焊接有害物质及其对健康的影响VIP专享VIP免费

172006年第8期热加工ViewofExpert专家视点随着焊接技术向优质、高效、自动化进程的快速发展，与高效、自动化相联系的各类焊接材料和焊接工艺方法被迅速推广应用。无论是自保护药芯焊丝，还是气保护药芯焊丝；无论是双丝自动焊，还是多丝自动焊，采用大热输入量焊接，势必导致作业区焊接有害物质排放量猛增；另一方面，在一部分迅速崛起的新型焊接结构制造企业，由于缺乏安全、健康和环保意识，作业区通风条件较差，又没有设置有效的排烟净化装置，致使作业区焊接有害物质浓度大大超过容许浓度，焊工的健康受到很大的威胁。当前，提倡以人为本，关注环境与健康，实现安全生产和社会经济协调发展，已经成为人类追求生活质量提升和社会稳定进步的新目标。继续开展焊接与环境、焊接与健康方面的研究与探讨，对推动焊接技术的清洁、环保、可持续发展，具有参考价值和重要意义。〔摘要〕介绍了焊接有害物质的产生机理和发尘量的影响因素，从有害物质种类、工艺方法和材料焊接三方面探讨了有害物质对健康的影响。结果表明，焊接有害物质是在电弧高温作用下，焊条和母材熔化过程中，在弧柱及焊接区产生的蒸气凝聚成细小的固态粒子和大量气态物质。焊接材料特性是影响发尘量的内在因素，焊接参数、焊接条件以及焊接方法则是外因，其发尘量最终受焊接有害物质产生机理控制。实际的焊接有害物质是多组分混合物，对健康的影响更复杂，还必须考虑有害物质的实际浓度，以及侵害时间等因素。在焊条电弧焊、氩弧焊、等离子弧焊接及切割，以及CO2气体保护焊等焊接方法中，由于产生有害物质种类、发尘量及浓度各不相同，所以对健康的影响各异。不锈钢烟尘中的六价铬化物以及镍的氧化物等均有致癌作用，铝及铝合金焊接时焊工的铝尘肺，铜及铜合金焊接时焊工的急性铜中毒症等，是材料焊接对健康的主要影响。焊接有害物质及其对健康的影响太原理工大学焊接材料研究所(山西030024)孙咸焊接环境与健康安全特别策划专辑182006年第8期热加工ViewofExpert专家视点一、焊接有害物质的产生1．焊接有害物质定义所谓焊接有害物质，是指在焊接和切割及相关工艺过程中产生的、超过容许浓度时就会危害健康的，以及可吸入的空气污染物质。焊接有害物质的存在形式有气态和颗粒状态两种。2．焊接有害物质产生机理20世纪80年代以来，关于焊接有害物质产生机理，逐渐形成了比较相近的理论。该理论认为，在电弧高温作用下，焊条端部的熔化物（液态金属和熔渣）以及熔滴和熔池表面产生过热蒸气，在空气中被迅速氧化凝聚成极细固态粒子，以“气溶胶”状态弥散在电弧周围，形成了颗粒状态有害物质，即焊接烟尘。与此同时，熔滴过渡区激烈的化学冶金反应，产生了大量气态有害物质，如CO、CO2、H2、O3、氮氧化物和碳氢化物等。3．有害物质的组成及形态特征光谱分析表明，焊接烟尘中的化学组成比较复杂，被检测到的元素有Fe、Ca、Mg、Si、Al、Ti、K、Na、Cu、Cr等，这些元素以多种化合物形态存在。表1列出了典型焊条烟尘主要化学组成。可以看出，酸性焊条烟二、焊接有害物质发尘量的影响因素1．焊接材料特性的影响有资料显示，在各类焊接材料有害物质（烟尘）的发尘量中，以埋弧焊丝发尘量最小，自保护药芯焊丝发尘量最高；在各种类型药皮焊条中，钛钙型焊条发尘量较小，其次是钛型、钛铁矿型，碱性渣系焊条的发尘量较多。在各类气保护焊丝中，药芯焊丝产生的烟尘比实芯焊丝要大。从焊接有害物质产生机理分析：①埋弧焊的实质是电弧被焊剂覆盖，产生的焊接烟尘被阻挡或隔离，进入空气中的烟尘显得较少。②自保护药芯焊丝中含有大量造气、造渣剂、脱氧及合金剂，其中有一些是易蒸发物质，况且是明弧、电流又较大，熔滴温度高，焊接烟尘必然大。③电焊条中，碱性渣系药皮中含有较多的氟石尘中氧化铁含量、二氧化硅含量、氧化锰含量都比碱性焊条的高；碱性焊条烟尘中钾、钠氧化物和氟化物含量比酸性焊条的高。可以用“熔滴过渡电弧特性”理论解释上述结果。该理论认为，酸性焊条电弧是从焊条端部熔融金属表面上直接发生的，致使Fe、Si、Mn的过热蒸气较多，烟尘中相应的氧化物含量较高；而碱性焊条电弧是从粘附在焊条端部熔融金属表面...