各种电焊机的安全技术和防护措施.doc

各种电焊机的安全技术和防护措施

  众所周知，焊接过程中将产生大量对人体有毒或有害的光、热、气等物质。为此，本文就焊接过程可能出现的有毒、有害物质进行研究分析，确定其产生的原因，并就此提出相应的防护措施。
　　焊接技术是现代工业生产中一种重要的金属加工工艺，在建筑、桥梁、造船、化工及机械制造等许多主要生产部门都得到广泛应用。改革开放30年来，焊接技术发展迅速，诸如激光焊、CO2气体保护焊、等离子弧焊等新工艺的不断出现，使焊接在生产上的应用范围日趋扩展，随之也出现了新的不安全和不卫生因素。随着工业生产的迅速发展，焊工人数也浮现出不断增加的趋势。因此，广大焊工和其他生产人员深入了解焊接安全技术，熟知在焊接过程中可能发生不幸事故和职业病的原因，掌握消除工伤事故和职业危害的各项技术措施，显得十分重要。
　　我国对焊接工人的安全和健康一直非常重视。《安全法》规定：关于电气、起重、焊接、锅炉、压力容器等特别工种的工人，必须进行专门的安全操作技术培训。经过考试合格后,才准许操作。还有《工厂安全卫生规程》、《气瓶安全监察规程》、《压力容器安全监察规程》等，对焊接安全技术也有具体的规定。
　　随着新材料、新技术的出现，新的焊接方法也不断涌现，但是焊接方法的分类变化减小，大体上可分为熔化焊、压力焊和钎焊。所谓熔化焊：焊接过程中母材和填充金属都熔化，两者是化学结合，如焊条电弧焊、CO2气体保护焊、GTAW、GMAW、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊等；压力焊：焊接时不用焊料，被连接金属间是化学或物理结合，如电阻〔点、缝〕闪光对焊、摩擦焊、冷压焊；钎焊：钎料熔化温度低于母材熔化温度，焊接时钎料熔化母材不熔化，两者之间是物理结合。在这三类焊接方法中以熔化焊的危害最大，因为在熔化焊过程中，母材和焊材分别充当一个电极，在焊接电源的作用下,母材和焊材熔化凝固形成焊缝，而在此过程中，电弧、熔池将成为热、电、磁、光的通路，因此焊工在此过程中也将受到热、电、磁、光的作用和影响，这对焊工的身体将会产生不利的影响，下面将对焊接工可能受到的危害进行分析，并提出相应的防护建议
　　1电击危害
　　由于焊接工件和焊枪各为一极，而焊接操在施焊过程中必定会有一定量的电流经过人体，如附图所示,进而操有受电击的危险存在。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500A和直流120A的电压对健康的人不会产生危胁。然而，如果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。尤其是在改换焊条时，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。
　　此外，在钨极氩弧焊焊接过程中,引弧方式一般采纳高频振荡回路。高频继续的时间很短，大都为毫秒级，此时电流也很小，但电压很高，达数千伏。在一般状况下不会引起电击，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，长时间工作会产生疲惫、精神不振、眩晕等症状。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。
　　在焊接作业中，为防止意外触电事故，电焊作业人员应当养成优良的工作习惯：
　　①作业时应戴干燥、符合要求的手套；
　　②不要让皮肤或湿衣服触及电极或者电焊钳的金属部分；
　　③坚持身体与金属焊件及地面的绝缘
　　④使电焊电缆和电焊钳坚持优良的工作状态。
　　2弧光辐射
　　实际上，焊接电弧是等离子体，属于物质第4种状态，由带电离子和中性粒子组成。电弧的温度很高，一般都在2000℃以上，各别特别焊接电弧温度可达数万度。这些高温电弧可产生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。
　　其防护措施主要为：
　　①在焊接作业区严禁直视电弧。依据不同的焊接方法及同一焊接方法的电流和母材种类及厚薄等条件的差异选择护目镜片，镜片的数字越大，则深度越大，对眼睛的保护效果越好；
　　②施焊时焊工应穿上标准规定的防护服；
　　③施焊场地应用围屏或挡板与四周隔离；
　　④注意眼睛的适当休息。
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。一般状况下，当噪声超过同意值5~20dB时，就对焊工产生有害影响，而手工打磨的噪声达108dB。

