面成形技术［M］. 机械工业出版社, [6] 浙江省安全生产编写组. 焊接切割作业人员安全技术培训考核［M］. 北京高等教育出版社,1997，12，282 22