摘要：本文首先介绍了焊接烟尘的产生、成分、分布以及危害，其次介绍了焊接烟尘的治理标准和方式，最后列举部分焊接烟尘治理项目。
关键词：焊接烟尘；除尘方式；举例
1. 焊接烟尘的特性
1.1焊接烟尘的主要成分
焊接烟尘的成份主要取决于焊接材料、母材成份、焊接参数、工艺以及蒸发的难易程度。在手弧焊的焊条中钛钙型酸性焊条烟尘中的Fe3O4、MnO2占烟尘总量的60%，还有少量碱金属化合物为主体的玻璃物质等；在低氢型碱性焊条中含有Fe3O4、MnO2，还有NaF、CaF2和K2CO3、Na2CO2。在气体保护焊接中，排出的有害气体和物质主要有：NO、CO、氟化物和氯化物等。不锈钢焊接烟尘中含有大量的铬和镍、三价铬等。所以焊接烟尘是一种十分复杂的物质。
1.2 焊接烟尘的分布
焊接烟尘是一种无机性烟尘，分散浓度大，烟尘粒子生物学活性较强。这些球状颗粒在空气中漂浮，常常会集聚成互相连接树枝状微粒，一般氢型焊条相对较少，非低氢型焊条较多，CO2保护焊锁链状更明显，这些烟尘上升速度慢、沉积慢，易对焊接操作者造成危害。
2.焊接烟尘治理
2.1 焊接烟尘排放标准
焊接烟尘的控制在各国都已受到了重视，并作了相关规定烟尘控制标准。日本焊接协会（WES）为焊接细微粉尘的要求是允许浓度5mg/m3，美国劳动卫生协会对氧化铁焊接细微粉尘的要求是允许浓度5mg/m3，国际焊接协会对非合金钢、非低氢型焊条粉尘的允许浓度10mg/m3，非合金低氢型焊条粉尘允许浓度5mg/m3，合金钢非低氢型、非铁合金允许浓度2.5mg/m3，我国允许的焊接烟尘浓度6mg/m3。
2.2 焊接烟尘治理方式
目前，要降低焊接车间内污染物浓度，最常用而有效的办法就是采用通风除尘措施。在焊接车间中这种通风除尘的方式主要分为两种，即局部排风和稀释通风。局部排风是在固定作业焊接点侧面或上方设置排烟罩，用风机把烟尘抽走。而稀释通风是把洁净空气送入房间内，并将等量的污染物排出，稀释室内污染物使其达到卫生规允许浓度。
3.在传播途径上控制焊接烟尘的措施
3.1全面通风
全面通风也称为稀释通风，即用外界的清洁空气稀释焊接车间内的烟尘，降低烟尘的浓度，使其危害降低，同时通过换气将焊接车间内的烟尘排出室外。根据焊接工艺的工作场所不同，全面通风分为机械通风和自然通风两种方式，对于室内作业一般采用机械通风，就是在室内安装轴流风机把焊接烟尘排出，自然通风主要针对于户外焊接作业。
3.2局部通风
局部排风是对局部环境状况进行控制，使局部空间内不受烟尘的污染，一般局部排风是利用排烟罩在局部收集烟尘。根据局部排风设备的灵活性不同可分为固定式局部排风和移动式局部排风。局部通风相对于全面通风，排风风量少，效果好且节能。
4.利用烟尘净化设备控制焊接烟尘
随着我国的经济发展及对环境保护的重视，我国在烟尘处理上引进了国外的先进的技术，使我国焊接烟尘处理技术得到了有效提升。
4.1利用烟尘的自身特性来去除烟尘
主要有两种方法：干法去除烟尘和湿法去除烟尘。干法去除烟尘是利用烟尘颗粒的自重和离心力，使漂浮的烟尘颗粒下降沉淀，达到除尘目的。湿法去除烟尘是利用烟尘颗粒的水溶性，用液体将烟尘颗粒浸湿，再用设备对其加以捕集。
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4.2用过滤法去除烟气
焊接烟尘颗粒是由球状颗粒物聚集而成，具有一定体积，所以使焊接过程中所产生的烟尘通过具有很多毛细孔的滤料，会将烟尘中的颗粒物留在滤料上，常用的设备有颗粒层过滤器和袋式吸尘器等。目前聚四氟乙烯对烟尘的过滤率较高，在国内外企业中应用较为广泛。
4.3通过静电原理来去除烟尘
固体颗粒带电后就会吸附在别的物质上，所以只要使焊接烟尘通过高压电场，在电场力的作用下，固体颗粒物会下降沉淀，使焊接烟尘得到有效的控制，常用的设备有干法静电除尘器和湿法静电除尘器。
4.4焊接烟尘中有害气体的净化处理方法及设备
