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? ? 步入21世紀開始,焊接已經(jīng)成功地完成了自身的蛻變。我們今天面對著這樣一個事實:焊接已經(jīng)從一種傳統(tǒng)的熱加工技藝發(fā)展到了集材料、冶金、結構、力學、電子等多門類科學為一體的工程工藝學科。
? ? 有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果表明:2002年我國第二產(chǎn)業(yè)的就業(yè)人數(shù)已經(jīng)超過了1.6億,其中制造業(yè)的就業(yè)人數(shù)達到8000多萬。在美國,焊接就業(yè)人數(shù)在1996年就超過了200百萬,占全美制造業(yè)總人數(shù)的10%以上??紤]到美國制造業(yè)工業(yè)產(chǎn)值為我國的4-5倍,人均勞動生產(chǎn)率為我國25倍的狀況,以及中、美兩國焊接生產(chǎn)力水平方面的因素,即使按照比較保守的方法估算:我國目前焊接行業(yè)的就業(yè)人數(shù)應有一千萬人左右。
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? ? 關于我國焊接行業(yè)的現(xiàn)狀,從整體上做定量的評估或許有些困難,但從各國焊接材料的產(chǎn)量可在一定程度上反映出我國焊接行業(yè)的規(guī)模。2002年的焊接材料數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果表明:我國焊接材料的總產(chǎn)量已經(jīng)攀升到了144.9萬噸,與美、日、歐的總和相當。
? ? 然而,這樣的焊接行業(yè)發(fā)展也日益令人擔心,隨焊接工藝而不可避免地衍生出焊接煙塵,
? ? 由于金屬和藥皮在高溫過熱狀態(tài)下,蒸發(fā)出大量金屬蒸氣,遇空氣氧化生成各種金屬氧化物,并且冷凝成為粒徑大小不同的塵和煙,從而形成焊接煙塵。焊接煙塵的形成過程是:過熱-蒸發(fā)-氧化-冷凝。
? ? 博迪環(huán)保公司看到焊接行業(yè)的現(xiàn)狀,為工人的身體健康著想,特別針對幾種焊接類型分析研究。
?1、電焊(AW)
? ? 原理——用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法。利用焊條與焊件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧,使焊條和焊件熔化,從而獲得牢固的焊接接頭。
2、二氧化碳氣體保護焊(自動或半自動焊)
? ? 原理:利用二氧化碳作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。二保焊它在焊接時不要焊藥(金屬氧化物與鋁粉的金屬混合物),直接是氣體在周圍保護,不易產(chǎn)生焊渣,焊接牢固。它廣泛用于焊接鐵、不銹鋼、鋁等金屬。
3、氬弧焊
? ? 原理——氬弧焊技術是在普通電弧焊的原理的基礎上,利用氬氣對金屬焊材的保護,通過高電流使焊材在被焊基材上融化成液態(tài)形成熔池,使被焊金屬和焊材達到冶金結合的一種焊接技術,由于在高溫熔融焊接中不斷送上氬氣,使焊材不能和空氣中的氧氣接觸,從而防止了焊材的氧化,由于氬氣比較稀缺,使得氬弧焊的焊接成本較高。故目前主要用來焊接易氧化的有色金屬(如鋁、鎂及其合金)、稀有金屬(如鉬、鈦及其合金)、高強度合金鋼及一些特殊用途的高合金鋼(如不銹鋼、耐熱鋼)。?
? ? 而這些焊接行業(yè)都無可避免地產(chǎn)生焊接煙塵,這些焊接煙塵具有以下特點:
(1)焊接煙塵粒徑小,煙塵呈碎片狀,粒徑為0.38μm左右。?
(2)焊接煙塵的粘性大隨著溫度和濕度的變化在空中飄浮。通常在焊接操作過程中,焊接煙塵飄浮在遠離車間地面高3~5m之間。?
(3)焊接煙塵的溫度較高 通過空氣和排風管道的稀釋為40~55℃。?
(4)焊接過程的發(fā)塵量較大 ,一般來說,1個焊工操作一天所產(chǎn)生的煙塵量約60~150g。幾種焊接方法施焊時每分鐘的發(fā)塵量和熔化每千克焊接材料的發(fā)塵量(見下圖)。
焊接方法 | 焊接材料 | 施焊時發(fā)塵量/mg .min-1 | 焊接材料的發(fā)塵量/g.kg-1 | 焊接材料的發(fā)塵量/g.kg-1 |
電弧焊 | 低氫型焊條(結422,?4mm) | 350~450 | 11~16 | Fe2O3、Fe2O、SiO2、MnO2、K2O等 |
鈦鈣型焊條(結422,?4mm) | 200~280 | 6~8 | ||
二氧化碳保護焊 | 實芯焊絲(?1.6mm) | 450~650 | 5~8 | MnO2、Fe2O3與有害氣體CO、NOx、O3 |
藥芯焊絲(?1.6mm) | 700~900 | 7~10 | ||
氬弧焊 |
實芯焊絲(?1.6mm) |
100~200 | 2~5 | NOx、O3以及MnO2、Fe2O3 |
而這些焊接煙塵會對人的身體造成哪些傷害呢?
