焊接煙塵對使用過程的影響及應對措施

焊接煙塵對使用過程的影響及對付舉措焊接煙塵是在焊接過程中產(chǎn)生的高溫蒸氣經(jīng)氧化后冷凝而產(chǎn)生的，焊接煙塵主要來自焊條或焊絲端部的液態(tài)金屬及溶渣。焊接資料的發(fā)塵量占焊接煙塵總量的80～90%，只有部分來自母材?？茖W研究以及健康調(diào)查表示：焊接煙塵中存在著大批的可吸入物質(zhì)（如氧化錳、六價鉻、以及鉀、鈉的氧化物等）一旦這些物質(zhì)進入人體，會對人體產(chǎn)生巨大的損害。長久在焊接煙塵環(huán)境下作業(yè)的焊接操作人員患有慢性支氣管炎等呼吸道疾病的比率顯然高于其余人員，并且可吸入物質(zhì)還匯積聚在人體的骨骼和血液中，致使性能力降落，甚至引發(fā)癌癥，特別是近來幾年來跟著大批含有Cr、Mn、Ni等化學成分的焊接資料的使用，使焊接煙塵對職業(yè)健康和環(huán)境負荷的影響日趨嚴重。國際上對焊接衛(wèi)生的研究開始于1920年，主要研究氮氧化物有害氣體的影響。從20世紀20~60年月主要對焊接煙塵的有害性進行研究。70年月主要有焊條全煙塵測定，焊接衛(wèi)生標準的建議及焊條衛(wèi)生標記的建立；對焊接煙塵發(fā)活力理及影響要素進行研究。一、焊接煙塵的影響要素焊接煙塵的影響要素好多，主要要素包含焊接資料和工藝兩個方面：資料指的是焊條藥皮的成分、焊絲鋼帶、藥粉的化學構成，以及保護氣體成分等；工藝是指焊接方法的選擇及工藝參數(shù)的設定。等人指出在低合金MIG焊接過程中產(chǎn)生的以混淆金屬氧化物和尖晶石構造為主的焊接煙塵主假如由電極資料、被焊合金資料、過程控制、保護氣體組分，以及電壓和電流值決定的。1.焊接資料焊接資料對焊接煙塵的作用主要表此刻以下兩個方面：1）焊接資料是焊接煙塵產(chǎn)生的根源，焊接資料的成分直接影響焊接煙塵發(fā)塵量的多少和焊接煙塵的化學成分。2）焊接資料影響焊接電弧物理，經(jīng)過改變?nèi)鄣芜^渡方式，控制焊接過程中產(chǎn)生的金屬蒸氣進入大氣的含量。施雨湘等經(jīng)過對單組分和少組分焊條的焊接煙塵試驗發(fā)現(xiàn)：大理石、氟石等物質(zhì)自己產(chǎn)生的煙塵高，其構成焊條的煙塵也高；金紅石等物質(zhì)自己產(chǎn)生的煙塵較低，其構成焊條的煙塵也低；菱苦土等物質(zhì)自己產(chǎn)生的煙塵較高，可是構成焊條時不用然高。藥皮物質(zhì)不只各自影響焊接煙塵，并且互相之間存在復雜的關系，改變藥皮組分比率，有可能達到降塵的目的。Zimmer和Biswas在對氣體金屬氬弧焊過程中產(chǎn)生的氣溶膠進行研究時發(fā)現(xiàn)，被焊合金成分關于焊接煙塵顆粒的尺寸散布，以及焊接煙塵的形態(tài)和化學構造有顯著的影響。其余，焊接煙塵顆粒尺寸的散布是多形態(tài)且隨時間發(fā)生空氣動力學變化。北京工業(yè)大學的王智慧等人研究了鐵粉增添量對焊絲發(fā)塵率的影響時發(fā)現(xiàn)：煙塵中鐵的氧化物約占50%。當藥芯焊絲中的含鐵量為19.5%～28.7%（質(zhì)量分數(shù)）時，焊絲發(fā)塵量為5.5226～8.2326g；煙塵中鐵和錳的氧化物所占的比率很大。試驗條件下Fe粉在藥芯中所占比率越小，單位質(zhì)量的焊絲發(fā)塵量就越少；不同樣廠家、不同樣工藝生產(chǎn)的鐵粉對發(fā)塵量沒有顯然的影響。其余他們還對焊條焊芯和部分輔料作了環(huán)境負荷影響評估，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集，環(huán)境影響因子確立，以及結果分析等發(fā)現(xiàn)焊絲和焊帶的環(huán)境負荷較大，而礦物粉的生產(chǎn)過程環(huán)境負荷較小。2.工藝要素焊接參數(shù)會影響焊接煙塵的發(fā)塵率。不同樣焊接方法的選擇，極性的改變，電流電壓的變化，以及送絲速度等都會對發(fā)塵量和焊接煙塵的化學成分產(chǎn)生影響。在研究Al-Mg合金直流和溝通脈沖惰性氣體保護焊過程中產(chǎn)生的焊接煙塵時發(fā)現(xiàn)，使用溝通脈沖惰性氣體保護焊能從實質(zhì)上控制煙塵的產(chǎn)生。在研究電弧電壓及送絲速度對GMAW中實芯焊絲和金屬芯焊材的焊接煙塵的發(fā)塵量的影響時發(fā)現(xiàn)：關于f1.4mm的實芯焊絲在直流正接的狀況下，熱輸入超出臨界值9.5kW時煙塵發(fā)生率獲得一個最小值；直流正接的狀況下，實芯焊絲和金屬芯焊絲擁有同樣的焊接煙塵發(fā)生率，可是金屬芯焊絲獲得最低煙塵發(fā)生率和最適合的電弧堅固性調(diào)理范圍較大。直流反接時，關于金屬芯焊絲來說，采納一個較高的送絲速度能夠獲得一個滿意的焊接煙塵發(fā)塵量。壓為

