氩弧焊对人身体的危害以及安全技术

   氩弧焊对人身体的危害

    电焊烟尘

    1、可能导致的职业病：电焊工尘肺

    2、行业举例：

    (1)体育用品制造业：铜管打孔

    (2)机械工业：手工电弧焊、气体保护焊、氩弧焊、碳弧气刨、气焊

    (3)交通运输设备制造业：机车部件组装、平台组装、船舶管系安装、船舶电气安装、船舶锚链

    (4)加工、制动梁加工、汽车总装、摩托车装配

     氩弧焊安全技术

     氩弧焊除了与手工电弧焊相同的触电、烧伤、火灾以外，还有高频电磁场、电极放射线和比手弧焊强得多的弧光伤害、焊接烟尘和有毒气体等。

其中最主要的是高频电和臭氧。

     一  预防高频电磁场的伤害

    1.高频电磁场的产生及危害

    在钨极氩弧焊和等离子弧焊割时，常用高频振荡器来激发引弧，有的交流氩弧焊机还用高频振荡器来稳定电弧。焊接通常使用的高频振荡器的频率为200—500千周，电压2500—3500伏，高频电流强度3—7毫安，电场强度约140—190伏/米。焊工长期接触高频电磁场能引起植物神经功能紊乱和神经衰弱。表现为全身不适、头昏、多梦、头痛、记忆力减退、疲乏无力、食欲不振、失眠及血压偏低等症状。

   高频电磁场的参考卫生标准规定8小时接触的允许辐射强度为20伏/米。据测定，手工钨极氩弧焊时焊工各部位受到的高频电磁场强度均超过标准，其中以手部强度最大，超过卫生标准5倍多。如果只是引弧时使用高频振荡器，因时间短，影响较小，但长期接触也是有害的，必须采用有效的防护措施。

    2.对高频电磁场的防护措施

   ⑴氩弧焊的引弧与稳弧措施尽量用晶体管脉冲装置，而不用高频振荡装置，或仅用来引弧，电弧引燃后，立即切断高频电源。

   ⑵降低振荡频率，改变电容器及电感参数，将振荡频率降至30千周，减少对人体的影响。

   ⑶屏蔽电缆和导线，采用细铜质编制软线，套在电缆胶管外边（包括焊炬内及通至焊机的导线），并将其接地。

   ⑷因高频振荡电路的电压较高，要有良好而可靠的绝缘。

  

   二  预防放射线伤害

   1.放射线的来源及危害

   氩弧焊和等离子弧焊割使用的钍钨极含有1—1.2%的氧化钍，钍是一种放射性物质，在焊接过程中和与钍钨棒的接触过程中，受放射线影响。

   放射线以两种形式作用于人体：一是体外照射，二是通过呼吸和消化系统进入体内发生体内照射。从对掩氩弧焊和等离子弧焊的大量调查和测定证明，它们的放射性危害性是较小的，因为每天消耗钍钨极棒仅100—200毫克，放射剂量极微，对人体影响不大。但有两种情况必须注意：一是在容器内焊接时，通风不畅，烟尘中放射性粒子有可能超过卫生标准；二是在磨削钍钨棒时及存在钍钨棒的地点，放射性气溶胶和放射性粉尘的浓度，可达到甚至超过卫生标准。放射性物质侵入体内可引起慢性放射性病，主要表现在一般机能状态减弱，可以看到明显的衰弱无力，对传染病的抵抗力明显降低，体重减轻等症状。

    2.预防放射线伤害的措施

   ⑴钍钨棒应有专用的贮存设备，大量存放时应藏于铁箱里，并安装排气管。

   ⑵采用密闭罩施焊时，在操作中不应打开罩体，手工操作时，必须戴送风防护头盔或采用其它有效措施。

   ⑶应备有专门砂轮来磨削钍钨棒，砂轮机要安装除尘设备，砂轮机地面上的磨屑要经常作湿式扫除，并集中深埋处理。

   ⑷磨削钍钨棒时应戴防尘口罩。接触钍钨棒后应以流动水和肥皂洗手，并经常清洗工作服和手套等。

   ⑸焊割时选择合理的规范，避免钍钨棒的过量烧损。

   ⑹尽可能不用钍钨棒而用铈钨棒或钇钨棒，因后两者无放射性。

    三  预防弧光伤害

    1.弧光辐射的危害

    焊接弧光辐射主要有可见光、红外线和紫外线。它们作用到人体上，被人体组织吸收，引起组织的热作用、光化学作用或电离作用，使人体组织受到损伤。

    ⑴紫外线  紫外线的波长在0.4—0.0076微米之间。波长越短，对生物损伤作用越大。人的皮肤和眼睛对紫外线的过度照射较为敏感。皮肤在强紫外线作用下，可引起皮炎，皮肤上出现红斑，象太阳晒过了一样，甚至出现小水泡、渗出液和浮肿，有灼烧、发痒的感觉，触痛，以后变黑，脱皮。眼睛对紫外线最敏感，短时间照射就会引起急性角膜结膜炎，称为电光性眼炎，其症状是疼痛、有沙粒感、多泪、畏光、怕风吹、视力不清等，一般不会有后遗症。

