焊接操作中的危害因素及防护

焊接操作中的危害因素及防护焊接操作中的危害因素及防护 前言前言 在焊接制造中 当焊接工程师在为某一加工对象选择合适 的焊接方法时 首先会考虑如何以最低的生产成本达到焊件所 要求的质量 相应地 还会考虑通过提高焊接速度与熔覆率等 来获得较高的生产率 另外 合格的焊接装备 焊工也在选择 之列 然而 在以上诸多的选择中 作为一个有责任感的焊接 工程师必须注意到他所作的选择对焊接操作和周围的环境可能 带来的影响 即为了确保焊接操作的安全 必须对其中可能出 现的危害因素作出预计和风险评估 现将熔焊过程常见的危害 因素列于表 1 1 熔焊过程对焊工的危害熔焊过程对焊工的危害 1 1 电击 在所有手工电弧焊的操作中 焊工都接近被焊工件 虽然 焊接电弧的电压范围在 10 40v 但通常焊接电源的空载电压可 高达 80v 以满足起弧时的电压需要 与市电 220v 相比 这一 电压 80v 并不高 按国际电工技术委员会的标准 在干燥的 环境下 交流 500v 和直流 220v 的电压对一个健康的人不会产 生危险 然而 如果是在潮湿的场合或狭窄的金属物体空间 80v 的电压就足以引起致命的电击 尤其是在更换焊条时 焊 工是靠手套的绝缘性能来避免较高空载电压的电击 但当手套 潮湿或焊工与金属导体表面接触时 原有的绝缘层就会失效 从而发生电击 在钨极氩弧焊过程中 高频用于引弧或用于交流电弧的稳 弧 高频持续的时间为毫秒级 电流亦很小 但电压达数千伏 在一般情况下不会引起电击 但有时高频会积集在皮肤表面 譬如穿过手套的孔洞导致小而深的烧伤 高频对人体神经系统 等的影响亦有报道 另外 高频产生的电磁辐射会干扰仪表或 设备控制系统的工作 1 2 弧光辐射 焊接电弧可产生 3 种类型的辐射 即紫外 可见与红外 热 辐射 对焊工产生的伤害的途径是 紫外光会灼伤皮肤 引起电光性眼炎 可见光使眼睛昏眩及视力损伤 红外光对皮 肤和眼睛均有害 在工作现场必须同时注意弧光的直接照射和通过其他物体 的表面反射 在弧焊操作中 焊工必须选用合适的滤光镜片和 面罩 穿着焊接专用的工作服避免皮肤的裸露 1 3 噪声 在焊接生产现场会出现不同的噪声源 如对坡口的打磨 装配时锤击 焊缝修整 等离子切割等 在生产现场 操作人 员在噪声 90db 时工作 8h 就会对听觉和神经系统有害 例如 手工打磨的噪声达 108db 一般情况下 当噪声超过允许值 5 20db 时 就对焊工产生有害影响 1 4 烟尘 焊接及相关工艺过程中产生有害于健康的气态和颗粒状态 的物质 包括气体 烟雾 灰尘等焊接烟尘的颗粒大小如图 1 所 示 其中可被吸入部分 尤其是小于 3 m 的颗粒 会侵入到肺 的深处 因而具有更大的危害性 对健康的短期影响表现为呼 吸道的刺激 咳嗽 胸闷 金属蒸气所致的低热以及急性流感 症状等 长期的影响是肺部的铁质沉着病症及良性瘤 但还未 发现导致肺癌的直接证据 为了确保焊接工作环境的安全 对焊工在焊接烟尘中的暴 露限度在世界各国都已有相应的标准 虽然可能会有些不同 但对烟尘量的典型控制值为不大于 5mg m3 同时要考虑焊工在 该环境下的工作时间 一是采用 8h 的时间权重平均值 主要用 于分析烟尘成分对健康的影响 另一方法是采用 15min 短期暴 露 分析对健康影响的最大值 其中还应注意到烟尘的成分和 浓度 焊工的工作周期 工件的尺寸以及烟尘相对于焊工的方 向 烟尘的成分原则上 90 是取决于焊接耗材 仅少部分来源 于母材 但不同的焊接方法对焊接烟尘成分的影响很大 手工 电弧焊和药芯焊丝电弧焊产生的气体中含有高比例的药皮或药 芯的成分 而熔化极气保焊过程产生的烟雾中含有高浓度的熔 覆金属成分 对常见焊接材料的典型烟尘控制量的举例见表 2 特别要提醒的是在狭窄空间内进行气保焊操作时 由于空 气被保护气体所替换 操作者可能在几秒钟内就失去知觉甚至 死亡 其原因不仅是由于新鲜空气的缺乏 而且是由于血液中 的氧会被其他气体所代替 焊接烟尘单位时间的产生量与焊接工艺 参数及保护气体 成分等都有密切的关系 一些实际测定的结果如图 2 图 4 所示 由图可知不锈钢在 mig 焊接条件下的焊接电压与烟雾产生率之间的关系和特点 另外 如果保护气体中的氧或二氧化碳浓度越高 则焊接过程 烟雾的产生率就越多 当用氦气代替氩气保护时亦会产生较多 的烟雾 但其影响并不是直接来源于电弧电压的增加 对于手工电弧焊和药芯焊丝电弧焊 当药皮或药芯的成分 中易挥发的组分越多 则烟尘的产生率也越高 碱性类配方比 金红石 酸性 类配方产生的烟尘相对要多 此外 切割和电 弧气刨亦是大量烟尘的产生源 2 焊接烟雾的控制与去除焊接烟雾的控制与去除 在焊接现场采用局部排气装置是最有效的方法 并使净化 后的空气能工作区 一般的排气效率为 100 1000m3 h 内置抽 吸式焊枪 规格有 200a 315a 500a 等 已与标准的半自动 焊机配套 将焊接区的烟尘较方便 有效地清除 对实芯和药芯 焊丝都有效 图 5 中是常用的吸尘与通风装置在焊接工作现场应用情况 的示意 3 结论结论 对于焊接生产过程产生的危害因素一是要预防和尽量消除 二是优化劳动环境 不能只强调医疗服务而不改善劳动条件 对焊工至少要一年进行一次定期体检 对已患有职业病的工人 应调离焊工岗位 吸烟的有害性应在焊工中进行广泛地宣传 随着新材料 新工艺的不断出现与应用 焊接生产方式也 正在不断的进步和发展中 与此同时 有必