经验交流
2〇16年第3期（第29卷，总第I43期） •机械研究与应用•doi：10.16576/j. cnki. 1007-4414.2016.03.052
手工电弧焊过程危害及防护研究
李学凌
(西山煤电西曲矿机电科，山
西古交
030200)
摘要：电弧焊是常见的金属热加工的工艺，因其操作简单灵活，因而被广泛应用于机械制造的各个领域，发挥了重 要的作用。其工作原理是利用加热或者加压来使金属连接面融化成为塑性状态，从而达到永久牢固粘接的目的。而 在手工电弧焊的过程中接触职业病危害因素的机会很多，烟尘、气体、噪声、弧光辐射都会对操作人员的健康带来危 害。简要介绍手工电弧焊的工作原理，并基于手工电弧焊接过程中的危害提出相应的防护措施。关键词：手工电弧焊;危害；防护方法中图分类号：TG444
文献标志码:A
文章编号：1007-4414(2016)03-0146-02
Study on Harm and Protection of Manual Arc Welding Process
LI Xue-ling
(Xiqu Coal Mine of Xishan Coal and Electricity Group, Gujiao Shanxi 030200，China)
Abstract ： The arc welding is a common metal thermal processing technology, because its operation is simple and flexible, it is widely used in various machinery manufacturing fields, and it plays an important role. Its working principle is to make the metal junction surface melt into the plastic state with the use of heat or pressure, thus to achieve the purpose of permanent firmly adhered. While in the process of manual electric arc welding, there are many contact opportunities for occupational hazard factors, such as smoke, gas, noise, and arc radiation, they all would harm the health of operators. Therefore, the working principle of manual electric arc welding will be briefly introduced in this paper, and based on the damage in the process of manual arc welding, the corresponding protective measures will be proposed.Key words ： manual arc welding ； harm ； protection method
〇引言
当前电焊作业广泛地应用于压力容器、管道、设 备的制造、安装、检维修作业以及建筑施工作业中，而 手工电弧焊在带来便利的同时，也为操作者的健康带 来了诸多隐患，焊接过程中产生的弧光、烟尘、气体均 是潜在的安全隐患，因此探究职业病危害因素与作业 人员之间的相关关系，对手工电弧焊过程中的危害因 素进行全面的了解，对操作者的健康具有重要意义。
的药皮在熔化过程中产生一定量的保护气体和液态 熔渣，液态熔渣最终也是会留在焊缝的表面，产生的 气体充满在电弧和熔池周围，起到隔绝大气的作用。 焊条融化末端到熔池表面的距离称为电弧长度，从焊 件表面至熔池底部的距离称为熔透的深度。
2
2.
手工电弧焊的危害
1焊接弧光
焊接的过程由于产生了大量的热量，会散发出大
1手工电弧焊工作原理
手工电弧焊接时使用的设备主要包括焊机、焊
量的可见光，称为焊接弧光。这种光的主要成分是红 外线、紫外线以及可见光，紫外线对于人眼的伤害较 大，波长在200 ~290 mn段的紫外线容易被角膜吸 收，波长在320 ~400 mil段的紫外线容易被晶状体吸 收，长期承受弧光照射会产生角膜炎，眼部有灼烧感， 伴有剧烈疼痛[1]。
钳、焊接电缆及其它辅助设备和工具。焊机作用是提 供稳定的电压，一般在数十伏左右，要高于人类的安 全电压。引弧线连接在焊件上，焊条与工件接触时发 生短路，短路过程中的超大电流通过焊条和焊件时焊 缝处的空气被电流电离，电离的气体在电场作用下产 生电弧，具有导电性质的电离气体可以作为稳定的热 源融化金属，由此使金属熔融在一起。在焊接过程 中，由于电弧的吹力作用，熔融的焊件上会产生一个 椭圆形充满液体金属的凹坑，这个凹坑称为熔池。随 着焊条的移动，熔池最后留下的痕迹称为焊缝。焊条 *
2.2
焊接烟尘
高温情况下焊条中的焊芯、药皮和金属母材融化
