弧焊设备安全要求 第7部分焊炬枪.docx
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弧焊设备安全要求第7部分焊炬枪
GB/T15579.7-2005代替GB/T60974:
2000
弧焊设备安全要求第7部分:
焊炬(枪)
自 2005-12-1 起执行
弧焊设备安全要求第7部分:
焊炬(枪)
arcweldingequipmentpart7:
torches
(IEC60974-7:
2000,IDT)
前言
1范围
2规范性引用文件
3定义
4环境条件
5分类
5.1工艺方法
5.2导向方式
5.3冷却方式
5.4等离子弧工艺中的引弧方式
6试验条件
6.1型式检验
6.2例行检验
7防触电保护
7.1电压的额定限值
7.2绝缘电阻
7.3介电强度
7.4正常使用中的防触电保护(直接接触)
8热额定性能
8.1温升
8.2温升试验
目次
9冷却系统的压力
10耐焊接飞溅物
11耐冲击
12标记
13使用说明书
附录A(资料性附录)附加术语
附录B(规范性附录)温升试验时焊炬(枪)放置的位置
附录C(资料性附录)水冷铜块
附录D(资料性附录)带孔的铜块
附录E(资料性附录)带槽的铜棒
附录F(资料性附录)定义的术语的字母排列顺序(见第3章)
表1焊炬(枪)电压的额定限值
表2铝合金惰性气体保护电弧焊(MIG焊)的试验参数值
表3低碳钢活性气体保护电弧焊(MAG焊)的试验参数值.
表4药芯焊丝活性气体保护电弧焊(MAG焊)的试验参数值
表5低碳钢自保护药芯焊丝电弧焊的试验参数值
表6钨极惰性气体保护电弧焊(TIG焊)的试验参数值
表7等离子弧焊的试验参数值
图1耐焊接飞溅物试验装置
图2冲击试验装置
前言
本部分为《弧焊设备安全要求》系列标准的第7部分,等同采用IEC60974-7:
2000《弧焊设备安全要求第7部分:
焊炬(枪)》。
《弧焊设备安全要求》涉及的范围为电弧焊机及其辅机具,预计结构是分为12个部分,目前已批准发布的是;
——第1部分;焊接电源(idtIEC60974-1:
2000)
——第5部分:
送丝装置(IEC60974-5:
2002,IDT)
——第7部分:
焊炬(枪)(IEC60974-7:
2000,IDT)
——第11部分:
电焊钳(eqvIEC60974-11:
19921
——第12部分:
焊接电缆耦合装置(eqvIEC60974-12:
1992)
本部分的附录B为规范性附录,附录A、附录C、附录D、附录E、附录F为资料性附录。
本部分由中国电器工业协会提出。
本部分由全国电焊机标准化技术委员会归口。
本部分起草单位:
广州阿比泰克焊接技术有限公司、常州市金球焊割设备有限公司、任丘松源焊枪制造有限公司。
本部分起草人;刘尔斌、肖吉武、颜世光。
本部分是首次制定。
弧焊设备安全要求
第7部分:
焊炬(枪)
1范围
本部分规定了弧焊和类似工艺使用的焊炬(枪)的安全要求和结构要求。
焊炬(枪)包括焊炬(枪)的主体、电缆软管组件和其他有关部件。
本部分不适用于手工电弧焊使用的电焊钳和空气切割/气刨使用的割炬。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB15579的本部分的引用而成为本部分的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。
GB4208-1993外壳防护等级(IP代码)(eqvIEC60529:
1989)
GB/T7676.2-1998直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第2部分;电流表和电压表的特殊要求(idtIEC60051-2:
1984)
GB15579.1-2004弧焊设备第1部分:
焊接电源(GB15579.1-2004,IEC60974-1:
1998,
IDT)
GB/T16935.1-1997低压系统内设备的绝缘配合第1部分:
原理、要求和试验(idtIEC60664—1;1992)
IEt60050(151):
1978国际电工名词术语(IEV)第151章:
