眾所周知，焊接過(guò)程中將產(chǎn)生大量對(duì)人體有毒或有害的光、熱、氣等物質(zhì)。為此，本文就焊接過(guò)程可能出現(xiàn)的有毒、有害物質(zhì)進(jìn)行研究分析，確定其產(chǎn)生的原因，并就此提出相應(yīng)的防護(hù)措施。
焊接技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的金屬加工工藝，在建筑、橋梁、造船、化工及機(jī)械制造等許多主要生產(chǎn)部門都得到廣泛應(yīng)用。改革開(kāi)放30年來(lái)，焊接技術(shù)發(fā)展迅速，諸如激光焊、CO2氣體保護(hù)焊、等離子弧焊等新工藝的不斷出現(xiàn)，使焊接在生產(chǎn)上的應(yīng)用范圍日趨擴(kuò)大，隨之也出現(xiàn)了新的不安全和不衛(wèi)生因素。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，焊工人數(shù)也呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)。因此，廣大焊工和其他生產(chǎn)人員深刻了解焊接安全技術(shù)，熟知在焊接過(guò)程中可能發(fā)生不幸事故和職業(yè)病的原因，掌握消除工傷事故和職業(yè)危害的各項(xiàng)技術(shù)措施，顯得十分重要。
我國(guó)對(duì)焊接工人的安全和健康一直非常重視。《安全法》規(guī)定：對(duì)于電氣、起重、焊接、鍋爐、壓力容器等特殊工種的工人，必須進(jìn)行專門的安全操作技術(shù)培訓(xùn)。經(jīng)過(guò)考試合格后,才準(zhǔn)許操作。還有《工廠安全衛(wèi)生規(guī)程》、《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》、《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》等，對(duì)焊接安全技術(shù)也有具體的規(guī)定。
隨著新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，新的焊接方法也不斷涌現(xiàn)，但是焊接方法的分類變化減小，大體上可分為熔化焊、壓力焊和釬焊。所謂熔化焊：焊接過(guò)程中母材和填充金屬都熔化，兩者是化學(xué)結(jié)合，如焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、GTAW、GMAW、埋弧焊、等離子弧焊、激光焊、電子束焊等；壓力焊：焊接時(shí)不用焊料，被連接金屬間是化學(xué)或物理結(jié)合，如電阻（點(diǎn)、縫）閃光對(duì)焊、摩擦焊、冷壓焊；釬焊：釬料熔化溫度低于母材熔化溫度，焊接時(shí)釬料熔化母材不熔化，兩者之間是物理結(jié)合。在這三類焊接方法中以熔化焊的危害最大，因?yàn)樵谌刍高^(guò)程中，母材和焊材分別充當(dāng)一個(gè)電極，在焊接電源的作用下,母材和焊材熔化凝固形成焊縫，而在此過(guò)程中，電弧、熔池將成為熱、電、磁、光的通路，因此焊工在此過(guò)程中也將受到熱、電、磁、光的作用和影響，這對(duì)焊工的身體將會(huì)產(chǎn)生不利的影響，下面將對(duì)焊接工作者可能受到的危害進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防護(hù)建議。
1電擊危害
由于焊接工件和焊槍各為一極，而焊接操作者在施焊過(guò)程中必然會(huì)有一定量的電流經(jīng)過(guò)人體，如附圖所示,進(jìn)而操作者有受電擊的危險(xiǎn)存在。雖然焊接電弧的電壓范圍在10~40V，但通常焊接電源的空載電壓可高達(dá)80V,以滿足起弧時(shí)的電壓需要。與市電220V相比，這一電壓并不高。按國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，在干燥的環(huán)境下,交流500A和直流120A的電壓對(duì)健康的人不會(huì)產(chǎn)生危脅。然而，如果在潮濕的場(chǎng)合或狹窄的金屬物體空間，80V的電壓就足以引起致命的電擊。尤其是在更換焊條時(shí)，焊工是靠手套的絕緣性能來(lái)避免較高空載電壓的電擊，但當(dāng)手套潮濕或焊工與金屬導(dǎo)體表面接觸時(shí)，原有的絕緣層就會(huì)失效，從而發(fā)生電擊。
