GBT 43917.3-2024 焊接烟尘捕集和分离设备 第3部分：焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定标准立项发展报告

焊接烟尘捕集和分离设备第3部分：焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DeterminationofCaptureEfficiencyofSmokeExtractionDevicesonWeldingGunsforWeldingFumeCaptureandSeparationEquipment—Part3摘要焊接作业产生的烟尘含有多种有害物质，长期暴露严重威胁作业人员呼吸系统健康。焊枪上烟尘吸气装置作为焊接烟尘源头治理的关键设备，其捕集效率直接决定职业健康防护效果，但长期以来缺乏统一的试验方法和评价依据。本报告围绕GB/T43917.3-2024《焊接烟尘捕集和分离设备第3部分：焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定》的立项背景、编制过程与技术内容展开系统阐述。该标准由全国焊接标准化技术委员会归口管理，于2024年4月25日发布，同年11月1日正式实施。标准确立了焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的实验室测定方法，规定了试验装置、试验条件、测试程序及计算表达等核心技术要求，填补了我国在该领域试验方法标准的空白。标准的发布实施对于统一行业测试口径、促进焊枪烟尘吸气装置质量提升、推动焊接职业健康防护技术进步、支撑国家职业健康监管体系完善具有重要的基础性支撑作用。本报告对该标准的立项依据、技术路线、核心内容和预期效益进行了全面分析，并对标国际先进标准的技术发展趋势，提出了标准实施应用与未来深化方向。关键词：焊接烟尘；捕集效率；焊枪吸气装置；职业健康；标准化；试验方法一、引言焊接是现代制造业的基础工艺之一，广泛应用于船舶制造、钢结构建筑、压力容器、车辆制造、管道工程等众多工业领域。然而，焊接过程中产生的烟尘含有铁、锰、铬、镍等金属氧化物微粒及多种有害气体，长期吸入可导致焊工尘肺、金属烟热及呼吸系统慢性损伤等职业病。根据国家卫生健康委员会发布的职业病防治统计数据，尘肺病在我国职业病报告中长期居于首位，其中电焊工尘肺是重要的职业病种之一。焊接烟尘的治理不仅是安全生产的刚性要求，更是落实《"健康中国2030"规划纲要》和《国家职业病防治规划（2021—2025年）》的重要技术保障。在焊接烟尘治理技术体系中，源头捕集被公认为最经济有效的控制策略。焊枪上烟尘吸气装置（俗称"焊枪吸烟罩"）直接安装在焊枪本体上，在烟尘产生的源点即对其进行捕集和排除，具有捕集距离最短、能耗最低、对焊接操作影响较小等显著优势，已在气体保护焊、药芯焊丝焊等半自动焊接工艺中得到广泛应用。然而，焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定长期缺乏统一的标准化方法。不同制造企业采用各自的试验条件和评价指标进行宣称，用户无法对不同产品的捕集性能进行客观比较；相关科研机构在开展技术验证时也因方法不统一而难以实现数据互认；行业主管部门和第三方检测机构更缺乏权威的检测依据。这一问题严重制约了产品的优胜劣汰和技术进步，也影响了焊接作业场所职业健康防护水平的整体提升。在此背景下，制定统一的焊枪上烟尘吸气装置捕集效率测定方法国家标准，已成为行业发展的迫切需求。二、标准制定背景与立项依据2.1国内外相关标准现状在国际层面，国际标准化组织（ISO）已建立了焊接烟尘相关标准体系。其中，ISO15012-1:2013《焊接和相关工艺的烟尘和气体焊接烟尘捕集和分离设备的分类和试验第1部分：分离效率的试验》规定了焊接烟尘分离设备（如除尘器）的效率和分类要求，但对于焊枪上烟尘吸气装置这类源头捕集设备，国际标准尚未形成统一的捕集效率测定方法。德国基于其严格的职业健康法规体系，在焊接烟尘源头控制设备的性能测试方面开展了较早的探索，其DIN标准中的相关测试程序对我国标准制定具有参考价值。日本和欧美主要焊接设备制造商在内部产品开发和品质控制中也各自建立了试验方法，但方法细节和评价口径差异较大，缺乏国际共识。