焊接安全生产与劳动保护

　　1．试述弧焊作业中的烟尘发尘量及其最高允许浓度。

　　各种弧焊方法的烟尘发尘量，见表1。

弧   焊   方   法		施焊时每分钟的发尘量（mg/min）	每千克焊接材料的发尘量（g/kg）
手弧焊	低氢型焊条（E5015,φ4）	350～450	11～16
	钛钙型焊条（E4303,φ4）	200～280	6～8
自保护焊	药芯焊丝（φ3.2）	2000～3500	20～25
气体保护 CO2焊	药芯焊丝（φ1.6）	450～650	5～8
	药芯焊丝（φ1.6）	700～900	7～10
氩弧焊	实芯焊丝（φ1.6）	100～200	2～5
埋弧焊	实芯焊丝（φ5）	10～40	0.1～0.3

　　表1  各种弧焊方法的烟尘发尘量

　　根据国家标准《车间空气中电焊烟尘卫生标准》的规定，电焊烟尘的最高允许浓度为6mg/m3。

　　2．试比较酸性焊条和碱性焊条施焊时烟尘的化学成分。

　　酸性焊条和碱性焊条由于药皮的组成物不同，施焊时生成的烟尘中化学成分也不一样，见表2。

 

　　由表2可知，酸性焊条施焊时烟尘中的有毒成分主要是锰化物，而碱性焊条施焊时烟尘中的有毒成分除锰化物外，还有毒性较大的氟化物，因此对焊工的身体影响更大。

　　3．试述常用的焊接通风除尘装置。

　　焊接作业时，很难减少烟尘的生成量，因此主要应通过加强通风除尘来降低烟尘和焊接有害气体对人体的危害。

　　（1）全面通风  包括全面自然通风和全面机械通风两种。全面自然通风通过车间侧窗及天窗进行通风换气。全面机械通风则通过管道及风机等组成的通风系统进行全车间的通风换气，通常有上抽排烟、下抽排烟和横向排烟三种方式，要求焊工的通风量不小于57m3/min。

　　（2）局部通风  通过局部排风的方式，当焊接烟尘和有害气体刚一发生时，就被排风罩口有效地吸走，因此所需风量小，也不污染周围环境。

　　对局部通风，目前主要采用电焊排烟除尘机组，将吸烟罩、软管、风机、净化装置及控制元件组装成一个便于移动的整体排烟除尘装置，以适应电焊作业点分散、移动范围大的特点。常用的电焊排烟除法机组有TWFF-210净化机、CY-21型焊接烟尘净化器、DPC-1500机组（采用可在空间随意支撑的自衡管）、球罐排烟机组、YJX型吸尘打磨机等，见图1。

 

　　（3）采用除尘口罩  当采用通风除尘措施不能使烟尘浓度降到卫生标准以下时，应配戴防尘口罩。国产自吸过滤式防尘口罩见图2，其等级及使用条件见表3。

 

　　表3  自吸过滤式防尘口罩等级及使用备件

级  别	阻尘率（％）	使      用      范      围
		粉尘含游离硅Si（质量分数）（％）	作业环境粉尘浓度（mg/m2）
1	≥99	＞10	＜200
		＞10	＜1000
2	≥95	＞10	＜40
		＜10	＜200
3	≥90	＜10	＜100
4	≥85	＜10	＜70

　　4．试述弧光辐射的危害及其防护。

　　弧焊时的电弧温度高达5000K以上，会产生强烈的弧光辐射，当弧光辐射长时间作用到人体，可能被体内组织吸收引起人体组织的致热作用、光化作用和电离作用，致使人体组织发生急性或慢性损伤，其中尤以紫外线和红外线危害最为严重，并且这种危害具有重复性。

　　（1）紫外线  主要造成对皮肤和眼睛的伤害。皮肤受强烈紫外线照射后可引起弥漫性红斑、出现小水泡、渗出液、浮肿、脱皮、有烧灼感等。紫外线对眼睛的伤害是引起电光性眼炎。

　　（2）红外线  主要引起人体组织的致热作用。眼睛受到红外线的辐射，会迅速产生灼伤和灼痛，形成闪光幻觉感，并且氩弧焊红外线的作用又大于手弧焊。

　　防护弧光的主要措施是：

　　1）焊工在进行焊接作业时，必须穿戴必备的劳动防护用品，如工作服、焊接护目镜等。

　　焊接护目镜光片应符合GB3609-83《焊接护目镜和面罩》的要求，目前使用的护目滤光片有三种：

　　①吸收式滤光片  通称黑玻璃片。

　　②吸收－反射式滤光片  这是在吸收式滤光片表面上镀制高反射膜，对强光具有吸收和反射的双重作用，尤其对红外线反射效果好，有利于消除眼睛发热和疼痛。

　　③光电式镜片  这是利用光电转换原理制成的新型护目滤光片。起弧前是透明的，起弧后迅速变黑起滤光作用，因此可观察焊接操作全过程，根绝电弧“打眼”，消除了盲目引弧带来的焊接缺陷。产品型号和名称为“SW-1型快速自动变色电焊监视镜”，其启动（变黑）响应时间小于0.02s。

