11種焊接工藝的焊接煙塵污染以及處理措施

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:焊接是機(jī)電行業(yè)熱加工的一個工藝大類，它指得是固體材料與固體材料（不單指金屬材料，還有非金屬材料）之間局部受熱熔融后結(jié)合在一起的一種機(jī)械電子制造熱加工工藝。焊接工藝過程產(chǎn)生的大氣污染物——焊接煙塵的特征，取決于被焊接材料的材質(zhì)、焊接材料的成分、焊接工藝方法及焊接工藝參數(shù)。

不同的焊接工藝產(chǎn)生的焊接煙塵，其有害物質(zhì)、有害氣體的種類、性質(zhì)與數(shù)量有很大的區(qū)別。因此，在對建設(shè)項目進(jìn)行環(huán)境影響評價中，對工程分析進(jìn)行工藝污染分析涉及“焊接工藝過程產(chǎn)生的大氣污染物”時，不能籠統(tǒng)地說污染物為“焊接煙塵”，其“發(fā)塵量”一概是多少多少，治理措施一概是“移動式焊接煙塵凈化器”。

按熱熔融方式的不同，焊接工藝方法可分為：電弧焊、電阻焊、高頻焊、電渣焊、電子束焊、錫焊等，上述焊接工藝均為利用電能轉(zhuǎn)換為熱能；氧炔焊、摩擦焊、激光焊等，則利用了化學(xué)能、機(jī)械能、激光能轉(zhuǎn)換為熱能。堆焊、釬焊等則可為利用電能，亦可為利用其它能源。被熔融物，有的是被焊接材料與焊條、焊絲，有的僅為被焊接材料自身熔融，也有的是焊接材料熔融而被焊接材料不熔融。但不管誰熔融，都要避免被氧化。為此要使用各種不同的焊劑或保護(hù)氣體。施焊過程中產(chǎn)生的焊接煙塵也就各不相同了。

1電弧焊：

1.1手工電弧焊：

這是最常見的焊接工藝，為“閃光焊”。多用于鋼材與鋼材間的焊接。焊接材料為焊條。對大量結(jié)構(gòu)用低碳鋼、低合金鋼焊接，使用最多的J422焊條（鈦鈣型、酸性焊條），其焊條芯熔融鋼材成分為：C<0.12％,Mn=0.3～0.6％;藥皮成分中：TiO占24～48％,CaCO3<20％.藥皮熔融溫度比鋼芯低200多度。而J502焊條（低氫型、堿性焊條），CaO占8～26％，CaF2占10～23％。

手工電弧焊接時，在電弧高溫作用下，藥皮首先熔融。組成藥皮的穩(wěn)弧劑（Ca及K、Na等電離電位低的物質(zhì)）、還原劑（Mn、Ti、Al、Si等，可使進(jìn)入熔池的氧化物還原，S、P被去除）、造渣劑及造氣劑、合金劑、膠粘劑、稀渣劑、增塑劑等，大量變?yōu)楹附訜焿m，其粒徑在0.10～1.25μｍ。

焊接煙塵中毒害最大的物質(zhì)是MnO2(約在焊接煙塵中占7.5％左右)及Fe2O3（約在焊接煙塵中占近50％）、SiO2（約在焊接煙塵中占近20％）等，會導(dǎo)致焊工錳中毒及矽肺病。有害氣體有CO、NOx等，而F會與H反應(yīng)生成有害氣體HF。針對此，GB16194《車間空氣中電焊煙塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：“車間空氣中電焊煙塵最高容許濃度為6mg/m3”、“在施焊過程中產(chǎn)生的其它有害物質(zhì)仍按這些毒物現(xiàn)行規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行”。

J422焊條施焊時發(fā)塵量為200～280mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為6～8g/kg；J502焊條施焊時發(fā)塵量為350～450mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為11～16g/kg。同樣是手工電弧焊接，焊條不同，藥皮成分不同，產(chǎn)生的焊接煙塵成分不同，發(fā)塵量也差別很大。J502焊條發(fā)塵量約為J422焊條的一倍，且含有HF，應(yīng)引起更大的關(guān)注。

手工電弧焊焊接煙塵的治理措施，當(dāng)焊接工位變動范圍不大時，可采用移動式焊接煙塵凈化器。當(dāng)焊接工位變動范圍較大時，移動式焊接煙塵凈化器使用不便，可通風(fēng)擴(kuò)散排放；焊接煙塵產(chǎn)生量大時，應(yīng)采取“分層送風(fēng)”措施。

1.2埋弧焊：

φ5的實芯焊絲產(chǎn)生的電弧被埋藏在小顆粒的焊劑下，施焊時看不到弧光閃射。焊劑成分以常用的“氟堿型”焊劑為例：CaO＋MgO＋MnO＋CaF2＞50%、SiO2＜50%、CaF2＞15%，粒度2～0.28mm。

施焊時產(chǎn)生的焊接煙塵含有MnO2、Fe2O3、SiO2與HF。施焊時發(fā)塵量為10～40mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為0.1～0.3g/kg。埋弧焊機(jī)應(yīng)隨機(jī)配備固定式焊接煙塵凈化器。

1.3CO2氣體保護(hù)焊：

CO2氣體保護(hù)焊屬于閃光焊。要注意其采用的焊絲有實芯與藥芯兩種。

CO2氣體保護(hù)焊焊接煙塵成分主要為MnO2、Fe2O3與有害氣體CO、NOx、O3。對于實芯焊絲（φ1.6），其施焊時發(fā)塵量為450～650mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為5～8g/kg。對于藥芯焊絲（φ1.6），其施焊時發(fā)塵量為700～900mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為7～10g/kg（焊接煙塵中除上述內(nèi)容外還有SiO2、HF等）。

CO2氣體保護(hù)自動焊機(jī)應(yīng)隨機(jī)配備固定式焊接煙塵凈化器。當(dāng)焊接工位固定時，應(yīng)配備固定式焊接煙塵凈化器。當(dāng)焊接工位變動范圍不大時，可采用移動式焊接煙塵凈化器。當(dāng)焊接工位變動范圍較大時，移動式焊接煙塵凈化器使用不便，可通風(fēng)擴(kuò)散排放；焊接煙塵產(chǎn)生量大時，應(yīng)采取“分層送風(fēng)”措施。

1.4氬弧焊：

氬弧焊屬于閃光焊，施焊時有強(qiáng)紫外線產(chǎn)生?？珊附硬讳P鋼、合金鋼、銅、鋁等。分為非熔化極氬弧焊（鎢極氬弧焊）與熔化極氬弧焊（采用實芯焊絲，保護(hù)氣體為氬氣與CO2混合氣體）。

施焊時產(chǎn)生的大氣污染物主要是NOx、O3以及MnO2、Fe2O3。

對于常用的熔化極氬弧焊，實芯焊絲直徑為φ1.6，施焊時發(fā)塵量為100～200mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為2～5g/kg。

氬弧焊可采用移動式焊接煙塵凈化器，同時，必須保證焊接工位局部通風(fēng)良好，以保證焊工的健康。