焊接工艺污染及治理方式

电弧焊、手工电弧焊

 

这是最常见的焊接工艺，为“闪光焊”。多用于钢材与钢材间的焊接。焊接材料为焊条。

 

手工电弧焊接时，在电弧高温作用下，药皮首先熔融。组成药皮的稳弧剂、还原剂、造渣剂及造气剂、合金剂、胶粘剂、稀渣剂、增塑剂等，大量变为焊接烟尘，其粒径在0.10～1.25μｍ。

 

针对此，GB16194《车间空气中电焊烟尘卫生标准》中规定：“车间空气中电焊烟尘最高容许浓度为6mg/m3”、“在施焊过程中产生的其它有害物质仍按这些毒物现行规定的卫生标准执行”。

 

手工电弧焊焊接烟尘的治理措施，当焊接工位变动范围不大时，可采用移动式焊接烟尘净化器。当焊接工位变动范围较大时，移动式焊接烟尘净化器使用不便，可通风扩散排放；焊接烟尘产生量大时，应采取“分层送风”措施。

 

CO2气体保护焊

 

CO2气体保护焊属于闪光焊。要注意其采用的焊丝有实芯与药芯两种。

CO2气体保护焊焊接烟尘成分主要为MnO2、Fe2O3与有害气体CO、NOx、O3。 对于实芯焊丝（φ1.6），其施焊时发尘量为450～650mg/min,焊接材料的发尘量为5～8g/kg。对于药芯焊丝（φ1.6），其施焊时发尘量为700～900mg/min,焊接材料的发尘量为7～10g/kg。

CO2气体保护自动焊机应随机配备固定式焊接烟尘净化器。当焊接工位固定时，应配备固定式焊接烟尘净化器。当焊接工位变动范围不大时，可采用移动式焊接烟尘净化器。

当焊接工位变动范围较大时，移动式焊接烟尘净化器使用不便，可通风扩散排放；焊接烟尘产生量大时，应采取“分层送风”措施。

 

 氩弧焊

 

氩弧焊属于闪光焊，施焊时有强紫外线产生。可焊接不锈钢、合金钢、铜、铝等。分为非熔化极氩弧焊与熔化极氩弧焊。

 

施焊时产生的大气污染物主要是NOx、O3以及MnO2、Fe2O3。

 

对于常用的熔化极氩弧焊，实芯焊丝直径为φ1.6，施焊时发尘量为100～200m g/min,焊接材料的发尘量为2～5g/kg。

 

氩弧焊可采用移动式焊接烟尘净化器，同时，必须保证焊接工位局部通风良好，以保证焊工的健康。

 等离子焊

 

等离子焊属于闪光电弧焊，它是通过高度集中的等离子束电弧熔化母材的焊接方法。等离子焊的焊速高，可不开坡口，焊缝性能优良，焊缝热影响区小，焊接变形与残余应力小，可焊接多种金属，尤其对于厚3～8mm材料，是一种高效优质低成本的电弧焊接技术。

其离子气采用高纯氩，保护气以氩、氦为主，有的配以少量氢。焊接烟尘分析与氩弧焊类似。

目前金属焊接和切割已经是工业生产中不可或缺的工艺手段，而随之产生的大量烟尘和有毒气体又时刻危害着劳动者的身心健康本文主要针对铆焊车间除尘设备的选型进行研究，寻找最适合车间现状的空气净化解决方案。

 

焊接烟尘主要特点：

由焊接及相关工艺过程中产生的有害物质的存在形式有气态和颗粒状态2 种，颗粒状态物质以微小的固体颗粒弥散在空气中，其中尺寸<10μm的颗粒可以经过呼吸系统渗人肺泡内，对人体健康危害最大。

由焊接产生的悬浮在空气中的颗粒非常小，其尺寸一般<1μm。德国BCIA 组织对焊接烟尘颗粒的检测的报告(表略)显示0.4μm以下的颗粒粉尘占总粉尘量的98.9%。

 

焊接烟尘危害：

 

焊接时产生的烟雾中含有大量的重金属颗粒和有害烟尘，这些物质以二氧化硫、二氧化锰等化合物的形式漂浮在烟雾中，该种烟雾中还含有大量致癌的镍金属、碳酰基等。

而且这些烟尘30%~90%是μm级以下的颗粒，极易被人体吸收，严重污染车间的工作环境，既影响正常的工作又危害工人的身心健康。当然也离不开的我们自主研发的移动式焊烟净化器。

 

除尘方案设计：

 

举个例子：

 

某工厂布局：下料、机加焊援、涂装、装配分布在一个厂房内，整个车间无通风，冬季采用热辐射采暖。

 

焊接工位的分布具有区域集中的特点，某一区域布置几台焊机，但宏观上这些焊接区城则分散于车间内的不同部位，烟尘产生区域分布范围广由于焊接废气具有一定的漂浮特性。

 

如不及时处理焊接烟尘，将导致车间内焊接废气内处飘散，废气及污染物无法排出车间，有害气体依度积累增加，影晌车间环境和操作工人的身体健康造成大面积的空气污染，扩散后处理难度大。

 

根据上述分析可知烟尘若扩散后治理难度很大，因此烟尘的及时收集与过滤就成为整个空气净化过程中的关键。

 

在除尘方案的选择上首先要确定烟尘发生点的布局，遵循最适用原则，兼顾设备投人的经济性进行选择。

 

根据以上工况，目前较为成熟的2种空气净化方式为：整体置换通风式和局部交换式除尘。

 

1、整体除尘（置挨通风）

 

（1）应用：该系统主要应用在工作环境要求严格的密闭厂房，如要求恒温、恒湿、低粉尘的铝合金焊接车间；

 

（2）原理：置换通风空气净化采用分层送风的方式，利用湿差形成2个区域,上部为混合区、下部为向上流动的沽净区。

 

2、局部除尘

 

局部除尘所适用的范围非常广泛，在各个行业的空气净化中均有应用。

 

（1）多位集中式除尘系统

 

布局灵活，适用于各种多工位焊接生产线的除尘使用。多工位集中式除尘系统主要由净化器主机、通风管、吸气臂、集气罩等部分组成。

 

（2）单机除尘设备

 

单机除尘设备占有空间小；移动式位置可灵活调整。

 

（3）滤筒除尘设备

 

目前滤筒式过滤技术较为成熟，是过滤焊烟除尘的首选方式。

 

原理：滤筒除尘器工作过程中，含尘气体进入除尘器灰斗后，由于气流断面突然扩大及气流分布板作用，气流中一部分粗大颗粒在动和惯性力作用下沉降在灰斗；粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后，使粉尘沉积在滤料表面上，净化后的气体进入净气室由排气管经风机排出。

其有害物质、有害气体、性质与数量大不一样，当然治理方式也不一样。