挥发后产生了大量的金属氧化物，由于直径较小，这 些金属氧化物形成气溶胶，即常见的焊接烟尘。焊接 烟尘的主要成分有铁、铝、锰、铜、氢化锌、硅等，一般 焊接烟尘的绝大部分来自于药皮，仅有一小部分来自
*收稿日期=2016-04-21
作者简介:李学凌（1968-)，女，山西平遥人，工程师，主要从事机修方面的工作。
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于金属母材，因而金属烟尘的危害与焊条直接相关。
由于长期暴露在焊接烟尘的环境下，加之通风不 畅、个人防护不当，尘肺是电焊工最常见的职业病之 一，患者在临床上表现为咳嗽、咳痰、胸痛、呼吸困难、 咳血J市部可见明显的阴影，同时还会伴随有呼吸系 统感染、肺结核、肺癌等多种并发症。焊接工人吸入 了含有大量焊接烟尘的气体，这些气体中的金属颗粒 沉积在肺部，但是又不能被免疫系统所清除，最终导 致肺泡细胞破裂，肺组织纤维化。除此之外，焊接烟 尘还可能导致焊接人员的呼吸道出现损伤，患者出现 经验交流
压不高，但是也已经超过了人类所能承受的最大安全 电压，不注重防护很容易导致触电事故的发生。尤其 在周围都是金属物体以及潮湿的环境中施焊，触电机 会更多、危险更大。
3
手工电瓠焊的职业危害预防措施
3.1眼睛的保护
为了避免电弧光对眼睛造成的伤害，在进行焊接 操作时一定要佩戴防护面罩，不得在近处用眼睛直接 观看弧光。焊接的过程中要尽量远离玻璃，避免玻璃 带来的弧光反射。焊接的过程中要充分保证场所的 了气管管壁增厚、腺体增生、分泌增多，患者病情的严 重程度随着工作年限的增加而增加。
除上述之外，焊接烟尘中含有大量的锰，虽然锰 是人体必需的微量元素之一，但突然摄入大量的锰会 引起中毒。焊接工作人员在生产过程中吸入了过量 的锰尘，则会产生慢性中毒的症状，对焊接人员的神 经功能会带来负面的影响。2.3焊接气体
空气在高温弧光的作用下会产生电离，电离的结 果是产生了大量的臭氧，此时如果伴随有通风情况不 良，电焊作业者会长期接触臭氧，导致细胞损伤。作 为一种强氧化剂，臭氧可以作为杀菌剂使用，导致 DNA损伤和破坏DNA的螺旋结构，攻击细胞中的抗 氧化酶分子，这就直接导致电焊作业者细胞中的能量 代谢出现问题，细胞无法正常增殖。
电弧焊温度可高达3000 ~4000 °C，在如此高的 温度下钢制构件中的碳元素可生成CO,在通风不畅 的情况下可能出现CO中毒的症状。而碱性焊条药 皮中还含有较多的萤石，在电弧的高温作用下会产生 氟化氢气体，具有较大的毒性，溶于水后会形成强酸。 2.4焊接灼伤
在电弧的吹力作用下，融化的金属很容易四处飞 溅，如果焊接人员没有做好相应的防护措施，很容易 受到灼伤。而焊接后为了去除药渣而敲去焊接逢时， 未冷却的药渣很容易碎裂击伤眼睛。2.5焊接火灾
同样是由于熔化的金属飞溅，如果焊接区域周边 存在易燃易爆物质，很可能会导致火灾或者爆炸的发 生，产生重大安全事故。在焊接金属容器时，如果不 清楚金属容器是否盛装过易燃易爆物品就贸然进行 焊接施工，很容易引燃容器内剩余的易燃易爆物品， 带来不必要的安全风险[2]。2.6焊接触电
手工电弧焊的设备较为简单，容易进行操作，但 是这也导致很多人在工作过程中忽视了必要的安全 防护措施。虽然手工电弧焊焊接过程中所使用的电
照明，消除因焊缝视线不清，点火后戴面罩的情况发 生。不得随意更改防护面罩的滤光片。尽量采用机
械化、自动化的焊接方法，避免直接的人为操作。3.2对金属烟尘有毒气体的防护
焊接人员在焊接过程中要配备必要的个人防护 用品，如口罩等，尽量减小暴露在外的皮肤的面积。 另外焊接区域要进行局部或者全面的通风，从而降低 烟尘的浓度。当然也可以选用第一成低毒的焊条来 降低金属烟尘以及有毒气体的浓度。3.3焊接灼烫事故的防护
为了防止焊接带来的灼伤，焊接过程中要穿好工 作服和工作鞋，戴好工作帽，同时做好面部的防护措 施。工作服、工作鞋以及工作帽都应该选用纯棉质 地，化纤材料制成的衣服容易被焊渣点燃[3]。3.4清除现场易燃易爆物
为避免施工现场中飞溅的金属引发火灾或者爆 炸，焊接之前首先应该清除焊接现场的易燃易爆物 品，高空焊接下方应该设置接火盘。在焊接盛装过易 燃易爆物品的容器时，首先应该将容器彻底的清洗一 遍，确定无任何易燃易爆物质的残留。以防万一可以 在焊接现场周边放置灭火器材。3.5触电事故的防护
为避免焊接过程中发生触电事故，焊机接地及各 接线点要接触良好;电线绝缘外套无破损;在更换焊 条的过程中要戴好绝缘手套，或者直接关闭电源;在 全金属容器或者金属结构内焊接时，要做好绝缘防护 措施;雨雪天气下不得在室外作业;焊接设备出现问 题时，不得私自维修。
4结语
手工电弧焊为工业生产带来了诸多的便利，但手
工电弧焊为操作人员健康带来的隐患也不容忽视，手 工电弧焊给操作人员带来的危害主要体现在焊接弧 光、焊接烟尘、焊接气体、焊接灼伤、焊接火灾、焊接触 电上，面对这些危险因素最主要的是焊接人员要做好 自身的防护措施，科学完善的防护措施能够将这些危
(下转第149页）
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刻有主尺刻线，每格0.5 mm。测微螺杆右端螺纹的 螺距为〇. 5 mm，当微分筒转一周时，螺杆就移动0. 5
mm。微分筒圆锥面上共刻有50格，因此微分筒每转
