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电弧焊烟尘净化措施及方案
电弧焊烟尘净化措施及方案
电弧焊是我们日常生活中常见的一种烟尘产生方式，今天我们来介绍下其工艺及烟尘净化方法。
电弧焊是我们日常生活中常见的一种烟尘产生方式，今天我们来介绍下其工艺及烟尘净化方法。
1.1 手工电弧焊：
这是常见的焊接工艺，为“闪光焊”。多用于钢材与钢材间的焊接。焊接材料为焊条。对大量结构用低碳钢、低合金钢焊接，使用最多的J422焊条（钛钙型、酸性焊条），其焊条芯熔融钢材成分为：C<0.12％,Mn=0.3～0.6％;药皮成分中：TiO占24～48％,CaCO3<20％.药皮熔融温度比钢芯低200多度。而J502焊条（低氢型、碱性焊条），CaO占8～26％，CaF2占10～23％。
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（Ca及K、Na等电离电位低的物质）、还原剂（Mn、Ti、Al、Si等，可使进入熔池的氧化物还原，S、P被去除）、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。焊接烟尘中毒害更大的物质是MnO2(约在焊接烟尘中占7.5％左右)及Fe2O3（约在焊接烟尘中占近50％）、SiO2（约在焊接烟尘中占近20％）等，会导致焊工锰中毒及矽肺病。有害气体有CO、NOx等，而F会与H反应生成有害气体HF。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更高容许浓度为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”。
J422焊条施焊时发尘量为200～280mg/min,焊接材料的发尘量为6～8g/kg；J502焊条施焊时发尘量为350～450mg/min,焊接材料的发尘量为11～16g/kg。同样是手工电弧焊接，焊条不同，药皮成分不同，产生的焊接烟尘成分不同，发尘量也差别很大。J502焊条发尘量约为J422焊条的一倍，且含有HF，应引起更大的关注。
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。
1.2 埋弧焊：
φ5的实芯焊丝产生的电弧被埋藏在小颗粒的焊剂下，施焊时看不到弧光闪射。焊剂成分以常用的“氟碱型”焊剂为例：CaO＋MgO＋MnO＋CaF2＞50%、SiO2＜50%、CaF2＞15%，粒度2～0.28mm。
施焊时产生的焊接烟尘含有MnO2、Fe2O3、SiO2与HF。 施焊时发尘量为10～40mg/min,焊接材料的发尘量为0.1～0.3g/kg。埋弧焊机应随机配备固定式焊接烟尘净化器。
1.3 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（焊接烟尘中除上述内容外还有SiO2、HF等）。
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。
1.4 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（钨极氩弧焊）与熔化极氩弧焊（采用实芯焊丝，保护气体为氩气与CO2混合气体）。
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。
1.5 脉冲焊：
脉冲焊属于闪光电弧焊，它是应用可控脉冲技术，将两个并联运行的电源（维弧电源及脉冲电源）向焊接电弧供电的焊接方法。脉冲焊可产生稳定的小孔效应，保证焊透并提高熔敷率，用于氩弧焊。焊接烟尘分析与氩弧焊相同。
1.6 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（射流速度达300～2000m/s,能量密度达105～106W/cm2）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。
焊接车间的污染种类多，应从污染源、治理途径、个人防护3个方面进行综合治理。污染的治理应结合工位的具体情况制定方案，不能脱离实际，影响正常的生产操作。治理方案的设计应充分考虑各种污染的治理方式在保证处理效果的前提下，设计采用一体化设备、设施，从而达到减少场地占用、节约投资的目的。
采取有效的通风排烟措施
通风排烟是治理焊接烟尘的一个重要措施。目前国内外采取的通风排烟的措施主要有：点排烟、局部排风、全室通风换气、全室空气净化等几种方式
1）点排烟
点排烟是直接从焊接电弧区附近排除焊接烟气，点排烟形式：有大风量低压系统、小风量高压系统、移动式焊接烟尘净化机等。点排烟式机组的排风量和风速一定要适宜，风量太小抽不出去，风量太大会使得保护气氛被破坏，而影响焊接质量。采用点排烟时，保护气体用量要相应增加
2）局部排风
局部排风是直接从焊接点吸走烟气，有通风罩、吹吸式、地坑排烟式等。该方法主要是针对焊接工件较小、焊接工位较固定、或者在小范围内移动、车间工位上空无吊车的情况下采用。见图4、图5。
局部吹吸式主要是对于有双向孔口的密闭容器内部焊接采用的一面吹风，一面吸风的排烟方式。在大型容器制造过程中，为在容器中的焊接工人排烟通风应用较为广泛。
地坑排烟式主要是用于气体切割机等台面下抽风排烟装置，近来采用水切割工作台来搜集等离子切割烟尘，以净化空气。
3）全室通风
焊接车间符合以下情况，必须采取全室通风：
A焊接工位无法固定，不能采用点排烟和局部排烟方式；
B仅有部分焊接工位设有点排烟和局部排烟方式，不能保证车间的烟尘浓度保持在允许范围之内。
全室通风的目的主要是：引进室外的新鲜空气，以冲淡室内空气中的焊接烟气的浓度，使工作区焊接烟气的平均浓度控制在允许标准以下。从空气平衡的角度出发，需要引进多少新鲜空气就必须排走同样多的含有焊接烟尘的室内空气，这样新鲜空气不断引进，室内被污染的空气不断排走，从而带走室内不断产生的焊接烟尘。
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