Hewitt等人經(jīng)過一系列的試驗發(fā)此刻FCAW焊接過程中，采納直流反接且電壓為29V時采納直流正接并使用8%的助焊劑，煙塵發(fā)塵量降為本來的1/3。

40V時，發(fā)塵量最大；電對不銹鋼藥芯焊絲

CO2氣體保護焊時的煙塵發(fā)塵率，以及

Cr總量和

Cr6+的濃度進行研究時發(fā)現(xiàn)：煙塵總量和輸入的能量有顯然的聯(lián)系。在低、最正確、高三種熱輸入條件下對應的發(fā)塵量分別是

189～344mg/min

、389～698mg/min和682～1157mg/min，Cr生成率分別為3.83～8.27mg/min、12.75～37.25mg/min、38.79～76.46mg/min；Cr6+生成率分別為0.46～2.89mg/min、0.76～6.28mg/min和1.70～11.21mg/min。煙塵發(fā)生率隨著熱輸入的增添呈1.19的指數(shù)增添，跟著電流的變化以度從1.57%~2.65%增添到5.45%~8.13%，Cr6+的濃度從

1.75的指數(shù)增添；跟著熱輸入的增添，煙塵中Cr的濃0.15%增添到1.08%，經(jīng)過FCAW產(chǎn)生的Cr6+的溶解部分相當于所有Cr6+的80%~90%。二、焊接煙塵凈化與通風通風系統(tǒng)主要包含吸吹式通風系統(tǒng)、局部式通風系統(tǒng)、全局式通風系統(tǒng)和個體防備面罩。通風系統(tǒng)的選擇原則是輕快性、可挪動性及適用性。在外國，焊工大批使用可挪動的局部通風裝置。外國鼎力建議全面通風為輔，局部通風為主的通風系統(tǒng)選擇原則。各樣焊接煙塵采集、凈化妝置都向成套性、組合性、可挪動性、小型化及節(jié)儉資源方向發(fā)展，并且獲得了較好的成績，特別是可挪動的各樣焊接煙塵凈化妝置為各國寬泛采納。1.吸氣式通風裝置吹吸式通風裝置是一種能有效控制污染源擴散的通風裝置。在棚板焊接上純真采納吸氣罩來除去大面積焊接煙塵，存在著見效不理想及方式不夠合理等問題，因此提出了將吹吸式通風裝置用于棚板焊接煙塵控制。試驗發(fā)現(xiàn)，在棚板焊接上采納吹吸式通風裝置，使作業(yè)時發(fā)散的電焊煙塵獲得了有效控制，治理后棚板周邊作業(yè)帶的煙塵均勻質(zhì)量濃度均符合國家衛(wèi)生標準（低于6mg/m3），并且因為必需風量小，故能降低動力耗費，節(jié)儉設備的初投資和運轉(zhuǎn)費。因此較之于吸氣罩，不只更加合理有效適用，并且擁有必定先進性，同時為治理大件焊接煙塵污染，供給了一種可借鑒的方法。2.壓力引射式局部通風裝置在密閉容器內(nèi)焊接，電焊煙塵不停凝集，濃度不停高升，有時可達

800mg/m3

，嚴重危害電焊工人的身體健康。密閉容器焊接作業(yè)的局部通風是改良作業(yè)環(huán)境的必需舉措。密閉容器一般只有

1～2個孔口，且孔口面積較小。一些密閉容器內(nèi)部構造復雜，空間狹窄；同時為了控制焊接煙塵，要求通風設備設置在施焊點周邊，并且能夠隨時挪動。這就要求局部通風設備不單需有優(yōu)秀的通風見效，并且要輕快、簡單。壓力引射式局部通風裝置主要由引射器、膠布風筒和磁性固定支座三部分構成。作為密閉容器焊接煙塵凈化的有效裝置，與煙塵除塵機組比較，壓力引射式局部通風裝置的優(yōu)勢表此刻以下幾個方面：（1）安全可靠。（2）體積小，重量輕，便于攜帶。無油軸承（3）控制焊接煙塵擴散的有效范圍大，不用屢次的挪動通風口。（4）含塵空氣排放到密閉容器外，再利用車間通風設備進一步辦理。但也有一些不足，會產(chǎn)生噪聲，需要壓縮空氣源。3.風幕集煙塵風機風幕集煙塵風機利用其獨到的構造，造成合理的流場，即短路流場，有效控制、捕集焊接煙塵，增添了抽煙塵的有效吸程，去掉了傳統(tǒng)使用的固體吸塵罩。該項技術經(jīng)對各樣型式樣機的研制和多次煙塵試驗及大批測試分析，從理論上建立了“短路流場”數(shù)學模型，實質(zhì)煙塵試驗考證了其優(yōu)秀的集煙塵見效。實測與理論計算都表示，采納短流場控制煙塵擴散見效優(yōu)秀，吸風口有效吸程比傳統(tǒng)方法的有效吸程提升2～3倍，收塵率達到95%以上。三、結語焊接煙塵使職業(yè)建康的危害和生態(tài)環(huán)境的惡化