污染物 | 產(chǎn)生來源 | 健康危害 |
臭氧 | ?電弧產(chǎn)生的紫外線與空氣中氧氣作用產(chǎn)生 | ?呼吸道感覺干燥刺激,頭痛、疲憊、厭倦,肺充血、肺病變 |
氮氧化物 | ?電弧產(chǎn)生的紫外線與空氣中氮氣作用產(chǎn)生 | ?刺激眼、鼻后呼吸道,肺充血、嚴重的肺損傷 |
一氧化碳 | ?焊劑或保護氣二氧化碳燃燒產(chǎn)生 | ?頭痛、頭暈,神智不清,窒息 |
鋁 | ?金屬基材,某些合金,焊條金屬芯 | ?令人厭煩 |
鎘 | ?金屬保護涂層,某些合金,焊條外皮 | ?嚴重刺激肺臟,肺氣腫,損害腎臟和肝臟 |
鉻 | ?不銹鋼種的合金,合金鋼 | ?懷疑致癌物(六價鉻) |
銅 | 黃銅、青銅、金屬鍍層等 | ?刺激鼻喉,惡心,患金屬煙熱病 |
(氧化)鐵 | ?大多數(shù)金屬鋼材 | ?刺激鼻、喉、肺,肺色素沉著、塵肺病 |
?氟化物 | ?焊條外皮和焊劑 | ?刺激鼻、眼、喉、肺充血,骨骼改變 |
?鉛 | ?焊料、黃銅、青銅合金以及鋼材的涂層 | ?貧血、疲乏、異常疼痛,生殖能力下降,腎臟、神經(jīng)損傷 |
?錳 | ?碳鋼和不銹鋼中的合金 | ?寒戰(zhàn)、患金屬煙熱病、神經(jīng)系統(tǒng)損傷 |
?鉬 | ?鋼合金 | ?代謝失常,刺激鼻、咽、喉 |
為此,博迪公司針對幾種焊接推薦以下方案:
焊接類型 | 解決方案 |
電焊 | 根據(jù)具體情況分析,一般來說:1、變動范圍不大時,可采用移動式焊接煙塵凈化器2、工位變動范圍較大時,應采用頂氣罩排放 |
二氧化碳保護焊 |
1、自動焊機應隨機配備固定式焊接煙塵凈化器。 2、變動范圍不大時,可采用移動式焊接煙塵凈化器 3、工位變動范圍較大時,應采用頂氣罩排放 4、焊接煙塵產(chǎn)生量很大時,應采取“分層送風”措施 |
氬弧焊 | 可采用移動式焊接煙塵凈化器,同時,焊接工位局部通風良好 |
手工焊 |
1、工位變動范圍不大時,可采用移動式焊接煙塵凈化器 2、工位變動范圍較大時,應采用頂氣罩排放 3、焊接煙塵產(chǎn)生量很大時,應采取“分層送風”措施 |
自動焊接機器人 | 推薦使用機器人焊煙凈化器,在煙塵源頭進行收集處理 |
而國家和國際在焊接行業(yè)頒發(fā)了一系列標準:
名稱? | ? | 煙塵類別? | ?允許濃度(mg/m3) |
國內(nèi)????? | 《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 化學有害因素》(GBZ2.1—2007)? | ?電焊煙塵 | ?4 |
?《車間空氣中電焊煙塵衛(wèi)生標準》(GB16194-1996) | ?焊接灰塵、粉塵 | ?6 | |
《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ36-79)??? | ?氧化錳 | ?0.2 | |
?氟化物 | ?1 | ||
?一般粉塵 | ?10 | ||
國外????? | ?日本焊接協(xié)會(WES) | ?焊接微細灰塵、粉塵 | ?5 |
?美國勞動衛(wèi)生協(xié)會(ACGIH) | ?焊接微細灰塵、粉塵 | ?5 | |
國際焊接協(xié)會(JIW)??? | 非合金鋼、非低氫型焊條粉塵 | ?10 | |
?非合金低氫型焊條粉塵 | ?5 | ||
?合金鋼低氫型、非鐵合金 | ?2.5 |