此外，在鎢極氬弧焊焊接過(guò)程中,引弧方式一般采用高頻振蕩回路。高頻持續(xù)的時(shí)間很短，大都為毫秒級(jí)，此時(shí)電流也很小，但電壓很高，達(dá)數(shù)千伏。在一般情況下不會(huì)引起電擊，但有時(shí)高頻會(huì)積集在皮膚表面，譬如穿過(guò)手套的孔洞導(dǎo)致小而深的燒傷。高頻對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)等的影響，長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)產(chǎn)生疲勞、精神不振、眩暈等癥狀。另外，高頻產(chǎn)生的電磁輻射會(huì)干擾儀表或設(shè)備控制系統(tǒng)的工作。
在焊接作業(yè)中，為防止意外觸電事故，電焊作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣：
①作業(yè)時(shí)應(yīng)戴干燥、符合要求的手套；
②不要讓皮膚或濕衣服觸及電極或者電焊鉗的金屬部分；
③保持身體與金屬焊件及地面的絕緣
④使電焊電纜和電焊鉗保持良好的工作狀態(tài)。
2弧光輻射
實(shí)際上，焊接電弧是等離子體，屬于物質(zhì)第4種狀態(tài)，由帶電離子和中性粒子組成。電弧的溫度很高，一般都在2000℃以上，個(gè)別特殊焊接電弧溫度可達(dá)數(shù)萬(wàn)度。這些高溫電弧可產(chǎn)生3種類型的輻射，即紫外、可見(jiàn)與紅外（熱）輻射，對(duì)焊工產(chǎn)生傷害的途徑是：紫外光會(huì)灼傷皮膚，引起電光性眼炎；可見(jiàn)光使眼睛昏眩及視力損傷；紅外光對(duì)皮膚和眼睛均有害。
其防護(hù)措施主要為：
①在焊接作業(yè)區(qū)嚴(yán)禁直視電弧。根據(jù)不同的焊接方法及同一焊接方法的電流和母材種類及厚薄等條件的差異選擇護(hù)目鏡片，鏡片的數(shù)字越大，則深度越大，對(duì)眼睛的保護(hù)效果越好；
②施焊時(shí)焊工應(yīng)穿上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防護(hù)服；
③施焊場(chǎng)地應(yīng)用圍屏或擋板與周圍隔離；
④注意眼睛的適當(dāng)休息。
3噪聲
在焊接生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)不同的噪聲源，如對(duì)坡口的打磨、裝配時(shí)錘擊、焊縫修整、等離子切割等。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，操作人員在噪聲90dB時(shí)工作8h，就會(huì)對(duì)聽(tīng)覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng)有害。一般情況下，當(dāng)噪聲超過(guò)允許值5~20dB時(shí)，就對(duì)焊工產(chǎn)生有害影響，而手工打磨的噪聲達(dá)108dB。
某些焊機(jī)（如直流旋轉(zhuǎn)焊機(jī)）的使用會(huì)產(chǎn)生很大的連續(xù)性噪聲，這種噪聲高達(dá)85~100dB。在高噪聲環(huán)境中工作，短期則會(huì)產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)疲勞；當(dāng)長(zhǎng)期在高噪聲環(huán)境中工作，由于持續(xù)不斷地受到噪聲的刺激，日積月累，聽(tīng)覺(jué)疲勞會(huì)發(fā)展成噪聲性耳聾，即職業(yè)性聽(tīng)力損失。噪聲還可引起多種疾病,如心神不寧、心情緊張、心跳加快和血壓增高等，工業(yè)噪聲調(diào)查結(jié)果指出,工作在高噪聲條件下的鋼鐵工人和機(jī)械車間的工人，比安靜條件下的工人循環(huán)系統(tǒng)發(fā)病率高。在強(qiáng)噪聲下，發(fā)生高血壓的機(jī)率增大。長(zhǎng)期在噪聲環(huán)境下工作，對(duì)神經(jīng)功能也會(huì)造成障礙,噪聲可引起大腦皮層興奮和抑制的平衡，從而導(dǎo)致條件反射的異常。有的患者會(huì)引起頑固性頭痛、神經(jīng)衰弱和腦神經(jīng)機(jī)能不全等，癥狀表現(xiàn)與周圍的噪聲強(qiáng)度有很大關(guān)系。
對(duì)于焊接設(shè)備產(chǎn)生的噪音屬于可避免噪音，只要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢修,保證設(shè)備運(yùn)行良好，此類噪音可維持在可控范圍內(nèi)，進(jìn)而對(duì)操作者不會(huì)產(chǎn)生影響，而錘擊、打磨過(guò)程中出現(xiàn)的噪音屬于不可避免的噪音，這時(shí)只能調(diào)整工作時(shí)間，讓焊工適當(dāng)?shù)匦菹ⅲ苊猱a(chǎn)生累計(jì)損傷。
