《安全技术》之电弧焊的有害因素及防护.doc

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1、电弧焊的有害因素及防护一、有害因素的来源及危害手工电弧焊、气体保护焊和等离子弧等的有害因素主要有：金属烟尘、有毒气体、高频电磁场、射线、电弧辐射和噪声等几类。（一）金属烟尘焊接过程中，焊条和母材金属熔融时所产生的蒸气在空气中迅速冷却氧化形成微粒，微粒直径＜0.1μm的称为烟；微粒直径为0.1~10μm的称为粉尘。在空气中飘浮的粉尘和烟等微粒统称为气溶胶。1．金属烟尘的来源（1）金属元素加热蒸发形成金属烟尘焊接电弧的温度较高，一般在3000~6000℃。焊接温度都超过焊接金属元素的沸点，所以焊接时必然有金属蒸发。几种金属的沸点见表1。表表1几种金属元素的沸点分析焊缝的化学成分，也可

2、证明焊接时金属有蒸发。即相同成分的母料和焊丝，用光焊条焊接时，焊接后焊缝中锰、碳、硅的含量减少了，如表2所示。收集和分析电弧中的气体成分，可得到金属沉淀，也证明金属蒸发。表表2几种金属元素的蒸发（2）金属氧化物形成烟尘在高温作用下，金属液体有氧化反应，如：2Fe+O＜sub＞2＜/sub＞2FeO，Si+O＜sub＞2＜/sub＞SiO＜sub＞2＜/sub＞，2Mn+O＜sub＞2＜/sub＞2MnO等。这些氧化物，可能留在焊缝内造成缺陷，还会扩散到大气中。（3）有药皮焊条产生烟尘焊条的药皮（含大理石、锰铁、硅铁等）在焊接过程中与金属一同蒸发、氧化、生成Fe＜sub＞2＜/su

3、b＞O＜sub＞3＜/sub＞、MnO、SiO＜sub＞2＜/sub＞等，这些有害物质逸出呈气溶胶状态。金属烟尘的成分和浓度，主要取决于焊接材料、焊接工艺及焊接规范。如焊铝时可产生铝粉尘、焊铜时可产生铜和氧化锌粉尘等。黑色金属焊接时发尘量及主要毒物见表3。表表3黑色金属焊接时发尘量及主要毒物2．金属烟尘的危害金属烟尘是明弧焊的一种主要有害因素。烟尘的成分复杂，主要成分有铁、硅、锰，还有铝、氧化锌、铜等。其中主要毒物是锰。其它烟尘虽毒性不大，但其尘粒极细（5μm以下），在空中停留时间较长，容易吸入肺中。因此在密闭容器、锅炉、管道内或面积狭小、门窗关闭的室内焊接时，根据现场测定，焊接

4、烟尘浓度往往高于国家卫生标准几倍甚至几十倍。在烟尘浓度较高的情况下，长期从事焊接作业的工人会形成焊工尘肺、金属热等职业病。（1）焊工尘肺尘肺是由于长期吸入超过规定浓度，并引起肺组织的弥漫性纤维化的粉尘所致。有些粉尘如铁铝等，吸入后可沉积于肺组织中，呈现一般的异物反应，对人体危害较小或无明显影响，脱离粉尘后病变可逐渐减轻或消失。这类疾病称为肺粉尘沉着症。但近一二十年来，由于焊接工艺的进展，新的焊接材料，尤其是手工电弧焊的焊药成分复杂，经现场测定分析，证明焊区周围空气中除了有大量氧化铁或铝等粉尘外，尚有多种具有刺激性和促使肺组织纤维化的有毒因素，例如硅、硅酸盐、锰、铬、氟化物及其它金

5、属氧化物。目前一般认为，焊工尘肺既不是铁末沉着症，也不同于矽肺，而是由于长期吸入超过标准容许浓度，并以氧化铁为主的混合烟尘和有毒气体对肺组织作用所致的混合性尘肺。人体呼吸道对粉尘有一定的防御功能，在鼻腔里通过分泌粘液等，可使大于10μm的粉尘沉积下来，并排除体外。据研究，鼻腔的滤尘效能约为吸入粉尘总量的30~50%。在深呼吸道，支气管逐渐分级，使气流速度逐渐减慢和改变方向，可使2~10μm的粉尘沉积在各级支气管壁上，其中大部分能通过粘膜上皮的纤毛运动，伴随粘液往外移动，并通过咳嗽排出体外。进入肺泡的粉尘，一部分可随呼吸排出，一部分通过吞噬作用而被清除。虽然人体对粉具有防御功能，但

6、在粉尘超过允许浓度的情况下长期作业，防尘措施又不好，吸入粉尘较多，就会形成焊工尘肺。焊工尘肺的诊断目前尚未制订有关标准。（2）锰中毒锰蒸气在空气中能很快地氧化成一氧化锰、四氧化三锰呈烟状。长期吸入超过允许浓度的锰及其化合物的微粒及蒸气，则可造成锰中毒。（3）焊工金属热焊接金属中直径为0.05~0.5μm的铁、锰和氟等的氧化物，通过呼吸道、末梢细支气管和肺泡，再进入机体，引起焊工金属热反应。一般在密闭罐、船舱内使用碱性焊条施焊时，容易得此症。（二）有毒气体在焊接的高温和紫外线作用下，在弧区周围产生多种有毒气体，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氟化物等气体。1．臭氧空气中的氧在短波紫

7、外线的激发下生成臭氧（O＜sub＞3＜/sub＞），其化学反应是：短波紫外线O＜sub＞2＜/sub＞2O2O＜sub＞2＜/sub＞+2O=2O＜sub＞3＜/sub＞波长为2×10＜sup＞-7＜/sup＞m以下的紫外线，对氧分子的破坏能力最强。臭氧呈淡蓝色，是有刺激性气味、有毒气体。其浓度较高时，有腥臭味；浓度特高时，有腥臭并略带酸味。臭氧对人体的危害主要是对呼吸道及肺有强烈的刺激作用。臭氧浓度超过一定限度时，可使焊工引起咳嗽、胸闷、食欲不振、疲劳无力、头晕、全身无力等，严