电磁装置
IEC60050(851):
1991国际电工名词术语(IEV)第851章:
电焊
IEC61558-1:
1997电力变压器、电源装置及类似设备安全第1部分:
通用要求和试验
3定义
IEC60050(151),IEC60050(851)和GB/T16935.1确立的术语以及下列定义适用于本部分。
其他的相关术语见附录A。
3.1
焊炬torch
在弧焊、切割或类似工艺过程中,能提供维持电弧所需电流、气体、冷却液、焊丝等必要条件的装置。
3.2
焊枪gun
一种手柄与焊炬(枪)主体基本垂直的焊炬。
3.3
焊炬(枪)主体torchbody
焊炬(枪)中用于连接其他零部件和电缆软管组件的主体部件。
3.4
手柄handle
设计用于操作人员手持的部分。
3.5
气体喷嘴gasnozzle
装在焊炬(枪)前端的出口处用于引导保护气体以保护电弧和熔池的部件。
3.6
不熔化极non-consumableelectrode
本身不提供填充金属的弧焊电极。
3.7
熔化极wireelectrode
传输焊接电流的实心或管状焊丝。
3.8
导电嘴contacttlp
装在焊炬(枪)前端的可更换的部件.用于传递焊接电流及引导焊丝。
3.9
电缆软管组件cable-hoseassembly
将所有输入要素传输至焊炬(枪)主体的柔性组件,由电缆、软管及连接件组成。
3.10
手工焊炬(枪)manualtorch
由操作人员手持并手动导向的焊炬(枪)。
3.11
机械导向焊炬(枪)mechanicallyguidedtorch
由机械装置夹持并导向的焊炬(枪)。
3.12
气冷式焊炬(枪)air-cooledtorch
由周围空气冷却.适当部位由保护气体冷却的焊炬(枪)。
3.13
液体冷却式焊炬(枪)liquid-cooledtorch
通过冷却液进行冷却的焊炬(枪).
3.14
电动式焊炬(枪)motorizedtorch
自带电机以带动焊丝运动的焊炬(枪)。
3.15
带焊丝盘的焊炬(枪)spool-ontorch
装有焊丝盘的电动式焊炬(枪)。
3.16
引弧和稳弧电压arcstrikingandstabilizingvoltage
为引弧或维弧需要而在焊接回路中叠加的电压。
3.17
填充金属fillermetal
焊接或类似工艺过程中所需填加的金属材料。
(选自IEV851-04-24)。
3.18
焊丝fillerwire
实心或管状的填充金属丝,可以是焊接回路的组成部分。
3.19
等离子弧喷嘴plasmatip
具有压缩孔以压缩等离子气流的部件。
3.20
一般外观检查generalvisualinspection
用肉眼观察来证实产品不存在与有关标准明显不符合的缺陷。
(选自GB15579.1—2004,3.7)
3.21
等离子弧切割系统plasmacuttingsystem
等离子弧切割或气刨所需的电源、割炬及相关的安全装置所构成的完整系统。
3.22
等离子弧切割电源plasmacuttingpowersource
提供电流和电压以及保护气体和冷却液,并具有适合于等离子弧切割或气刨所需特性的设备。
注1:
等离子弧切割电源也可为其他设备和辅机提供辅助电源、冷却液及气体等。
注2:
在下文中使用“切割电源”一词。
(选自GB15579.1-2004,3.1)
3.23
安全特低电压safetyextraIowvoltage(SELV)
在通过诸如安全隔离变压器这类装置与供电电源隔离的电路里,导体之间或导体与地之间的电压不超过交流50V或直流无纹波电压120V。
注1:
具有特殊要求如允许直接接触带电体的情况下,最高电压可能要求低于交流50V或直流无纹波电压120V。
注2:
由安全隔离变压器供电时,不论满载或空载都不应超过电压限值。
注3:
“无纹波”通常是指纹波电压不超过直流的10%的有效值电压;对通常120V的无纹波直流系统来说,最大峰值电压不超过140V,而对60V无纹波直流系统来说不能超过70V。
(选自IEC61558-1,3.7.15)
4环境条件
a)周围环境空气温度范围
——在焊接期间-10℃~+40℃