2.2国内标准需求分析在国内，我国已发布实施GB/T43917《焊接烟尘捕集和分离设备》系列标准，该系列标准旨在建立完整的焊接烟尘控制设备性能评价体系。在GB/T43917系列架构中，各分部分别对应不同类别的设备性能测定方法。然而，针对焊枪上烟尘吸气装置这一量大面广的关键设备，此前尚缺乏专门的捕集效率测定标准。各生产企业在产品检测和性能宣传中引用方法不一，部分企业参照通风除尘行业的通用测试标准进行类比测试，其适用性和结果的可靠性均存在较大疑问。《中华人民共和国标准化法》明确提出"对需要在全国范围内统一的技术要求，应当制定国家标准"，焊接烟尘捕集效率测定作为涉及职业安全和健康防护的基础性技术方法，亟需建立统一的国家标准予以规范。2.3立项必要性焊枪上烟尘吸气装置的捕集效率是评价其性能优劣的核心指标。缺少统一的测定方法，直接导致以下问题：一是产品质量无法科学评价，市场中以次充好的现象难以有效遏制；二是用户选型缺乏依据，难以根据实际工况选择合适的产品；三是监管部门缺少检测依据，导致焊接作业场所的职业健康监管缺乏技术抓手；四是科研开发缺少统一的评价尺度，制约了技术创新和产品优化。因此，制定专门针对焊枪上烟尘吸气装置捕集效率测定的国家标准具有充分的必要性和紧迫性。三、标准编制过程3.1编制工作组织本标准由全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）提出并归口。全国焊接标准化技术委员会是国家标准化管理委员会批准设立的全国性专业标准化技术组织，负责焊接领域的国家标准和行业标准制修订工作。标准起草组由行业内具有丰富经验的制造企业、科研院所、检测机构和高校专家组成，涵盖了标准制定所涉及的各方利益代表，保证了标准编制工作的科学性和协调性。主要起草单位包括：成都三方电气有限公司、四川大西洋焊接材料股份有限公司、深圳市瑞凌实业集团股份有限公司、上海沪工焊接集团股份有限公司、北京时代科技股份有限公司、南昌航空大学、哈尔滨焊接研究所有限公司等。3.2编制阶段标准编制工作按照国家标准制修订程序，经历了预研、立项、起草、征求意见、审查和报批等阶段。在预研阶段，起草组系统收集了国内外相关技术资料和试验数据，对现有各企业试验方法进行了调研对比，形成了标准框架的初步构想。在起草阶段，起草组围绕试验原理、装置设计、条件控制和数据处理等关键技术环节进行了多轮研讨，并组织开展了验证性试验，以确保所确定的试验方法具有良好的可操作性和重复性。在征求意见阶段，标准草案面向全行业广泛征求意见，起草组对所有反馈意见进行了逐条处理和回复，对标准文本进行了认真修改和完善。标准于2024年4月25日由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会批准发布，编号为GB/T43917.3-2024，自2024年11月1日起正式实施。四、标准主要内容与技术要点4.1标准适用范围本标准规定了焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定方法，适用于气体保护焊、药芯焊丝焊等半自动焊接工艺所使用的焊枪上安装的烟尘吸气装置。标准明确了捕集效率的定义，即在规定的试验条件下，吸气装置捕集的烟尘量占焊接过程产生的总烟尘量的百分比。4.2试验原理标准的试验方法基于质量守恒原理。在标准化的试验空间内，通过控制焊接参数产生稳定的焊接烟尘，同时运行被测吸气装置进行捕集。在试验系统的排风管道中设置高效过滤元件，对未被捕集而散逸到环境中的烟尘进行采集。通过精确称量过滤元件捕集到的烟尘质量和已知的发生总量，即可计算出吸气装置的捕集效率。试验原理的科学性在于将"捕集效率"转化为可测量、可复现的质量比值，避免了在开放空间中进行烟尘浓度场测试所带来的不确定性和低重复性问题。4.3试验装置要求标准对试验装置作出了详细规定，主要包括以下几个子系统：一是焊接烟尘发生系统，由焊接电源、焊枪及送丝机构、自动焊接行走机构等组成，确保焊接过程稳定可控；二是试验空间，规定了最小空间尺寸及通风条件，避免环境因素对试验结果的干扰；三是捕集效率测量系统，包括排风管道、高效过滤元件、气体流量测量装置等；四是辅助测量仪器，包括微压计、温度计、湿度计、天平等，所有仪器均需满足规定的精度要求并定期校准。