焊接烟尘对运用过程的影响及应对措施

2015-12-09 10:16:27 admin 42

焊接烟尘是在焊接过程中产生的高温蒸气经氧化后冷凝而产生的,焊接烟尘主要来自焊条或焊丝端部的液态金属及溶渣。焊接资料的发尘量占焊接烟尘总量的80~90%,只要局部来自母材。科学研讨以及安康调查标明:焊接烟尘中存在着大量的可吸入物质(如氧化锰、六价铬、以及钾、钠的氧化物等)一旦这些物质进入人体,会对人体产生宏大的伤害。长期在焊接烟尘环境下作业的焊接操作人员患有慢性支气管炎等呼吸道疾病的比例明显高于其别人员,并且可吸入物质还会堆积在人体的骨骼和血液中,招致性才能降落,以至引发癌症,特别是近年来随着大量含有Cr、Mn、Ni等化学成分的焊接资料的运用,使焊接烟尘对职业安康和环境负荷的影响日益严重。

国际上对焊接卫生的研讨开端于1920年,主要研讨氮氧化物有害气体的影响。从20世纪2060年代主要对焊接烟尘的有害性停止研讨。70年代主要有焊条全烟尘测定,焊接卫生规范的倡议及焊条卫生标志的设立;对焊接烟尘发作机理及影响要素停止研讨。

一、焊接烟尘的影响要素

焊接烟尘的影响要素很多,主要要素包括焊接资料和工艺两个方面:资料指的是焊条药皮的成分、焊丝钢带、药粉的化学组成,以及维护气体成分等;工艺是指焊接办法的选择及工艺参数的设定。N.J.HUDSON等人指出在低合金MIG焊接过程中产生的以混合金属氧化物和尖晶石构造为主的焊接烟尘主要是由电极资料、被焊合金资料、过程控制、维护气体组分,以及电压和电流值决议的。

1.焊接资料焊接资料对焊接烟尘的作用主要表现在以下两个方面:

1)焊接资料是焊接烟尘产生的来源,焊接资料的成分直接影响焊接烟尘发尘量的几和焊接烟尘的化学成分。

2)焊接资料影响焊接电弧物理,经过改动熔滴过渡方式,控制焊接过程中产生的金属蒸气进入大气的含量。施雨湘等经过对单组分和少组分焊条的焊接烟尘实验发现:大理石、氟石等物质自身产生的烟尘高,其组成焊条的烟尘也高;金红石等物质自身产生的烟尘较低,其组成焊条的烟尘也低;菱苦土等物质自身产生的烟尘较高,但是组成焊条时不一定高。药皮物质不只各自影响焊接烟尘,而且互相之间存在复杂的关系,改动药皮组分比例,有可能到达降尘的目的。

ZimmerBiswas在对气体金属氩弧焊过程中产生的气溶胶停止研讨时发现,被焊合金成分关于焊接烟尘颗粒的尺寸散布,以及焊接烟尘的形态和化学构造有显著的影响。此外,焊接烟尘颗粒尺寸的散布是多形态且随时间发作空气动力学变化。

小林实等经过实验发现,CO2维护药芯焊丝的发尘量同焊丝所用的钢带的含碳量成正比,如将钢带含碳量从通常的0.08%降到0.045%以下(最好0.02%),可使发尘量减少30%左右,根本上与实芯焊丝发尘率相同。关于药芯焊丝,假如降低钢带和光滑剂里的含碳量,可大幅度降低发尘率。J.H.Dennis等人发如今FCAW焊接过程中,所用焊接资料中添加1%Zn能显著降低Cr6+和臭氧的生成。

北京工业大学的王聪慧等人研讨了铁粉添加量对焊丝发尘率的影响时发现:烟尘中铁的氧化物约占50%.当药芯焊丝中的含铁量为19.5%28.7%(质量分数)时,焊丝发尘量为5.52268.2326g;烟尘中铁和锰的氧化物所占的比例很大。实验条件下Fe粉在药芯中所占比例越小,单位质量的焊丝发尘量就越少;不同厂家、不同工艺消费的铁粉对发尘量没有明显的影响。此外他们还对焊条焊芯和局部辅料作了环境负荷影响评价,经过数据采集,环境影响因子肯定,以及结果剖析等发现焊丝和焊带的环境负荷较大,而矿物粉的消费过程环境负荷较小。

2.工艺要素

焊接参数会影响焊接烟尘的发尘率。不同焊接办法的选择,极性的改动,电流电压的变化,以及送丝速度等都会对发尘量和焊接烟尘的化学成分产生影响。

在研讨Al-Mg合金直流和交流脉冲惰性气体维护焊过程中产生的焊接烟尘时发现,运用交流脉冲惰性气体维护焊能从实质上抑止烟尘的产生。在研讨电弧电压及送丝速度对GMAW中实芯焊丝和金属芯焊材的焊接烟尘的发尘量的影响时发现:关于f1.4mm的实芯焊丝在直流正接的状况下,热输入超越临界值9.5kW时烟尘发作率得到一个最小值;直流正接的状况下,实芯焊丝和金属芯焊丝具有相同的焊接烟尘发作率,但是金属芯焊丝取得最低烟尘发作率和最适合的电弧稳定性调理范围较大。直流反接时,关于金属芯焊丝来说,采用一个较高的送丝速度能够得到一个称心的焊接烟尘发尘量。

Hewitt等人经过一系列的实验发如今FCAW焊接过程中,采用直流反接且电压为40V时,发尘量最大;电压为29V时采用直流正接并运用8%的助焊剂,烟尘发尘量降为原来的1/3

对不锈钢药芯焊丝CO2气体维护焊时的烟尘发尘率,以及Cr总量和Cr6+的浓度停止研讨时发现:烟尘总量和输入的能量有明显的联络。在低、最佳、高三种热输入条件下对应的发尘量分别是189344mg/min389698mg/min6821157mg/minCr生成率分别为3.838.27mg/min12.7537.25mg/min38.7976.46mg/minCr6+生成率分别为0.462.89mg/min0.766.28mg/min1.7011.21mg/min.烟尘发作率随着热输入的增加呈1.19的指数增长,随着电流的变化以1.75的指数增长;随着热输入的增加,烟尘中Cr的浓度从1.57%2.65%增加到5.45%8.13%Cr6+的浓度从0.15%增加到1.08%,经过FCAW产生的Cr6+的溶解局部相当于全部Cr6+80%90%。。

二、焊接烟尘净化器

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