——在运输和存储过程中-25℃~+55℃
b)空气相对湿度20℃时不超过90%
5分类
焊炬(枪)按下述原则分类:
a)按工艺方法进行分类,见5.1;
b)按导向方式进行分类,见5.2;
c)按冷却方式进行分类,见5.3;
d)按等离子弧焊接工艺中的引弧方式进行分类,见5.4。
5.1工艺方法
焊炬(枪)应能用于下述工艺:
a)MIG/MAG焊(包括CO2焊);
b)自保护药芯焊丝电弧焊;
c)TIG焊;
d)等离子弧焊接;
e)埋弧焊;
f)等离子弧切割/气刨。
5.2导向方式
a)手工;
b)机械。
5.3冷却方式
a)通过空气或保护气体冷却,见3.12;
b)通过冷却液进行冷却,见3.13。
5.4等离子弧工艺中的引弧方式
a)通过施加引弧电压引弧;
b)通过引导弧来引弧;
c)接触引弧。
6试验条件
所有试验应在新的、装配完整并已装上电缆软管组件的焊炬(枪)上进行。
所有试验应在10℃~40℃的环境温度下进行。
测量仪器的精度或准确度要求:
a)电气测量仪表:
0.5级(满量程的±0.5%,见GB/T7676.2)。
绝缘电阻和介电强度测量时例外,对于测量绝缘电阻和介电强度的仪器的精度没有规定.但测量时应考虑精度问题。
b)温度计:
±2K。
6.1型式检验
下面给出的所有型式检验应在同一把焊炬(枪)上按以下顺序进行。
a)一般外观检查;
b)耐冲击,见第11章;
c)耐焊接飞溅物,见第10章;
d)防直接接触,见7.4;
e)绝缘电阻,见7.2;
f)介电强度,见7.3;
g)一般外观检查。
温升试验可以在另外一把焊炬(枪)上按8.2条进行。
随后按第9章进行密封性试验。
6.2例行检验
每把焊炬(枪)都应依次通过下述例行检验。
a)一般外观检查;
b)制造厂规定的功能性试验,例如:
冷却液或气体的密封性、焊炬(枪)的触发功能。
7防触电保护
7.1电压的额定限值
焊炬(枪)电压的额定限值见表1。
7.2绝缘电阻
新的焊炬(枪)经湿热处理后,其绝缘电阻不应低于表1规定值。
表1焊炬(枪)电压的额定限值
通过下述试验检查其合格与否。
a)湿热处理
湿热箱的温度t应在20℃~30℃之间。
相对湿度在91%~95%之间。
先使装配了电缆软管组件的焊炬(枪)(液体冷却式焊炬(枪)不通冷却液)的温度达到t℃~(t+4)℃,然后在湿热箱内放置48h。
b)绝缘电阻测量
湿热处理后,立即将焊炬(枪)擦干,并用金属箔包裹在电缆软管组件距焊炬(枪)主体1m处的绝缘体的外表面上。
在下列部位施加500V直流电压,测量绝缘电阻:
——所有回路与金属箔之间;
——焊炬(枪)中,焊丝与必须和其隔离的回路之间。
c)测量值稳定后读取读数。
7.3介电强度
焊炬(枪)的绝缘部分应能承受表1规定的试验电压而无闪络或击穿现象。
对于手工操作的等离子弧切割用割炬的手柄和切割回路之间应能承受有效值为3750V的试验电压。
试验用的交流电压频率为50Hz或60Hz,波形为近似正弦波,峰值不超过表1中电压有效值的1.45倍。
也可用数值为交流有效值1.4倍的直流电压进行试验。
如果焊炬(枪)与叠加有引弧和/或称弧电压的焊接电源配套使用,则焊炬(枪)的绝缘应能承受高额脉冲电压试验,脉冲电压的脉宽为O.2μs~8μs,频率50Hz~300Hz,电压值比额定引弧电压和/或稳弧电压高20%。
也可用频率为50Hz或60Hz的近似正弦波的交流试验电压进行试验。
通过下列试验检查其合格与否。
对于液体冷却式焊炬(枪),当电压的额定峰值在141V及以下时,试验时不通冷却液。
用金属箔将手柄裹紧,整个电缆及其软管组件同一个导电体的表面接触,倒如:
将电缆及其软管组件缠绕在一个圆柱形的金属上或一个平的金属表面上。
金属箔与该导电体的表面电气接触。
注:
在对等离子弧割炬进行介电强度试验时,电极和等离子弧喷嘴应电气连接。
试验电压满值的持续时间为60s,施加试验电压的部位为:
a)导电体的表面与各隔离的回路之间。
b)所有相互隔离的回路之间。
试验电压应缓慢地升至满值。
过载断路的最大值设定在100mA。
高压变压器断路前应能提供规定的电压。
过流检测断路装置的动作应视为介电强度试验不合格。