　　2）设置防护屏。防护屏用玻璃纤维布及薄铁板等制作，见图3a，其表面涂刷灰色或黑色等无光漆。

　　3）工艺上采取措施  如针对弧光强烈的等离子弧焊接及等离子喷焊，可采用密闭罩，见图3b，这种密闭罩不但防护了强烈的弧光辐射 ，而且排除了烟尘和有害气体。

　　5．试述弧焊作业时噪声的来源及防护。

　　弧焊作业时噪声的来源主要来自旋转式直流弧焊机、等离子弧焊、等离子弧喷涂、风铲铲边、碳弧气刨及锤击钢板等。

　　防护噪声的措施：

　　1）用弧焊整流器代替旋转式直流弧焊机。

　　2）隔离噪声源。如将等离子弧焊及喷涂隔离在专门的工作室内操作。

　　3）焊工作业时使用耳塞。耳塞一般由软塑料和软橡胶制成见图4，其隔声值为15～25dB，每付质量不超过2g。

 

　　6．试述电焊作业时焊工产生触电的原因及预防措施。

　　电焊作业时焊工产生触电的原因是：

　　1）设备发生绝缘损坏等故障。

　　2）焊机的空载电压大多超过安全电压。如常用的交流弧焊机，空载电压一般为70V，当焊工身上出汗（特别是夏季）、鞋袜潮湿、鞋底又薄时，人体的电阻降至仅1600Ω左右，焊工的手一旦接触钳口，通过人体的电流可达40～50mA，使焊工的手部发生痉挛，甚至不能摆脱而触电。若焊工更换焊条时，其手接触焊钳口，而身体的其他部位直接接触金属结构而连通电焊机另一极，更易发生触电事故。

　　预防触电的措施：

　　1）所有交、直流弧焊设备的外壳都必须接地。在电网为三相三线制或单相制系统中，应安设保护接地线；在电网为三相四线制中性点接地系统中，应安设保护性接零线。

　　2）弧焊变压器的二次绕组与焊件相接的一端也必须接发或接零，当一次绕组与二次绕组的绝缘击穿，高压出现在接零时，焊件绝不应再接地或接零，否则一旦二次回路接触不良，在的焊接电流可能将接地线或接零线熔断，不但使人身安全受到威胁，而且易引起火灾。

　　3）焊工操作时必须按规定穿戴防护工作服、绝缘鞋和防护手套。更换焊条时一定要戴皮手套，禁止用手和身体随便接触二次回路的导电体。身体出汗衣服潮湿时，切勿靠在带电的钢板或坐在焊件上工作。

