拒絕受傷,來看GMAW金屬極氣體保護焊的原則

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下列這些簡單的貼士能幫您避免受傷和返工

對於新手焊工來說,為了獲得最佳的焊接質量和最大程度提高生產效率,掌握正確的金屬極氣體保護焊技術,遵循最安全的生產經驗非常重要。對於有經驗的焊工,為了避免養成不利於焊接質量的習慣,牢記這些原則同樣重要。

從採用安全人體工學設計到採用合適的焊槍和工作角度以及焊接行走速度,過硬的GMAW技術會提供積極的結果,以下是一些避免受傷和返工的有用貼士。

人體工程學

焊工越舒服,就越安全。人體工學應是制定GMAW工藝(當然也包括合適的個人防護設備)的第一原則(圖2),人體工學可以簡單定義為:關於如何設計設備以使人可以更為有效和舒服的工作及從事其它活動的研究(參考文獻1)。對於焊工,人體工學的重要性具有深遠影響。那些需要焊工重複性進行不自然的伸手、移動、緊握或轉動,甚至不休息長時間保持靜止姿勢的工作環境或任務會造成終身的肢體機械性勞損。

正確的人體工學可以防止焊工受傷,同時也可以通過減少工人缺勤提升焊接施工的效率和利潤。


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圖1-從使用安全人體工學到使用合適的焊槍或工作角度和焊接行走速度,好的GMAW技術帶來積極成效

一些可以提升安全性和效率的人體工學解決方案包括下列內容:

  • 使用帶有觸發鎖的焊槍,可以防止“扳機指腱鞘炎”,一種由長時間按壓觸發器所引起的病症。
  • 使用帶有可旋轉頸部的GMAW焊槍,能夠幫助焊工身體承受較少的壓力,進而更方便的移動到焊接接頭。
  • 焊接時保證手與手肘相平或略低。
  • 固定作業處於焊工手腕和肩膀之間,儘可能保證在接近自然姿勢的條件下完成焊接。
  • 通過使用電源線帶有後環的GMAW焊槍,減少重複性動作的壓力,以及
  • 使用不同的手柄和頸部角度和長度組合保證焊工手腕處於自然位置。

合適工作角度、行走角度和動作

合適焊槍或工作角度、行走角度和GMAW工藝取決於母材的厚度和焊接位置。工作角度是電極軸與焊工工件之間的關係。行走角度是指使用一個推力角(指向焊接方向)或牽引角,當電極指向行走反方向時,工作角度應按照如平焊、橫焊、立焊、仰焊等焊接位置進行調整。

平焊位置

當焊接對接接頭時(180°接頭),焊工應按90°工作角度(相對工件)握持GMAW焊槍。根據母材的厚度,焊槍應推至5°-15°的焊炬角度。如果接頭要求多道焊,需要小幅度的側向移動,並在焊腳處保持一會兒,這樣可以填充接頭並最大程度減小咬邊風險。

對於T型接頭,焊槍應該以45°的工作角度握持。對於搭接接頭,工作角度在60°左右較為合適(15°到45°)


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圖2-焊工越舒服也就越安全。正確的人體工學與合適的人員防護設備應是制定GMAW工藝的首要原則之一。

橫焊

在橫焊位置,30°-60°的工作角度較合適。具體角度取決於接頭的類型和尺寸。目標是防止填充金屬向焊接接頭底部下垂或滾落。

立焊

對於T型接頭,焊工應當使用與接頭略大於90°的工作角度。注意:當進行立焊時,有兩種方法,上坡焊或下坡焊。上坡焊適用於較厚的材料且要求較大熔深的情況。一種適用於T型接頭的好技術稱為倒V形焊,這種技術可以保證焊工在焊縫根部,即兩個工件接觸的部位,保持連續和熔透。根部是焊縫最重要的部分。另一種技術是下坡焊接,在管道行業較為普遍,適用於開根焊接或者焊接薄型材料。

仰焊

進行仰焊時的目標是把熔融的焊縫金屬保持在接頭中。這就需要較快的焊接速度,工作角度應按照接頭位置決定。應保持5°-15°的行走角度。應當使用一些擺動技術最大程度減小熔滴。為了最大程度的焊好,焊工應處於舒服的姿勢,也包括合適的工作角度和行走方向。

焊絲伸出長度和導電嘴到工件的距離

焊絲伸出長度應根據焊接工藝變化。對於短路過渡焊接,為了減小飛濺,焊絲伸出長度最好保持在1⁄4-to 3⁄8英寸之間。焊絲伸出長度增大會增大電阻,降低電流進而導致飛濺。使採用噴射電弧過渡時,焊絲伸出長度應在3/4英寸左右。合適的導電嘴到工件的距離CTWD對於良好的焊接成形也非常重要。CTWD的確定取決於焊接工藝。例如,使用噴射過渡模式時,如果CTWD太短,可能會導致燒損。如果太長,可能會由於缺少合適的保護氣覆蓋而導致焊縫不連續。對於噴射過渡焊接,3/4英寸的CTWD較為合適,但短路過渡時CTWD應為3⁄8-1/2英寸。

焊接行走速度

焊接行走速度會在很大程度上影響焊道的形狀和質量,焊工需要通過判斷與接頭厚度相關的熔池尺寸來確定焊接行走速度。

焊接行走速度太快時,在焊縫焊趾處會因為接觸不夠形成窄而凸的焊道。焊接速度太快還會導致未焊透,變形、不連續焊道。焊接速度太慢會讓焊縫過熱嚴重,導致過寬的焊道。對於較薄的材料,也可能導致熔穿。

最後的想法

說到提升安全性和效率,就取決於經驗豐富的焊工以及新焊工是否都掌握並採用了合適的GMAW技術。這樣做可以避免潛在的傷害和不合格焊縫返工所帶來的不必要停工。請牢記,焊工不斷更新GMAW知識就不會受傷,採用最佳操作方法,不論對他們自己還是對公司都最有益處。

參考文獻

1. Collins Dictionary, “ergonomics,”collinsdictionary.com/dictionary/english/

ergonomics.

2. Welding Handbook, 9th ed., Vol. 2,Welding Processes, Part 1. American Welding

Society: Miami, Fla., p. 184.

DAN WEIMER,(Dan.Weimer@ bernardwelds.com),一名伯納德公司的實驗室技術人員,該公司位於伊利諾伊州比徹城。


本文摘自:Welding Journal《焊接雜誌》 2019年6月刊

譯者:哈爾濱焊接研究院有限公司 郭梟


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