   焊接电弧的紫外线对纤维的破坏能力很强，其中以棉织品损伤最严重。白色织物由于反射性能强，耐紫外线辐射能力较强。氩弧焊产生的紫外线是手弧焊的5—10倍，损伤更严重。氩弧焊的工作服宜用耐酸呢、柞绢等织品制作。

    ⑵红外线  红外线的波长在343—0.76微米之间，它对人体的危害主要是引起组织的热作用。长波红外线可被人体吸收，使人产生热的感觉；短波红外线可被组织吸收，使血液和深部组织加热，产生灼伤。在焊接过程中，眼睛受到强烈的红外线辐射，立即会感到强烈的灼伤和灼痛，发生闪光幻觉，长期接触还可能造成红外线白内障，视力减退，严重时能导致失明。还会造成视网膜灼伤。

    ⑶可见光  焊接电弧的可见光线的光变，比肉眼正常承受的光变要大到1万倍以上。受到照射时眼睛有疼痛感，一时看不清东西。通常叫电弧“晃眼“，在短时间内失去劳动能力，但不久既可恢复。

    2.焊接弧光的防护

    为了防护弧光对眼睛的伤害，焊工在焊接时必须佩带镶有特制滤光片的面罩。面罩用暗色的钢纸板制成，成形合适、轻便、耐热、不导电、不漏光等。面罩上所镶的滤光镜片，俗称黑玻璃，常用的是吸收式过滤镜片，它的黑度选择应按照焊接电流的强度来决定，见表10—2。同时也应考虑焊工的视力情况和焊接环境的亮度。年轻焊工视力较好，宜用色号大和颜色深的滤光镜片，在夜间或光线较暗的环境焊接，也应选择较暗的镜片。

                

    表10—2      滤光镜片的选择

    滤 光镜 片 色 号        颜        色         适 用 电 流 （A）

          9                   较      浅           ＜100

         10                   中      等           100—350

         11                   较      深            ＞350  

    有一种反射式防护镜片，能将强烈的弧光反射出去，使损害眼睛的弧光强度减弱，能更好地保护眼睛。还有一种光电式镜片，能自动调光，在未引弧时透明度较好，能清晰地看清镜外景物，当引燃电弧时，护镜黑度立即加深，能很好地遮光。这样换焊条时不再需要抬起面罩或翻动防护镜。

   为了预防焊工皮肤受到电弧伤害，焊工的防护服装应采用浅色或白色的帆布制成，以增加对弧光的反射能力。工作衣的口袋以暗为准，工作时袖口应扎紧，手套要套在袖口外面，领口要扣好、裤管不能打折、皮肤不得外露。

   为了防止辅助工和焊接地点附近的其它工作人员受弧光伤害，要注意互相配合，打火前先打招呼，辅助工要戴有色眼镜。在固定位置焊接时，应适用遮光屏。

   四  预防飞溅金属灼伤

   在电弧焊接过程中由于熔化金属和熔渣的飞溅及灼热的焊件都可能使焊工灼伤，被灼伤的皮肤会引起感染而溃烂。因此焊工在操作时，必须穿帆布工作服，戴工作帽和长袖手套，穿工作鞋，工作衣不要束在裤腰里，口袋应盖好，并扣好钮扣，必要时脖子上要围毛巾，长时间坐着焊接时要系围裙。

   当高空或多层焊接时，在焊件下方应设置挡板，防止液态金属和熔渣下跌时溅起扩大伤害面。

   五  预防焊接烟尘及有毒气体中毒

    1.金属粉尘的危害

   焊接过程中会产生大量的金属粉尘，称为焊接粉尘。金属粉尘首先来源于焊接过程中金属元素的蒸发。焊接电弧的高温，往往高于金属的沸点，许多金属元素被蒸发呈金属蒸汽状态飘浮起来，并随即发生冷凝和氧化，形成不同粒度的金属粉尘。焊接金属粉尘的直径通常在1微米以下，容易吸入肺部发生病变。

   据现场调查和实验，焊接金属粉尘的成分及浓度主要取决于焊接方法、焊接材料及焊接规范。手工电弧焊采用铁粉焊条焊接时发尘量最高，焊接电流强度越大，粉尘浓度越高。

   焊接烟尘的成分不同，造成人体的危害也有所不同。黑色金属涂料焊条产生粉尘的主要元素有铁、硅、锰等其中锰毒性最大。在焊接粉尘浓度较大的情况下，又没有相应的排尘措施时，长期接触焊接粉尘能引起焊工尘肺、锰中毒和金属热等职业性疾病。

