焊接與切割設備的安全要求與工具安全要求

一、焊接與切割設備的安全要求

無論是焊條電弧焊、氬弧焊還是CO₂氣體保護焊道焊，在焊接操作中，人體不可避免地會碰觸到焊接設備，當焊接設備的絕緣損壞時外殼帶電，就有發(fā)生觸電事故的可能。為保證安全，焊接設備必須采取保護性接地或接零裝置。

所有交流、直接焊接設備的外殼都必須接地。在電網(wǎng)為三相四線制中性點接地的供電系統(tǒng)中，焊機必須裝設保護性接零裝置；在三相三線制對地絕緣的供電系統(tǒng)中，焊機必須裝設保護性接地裝置。

1.焊接設備保護性接地與接零

（1）焊接設備保護性接地。在不接地的低壓系統(tǒng)中，當一相與機殼短路而人體觸及機殼時，事故電流I，通過人體和電網(wǎng)對地絕緣阻抗Z形成回路，如圖3-1所示。

保護性接地的作用在于用導線將弧焊機外殼與大地連接起來，當外殼漏電時，外殼對地形成一條良好的電流通路，當人體碰到外殼時，相對電壓就大大降低，如圖3-2所示，從而達到防止觸電的目的。

電源為三相三線制或單相制系統(tǒng)時，弧焊機外殼和二次繞組引出線的一端，應設置保護接地線。

接地裝置可以廣泛用自然接地極，如與大地有可靠連接的建筑物的金屬結(jié)構(gòu)，敷設于地下金屬管道，但氧氣與乙炔等易燃易爆氣體及可燃液體管道，嚴禁作為自然接地極。

（2）焊接設備保護性接零。安全規(guī)則規(guī)定所有交流、直流焊接設備的外殼都必須接地。電源為三相四線制中性點接地系統(tǒng)中，應安設保護接零線。

如果在三相四線制中性點接地供電系統(tǒng)上的焊接設備，不采取保護性接零措施，如圖3-3所示，當一相帶電部分碰觸弧焊機外殼，人體觸及帶電的殼體時，事故電流I經(jīng)過人體和變壓器工作接地構(gòu)成回路，對人體構(gòu)成威脅。

保護性接零裝置很簡單，它是由一根導線的一端連接焊接設備的金屬外殼；另一端接到電網(wǎng)的零線上，如圖3-4所示。

保護性接零站址的作用是當一相的帶電部分碰觸焊機外殼時，通過焊機外殼形成該相對零線的單相短路，強大的短路電流立即促使線路上的保護裝置迅速動作（如保險絲熔斷），外殼帶電現(xiàn)象立刻終止，從而達到保護人身和設備安全的目的。這種把焊接設備正常是不到帶電的額即可通電網(wǎng)的零線連接起來的安全裝置，稱為保護性接零裝置。

（3）焊機設備及與接零安全要求

1）接地電阻。根據(jù)有關(guān)安全規(guī)程（GB9448-1999《焊接與切割安全》）的規(guī)定，焊機接地裝置的接地電阻不得大于4。

2）接地體。焊接的接地極可用打入地里深度不小于1m，接地電阻小于4的銅棒或無縫鋼管。

自然接地極電阻超過4時，應采用人工接地極。否則除可能發(fā)生觸電危險外，還可能引起火災事故。

3）接地或接零的部位，所有交流、直流弧焊機外殼，均必須裝設保護性接地或接零裝置，弧焊變壓器的二次線圈與焊件相接的一端也必須接地（或接零）。當一次線圈與二次線圈的絕緣擊穿，高壓竄到二次回路時，這種接地（或接零）裝置就能保證焊工及其助手的安全。

4）不得同時存在接地或接零。必須指出，如果焊機二次線圈的一端接地或接零時，則焊件不應接地或接零。否則，一旦二次回路接觸不良，大的焊接電流可能將接地線或接零線熔斷，不但使人身安全受到威脅，而且易引起火災。為此規(guī)定：凡是在有接地或接零裝置的焊件上（如機床的部件）進行焊接時，都應將焊件的接地線（或接零線）暫時拆除，焊完后再恢復。在焊接與大地緊密相連的焊件（如自來水管路、房屋的金屬立柱等）時，如果焊件的接地電阻小于4，則應將焊機二次線圈一端的接地線或接零線暫時拆除，焊完后再恢復。總之，變壓器二次端與焊件不應同時存在接地或接零裝置。

焊機與焊件的正確與錯誤的保護性接地與接零關(guān)系如圖3-5。

5）接地或接零的導線要有足夠的截面積。接地線截面積一般為相線截面積的1/3-1/2；接零線截面積的大小，應保證其容量（短路電流）大于離焊機最近處的熔斷器額定電流的2.5倍，或者大于相應的自動開關(guān)跳閘電流的1.2倍。采用鋁線、銅線和鋼絲的最小截面積，分別不得小于6mm²,4mm²，12mm²;接地或接零線必須用整根的中間不得有接頭。與焊機及接地體的連接必須牢靠，用螺栓擰緊。在有振動的地方，應當采用彈簧墊圈、防松螺母等防松措施。固定安裝的焊機，上述連接應采用焊接。

6）所有焊接設備的接地（或接零）線，都不得串聯(lián)接入接地體或零線干線。

7）接線順序。連接接地線或接零線時，應首先將導線接到接地上或零線干線上，然后將另一端接到焊接設備外殼上。拆除接地線或接零線的順序則恰好與此相反，應先將接地（或接零）線從設備外殼上拆下，然后再解除與接地體或零線干線的連接，不的顛倒順序。

