焊接面罩对焊工及焊接的影响.docVIP

焊接面罩对焊工及焊接的影响 ???? 焊接作为重要的组装工艺之一，对产品质量具有决定性作用。在工业发达国家，焊接用钢量基本达到其钢材总量的60%~70%；近年来我国焊接材料行业保持较快发展，1996~2007 年焊接材料产量复合增长率达到17.1%，2007 年我国焊接材料产量为375 万吨，成为焊接材料产量最大的国家。焊接面罩作为重要的焊接防护用具，帮助焊接作业者防护来自弧光的伤害。焊接面罩可分为手持式（图1）、组合式（图2）和头戴式（图3）三类；依其工作原理又可分为传统焊接面罩（又称为黑玻璃焊接面罩）和自动变光焊接面罩两类。? ? ? 图1 传统手持焊接面罩 ? ? 图2 组合式焊接面罩 ? ? 图3 头戴式自动变光焊接面罩 　　在电弧焊接过程会产生强光、紫外线（依波长的不同分为UVA，UVB，UVC）和红外线等辐射，辐射对焊接作业者的眼睛和皮肤造成直接威胁；强可见光可能引发短暂失明，甚至视力下降；红外辐射可引发白内障；紫外线会对眼睛的角膜和晶状体造成危害，导致失明和白内障。UVA通常还可能引发皮炎，UVB可能引发皮肤癌；Anthony Dixon的研究表明，即使对于偶尔接触焊接弧光辐照的焊接辅助作业者，如不采取适当防护措施也可能导致皮肤癌；红外辐射也可加速皮肤的老化过程。　　表1显示的现场采样不同焊接方法紫外线辐照强度，均远高于GBZ 2.2-2007《工作场所有害因素职业接触限值》关于焊接紫外线8小时职业接触限值不高于2.4mW/m2的要求；在引弧时的紫外线辐照强度会更高，如手工焊可达8000～10000 mW/m2，CO2气体保护焊可达30000～40000 mW/m2，氩弧焊甚至可达150000～200000 mW/m2。在这样高强度辐照下，如不采取适当的防护措施，即使是短时间暴露，焊接作业者将受到严重的职业伤害。? ? ? ? 　　传统焊接面罩只有单一遮光号，由于其遮光号是为电弧存在时设定的遮光号，焊工在每次焊接前必须要移开焊接面罩以便看清楚焊接对象，频繁的移动焊接面罩，会加速焊工的疲劳并且会影响焊接作业的效率；为保证订单任务的按时完成，企业只有选择要求焊工加班或雇佣更多的焊工。　　偶尔的配合失误或受周围其他焊接操作的影响，会使焊工短时间暴露于极高红外线、紫外线和强光辐照下，对于长期进行焊接的作业者，其眼睛及皮肤将遭受严重伤害。　　除焊工可能受到的职业危害外，传统焊接面罩会影响焊接质量。在焊接初始阶段，焊工为看清楚焊接部位，通常会移开焊接面罩以观察焊接部位，为避免弧光伤害焊工会在起弧前放下焊接面罩以保护眼面部，不可避免地存在盲焊过程，破坏了非焊接表面的平整性和粗糙度，使焊接质量降低（图4），影响总成品率。 ? ? 图4 存在问题的焊缝 　　由于存在盲焊等不可避免的因素，为保证焊接质量和提高焊接效率，企业通常需要雇佣更具丰富焊接操作经验的焊工，或对焊工进行大量的培训来提高其焊接水平；同时通过培训来保证焊工在当前焊接防护装备条件下，尽可能地减小盲焊对焊接质量及焊接效率的影响，这样企业对焊接工人的培训投入势必大幅增加。　　自动变光焊接面罩的出现，解决了盲焊和效率等问题（表2）。自动变光焊接面罩的滤光片由UV/IR反射片，多组偏振片和液晶片，以及感应部件和控制电路组成。自动变光焊接面罩利用光电控制，在开机状态下且未起弧时，焊接滤光片呈遮光号为3的亮态，便于焊工看清楚焊接对象（图7），一旦起弧，焊接滤光片在极短的时间内（可达0.1毫秒）即由亮态变化到预先设定的暗态遮光号，保证在焊接准备及焊接过程中，均能清晰观察焊接部位，避免了盲焊。自动变光焊接面罩遇弧光停止，焊接滤光片瞬间还原为亮态遮光号，焊工可以清楚观察焊接质量，或移动到下一个焊点。　　自动变光焊接面罩的滤光片的IR/UV反射层无论在控制电路是否工作的状态下，均有同等的IR/UV阻隔能力。使用自动变光焊接面罩，不存在焊工直接暴露于强紫外线、红外线和强可见光辐照的情况（图8）。? ? ? 图7 Speedglas 9100自动变光滤光片 ? ? 图8 自动变光焊接面罩对焊工脸面部的防护 　　自动变光焊接面罩的应用，最大限度地提高了焊接质量、降低了焊接成本，保护了操作者眼睛及面部不受电弧辐射的伤害，企业也降低了因焊工职业伤害所需的支出，焊工的职业满意度也大幅上升。伴随对更高的焊接质量和企业经济效益，以及降低焊接相关的职业伤害的要求，自动变光焊接面罩逐步被国内的重型装备制造、造船等企业的焊接作业者所广泛接受。? ? ? 　　自动变光焊接面罩使焊工避免了盲焊，提高了焊接质量，降低了返工量或废品率。　　其次，整个焊接过程中，使用自动变光焊接面罩的焊工无需频繁掀起及放下焊接面罩，在短焊缝点焊模式下提升焊接工作效率达20%以上；效率的提高意味着同样的工作，更少的