   ⑴焊工尘肺  尘肺是由于长期吸入过量的粉尘，引起肺组织的弥漫性纤维病变。在焊接区域周围空气中，除存在大量的焊接金属粉尘外，尚有多种有刺激性和促使肺组织产生纤维化的有毒物质，如硅、硅酸盐、锰、铬、氟化物及其它金属氧化物等。此外，还有臭氧、氮氧化物等混合烟尘和有毒气体，能促使尘肺的形成。焊工尘肺就是这些有害因素长期慢性综合作用的结果。

   尘肺的发病一般比较缓慢，多在接触烟尘后10年，方有所觉察。主要症状为气短、咳嗽咯痰、胸闷和胸痛等，有的X光胸片中有纤维状阴影，同时对肺功能也有所影响。

   ⑵锰中毒  锰中毒主要由锰的化合物引起。锰蒸汽在空气中能很快地氧化成灰色的一氧化锰和棕红色的四氧化三锰烟雾。锰的氧化物和锰粉通过呼吸道和消化道进入人体，可引起神经衰弱症及神经功能紊乱。锰中毒过程较缓慢，大都在接触5年以后，甚至可长达20年才逐渐发病。

   ⑶焊工金属热  焊接金属烟尘中的氧化铁，氧化锰微粒和氟化物等物质均可引起焊工金属热反应。手工电弧焊时，碱性焊条比酸性焊条容易产生金属热反应。其典型症状为工作后寒战，继之发烧、倦怠、口内金属味、喉痒呼吸困难、胸痛、食欲不振、恶心等。据调查，在密闭罐内、船舱等使用碱性焊条焊接的焊工，在通风措施不当时，金属热反应的发病率较高。

    2.有毒气体的危害

   在焊接电弧的高温和强烈紫外线作用下，在弧区周围形成多种有害气体，其中主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氟化氢等。

   ⑴臭氧  空气中的氧在短波紫外线照射下，发生光化学反应而生成臭氧（O3）。臭氧是一种淡蓝色的气体，具有刺激性气味。浓度较高时呈腥臭味；浓度再高时，在腥臭味中略带酸味。它对人体的危害主要是对呼吸道和肺有强烈刺激作用。臭氧浓度超过一定限度时，往往引起咳嗽、咽干、舌燥、胸闷、食欲不振、疲乏无力、头晕，恶心、全身疼痛等。严重时特别是在密闭容器内焊接而又通风不畅时，还可引起支气管炎。

   据测定，焊接环境中的臭氧浓度与焊接方法、焊接材料、保护气体及焊接规范等因素有关。不同焊接方法在离电弧150毫米处的臭氧平均浓度示于表10—3。

   我国根据对生产现场的调查研究结果，臭氧浓度卫生标准规定为0.3毫克/米3。

   ⑵氮氧化物  焊接过程中的氮氧化物是由于电弧高温作用，引起空气中氮、氧分子离解，重新组合而形成的。氮氧化物也属于具有刺激性的有毒气体，但它比臭氧的毒性小。氮氧化物主要是对肺有刺激作用。

   影响产生氮氧化物浓度的因素，与臭氧类同。在氩弧焊和等离子弧焊割时，如果不采取通风措施，氮氧化物的浓度往往超过卫生标准十几倍，甚至几十倍。我国规定氮氧化物（换算成=氧化氮）的卫生标准为5毫克/米3。

   在焊接过程中，氮氧化物单一存在的可能性很小，通常是臭氧和氮氧化物同时存在，因此他们的毒性更大。一般情况下，两种有毒气体同时存在比单一有毒气体的危害作用高15—20倍。

   ⑶一氧化碳  一氧化碳是由二氧化碳气体在电弧高温作用下发生分解而形成的。各种明弧焊都会产生一氧化碳气体，其中以二氧化碳保护焊所产生的浓度最高。据测定，在焊工面罩附近一氧化碳浓度可达300毫克/米3，超过卫生标准十几倍。等离子弧焊割时产生的一氧化碳浓度也相当高，在通风不良的环境中工作应特别引起注意。手工电弧焊烟气中约有1%的一氧化碳，通风不良时的密闭容器中浓度可达15毫克/米3。我国卫生标准规定一氧化碳浓度为30毫克/米3。

    一氧化碳是一种窒息性气体，它对人体的毒性作用是使氧在体内的输送或组织吸收氧的功能发生障碍，造成组织缺氧，出现一系列缺氧的症状和体症。一氧化碳急性中毒时表现为：头疼、眩晕、恶心、呕吐、全身无力、两腿发软，以至有昏厥感。如立即离开现场，吸入新鲜空气，症状可迅速消失。较严重时，除上述症状加重外，脉搏增快、不能行动，进入昏迷状态，甚至并发脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律紊乱等症状。焊接条件下一氧化碳主要表现为对人体的慢性影响，长期吸入，可出现头疼、头晕、面色苍白、四肢无力、体重下降、全身不适等神经衰弱症。