焊接作业的物理有害因素

焊接作业的物理有害因素(一) 焊接作业产生的电弧辐射危害在各种焊接工艺中，特别是各种明弧焊，都要产生外围电弧，形成电弧光辐射。对于一些埋弧焊和电渣焊在造渣阶段的光辐射较前面明弧焊为弱。电弧光辐射主要是由紫外线、红外线辐射和强可见光辐射三种辐射所组成。由于电弧温度不同，在光辐射过程中发出的紫外线、红外线和强可见光的辐射强度均不相同。不同的焊接工艺、焊接方法和规范，电弧光辐射强度及其组成是不相同的。光辐射强度越高，对生物机体产生的生物学作用越强烈。在各种焊接方法中，等离子弧焊光辐射最强烈，强度最大；粗丝二氧化碳气体保护焊因其电流密度大，故光辐射强度也比较大，圆弧焊光辐射强度次之，手工电弧焊的光辐射强度更弱一些。在所有焊接方法中气焊的光辐射强度最弱，当然上述各类焊接方法产生的光辐射度强度比较均指在明弧焊条件下。焊接工艺参数不同，光辐射强度亦有不同。焊接电弧电流越大，光辐射越强。此外，还有防护方法、距施焊点距离及相对位置等，对光辐射强度均有影响。光辐射作用到人体上，被体内组织吸收，引起组织的热作用、光化作用及电离作用，致使人体组织发生急性或慢性损伤。 1紫外线适量的紫外线对人体健康是有益的。但是焊接电弧产生的强烈紫外线过度照射，对人体健康有一定的危害。紫外线可分为长波(320400纳米)、中波(275320纳米)和短波(180275纳米)三种。波长为180320纳米助紫外线是具有明显的生物学作用的部分。当波长在180290纳米时，紫外线对人体的伤害作用较之其他波长的明显，在这个波长范围内，手工电弧焊、氩弧焊及等离子弧焊比较，以等离子弧焊产生的相对强度最大，手工电弧焊最小。CO2气体保护焊的弧光辐射强度是手工电弧焊的23倍。紫外线对人体的伤害是由于光化作用而致，它主要造成皮肤和眼睛的伤害。紫外线波长不同，对人体皮肤的危害情况也不同。当皮肤受强烈紫外线作用时，可引起皮炎、弥漫性红斑，有时出现渗出液、小水泡和浮肿，有发挥和热灼感，作用强烈时表现为头痛、头晕、乏力、发烧、失眠及神经兴奋等。紫外线对眼睛有一定的伤害作用。紫外线照射使眼睛受伤害的程度与照射时间成正比，与照射源的距离平方成反比，并且与光线的投射角有关，光线与角膜成直角照射时对眼睛伤害最大，角度偏斜越大其伤害作用越小。由焊接电弧光辐射引起的一种特殊职业性眼病电光性眼炎，就是由于紫外线过度照射引起的眼睛急性角膜炎，主要症状表现为两眼流泪、刺痛、异物感、羞光、眼脸红肿、痉挛等，并伴有头痛、视物模糊等症状。此外，焊接电弧的紫外线辐射对纤维的破坏能力很强，尤其棉织品为甚。等离子弧焊、氩弧焊、激光焊、二氧化碳气体保护焊和手工电弧焊中的光辐射危害主要以紫外线辐射的危害为主。2红外浅红外线对人体的危害主要是引起人体组织灼热作用。波长较长的红外线可被皮肤表面吸收，使人产生热的感觉。波长较短的红外线可被组织吸收，使血液和深部组织灼伤。在焊接过程中，眼部若受到强烈的红外线辐射，立即可感到强烈的灼伤和灼痛，发生闪光幻视觉。长期的红外线照射可能造成眼睛水晶体白内障眼疾，视力减退，严重时能导致失明。此外，还会造成视网膜灼伤。气焊、电阻焊光辐射危害主要以红外线辐射的危害为主。3. 强可见光线焊接电弧的可见光线的光度，比肉眼正常承受的光度约大一万倍。被强可见光线照射后眼睛看不见东西、疼痛，通常也称为电焊“晃眼”，短时间内失去视觉，长时间的照射会引起视力减弱。电渣焊接主要以强可见光线辐射为主体。此外，气焊中的辐射主要成分也存在有强可见光线。(三) 焊接产生的放射性危害焊接工艺过程的放射性危害，主要指等离子弧焊与氩弧焊的钍放射性污染和电子束焊接时的X射线。某些元素不需要外界的任何作用，它们的原子核就能自行放射出具有一定穿透能力的射线，称为放射现象，这种性质即为放射性，具有放射性的元素定义为放射性元素。从目前世界上知道的一百多种元素中，天然存在的放射性元素约有五十多种。在焊接作业中，氩弧焊和等离子弧焊目前使用的电极材料中，有一种含有放射性元素钍钨电极，在某些工厂、院校及科研单位尚在使用。钍及其衰变(或蜕变)产物为天然放射性物质，它能放射出、三种射线，其中射线占钍的总辐射量的90%，射线占钍的总辐射量的9%，射线占钍的总辐射量的1%。