2.焊機空載自動斷電保護裝置

電弧焊接時，焊工更換焊條需要在焊機處于空載電壓的條件下進行，這是一件經(jīng)常性的操作。為避免焊工在更換焊條時接觸二次回路的帶電體造成觸電事故，可以安裝電焊機空載自動斷電保護裝置，使更換焊條的操作在安全的電壓下進行，避免觸電危險，同時還可節(jié)省電力消耗。安全規(guī)則規(guī)定，焊機一般都應裝設空載自動斷電保護裝置；還特別規(guī)定，凡是在高處、水下、容器管道內(nèi)或船艙等處的焊接作業(yè)，焊機必須安裝空載自動斷電裝置。

3.焊機的維護和檢修

焊機必須平穩(wěn)安放在通風良好、干燥的地方，焊機的工作環(huán)境應防止劇烈震動和碰撞。安放于室外的焊機，必須有防雨雪的棚罩等防護設施。焊機必須保持清潔干凈，要經(jīng)常清掃塵埃，避免損壞絕緣。在有腐蝕性氣體和導電性塵埃的場所，焊機必須作隔離維護。受潮的額焊機應用人工干燥方法進行維護，受潮嚴重時必須進行檢修。焊機應半年進行一次例行維修保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)絕緣損壞、電刷磨損或損壞等應及時檢修。

應當避免和減少焊機的超負荷運行。我們知道，焊接設備銘牌中都標有“額定負載持續(xù)率”和“額定焊接電流”，這是避免焊機超載和安全使用的重要技術(shù)數(shù)據(jù)。負載持續(xù)率的計算方法如下：

我國有關(guān)標準規(guī)定，對于 500A 以下的焊機，選定的工作時間周期為5min。計算負載持續(xù)率時，在實際焊接過程中，每個5 min 內(nèi)測量出焊機輸出焊接電流的時間（即電弧燃燒時間），代入上式而得出負載持續(xù)率。此外，還規(guī)定焊條電弧焊機的負載持續(xù)率為60%。銘牌上規(guī)定的額定電流，也是在額定負載持續(xù)率負荷狀態(tài)下使用的焊接電流。

二、焊接與切割工具安全要求

 1.焊接電纜安全要求

焊接電纜是連接焊機和焊鉗（或焊槍）、焊件等的絕緣導線， 應具備下列安全要求∶

（1）應具備良好的導電能力和絕緣外層。一般是用紫銅芯線外包狡皮絕緣套制成。絕緣電阻不得小于1MQ2

（2）應輕便柔軟，能任意彎曲和扭轉(zhuǎn)，便于操作。因此，電覽芯必須用多股細線組成。如果沒有電纜，可用相同導電能力的硬導參代替，但在焊鉗連接端至少要用長度為2~3m 的軟線連接，否則不便于操作。

（3）焊接電纜應具有較好的抗機械性損傷能力，耐油、耐熱和國而藥蝕等性能，以適應焊接工作的特點。

（4）要有適當?shù)拈L度 焊機與配電盤連接的電源線（一次線或動力線）由于其電壓較高、除應保證良好絕緣外，長度不得超過2~3m。如確需用較長的電源線時，應采取間隔的安全措施，即應離電面2.5m以上沿墻用瓷瓶布設、嚴禁將電源線拖在現(xiàn)場地面上。

焊機與焊鉗（或焊槍）和焊件連接導線的長度，應根據(jù)工作時寸的具體情況決定太長會培大電壓降、太短則不便于操作，一般以20～30m 為宜。

5）要有適面積焊接電纜的截面積應根據(jù)焊接電流的大，按規(guī)定選用保證導線不致過熱而損壞絕緣層。焊接電纜的過羧超載是絕緣損壞的重要原因之一具體規(guī)格見表3—1。

表3—1 焊接電纜截面積與最大焊接電流和電纜長度的關(guān)系

（6）焊接電纜中間不應有接頭。如需用短線接長時，則接頭不應超過2個。接頭應采用銅材料做成，必須連接牢固可靠，保證絕緣良好。

（7）嚴禁利用廠房的金屬結(jié)構(gòu)、管道、軌道或其他金屬構(gòu)件搭接起來作為導線使用。

（8）不得將焊接電纜放在電弧附近或熾熱的焊縫金屬旁，避免高橫穿道路或馬路時，應加保護套或遮蓋，避免碾壓磨損等。

（9）焊接電纜的絕緣應定期進行檢查，一般為每半年檢查一次。

2.焊鉗和焊槍安全要求

焊鉗和焊槍是焊條電弧焊、氣體保護電弧焊、等離子弧焊的主要工具。它與焊工操作的安全有直接關(guān)系，必須符合下列安全要求∶

（1）焊鉗和焊槍與電纜的連接必須簡便牢靠，接觸良好。否則長時間的大電流通過，連接處易發(fā)生高熱。連接處不得外露，應有屏護裝置或?qū)㈦娎|的部分長度深入到握柄內(nèi)部，以防觸電。

（2）有良好的絕緣性能和隔熱能力。由于電阻熱往往使焊把發(fā)熱燙手，因此，手柄要有良好的絕熱層。氣體保護焊的焊槍頭應用隔熱材料包覆保護。焊鉗由夾焊條處至握柄連接處止，間距為152mm。

（3）結(jié)構(gòu)輕便、易于操作。焊條電弧焊焊鉗的質(zhì)量不應超過600g。

（4）等離子弧焊焊槍應保證水冷系統(tǒng)密封，不漏氣、不漏水。

（5）焊條電弧焊焊鉗應保證在任何斜度下都能夾緊焊條，而且更換焊條方便，能使焊工不必接觸帶電部分即可迅速更換焊條。