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焊接工艺中职业病危害因素的识别

文章栏目:职业卫生评价 来源:职业卫生网 浏览次数: 评论: 顶: 踩:

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。

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:

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。

由于本文作者知识的局限,文中可能会有一些错误或不妥之处,敬请专家和读者批评指正。

关于压力焊的介绍推荐大家看下面的一本资料。

压力焊——高等学校试用教材

作者:赵熹华 主编

出版社:机械工业出版社

关于其他焊接工艺方法介绍推荐大家参看下面一本资料

高职高专规划教材《焊接方法与设备》,

机械工业出版社,

雷世明主编

相对于职业卫生评价人员推荐的和本文主要的参考文献是

《焊接安全与卫生技术》

张应立 张莉 编著

中国电力出版社

《建设项目职业病危害因素识别分类管理与防护措施》

本书编委会

中国知识出版社

作者:阿牛 转载请注明版权(如果觉得本文不错 亲 可以点击右侧分红按钮分享给其他人哦)

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