4.4.1吸收法
吸收法是根据烟尘中有害气体的化学特性达到净化目的，即根据不同有害气体在液体中不同的溶解度对有害气体进行合理的吸收和分离，达到理想的净化目的，这种技术主要针对于气体污染物。
4.4.2吸附法
吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理烟尘中的有害气体，是其中的有害物质吸附在固体表面，因此达到净化分离的目的，最常用的固体吸附剂为活性炭，因吸附法经济成本较低，净化效果较高，所以吸附工艺在处理污染气体上应用较为广泛。
5. 项目实例简介
5.1 现场情况
保定长城汽车桥业公司，组焊车间和油箱有焊接车间内有10台焊接机器人单元及数个手工清渣补焊位对汽车部件进行组对焊接。生产过程中产生大量焊接烟尘，成分主要为MnO2、Fe2O3。对于实芯焊丝（1.0mm），其施焊时的发尘量为230mg/min，焊接材料的发尘量为4.62g/kg。
5.2 技术难点
由于焊接表面含油，在焊接过程中会有大量含油烟尘散发出来。含油烟尘附着到滤材表面会对堵塞滤材，造成滤材使用周期短，运行压力高等不利因素。现场各种不定因素的干扰，且加工量不固定，所以难以准确核算烟尘的发生量。由于工件含油，在焊接过程中，将有大量油烟散发出来，附着在滤筒表面，长期运行有起火风险。
5.3解决方法
本方案选用滤筒式除尘器处理焊接烟尘。采用PTFE覆膜阻燃滤筒，并加喷粉装置对滤筒预喷涂，减小油烟对滤筒的堵塞，能阻止过滤滤芯表面上的灰尘和烟雾粒嵌至滤芯基材内，这样，仅需更少的脉冲次数即可实现更好的清洁效率，降低了压缩空气使用量。
5.4 系统设计
5.4.1 合理估算烟尘发生量
根据《车间空气中电焊烟尘卫生标准》中规定，车间内焊接烟尘最高允许浓度6mg/m3。所以经过排烟后每个焊接房内烟尘浓度应不高于6mg/m3。
5.4.2焊接房排风量计算
根据《焊接工艺防尘防毒技术规范》规定，当焊接作业室净高度低于3.5m，或每个焊工工作空间小于200m3，须实施全面机械通风。
经计算，工作10小时内，当焊接单元内只有一台焊接机器人时，风量为1980m3/h，当有两台机器人时，风量为3780m3/h。焊接单元内的烟尘浓度都低于6mg/m3。
5.4.3设备选型
据现场情况将现场分为两个区域，CH051X后扭梁焊接线和CH051X组焊新车间，分别使用兆和除尘器JHCC-T24-W-H和JHCC-T32-W-H各一台，处理风量分别为20544m3/h和27360m3/h，经治理后，车间内焊接烟尘浓度≤4mg。除尘系统有效排风量能够满足生产线各工作站的烟尘净化，工作站在量产状态下工作时，烟尘不会从工作站内溢出。
5.5 防火要求
在与焊接单元连接的支管处设置火花捕集器，我公司采用的是迷宫式阻火板能有效的过滤掉大的油雾颗粒也可以阻挡火星。阻火性能经过欧洲认证。并安装70℃防火阀、火花探测器、阻火板与静压箱、滑石粉预喷涂装置、性气体灭火装置提高灭火效果。
6. 总结
由于近年来焊接烟尘的治理在国内外普遍受到关注，而焊接烟尘的治理技术在国内还没有普遍得到应用，所以有关焊接烟尘治理的最佳方案还需要进一步研究，净化设备的具体参数也还需进行实验，这也是我们从事此专业人员在今后的努力方向。
参考文献
[1]陆耀庆，实用空调设计手册，中国建筑工业出版社.1993年版.
[2]苏建华，焊接车间电焊烟尘技术研究.2002年版.
[3]梁卫东等，铝合金MIG焊过程中的烟尘危害和防护.2006年版.
论文作者:李泽义
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/13
标签：烟尘论文; 浓度论文; 车间论文; 局部论文; 焊条论文; 颗粒论文; 气体论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;