焊接危害的防護(hù)設(shè)計

陳熠道

（上海交通大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院，上海 200240）

焊接危害的防護(hù)設(shè)計

陳熠道

（上海交通大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院，上海 200240）

分析焊接操作對焊接工產(chǎn)生的三種主要危害，針對不同原因因素，基于中小企業(yè)的實(shí)際情況，提出不同的解決方法，逐個給出合理的防護(hù)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了操作成本低、實(shí)施方案簡單的設(shè)計思路，對焊接職業(yè)病的防護(hù)提出具體建議。

焊接危害；電弧輻射；煙塵和有毒氣體；高頻電磁場

在目前的社會轉(zhuǎn)型階段，勞動者對自身的保護(hù)意識已經(jīng)越來越強(qiáng)，以往那種粗放的、不注重職業(yè)危害的時代已經(jīng)一去不復(fù)返了。如果說80年代的工人，特別是農(nóng)民工吃苦耐勞，給報酬就干，那么現(xiàn)代新時期操作工普遍受過一定的教育，在維權(quán)意識上有了長足的進(jìn)步，往往對工作環(huán)境有一定要求，這也是目前藍(lán)領(lǐng)技術(shù)工人緊缺的重要原因。面對不斷挑剔的操作人，如果企業(yè)經(jīng)營者們還抱著以往那種高高在上，無視員工身體狀況的心態(tài)，勢必面臨著無人可用的境地。企業(yè)經(jīng)營者們面對的另一個重要的問題也逐漸顯現(xiàn)，隨著現(xiàn)在醫(yī)療衛(wèi)生的發(fā)展，職業(yè)病的醫(yī)治費(fèi)用也是不斷攀升，其后期醫(yī)療費(fèi)用也是一筆巨大的開支。隨著勞動法的深入人心，以及政府不斷重視，相信未來企業(yè)在職業(yè)病防護(hù)上的費(fèi)用將大幅提高。

焊接是一道重要的工序，在日常生活中隨處可見各個工人在街頭焊接的情景，隨著火花四濺和一股股嗆人的濃煙散發(fā)出來，一般人都是敬而遠(yuǎn)之。據(jù)目前就業(yè)市場上的統(tǒng)計，市場上的焊接工長期處于緊缺狀態(tài)，工作環(huán)境惡劣和職業(yè)病高發(fā)是越來越少的人愿意從事這個行業(yè)的主要原因。本文就目前自動焊接的危害和防護(hù)設(shè)計進(jìn)行討論，其目的是改善目前的焊接操作工的工作環(huán)境，使大量焊接工遠(yuǎn)離職業(yè)病的困擾。

一、焊接的危害

焊接操作對焊接工的危害主要有三種：電弧輻射、煙塵及有毒氣體、高頻電磁場。電弧輻射是指焊接過程中產(chǎn)生的紅外線、紫外線和可見強(qiáng)光線。紫外線會引起皮炎，皮膚上出現(xiàn)紅斑、水泡，伴隨有燒灼感，還會引起電光性眼炎；紅外線會引起組織的熱作用，容易有熱感，還會造成紅外線白內(nèi)障；可見光線則會引起電焊晃眼、視覺模糊。

煙塵和有毒氣體常常使焊工患上塵肺甚至中毒。焊接時由于高溫使金屬熔化，形成金屬蒸汽，焊工長時間吸入之后極容易金屬中毒。有毒氣體主要是臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化氫等，都對人體有強(qiáng)烈的刺激作用。人吸入較多硅、硅酸鹽、錳、鉻、氟化物及金屬氧化物、氮氧化合物和臭氧等混合煙塵或有毒氣體后，會引起肺組織彌漫型、纖維性病變所致的疾病，就是人們常說的矽肺病。

高頻電磁場容易使人勞累，還有一種說法高頻電磁場會對人體產(chǎn)生一種特殊的傷害，這也是目前市面上孕婦防輻射服大賣的主要原因。人們擔(dān)心在高頻電磁場中會產(chǎn)生類似于輻射傷害的結(jié)果，雖然世界醫(yī)學(xué)上還在不斷討論，但是人們對其危害卻諱莫如深。

二、電弧輻射防護(hù)設(shè)計

要對電弧輻射進(jìn)行防護(hù)，就要了解輻射中的紅外線和紫外線。紅外線和紫外線雖然對人體有一定的危害，但是其穿透力并不強(qiáng)，也就是說如果在焊接的時候有一樣?xùn)|西能夠擋在人體之前，就能有效防護(hù)住強(qiáng)光對人體的傷害?；谏鲜隼砟?，我們設(shè)計了焊盒，如圖1所示。