如果焊炬(枪)与叠加有引弧和/或稳弧电压的焊接电源配套使用,则焊炬(枪)应能承受高额电压试验。
高频电压的满值时间应持续2s,施加高频电压的部位为电极与:
c)导电体的表面。
d)其他隔离的回路。
试验过程中不应出现闪络或击穿现象。
不使电压降低的任何放电可以忽略不计。
7.4正常使用中的防触电保护(直接接触)
7.4.1等离子弧割炬的附加要求
等离子弧割炬与其配套的切割电源应构成一个安全系统。
焊接/切割回路的带电部分与控制回路应能按表1规定防止直接接触。
等离子弧喷嘴由于技术上的需要不能防止直接接触,则在下列情况下视为已经进行了有效的防护;
a)无电弧时:
如果等离子弧喷嘴与工件和/或地之间的电压不高于安全特低电压(SELV),和
b)有电弧时:
1)将焊炬(枪)垂直于平面放置,按GB4208要求试指不能触及到等离子弧喷嘴;或
2)等离子弧喷嘴与工件和/或地之间的直流电压峰值在任何情况下不超过113V。
如果符合上述要求.应在说明书中加以说明。
按GB4208的要求,进行下列试验检查合格与否:
——对于a)和b)2):
将割炬与相应的等离于弧切割电源配套,按GBl5579.1中11.1条进行测量;
——对于b)1):
按GB4208做试指试验。
8热额定性能
焊炬(枪)的负载持续率可以为100%、60%或35%。
8.1温升
焊炬(枪)手柄的手持部位的外表面任何一处的温升不应超过30K。
电缆软管组件的外表面任何一处的温升不应超过40K。
试验后,焊炬(枪)的安全性和操作性不应降低。
通过8.2的温升试验检查其合格与否。
8.2温升试验
焊炬(枪)通以额定负载持续率所对应的额定电流,见第8章。
对于直流电应通以直流平均值,并且按8.2.1和8.2.2选择极性。
在最热点测量温度:
a)手柄部分:
通常是焊工手持部位,和
b)电缆软管组件。
试验场地应无空气流动和辐射。
焊炬(枪)的夹紧装置不应对试验结果有明显的影响,如散热因素。
液体冷却式焊炬(枪)应按制造厂规定的冷却液体流量连续通冷却液。
温升试验过程中,电缆软管组件进口处的冷却液的湿度应为环境温度加上(10±5)K,压力为制造厂规定的最低值。
温升试验应进行到温度上升的速率不超过2K/h时为止.试验时间应不少于30min。
工作周期应为10min。
如果焊炬(枪)的负载持续率为100%,则温度的测量应在温升试验的最后10min进行。
对于其他负载持续率,温度的测量应在温升试验的最后循环周期中负载时间一半的时候进行。
在温升试验的最后循环周期中测量环境温度,测温装置放置在距离焊炬(枪)2m、高度与焊炬(枪)相同处,并且要防止气流和辐射热的影响。
8.2.1情性气体保护焊/活性气体保护焊(MIG/MAG焊)焊炬(枪)和自保护药芯电弧焊焊炬(枪)
根据焊接工艺选择金属管的直径和长度,例如选择一根直径400mm、长度为500mm的管,将其水平地夹紧在旋转装置上,管内通冷却水。
焊炬(枪)放置在垂直于管子轴线的平面上,其手柄位于较冷的一端,焊丝与垂直方向呈(见图B.1)。
焊炬(枪)平行于管子中心线移动以形成焊缝。
a)铝合金的惰性气体保护电弧焊(MIG焊)的试验条件,见表2。
——焊丝:
含3%Mg~5%Mg的铝
——电压类型:
直流
——极性:
电极接正
——保护气体:
Ar
——管子材质:
铝合金
——负载电压和焊接速度:
调节至电弧稳定、形成连续焊缝
表2铝合金惰性气体保护电弧焊(MIG焊)的试验参数值
b)低碳钢的活性气体保护电弧焊(MAG焊)的试验条件,见表3。
——焊丝:
低碳钢
——电压类型:
直流
——极性:
电极接正
——保护气体:
Ar/CO2混合气体(15%CO2~25%CO2)
——管子材质:
低碳钢
——负载电压和焊接速度:
调节至电弧稳定、形成连续焊缝
如果使用说明书规定的CO2保护气体为其他数值时,则应使用这种气体按表3给出的试验条件进行试验。
表3低碳钢活性气体保护电弧焊(MAG焊)的试验参数值
c)药芯焊丝的活性气体保护电弧焊(MAG焊)的试验条件,见表4。
——焊丝:
钛型
——电压类型:
直流
——极性:
电极接正
——保护气体:
Ar/C02混合气体(15%CO2~25%CO2)
——管子材质:
低碳钢