　　4）在金属容器内部施焊时，脚下应衬以橡皮绝缘垫，照明行灯的工作电压应低于12V。

　　5）下列操作应在切断电源后进行：改变焊机接头、改接二次回路线、摆动焊机、更换熔断器、检修焊机。

　　6）手弧焊机应安装焊机自动断电装置，其技术要求为：引弧起动时间≤40ms；空载电压≤18V；断电延时为1±0.5s内；起动灵敏度≥300Ω，并≤500Ω。

　　7）焊机应在铭牌允许的负载持续率下工作，不得长时间超载运行。

　　7．试述使用乙炔发生器的安全技术要点。

　　1）禁止使用浮筒式乙炔发生器。

　　2）应装设符合要求的压力表、安全阀和回火保险器。

　　3）禁止使用纯铜、银或含铜量超过70％的铜合金制造与乙炔接触的仪表、管子及随机工具等。

　　4）装入的电石块应为50～80mm块度，禁止使用碎末。装电石时一次不宜装得过多。

　　5）乙炔发生器的压力要保持正常，水要经常保持清洁，电石分解的灰浆要及时清除。

　　6）乙炔发生器电石分解区的最高水温不应超过95℃，发气室温度不得超过80℃。

　　7）使用中的乙炔发生器与明火、火花点、高压电线等水平距离不得小于10m。

　　8）乙炔发生器的发气室、发压挤室和回火保险器中都应有相应面积的卸压膜。回火保险器应具有逆止阀装置。

　　8．试述使用气瓶的安全技术要点。

　　（1）氧气瓶使用的安全技术要点

　　1）不得靠近热源。

　　2）勿曝晒。

　　3）要有防振圈，且不使气瓶跌落或受到撞击。

　　4）要戴安全瓶帽，防止摔断瓶阀造成事故。

　　5）与明火距离应大于10m。

　　6）气瓶内气气不可全部用尽，应留有余压0.1～0.2MPa。

　　7）严禁沾染油污。

　　8）打开瓶阀时勿操作过快。

　　9）瓶阀冻结时，可用热水或水蒸汽加热解冻，严禁火焰加热。

　　（2）溶解乙炔瓶使用的安全技术要点

　　1）安全技术要点与氧气瓶1～6条的相同。

　　2）乙炔瓶只能直立，不得卧放，以防丙酮流出。

　　（3）液化石油气瓶使用的安全技术要点

　　1）气瓶不得充满液体，必须留出10％～20％容积的气化空间，以防止液体随环境温度升高而膨胀时，导致气瓶破裂。

　　2）胶管和衬垫材料应用耐油材料。

　　3）勿曝晒，贮存室应通风良好，室内严禁明火。

　　4）瓶阀及管接头处不得漏气。

　　5）气瓶严禁火烤或用沸水加热，冬季可用40℃以下的温水加热。

　　6）不得自行倒出残液，以防遇火成灾。

　　7）严防气漏气。

　　9．试述气焊、气割操作安全技术要点。

　　1）每个氧气减压器和乙炔减压器上只允许接一把焊炬和一把割炬。

　　2）氧气胶管和乙炔胶管必须区分：根据焊接切割安全标准（GB9448-88）的规定，氧气管为黑色；乙炔管为红色，不得换用。

　　3）操作前，应检查氧气管、乙炔管与焊炬或割炬的连接处是否有漏气现象，并检查焊嘴或割嘴有无堵塞现象。

　　4）气焊或气割盛装过易燃、易爆物、强氧化物或有毒物的各种容器、管道、设备时，必须经过彻底清洗干净后，方可进行作业。

　　5）在狭窄和通风不良的地沟、坑道、管道、容器、半封闭地段等处进行气焊、气割作业时，应在地面上进行测试焊炬或割炬的混合气，并点好炎，禁止在工作地点调试和点火，焊炬或割炬都应随人进出。

　　6）在封闭容器、罐、桶、舱室中气焊、气割时，应先打开焊、割上述工作物的孔、洞，使其内部空气流通，以防止气焊（割）工中毒、烫伤，必要时应有专人监护。工作暂停和完毕时，焊炬、割炬和胶管都应随人进出，禁止放在工作地点。

　　7）在带压力或电压的或同时带有压力、电压的容器、罐、柜、管道上，禁止进行气焊、气割工作。必须先释放压力，切断气源和电源后，才能工作。

　　8）登高焊、割作业时，应根据高度和环境条件，定出危险区的范围，禁止在下及危险区内存放可燃、易爆物品和停留人员。

　　9）气焊工、气割工必须穿戴规定的工作服、手套和护目镜。

　　10）气焊工、气割工在高处应备有梯子、工作平台、安全带、安全帽、工具袋等完好的工具和防护用品。

　　①直接在水泥地面上切割金属材料时，可能发生爆炸，应有防止火花喷射造成烫伤的措施。

　　②对悬挂在起重机吊钩上的工件和设备，禁止气焊和气割。

　　③露天遇有六级大风或下雨时，应停止气焊、气割工作。

　　④当气焊发生回火时，必须立即先关闭乙炔调节阀，然后再关闭气气调节阀。当气割遇到回火时，应先关闭切割氧调节阀，然后再关闭乙炔和氧气调节阀。

　　⑤乙炔胶管或乙炔瓶的减压阀燃烧爆炸时，应立即关闭乙炔瓶或乙炔发生器的总阀门。

　　⑥氧气胶管爆炸燃烧时，应立即关闭氧气瓶总阀门。

　　⑦气焊或气割工作结束后，应将氧气瓶阀和乙炔瓶阀关紧，再将减压器的调节螺钉拧松。

　　10．如何进行易燃、易爆、有毒容器的焊割作业。

　　在这类环境中进行焊割作业前，必须对容器进行置换和清洗作业。

　　（1）置换作业  焊割以前，用惰性气体（N2、CO2）、水蒸气或水将设备、容器、管道内的易燃、易爆气体（蒸汽），有害、有毒气态介质全部置换出来，这种作业称为置换作业。置换用惰性气体的安全要求见表4。

　　表4  置换用惰性气体安全要求

名  称	纯度（体积分数）（％）	O2（体积分数）（％）	H2（体积分数）（％）
N2气	＞98	＜2	－
CO2气	＞96	－	＜0.5

　　置换作业前，应卸掉设备内的余液、余压，用水作置换介质时，应将系统注满，确认没有死角时为止。置换系统和生产系统的连接处，除关死阀门外，还必须彻底切断气、液的来源。置换时和置换后要打开放空阀和大气相通的所有盖板或阀门。

　　置换作业前，应卸掉设备内的余液、余压，用水作置换介质时，应将系统注满，确认没有死角时为止。置换系统和生产系统的连接处，除关死阀门外，还必须彻底切断气、液的来源。置换时和置换后要打开放空阀和大气相通的所有盖板或阀门