1 电焊的职业危害因素

1前言. 在机械加工等行业中我们经常会遇到各种各样的焊接设备，因其对人 体的影响而引发的电焊工尘肺、电光性眼炎、急性一氧化碳中毒、急 性臭氧中毒、慢性锰中毒等，焊接设备得到了职业卫生工作者高度的 重视。 职业卫生评价工作中，如果大家对其职业病危害因素的识别一概而论 那是错误的，从危害因素较多得手工电弧焊到相对危害较轻的全自动 埋弧焊机，各种焊接设备产生的职业病危害因素差别还是比较大的， 大家要根据各种焊接设备工作原理的不同分析其危害，才能做到客观 准确。通过学习和阅读一些焊接工艺相关书籍和资料及日常工作经验 ，下面我会对几种焊接设备的工作原理和可能产生的职业病危害因素 进行描述，供参考，希望对大家工作有所帮助。 2 概念 焊接技术是采用在金属连接处实行局部电能加热、加压或加压的同时 加热，使被焊接金属局部达到液态或接近液态，来促进原子或分子间 相互扩散和进行结合，形成一个整体，达到永久牢固连接的过程。 3 分类 根据加热能源和方法的不同，焊接通常可以分成三类：融化焊、压力 焊、钎焊。具体的分 类见下表。 焊接融化焊熔渣保护焊电渣焊 埋弧焊 手工电弧焊 气体保护焊二氧化碳气体保护焊 氢原子焊 等离子弧焊 惰性气体保护焊（氩弧焊等） 真空焊接真空电子束焊 其他气焊、铝热焊、激光焊等 压力焊接触焊（电阻焊）点焊 滚焊（缝焊） 对焊 其他摩擦焊、超声波焊、爆炸焊等 钎焊 烙铁钎焊、火焰钎焊、炉中钎焊、真空 钎焊等 4 几种焊接方法的原理及职业病危害因素识别 4.1手工电弧焊 手工电弧焊是以焊条与焊件作为两个电极，利用两极之间产生电弧放 电时产生的热量使焊条和焊件融化，从而使两块金属融合成一体的焊 接过程。因为设备简单、轻巧，使用灵活，操作简易等特点，手工电弧 焊成为目前应用最广泛的一种焊接工艺。 几个概念： 焊接电弧：加上一定电压的两个电极之间产生强烈而持久的气体放电 现象。 引弧：使焊条和焊件之间开始产生电弧的操作叫引弧。 焊件：被焊接的金属。 焊 接过程： 焊条与焊件接触，接触面电阻较大产生大量电阻热，融化焊条和焊件 ，提起焊条1- 3mm，电离 焊条和焊件 间空气，电离气体在电场作用下产生 电子雪 崩，最后电弧产生。电弧形成后，弧柱中充 满具有导电性质的电离气 体，发出大量稳定得热源，继续融化焊条和焊件金属完成焊接过程。 危害因素识别： 粉尘：电焊烟尘，焊条和焊件在电弧高温作用下沸腾、蒸发、发生各种 反应，产生多种有害气体外，还产生大量烟尘。电焊烟尘成分很复杂， 主要成分是金属氧化物凝聚所成的气溶胶和一些非金属化合物。 3 毒物：一氧化碳、氮氧化物、臭氧，焊条药皮中含量较高金属的氧化物 ，以及碱性焊条中的氟化氢。电弧的中心部分温度可以达到3000- 4000，钢中碳元素在焊接电弧高温作用下生成一氧化碳; 电弧电离 空气产生的氮和氧结合生成氮氧化物;电弧的高温和强烈的紫外线使 空气电离产生臭氧;焊条的药皮中常含有较高含量的锰、铬、镍等在电 弧高温产生的各种氧化物;碱性焊条中含有较多的萤石，在电弧高温 作用下分解产生氟化氢气体。 物理因素：紫外线、噪声。手工电弧焊的电弧温度高达3000以上，电 弧在高温下产生强烈的电焊弧光，主要是强烈的可见光和紫外线、红 外线。电弧会产生一定强度的噪声。(我会在附件中上 传一个论文：某 机械制造厂职业噪声对电焊工人听力影响的调查) 4.2埋弧焊 埋弧焊是以颗粒状焊剂埋住电弧，自动地将焊丝送入电弧燃烧区并保 持选定的弧长，同时均匀地沿接缝移动，从而形成所要求焊缝的焊接 过程。