在氩弧焊和等离子弧焊接操作中，由于使用钍钨电极，在高温作用下，钍钨电极中的钍及其衰变产物迅速熔化并部分蒸发，混合在焊接烟尘中，从而对人体造成危害。放射性物质产生的射线以两种形式作用于人体，即体外照射和体内照射。如果放射性物质通过呼吸系统和消化系统进入人体内，则可发生体内照射。另外，放射性物质也可通过皮肤渗透侵入体内引起体内照射。焊接过程中，钍钨电极中钍含量越多，则造成的放射性污染则会越严重。即使在非焊接过程的钍钨电极打磨时，也会产生较多的钍粉尘，如防护不良，也会产生较严重的污染。体外照射危害较小。因为粒子虽然能量较高，但其穿透能力较弱，只要离开射源l020厘米的间隙，或用纸、布及其他材料制成屏蔽，皆可将粒子完全吸收。粒子可用铝板或一层塑料布即可屏蔽。所以体外照射对人体无大的危害。但若长期接触放射性物质，防护不当时，人体长期受到超过容许剂量的体外照射时，或者放射性物质经常少量进入体内并积蓄下来，引起较大照射量的体内照射，则可引起慢性放射性病变，造成中枢神经系统造血器官和消化系统的疾病，一般症状为身体衰弱无力、对传染病的抵抗力显著降低、体重减轻、白血病及再生障碍性贫血等。(三) 高频电磁场的危害当交流电的频率达到每秒钟振荡在10万次至30000万次时，它的周围便形成高频电磁场。高频电磁场是属于无线电波的一部分，为非电离辐射。非熔化极氩弧焊和等离子弧焊为了迅速引燃电弧，多采用高频振荡器来激发电弧，引弧时，振荡器要产生强烈的高频振荡，击穿钍钨电极或铈钨电极与喷嘴之间的空气间隙来引燃电弧，有一部分能量在引弧瞬间(23秒)以电磁波的形式向空间辐射，即形成高频电磁场。通常高频振荡器只在氩弧焊和等离子弧焊引弧的一瞬间工作产生高频电磁场。因而高频电磁辐射的时间很短，引弧后电压下降或自动断开，高频电流也就没有了。一般使用的高频振荡器的工作频率为25KHz，电压为25004000V。在氩弧焊和等离子弧焊中产生的高频电流特点是用于脉冲式的高频电流。因此，受高频电磁场辐射的危害性不大。但是人体在高频电磁场的作用下，能吸收一定的辐射能量，产生生物学效应，主要是热作用，也称为高频电磁场对人体的“致热作用”，这种致热作用对人体健康有一定的危害。操作者长期接触场强较大的高频电磁场，能引起植物种经功能紊乱和神经衰弱。表现为头痛、头晕、疲乏无力、食欲不佳、记忆力减退、心悸、胸闷、失眠、多梦、嗜睡、消瘦等症状。血压早期可有波动，严重者血压下降或上升(以血压降低为多见)，白血球数量减少或增多，窦性心律不齐，轻度贫血等。(四) 焊接与切割噪声的危害 所有焊接工艺几乎均存在噪声。其中声强较大、危害突出的要属等离子弧切割与焊接、等离子弧喷徐与喷焊以及碳焊气刨。这些焊接工艺方法的噪声强度可达120130分贝或更高。噪声已成为某些焊接与切割工艺中存在着的主要职业有害因素。焊接过程中所产生的噪声与许多因素有关。不同的气体流量产生的噪声强度、大小不同，流量越大其噪声强度也越大。不同气体所产生的噪声强度大小也不一样，双原子气体的噪声持点是高频噪声强度较强，高低频噪声强度悬殊很大；单原子气体的噪声特点是低频噪声强度较强，但高低频噪声强度比较接近。不同的焊枪喷嘴口径产生的噪声强度也不相同，焊枪喷嘴口径愈小而气体流量越大时，产生的噪声强度也越大，而且高频的成分也较多。等离子弧切割和喷涂工艺因其在工艺上要求有一定的等离子流力，噪声强度较高，而且大多数在100分贝以上。喷涂作业更高，噪声强度可达123分贝，等离子弧切割随着工件厚度增加，所需功率也增加，因此噪声强度也升高。等离子弧工艺的噪声频率是相当宽的，在31.532000Hz之间。从卫生防护角度衡量，噪声在下列范用内对人体不致造成危害：低频噪声(频率小于300Hz)时容许强度为90100分贝；中频噪声(频率在300800Hz范围内)容许强度为8590分贝；高频噪声(频率大于800Hz)时容许强度为7585分贝。噪声强度超过上述容许强度时，对人体可造成危害。噪声对人体的危害是多方面的。强烈的噪声可引起突发性听觉器官损伤、听觉障碍和噪声耳聋外伤等症，其表现为耳鸣、耳痛、眩晕、鼓肢内凹、充血等，严重时可造成耳聋，此外若长期接受连续的噪声，可导致中枢神经系统和血管系统障碍，引起血压升高、心跳过速、心律不齐、恶心、烦躁、疲倦等。根据上述情况可见，在等离子弧焊接、切割、喷涂、喷焊及碳孤气刨工作中，应重视噪声的防护。