　某些焊机〔如直流旋转焊机〕的使用会产生很大的连续性噪声，这种噪声高达85~100dB。在高噪声环境中工作，短期则会产生听觉疲惫；当长期在高噪声环境中工作，由于继续不断地受到噪声的刺激，日积月累，听觉疲惫会发展成噪声性耳聋，即职业性听力损失。噪声还可引起多种疾病,如心神不宁、心情紧张、心跳加快和血压增高等，工业噪声调查结果指出,工作在高噪声条件下的钢铁工人和机械车间的工人，比宁静条件下的工人循环系统发病率高。在强噪声下，发生高血压的机率增大。长期在噪声环境下工作，对神经功能也会造成障碍,噪声可引起大脑皮层兴奋和抑制的平衡，从而导致条件反射的异常。有的患者会引起顽固性头痛、神经衰弱和脑神经机能不全等，症状表现与四周的噪声强度有很大关系。
　　关于焊接设备产生的噪音属于可避免噪音，只要对设备进行定期检修,保证设备运行优良，此类噪音可维持在可控范围内，进而对操不会产生影响，而锤击、打磨过程中出现的噪音属于不可避免的噪音，这时只能调整工作时间，让焊工适当地休息，避免产生累计损伤。
　　4烟尘
　　焊接及相关工艺过程中会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。其中可被吸入部分〔尤其是小于3μm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；而长期的影响是肺部的铁质冷静病症及良性瘤，但还未发现导致肺癌的直接证据。
　　焊接烟尘的成分因所用焊条的不同而有差异。焊条由焊芯和药皮组成,焊芯中除含有大量的金属铁之外，还含有少量碳、锰、硅、铬、镍、硫和磷等药皮材料主要含有大理石、荧石、纯碱、水玻璃等。焊接过程中电弧放电产生的高温〔高达4000℃〕使焊条、药皮和焊件发生冶金化学反应,产生大量的金属氧化物〔如氧化铁、氧化锰、二氧化硅等〕烟尘并弥漫于作业环境中，它随风扩散，影响面广,长期吸入这些烟尘的人，特别是电焊工，可能会引起“尘肺〞这一电焊工典型的职业病，发展到一定程度会出现胸闷、气短、咳嗽等呼吸道疾病。有些焊条药皮中含有锰，焊接时在高温条件下反应生成氧化锰烟尘，而氧化锰是一种对人体非常有害的有毒物质，吸入后严重时会引起“锰中毒〞,主要表现在破坏人体神经系统的正常功能，造成神经衰弱和植物性神经功能紊乱等。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敷金属成分。
　　为了保证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。同时要合计焊工在该环境下的工作时间，一是采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；另一方法是采纳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关于焊工的方向。
　　5有毒气体
　　焊接时产生的高温电弧和紫外线,会使空气发生电离而产生O3、CO、HF和NxO等有毒气体，刺激眼睛和呼吸系统，造成不适。
　　O3是一种无色、有特别刺激性气味的气体，对呼吸粘膜和肺有激烈的刺激作用，长期吸入低浓度的O3会引发支气管炎、肺气肿等。
　　CO为无色、无味、无刺激性的气体，其来源主要是CO2在电弧高温作用下分解而成，对人体的危害主要是阻碍氧在人体内的运输和利用。轻度中毒时头痛无力、呕吐、脉博加快，严重时意识不清，甚至窒息或心脏功能停顿，使人不知不觉中毒而死亡。
　　NxO是因焊接电弧的高温而引起空气中的氮、氧分子发生分解并重新结合而成的。它是有刺激性气味的气体，其中主要是二氧化氮，有特别臭味，人体吸入后进入肺泡内而形成有毒作用的硝酸及亚硝酸，对肺组织产生激烈的刺激及腐蚀作用，从而引起肺水肿。
　　焊接烟雾的控制与去除：在焊接现场采纳局部排气装置是最有效的方法，并使净化后的空气能返回工作区。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。
　　①焊接场地全面通风：在专门的焊接车间或焊接工作量大、焊机集中的工作地点，应合计全面机械通风：可集中安装数台轴流式风机向外排风,使车间常常改换新鲜空气；
　　②焊接场地局部通风：在焊枪四周安装小型通风机械，如排烟罩、排烟焊枪、强力小风机和压缩空气引射器等；
　　③在密闭容器或仓室里焊接的通风：最好上下都有通风口，必要时可用通风管将新鲜空气送到焊工身边，但严禁氧气送入，防止发生燃烧；
　　④积极采纳焊接新工艺、新技术,采纳低尘、低毒焊条。