——负载电压和焊接速度:
调节至电弧稳定、形成连续焊缝
表4药芯焊丝活性气体保护电弧焊(MAG焊)的试验参数值
d)低碳钢的自保护药芯焊丝电弧焊的试验条件,见表5。
——焊丝。
1型:
是设计用于全位置焊接、含有速凝熔剂的一种焊丝
2型:
是设计用于高熔敷率平焊和船型位置焊的一种焊丝
——电压类型:
直流
——极性:
1型焊丝:
接负
2型焊丝:
接正
——管子材质:
低碳钢
——负载电压和焊接速度:
调节至电弧稳定、形成连续焊缝
表5低碳钢自保护药芯焊丝电弧焊的试验参数值
8.2.2钨极情性气体保护焊(TIG焊)和等离子弧焊焊炬(枪)
试验时应使用一个有水冷或无水冷的铜块(见附录C),焊炬(枪)放置的位置应垂直于铜块上的水平面(见图B.2和图B.3)。
对于等离子弧焊炬(枪),所用保护气体和气体流量应按制造厂使用说明书的规定。
试验装置应按图A.6配置。
焊炬(枪)的标称交流焊接电流值规定为标称直流焊接电流值的70%。
a)钨极惰性气体保护电弧焊(TIG焊)的试验条件,见表6。
——电极类型:
钨合金
——电极直径:
按制造厂推荐的最大试验电流所对应的电极直径
——电压类型:
直流
——极性:
电极接负
——保护气体:
Ar
——管子材质:
铝合金
负载电压:
调节至电弧稳定、形成连续焊缝
表6钨极惰性气体保护电弧焊(TIG焊)的试验参数值
b)等离子弧焊的试验条件,见表7。
——电压类型:
直流
——极性:
电极接负
——保护气体和气体流量:
按制造厂规定
表7等离子弧焊的试验参数值
8.2.3等离子弧割炬
等离子弧割炬应在下列条件下进行试验:
a)以额定焊接电流和相应的额定负载持续率进行试验,见第8章:
b)气体类型和额定气体流量按制造厂规定:
c)按制造厂规定的等离子弧喷嘴与工件之间的距离,在下述的试验中选择一项进行试验:
1)附录D给出的带有孔的铜块或类似的铜块(适用于75A以下的割炬):
割炬放置的位置应垂直于铜块的上水平面,并对准孔。
2)附录E给出的带有槽的铜棒或类似的铜棒(适用于200A以下的割炬):
割炬放置的位置应垂直于铜棒的上水平面,沿中心往复行走约500mm。
3)切割(适用于所有切割电流):
割炬放置的位置垂直于制造厂规定的额定电流所对应的最大厚度的低碳钢板或低碳钢管;
切割速度应保证足以将切割件切透;
负载持续率低于100%的割炬每次停止切割后都要重新引弧切割,所有割缝都应在钢板的边缘引弧。
4)等效于1)、2)或3)的其他方法。
9冷却系统的压力
液体冷却式焊炬(枪)的冷却系统应能承受70℃温度、0.5MPa的压力而无泄漏现象。
按8.2条进行温升试验后,立即通过测量和目视检查其合格与否。
10耐焊接飞溅物
手柄和电缆软管组件(不包括耦合装置)的绝缘应能承受热颗粒和正常数量的焊接飞溅物的影响而不致燃烧或出现不安全的因素。
机械导向的焊炬(枪)的试验由制造厂规定。
手工焊炬(枪)应按下述的方法进行试验。
用图1所示装置检查其合格与否。
图1耐焊接飞溅物试验装置
将加热棒通以大约23A的电流,使其达到250+5℃的热稳定状态。
用温度计或热电偶测量温度。
而后将处于水平位置的加热棒置于绝缘层的最薄弱点(例如:
绝缘厚度最薄处和最接近带电体处),持续2min。
加热棒不应穿透绝缘层和触及带电体。
在焊炬(枪)的手柄处,加热棒应置于绝缘层的最薄处和内部导体离手柄表面的最近处。
用电火花或小火试着点燃接触部位逸出的气体。
如果气体是可燃的,在移开加热棒后,燃烧应立即停止。
试验后,手柄和电缆软管组件应满足第7章要求。
11耐冲击
本条款不适用于带焊丝盘的、机械导向的和电动式焊炬(抢)。
焊炬(枪)应有足够的机械强度,能保证在按要求使用的情况下不会出现影响安全和操作性能的损伤。
陶瓷喷嘴之类的易碎性部件,如果损坏后会殃及操作性能但不影响安全性,可在试验后更换。
通过下述冲击试验和目测检查其合格与否。
在焊炬(枪)所带电缆软管组件的3m处,将电缆软管组件固定
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- 关 键 词:
- 弧焊设备安全要求 第7部分焊炬枪 设备 安全 要求 部分 焊炬枪