因其焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点， 使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要 焊接方法。 埋弧焊的基本原理与手工电弧焊一样利用电弧热实现金属材料的焊 接，不同的是用焊剂和焊丝代替了焊条，埋弧焊自动化程度较高，一 般分为自动埋弧焊和半自动埋弧焊。 焊 接过程： 焊接开始，焊剂通过焊剂漏斗均匀地洒在焊件接缝处，焊丝送入焊剂 中，焊丝末端与焊件产生电弧，焊剂在电弧热作用下融化形成一个封 闭空间，电弧在此空间内继续燃烧，不断融化焊丝、焊剂和焊件金属， 混合成焊缝熔池，冷却凝固后形成焊缝。 危害因素识别： 粉尘：电焊烟尘，产生原因和手工电弧焊相似，埋弧焊工作时产生的 有毒气体和烟尘量要比手工电弧焊产生的量少的多。 毒物：臭氧、焊丝和焊剂里含量较高的金属的氧化物、氟化氢等。埋弧 焊产生的有毒气体量很少，常用的焊丝、焊剂里会有较高含量的锰、 氟等，这要根据焊丝、焊剂成分组成来确定危害因素的种类。 物理因素：噪声。埋弧焊在正常运行过程不会有电焊弧光的暴漏，会 产生一定的噪声。 4.3气体保护焊 气体保护焊是气焊和电弧焊相结合的一种焊接方法，特点是焊接过程 中，依靠氩气、二氧化碳等气体在电弧焊周围造成局部的气体保护层 ，以阻止氧、氮等与熔滴和熔池的接触，常用的气体保护焊有二氧化 碳气体保护焊和氩弧焊。 氩弧焊根据电极的不同分为熔化电极和不熔化电极两种，熔化电极氩 弧焊是采用焊丝做为电极，而不熔化电极氩弧焊是采用高熔点的钨棒 作为电极。 焊 接过程： 熔化电极氩弧焊和二氧化碳气体保护焊，焊丝通过送丝设备送入焊枪 的导电嘴内，保护气体从焊枪的喷嘴内以一定流量流出，焊丝与焊件 接触产生电弧，电弧熔化焊丝末端和焊件，继续焊接过程，生成焊缝。 不熔化电极氩弧焊和他们不同的是采用钨棒作为电极，焊丝从焊枪的 外面深入被保护气体保护的焊接空间，然后熔化进行焊接，钨棒只起 到电极作用不熔化。 危害因素识别： 粉尘：电焊烟尘，气体保护焊采用保护气体代替焊药和焊剂，其电焊 烟尘产生的量要比手工电弧焊少很多，但是有害气体的量确要高好几 倍。 毒物：一氧化碳、氮氧化物、臭氧，焊丝中含量较高金属的氧化物，他 们产生的原因参看手工电弧焊。 物理因素：紫外线、噪声、不熔化电极氩弧焊使用钍钨棒作为电极产 生的放射性危害，钨极氩弧焊机工作需要较高的空载电压，会产生一 定的高频电场，紫外线、噪声产生的原因见手工电弧焊。 4.4等离子焊 等离子焊做为一种新技术焊接工艺得到了越来越多的重视和利用。一 种气体经过电离作用后产生阳离子和阴离子，两种离子处在同一个统 一体内，这种处于电离状态的气体就称为等离子体，等离子焊剂就是 5 电弧等离子体作为工作能源的焊接方法。等离子焊一般分为堆焊、喷 焊、喷涂等工艺类型。等离子焊使用钍钨棒做电极，使用的保护气体 有氦、氩、氢、氮等，其中氮气比较常用，等离子焊也是气体保护焊的 一种。 焊 接过程： 以喷焊介绍等离子焊的焊接过程，等离子焊有特殊结构的焊枪，焊机 启动后，焊枪的阴阳极喷嘴之间加上高频引弧装置，引燃非转移弧， 产生的等离子火焰喷向工件，导通钨极阴极和工件之间的通路，引燃 转移弧，使工件表面熔化形成熔池，同时向焊枪内供入合金粉末，粉 末在非转移弧和转移弧作用下熔化，经喷嘴进入熔池，继续进行焊接 过程。 危害因素识别： 粉尘：电焊烟尘，等离子焊在焊接过程中会有大量的电焊烟尘产生， 等离子弧温度可以达到1600- 3300，在其高温和弧光辐射作用下产生大量烟尘。 毒物：一氧化碳、氮氧化物、臭氧、氯代烃和光气、各种金属氧化物。 一氧化碳、氮氧化物、臭氧产生原因和手工电弧焊相似。