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法伸入孔内进行测量，一般情况下孔径為10 mm;② 测量时，固定测砧和活动测砧必须保持与内沟槽的两 边平行，这样测量的结果才能反映真实的结果，如果 没有平行，测量的结果将会存在一定的偏差;③测量 过程中，当活动测砧快要接触到测量面时，不要转动 微分筒，直接转动棘轮旋钮，当听到“咔咔”响声时， 直接读数[2]。
一格，螺杆就移动〇. 5+50 =0. 01 mm，即微分筒上每 一■格是0. 01 mm⑴。
在使用内沟槽千分尺的过程中，正确读数是保证 零件加工精度的关键所在，因此必须掌握内沟槽千分 尺的读数原理，从而对被测工件进行正确读数。内沟 槽千分尺的读数原理跟外径千分尺的读数原理相同， 具体读数原理如下:①读出微分筒左侧露出部分在固 定套管上的整毫米数和半毫米数，并把整毫米数和半 毫米数相加，即为固定套筒的读数;②看微分筒上哪 一格与固定套筒上基准线对齐，并读出不足半毫米的 读数;③把固定套筒和微分筒上的两个尺寸加起来即 为测得的尺寸。
4结语
在实际使用过程中，如果用游标卡尺进行测量，
游标卡尺测量精度有限，测量时需要测量人员掌握正 确的测量方法，对测量人员的技术水平要求较高，测 量结果不能达到尺寸要求，加工误差较大。较小的孔 径游标卡尺难以伸入测量，造成测量不便。使用内沟 槽千分尺进行轴套类零件的测量，大大改善了这些问 题，操作简单，测量方便，测量结果能够真实反映被测 工件的尺寸精度，特别是在批量生产中，提高了检测
效率，具有良好的实用性与经济性。参考文献：[1]
准化
[2
]
3
内沟槽千分尺设计与使用过程中的注
意事项
使用内沟槽千分尺测量工件，在实际测量过程
中，会遇到不同孔径的轴套类零件，为了能够精确测 量不同轴套类零件，内沟槽千分尺在设计与使用过程 中，存在如下注意事项:①被测轴套类零件的内孔不能太小，否则内沟槽千分尺的固定测砧和活动测姑无..........................................................................................(上接第145页）
孙瑜,王保学.螺旋千分尺工作原理及使用方法[J].企业标
，2008 (Z3) : 14.
顾玲霞.外径千分尺的使用与维修[
J].
计量与测试技术
，201
.........................................................................................断方法[J] •机械工程学报，2〇〇5 (1): 14〇-144.
[3
]
(8) ：56-59.
号包含了齿轮运行的丰富信息，因此将齿轮振动信号 的幅值谱序列作为特征向量，利用稀疏编码对齿轮故 障进行诊断。通过实验验证了齿轮故障的稀疏编码
诊断总的准确率可以达到98. 5%，高于支持向量机 和A近邻算法。因此稀疏编码诊断在齿轮故障诊断 中具有一定的实用价值。参考文献：
蒋玲莉，刘义伦，李学军，等.基于
J].
SVM
与多振动信息融合的齿
轮故障诊断[
2188.
[4]
Li M.
中南大学学报（自然科学版），2010(6) :2184-
Sensitive Feature Extraction of Machine Faults Based on
Sparse Representation [ J ]. Journal of Mechanical Engineering, 2013,49(1) ：73.
[5]
Gao S, Tsang WH, Chia LT, editors. Kernel Sparse Representation for Image Classification and Face Recognition [ M ]. European Conference on Computer Vision,2010.
[1] [2]
黄文虎.设备故障诊断原理、技术及应用[M于德介，杨宇
].北京：科学出版
[6] Donoho DL, Tsaig Y. Fast Solution of 11-Norm Minimization Problems When the Solution May Be Sparse [ J ]. IEEE Transactions on Information Theory ,2008 ,54( 11) ：47-812.
社，1996.
,程军圣.一种基于SVM和EMD的齿轮故障诊
■■■\"丨I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....I....(上接第147页）
险降到最低。而另一方面，焊接人员自身技术水平的 提高，也可以加快焊接的速度，减少暴露在这些危险 因素中的时间，从而达到保护自身的目的。参考文献：
(1) ：685-687,
[2] 侯玉更，武珊珊.电焊作业多种职业病危害因素的识别及其对
作业者健康的影响[J] •职业与健康，2013，29(20) :212-213.[3] 蒋勇.手工电弧焊触电事故的预防[J].电焊机，2015,45(6)
56-58.
[1]孙彦水.焊接作业弧光危害及其防护对策[J].劳动保护,2014
• 149 •