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? ? 步入21世紀(jì)開(kāi)始,焊接已經(jīng)成功地完成了自身的蛻變。我們今天面對(duì)著這樣一個(gè)事實(shí):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(jié)構(gòu)、力學(xué)、電子等多門(mén)類(lèi)科學(xué)為一體的工程工藝學(xué)科。
? ? 有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:2002年我國(guó)第二產(chǎn)業(yè)的就業(yè)人數(shù)已經(jīng)超過(guò)了1.6億,其中制造業(yè)的就業(yè)人數(shù)達(dá)到8000多萬(wàn)。在美國(guó),焊接就業(yè)人數(shù)在1996年就超過(guò)了200百萬(wàn),占全美制造業(yè)總?cè)藬?shù)的10%以上??紤]到美國(guó)制造業(yè)工業(yè)產(chǎn)值為我國(guó)的4-5倍,人均勞動(dòng)生產(chǎn)率為我國(guó)25倍的狀況,以及中、美兩國(guó)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(guó)目前焊接行業(yè)的就業(yè)人數(shù)應(yīng)有一千萬(wàn)人左右。
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? ? 關(guān)于我國(guó)焊接行業(yè)的現(xiàn)狀,從整體上做定量的評(píng)估或許有些困難,但從各國(guó)焊接材料的產(chǎn)量可在一定程度上反映出我國(guó)焊接行業(yè)的規(guī)模。2002年的焊接材料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:我國(guó)焊接材料的總產(chǎn)量已經(jīng)攀升到了144.9萬(wàn)噸,與美、日、歐的總和相當(dāng)。
? ? 然而,這樣的焊接行業(yè)發(fā)展也日益令人擔(dān)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(guò)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(guò)程是:過(guò)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(duì)幾種焊接類(lèi)型分析研究。
?1、電焊(AW)
? ? 原理——用手工操作焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。利用焊條與焊件之間建立起來(lái)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?xì)怏w保護(hù)焊(自動(dòng)或半自動(dòng)焊)
? ? 原理:利用二氧化碳作為保護(hù)氣體的熔化極電弧焊方法。二保焊它在焊接時(shí)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?chē)Wo(hù),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——?dú)寤『讣夹g(shù)是在普通電弧焊的原理的基礎(chǔ)上,利用氬氣對(duì)金屬焊材的保護(hù),通過(guò)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(dá)到冶金結(jié)合的一種焊接技術(shù),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(lái)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(qiáng)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(wú)可避免地產(chǎn)生焊接煙塵,這些焊接煙塵具有以下特點(diǎn):
(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(guò)程中,焊接煙塵飄浮在遠(yuǎn)離車(chē)間地面高3~5m之間。?
(3)焊接煙塵的溫度較高 通過(guò)空氣和排風(fēng)管道的稀釋為40~55℃。?
(4)焊接過(guò)程的發(fā)塵量較大 ,一般來(lái)說(shuō),1個(gè)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(shí)每分鐘的發(fā)塵量和熔化每千克焊接材料的發(fā)塵量(見(jiàn)下圖)。
焊接方法 | 焊接材料 | 施焊時(shí)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(jié)422,?4mm) | 350~450 | 11~16 | Fe2O3、Fe2O、SiO2、MnO2、K2O等 |
鈦鈣型焊條(結(jié)422,?4mm) | 200~280 | 6~8 | ||
二氧化碳保護(hù)焊 | 實(shí)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(shí)芯焊絲(?1.6mm) |
100~200 | 2~5 | NOx、O3以及MnO2、Fe2O3 |
而這些焊接煙塵會(huì)對(duì)人的身體造成哪些傷害呢?
污染物 | 產(chǎn)生來(lái)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(jué)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?dú)庾饔卯a(chǎn)生 | ?刺激眼、鼻后呼吸道,肺充血、嚴(yán)重的肺損傷 |
一氧化碳 | ?焊劑或保護(hù)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(hù)涂層,某些合金,焊條外皮 | ?嚴(yán)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(jià)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(duì)幾種焊接推薦以下方案:
焊接類(lèi)型 | 解決方案 |
電焊 | 根據(jù)具體情況分析,一般來(lái)說(shuō):1、變動(dòng)范圍不大時(shí),可采用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器2、工位變動(dòng)范圍較大時(shí),應(yīng)采用頂氣罩排放 |
二氧化碳保護(hù)焊 |
1、自動(dòng)焊機(jī)應(yīng)隨機(jī)配備固定式焊接煙塵凈化器。 2、變動(dòng)范圍不大時(shí),可采用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器 3、工位變動(dòng)范圍較大時(shí),應(yīng)采用頂氣罩排放 4、焊接煙塵產(chǎn)生量很大時(shí),應(yīng)采取“分層送風(fēng)”措施 |
氬弧焊 | 可采用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器,同時(shí),焊接工位局部通風(fēng)良好 |
手工焊 |
1、工位變動(dòng)范圍不大時(shí),可采用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器 2、工位變動(dòng)范圍較大時(shí),應(yīng)采用頂氣罩排放 3、焊接煙塵產(chǎn)生量很大時(shí),應(yīng)采取“分層送風(fēng)”措施 |
自動(dòng)焊接機(jī)器人 | 推薦使用機(jī)器人焊煙凈化器,在煙塵源頭進(jìn)行收集處理 |
而國(guó)家和國(guó)際在焊接行業(yè)頒發(fā)了一系列標(biāo)準(zhǔn):
名稱(chēng)? | ? | 煙塵類(lèi)別? | ?允許濃度(mg/m3) |
國(guó)內(nèi)????? | 《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 化學(xué)有害因素》(GBZ2.1—2007)? | ?電焊煙塵 | ?4 |
?《車(chē)間空氣中電焊煙塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB16194-1996) | ?焊接灰塵、粉塵 | ?6 | |
《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(TJ36-79)??? | ?氧化錳 | ?0.2 | |
?氟化物 | ?1 | ||
?一般粉塵 | ?10 | ||
國(guó)外????? | ?日本焊接協(xié)會(huì)(WES) | ?焊接微細(xì)灰塵、粉塵 | ?5 |
?美國(guó)勞動(dòng)衛(wèi)生協(xié)會(huì)(ACGIH) | ?焊接微細(xì)灰塵、粉塵 | ?5 | |
國(guó)際焊接協(xié)會(huì)(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 |