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    步入21世纪开始,焊接已经成功地完成了自身的蜕变。我们今天面对着这样一个事实:焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。

    有关数据统计结果表明:2002年我国第二产业的就业人数已经超过了1.6亿,其中制造业的就业人数达到8000多万。在美国,焊接就业人数在1996年就超过了200百万,占全美制造业总人数的10%以上。考虑到美国制造业工业产值为我国的4-5倍,人均劳动生产率为我国25倍的状况,以及中、美两国焊接生产力水平方面的因素,即使按照比较保守的方法估算:我国目前焊接行业的就业人数应有一千万人左右。

 

    关于我国焊接行业的现状,从整体上做定量的评估或许有些困难,但从各国焊接材料的产量可在一定程度上反映出我国焊接行业的规模。2002年的焊接材料数据统计结果表明:我国焊接材料的总产量已经攀升到了144.9万吨,与美、日、欧的总和相当。我国作为世界第一焊接大国的地位可见一斑。

    然而,这样的焊接行业发展也日益令人担心,随焊接工艺而不可避免地衍生出焊接烟尘,

    由于金属和药皮在高温过热状态下,蒸发出大量金属蒸气,遇空气氧化生成各种金属氧化物,并且冷凝成为粒径大小不同的尘和烟,从而形成焊接烟尘。焊接烟尘的形成过程是:过热-蒸发-氧化-冷凝。

    博迪环保公司看到焊接行业的现状,为工人的身体健康着想,特别针对几种焊接类型分析研究。

 1、电焊(AW)

    原理——用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧,使焊条和焊件熔化,从而获得牢固的焊接接头。

2、二氧化碳气体保护焊(自动或半自动焊)

    原理:利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法。二保焊它在焊接时不要焊药(金属氧化物与铝粉的金属混合物),直接是气体在周围保护,不易产生焊渣,焊接牢固。它广泛用于焊接铁、不锈钢、铝等金属。

3、氩弧焊

    原理——氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上,利用氩气对金属焊材的保护,通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池,使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术,由于在高温熔融焊接中不断送上氩气,使焊材不能和空气中的氧气接触,从而防止了焊材的氧化,由于氩气比较稀缺,使得氩弧焊的焊接成本较高。故目前主要用来焊接易氧化的有色金属(如铝、镁及其合金)、稀有金属(如钼、钛及其合金)、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢(如不锈钢、耐热钢)。 

    而这些焊接行业都无可避免地产生焊接烟尘,这些焊接烟尘具有以下特点:

(1)焊接烟尘粒径小,烟尘呈碎片状,粒径为0。38μm左右。 

(2)焊接烟尘的粘性大随着温度和湿度的变化在空中飘浮。通常在焊接操作过程中,焊接烟尘飘浮在远离车间地面高3~5m之间。 

(3)焊接烟尘的温度较高 通过空气和排风管道的稀释为40~55℃。 

(4)焊接过程的发尘最较大 ,一股来说,1个焊工操作一天所产生的烟尘量约60~150g。几种焊接方法施焊时每分钟的发尘量和熔化每千克焊接材料的发尘量(见下图)。

焊接方法 焊接材料 施焊时发尘量/mg .min-1 焊接材料的发尘量/g.kg-1 焊接材料的发尘量/g.kg-1
电弧焊 低氢型焊条(结422,ø4mm) 350~450 11~16 Fe2O3、Fe2O、SiO2、MnO2、K2O等
钛钙型焊条(结422,ø4mm) 200~280 6~8
二氧化碳保护焊 实芯焊丝(ø1.6mm) 450~650 5~8 MnO2、Fe2O3与有害气体CO、NOx、O3
药芯焊丝(ø1.6mm) 700~900 7~10
氩弧焊

实芯焊丝(ø1。6mm)

100~200 2~5 NOx、O3以及MnO2、Fe2O3

而这些焊接烟尘会对人的身体造成哪些伤害呢?

污染物 产生来源 健康危害
臭氧  电弧产生的紫外线与空气中氧气作用产生  呼吸道感觉干燥刺激,头痛、疲惫、厌倦,肺充血、肺病变
氮氧化物  电弧产生的紫外线与空气中氮气作用产生  刺激眼、鼻后呼吸道,肺充血、严重的肺损伤
一氧化碳  焊剂或保护气二氧化碳燃烧产生  头痛、头晕,神智不清,窒息
 金属基材,某些合金,焊条金属芯  令人厌烦
 金属保护涂层,某些合金,焊条外皮  严重刺激肺脏,肺气肿,损害肾脏和肝脏
 不锈钢种的合金,合金钢  怀疑致癌物(六价铬)
黄铜、青铜、金属镀层等  刺激鼻喉,恶心,患金属烟热病
(氧化)铁  大多数金属钢材  刺激鼻、喉、肺,肺色素沉着、尘肺病
 氟化物  焊条外皮和焊剂  刺激鼻、眼、喉、肺充血,骨骼改变
 铅  焊料、黄铜、青铜合金以及钢材的涂层  贫血、疲乏、异常疼痛,生殖能力下降,肾脏、神经损伤
 锰  碳钢和不锈钢中的合金  寒战、患金属烟热病、神经系统损伤
 钼  钢合金  代谢失常,刺激鼻、咽、喉

为此,博迪公司针对几种焊接推荐以下方案:

焊接类型 解决方案
电焊 根据具体情况分析,一般来说:1、变动范围不大时,可采用移动式焊接烟尘净化器2、工位变动范围较大时,应采用顶气罩排放
二氧化碳保护焊

1、自动焊机应随机配备固定式焊接烟尘净化器。

2、变动范围不大时,可采用移动式焊接烟尘净化器

3、工位变动范围较大时,应采用顶气罩排放

4、焊接烟尘产生量很大时,应采取“分层送风”措施

氩弧焊 可采用移动式焊接烟尘净化器,同时,焊接工位局部通风良好
手工焊

1、工位变动范围不大时,可采用移动式焊接烟尘净化器

2、工位变动范围较大时,应采用顶气罩排放

3、焊接烟尘产生量很大时,应采取“分层送风”措施

自动焊接机器人 推荐使用机器人焊烟净化器,在烟尘源头进行收集处理

而国家和国际在焊接行业颁发了一系列标准:

名称    烟尘类别   允许浓度(mg/m3)
国内      《工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》(GBZ2.1—2007)   电焊烟尘  4
 《车间空气中电焊烟尘卫生标准》(GB16194-1996)  焊接灰尘、粉尘  6
《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)     氧化锰  0.2
 氟化物  1
 一般粉尘  10
国外       日本焊接协会(WES)  焊接微细灰尘、粉尘  5
 美国劳动卫生协会(ACGIH)  焊接微细灰尘、粉尘  5
国际焊接协会(JIW)    非合金钢、非低氢型焊条粉尘  10
 非合金低氢型焊条粉尘  5
 合金钢低氢型、非铁合金  2.5
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