圖1 焊盒機(jī)械圖

焊盒的材質(zhì)可以是碳鋼、不銹鋼、鋁材以及銅材，焊盒的主要作用是阻擋紅外線、紫外線、可見光對人體的傷害。由于焊接時產(chǎn)生的大多是能量大穿透力弱的光線，所以一般金屬材料都可以起到防護(hù)作用，但是考慮到焊接時產(chǎn)生的火花和高溫對焊盒的傷害，我們一般還是建議使用優(yōu)質(zhì)的鋼材來制作焊盒。如圖2所示焊接時效果圖，當(dāng)使用焊盒之后，幾乎所有可見光線都被焊盒所阻擋，在焊接時，工人可以不再使用防護(hù)罩，操作非常方便安全。

圖2 焊接時效果圖

三、煙塵和有毒氣體防護(hù)設(shè)計

對焊接時產(chǎn)生的大量有毒氣體，通常采用通風(fēng)的手段進(jìn)行防護(hù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單無成本，但是在生產(chǎn)場地比較狹小，多臺焊接設(shè)備同時工作的情況下，通風(fēng)的手段不能滿足生產(chǎn)的要求。這時需要類似油煙機(jī)一類的設(shè)備，能夠?qū)⒑附訒r產(chǎn)生的有毒氣體抽出，然后再過濾排出，于是設(shè)計了濾筒式焊煙過濾器，如圖3所示。使用時，將吸罩對準(zhǔn)焊接處，利用負(fù)氣壓將焊接處的空氣不斷抽出，抽出的空氣經(jīng)過過濾網(wǎng)和活性炭層，過濾網(wǎng)將其中的金屬大分子截留，積存起來，活性炭層吸收一氧化碳、臭氧等氣體，然后將過濾后的氣體排出，這樣處理過的焊煙的危害性已經(jīng)大大降低，這時輔助于通風(fēng)設(shè)施，就能夠大大緩解焊接時產(chǎn)生的大量有毒氣體，對工人起到防護(hù)作用。

圖3 濾筒式焊煙過濾器

四、高頻電磁場的防護(hù)設(shè)計

高頻電磁場的防護(hù)一直以來都是一個比較棘手的問題，輻射無處不在，人眼無法觀察，目前也沒有合適的檢測設(shè)備，所以具體防護(hù)到什么程度很難用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來檢測，所以我們設(shè)計采用源頭治理的方法。所謂源頭治理，即哪里產(chǎn)生電磁場我們在哪里對其進(jìn)行防護(hù)隔離。

在焊接時，產(chǎn)生的電磁場主要在焊接頭和電源線上，而現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的防護(hù)設(shè)施首推屏蔽網(wǎng)，即銅網(wǎng)。由于銅網(wǎng)能夠有效屏蔽電磁干擾，所以現(xiàn)在很多通訊線上也采用了這種技術(shù)。在焊接的主干電源線外端增加一層銅網(wǎng)屏蔽層，就能夠在源頭上控制住電磁場的擴(kuò)散，其原理類似于屏蔽服，只是由原先的人穿改為機(jī)器穿，這樣能夠使工人焊接時比較便捷地操作。

五、小結(jié)

設(shè)計無小事，在選擇一項技術(shù)的時候，必須進(jìn)行相關(guān)各方面技術(shù)的比較，從而揚(yáng)長避短，選擇最合適的實(shí)施方案。安全是關(guān)鍵，在一些對人體有損傷的工藝工序部分，應(yīng)該首要設(shè)計防護(hù)措施，人是實(shí)施工作的關(guān)鍵，一定要將人的因素控制起來，保護(hù)起來。在未來的日子里，職業(yè)病的防護(hù)工作將越來越重要，只有先保護(hù)好了人，安全生產(chǎn)才能進(jìn)行下去。

[1]尹顯華，杜武.我國電焊機(jī)行業(yè)運(yùn)行態(tài)勢分析[J].電焊機(jī), 2012（1）：37.

[2]司躍琴，李亞偉.電焊作業(yè)的安全防護(hù)措施探析[J].工業(yè)設(shè)計；2011（11）：155.

[3]寧紹強(qiáng),唐克兵.產(chǎn)品的人性化設(shè)計[J].桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2003（3）:63-67.

[4]嚴(yán)建英.手工電焊的危害與防護(hù)[J].安全與健康,2003（1）:45.

（編輯：林鋼）

Protection from Welding Injuries:Solutions

CHEN Yi-dao
（School of Mechanical Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai,200240,China）

According to the three main injuries to welders and the reality of small-and-medium-sized enterprises,this paper puts forward solutions to different safety problems.The solutions are reasonably designed according to different situations so that the implementation of the protective measures is easy and of low cost.The paper also gives suggestions for preventing the welding-related diseases.

welding injury;arc radiation;smoke and toxic gases;high frequency electromagnetic field

TG 408

A

1671-4806（2014）06-0107-02

2014-07-20

陳熠道（1986—），男，江蘇無錫人，助理工程師，碩士研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)械工程。