等离子焊接 工艺前常用氯代烃(三氯乙烯、四氯化碳)去除金属表面油污，氯代烃 在强烈的紫外线照射下会分解产生光气等有害气体。常见的金属氧化 物有铬、镍、 锰的氧化物。 物理因素：紫外线、高频电磁场、放射危害、噪声。紫外线、噪声产生 的原因见手工电弧焊，等离子弧焊使用钍钨棒作为电极和不熔化电极 氩弧焊一样会有高频电磁场、放射危害的产生。 4.5接触焊 接触焊又叫电阻焊，是利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热作为 热源，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后施加一定的压力形成 焊接接头的焊接方法。接触焊有点焊、滚焊( 缝焊)、对焊之分。 其他略。 4.6钎焊 钎焊属于固相连接，他与熔化焊方法不同，钎焊时母材不熔化，采用 比母材熔化温度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料 液相线的一种连接方法。当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化，利 用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散和在母材间 隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连 接。 其他略 5 几种常见焊接工艺职业病危害因素汇总 见下表 焊机危害因素识别 手工电弧焊电焊烟尘、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、紫外线、噪声、 焊 条药皮中主要金属的氧化物，碱性焊条中的氟化氢 埋弧焊电焊烟尘、臭氧、噪声、 焊丝焊剂中主要金属的氧化物、氟化氢 （焊剂） 二氧化碳气体保护焊电焊烟尘、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、紫外线、 噪声、焊丝中主要金属的氧化物、 熔化电极氩弧焊电焊烟尘、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、紫外线、噪声 、焊丝中主要金属的氧化物、 钍钨棒电极氩弧焊电焊烟尘、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、紫外线、噪 声、焊丝中主要金属的氧化物、高频电磁场、放射危害 等离子焊电焊烟尘、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、紫外线、噪声、 焊粉 中主要金属的氧化物、高频电磁场、放射危害、氯代烃（三氯乙烯）和 光气 6 高温热辐射 各种焊接工艺设备在局部都会产生上千度的高温，如果焊接现场通风 设施不好，在焊接过程中比较容易产生高温作业的工作环境，希望得 到大家的重视。 后续： 7 我在本文中对各种焊接工艺的介绍是简略的，如果大家想系统、深入 的学习请大家参看专业书籍，最好是参看一些示意图，这样能够更直 观、准确的了解焊接的原理。 对于职业卫生评价工作者在焊接职业病危害因素识别过程，我有一下 几点建议： 1首先要确定 焊机的类型，了解焊机的焊接方式，使用的保护气体等 ; 2一定要获 取焊机使用的焊条、焊丝、 焊剂的成分表，来确定其中主 要含有的成分; 3在焊接工 艺中，各种 焊接工艺相比较，一般来说，产生的粉尘量越 高，电弧辐射越弱，有毒气体浓度越低，反之，电弧辐射越强，有毒气 体浓度越高。大家要特别注意浓度可能高的方面，更好的作出评价