4.4试验条件为保证试验结果的重复性和可比性，标准对试验条件作出了严格规定。焊接参数方面，规定了焊接电流、电弧电压、焊接速度的取值范围和允许偏差；焊接位置采用平焊位置；母材材质和尺寸、焊丝牌号和直径、保护气体种类和流量等均在标准中作了明确规定。环境条件方面，规定了试验环境的温度和湿度范围。此外，标准还规定了被测吸气装置在焊枪上的安装方式，确保与实际使用工况的一致性。4.5测试程序标准的测试程序包括以下主要步骤：首先按规定安装试验装置并检查系统的气密性；然后启动焊接烟尘发生系统，调节焊接参数至规定值，同时启动吸气装置至规定风量，待焊接过程稳定后开始试验并计时；试验过程中持续监测相关参数，确保各参数在规定范围内波动；试验结束后，对过滤元件进行干燥、冷却和称量，记录烟尘捕集量。为消除系统误差，标准规定了预试验和空白试验的要求，以及至少三次有效试验的重复次数要求。4.6捕集效率的计算与表达捕集效率依据标准给出的计算公式确定，以百分数表示。标准要求试验结果以三次有效测试的算术平均值作为最终测定值，同时规定了各次测试结果之间的允许偏差范围，以保证数据的可靠性。标准还对试验报告的格式和应包括的信息提出了要求，包括试验条件记录、原始数据、计算结果及必要的说明等。五、标准实施单位与技术支持体系5.1成都三方电气有限公司三方电气作为本标准的牵头起草单位，承担了标准框架设计、验证试验组织和文本起草等主要技术工作。在标准编制过程中，三方电气利用自身在焊接设备测试方面的深厚积累，组织完成了多轮验证试验，系统考察了不同焊接参数、不同吸气装置结构对捕集效率测试结果的影响，为确定试验条件的合理范围提供了翔实的数据支撑。同时，公司还积极协调各起草单位之间的技术交流和分工协作，在标准技术内容的科学性、可操作性和协调一致性方面发挥了关键作用。5.2其他重要参与单位本标准的编制汇聚了行业优势力量。四川大西洋焊接材料股份有限公司是我国焊接材料领域的代表性企业，在焊接工艺和烟尘产生机理方面提供了重要的基础数据。深圳市瑞凌实业集团股份有限公司和上海沪工焊接集团股份有限公司作为国内焊接设备制造的骨干企业，在焊枪及配套装置的设计制造方面具有丰富经验，为试验装置方案的技术论证提供了工程实践支撑。北京时代科技股份有限公司在焊接自动化装备领域的技术积累为试验装置的自动化控制方案提供了技术支持。南昌航空大学在焊接工艺和职业健康防护方面开展了长期研究，为标准中试验条件的科学确定提供了学术支撑。哈尔滨焊接研究所有限公司作为行业综合性研究机构，在标准框架设计和技术内容审查中发挥了重要的技术把关作用。多方协同、产学研用结合的工作机制，有效保证了标准的技术先进性和行业适用性。六、标准实施的意义与预期效益6.1行业层面本标准的发布实施填补了我国在焊枪上烟尘吸气装置捕集效率测定方法方面的标准空白。统一测试方法的确立，使不同企业生产的产品可以在同一尺度下进行比较和评价，有助于规范市场竞争秩序，引导企业通过提升产品真实性能获取竞争优势，促进优胜劣汰和行业整体质量水平的提升。对于焊接烟尘治理设备制造行业而言，这项标准为新产品研发提供了明确的技术评价工具，有利于缩短产品开发周期、降低研发成本。6.2用户与监管层面标准为焊接作业用人单位选择焊枪烟尘吸气装置提供了科学依据和技术指导，有助于推动焊接作业场所职业健康防护条件的改善。同时，标准的实施为职业健康监管部门、检验检测机构和认证机构开展焊枪烟尘吸气装置的质量监督和市场准入管理提供了统一的技术依据，加强了焊接作业场所职业健康监管的技术支撑能力。6.3社会层面焊接烟尘的有效治理直接关系到数百万焊接作业人员的身体健康和生命安全。本标准的发布实施，将从技术方法层面推动焊接烟尘源头治理装备性能的持续提升，减少焊接作业场所烟尘浓度，降低电焊工尘肺等职业病的发生风险。这是落实《"健康中国2030"规划纲要》和《国家职业病防治规划（2021—2025年）》的具体行动，对于保障劳动者职业健康权益、促进社会和谐稳定具有积极的社会效益。七、结论与展望展望未来，随着焊接工艺的持续演进和新型焊接方法的不断涌现，焊接烟尘控制标准化工作仍面临诸多新课题。一方面，建议加快推进GB/T43917系列标准其他部分的制修订工作，尽早形成覆盖各类焊接烟尘控制设备的完整标准体系；另一方面，