4煙塵
焊接及相關(guān)工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害于健康的氣態(tài)和顆粒狀態(tài)的物質(zhì)，包括氣體、煙霧、灰塵等焊接煙塵的顆粒。其中可被吸入部分（尤其是小于3μm的顆粒）會(huì)侵入到肺的深處，因而具有更大的危害性。對(duì)健康的短期影響表現(xiàn)為呼吸道的刺激、咳嗽、胸悶、金屬蒸氣所致的低熱以及急性流感癥狀等；而長(zhǎng)期的影響是肺部的鐵質(zhì)沉著病癥及良性瘤，但還未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致肺癌的直接證據(jù)。
焊接煙塵的成分因所用焊條的不同而有差異。焊條由焊芯和藥皮組成,焊芯中除含有大量的金屬鐵之外，還含有少量碳、錳、硅、鉻、鎳、硫和磷等；藥皮材料主要含有大理石、熒石、純堿、水玻璃等。焊接過(guò)程中電弧放電產(chǎn)生的高溫（高達(dá)4000℃）使焊條、藥皮和焊件發(fā)生冶金化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的金屬氧化物（如氧化鐵、氧化錳、二氧化硅等）煙塵并彌漫于作業(yè)環(huán)境中，它隨風(fēng)擴(kuò)散，影響面廣,長(zhǎng)期吸入這些煙塵的人，特別是電焊工，可能會(huì)引起“塵肺”這一電焊工典型的職業(yè)病，發(fā)展到一定程度會(huì)出現(xiàn)胸悶、氣短、咳嗽等呼吸道疾病。有些焊條藥皮中含有錳，焊接時(shí)在高溫條件下反應(yīng)生成氧化錳煙塵，而氧化錳是一種對(duì)人體非常有害的有毒物質(zhì)，吸入后嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起“錳中毒”,主要表現(xiàn)在破壞人體神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能，造成神經(jīng)衰弱和植物性神經(jīng)功能紊亂等。手工電弧焊和藥芯焊絲電弧焊產(chǎn)生的氣體中含有高比例的藥皮或藥芯的成分，而熔化極氣保焊過(guò)程產(chǎn)生的煙霧中含有高濃度的熔敷金屬成分。
為了確保焊接工作環(huán)境的安全，對(duì)焊工在焊接煙塵中的暴露限度在世界各國(guó)都已有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，雖然可能會(huì)有些不同，但對(duì)煙塵量的典型控制值為不大于5mg/m3。同時(shí)要考慮焊工在該環(huán)境下的工作時(shí)間，一是采8h的時(shí)間權(quán)重平均值，主要用于分析煙塵成分對(duì)健康的影響；另一方法是采用15min短期暴露，分析對(duì)健康影響的最大值。其中還應(yīng)注意到煙塵的成分和濃度、焊工的工作周期、工件的尺寸以及煙塵相對(duì)于焊工的方向。
5有毒氣體
焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫電弧和紫外線,會(huì)使空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生O3、CO、HF和NxO等有毒氣體，刺激眼睛和呼吸系統(tǒng)，造成不適。
O3是一種無(wú)色、有特殊刺激性氣味的氣體，對(duì)呼吸粘膜和肺有強(qiáng)烈的刺激作用，長(zhǎng)期吸入低濃度的O3會(huì)引發(fā)支氣管炎、肺氣腫等。
CO為無(wú)色、無(wú)味、無(wú)刺激性的氣體，其來(lái)源主要是CO2在電弧高溫作用下分解而成，對(duì)人體的危害主要是阻礙氧在人體內(nèi)的運(yùn)輸和利用。輕度中毒時(shí)頭痛無(wú)力、嘔吐、脈博加快，嚴(yán)重時(shí)意識(shí)不清，甚至窒息或心臟功能停頓，使人不知不覺(jué)中毒而死亡。
NxO是因焊接電弧的高溫而引起空氣中的氮、氧分子發(fā)生分解并重新結(jié)合而成的。它是有刺激性氣味的氣體，其中主要是二氧化氮，有特殊臭味，人體吸入后進(jìn)入肺泡內(nèi)而形成有毒作用的硝酸及亞硝酸，對(duì)肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，從而引起肺水腫。
焊接煙霧的控制與去除：在焊接現(xiàn)場(chǎng)采用局部排氣裝置是最有效的方法，并使凈化后的空氣能返回工作區(qū)。一般的排氣效率為100~1000m3/h。內(nèi)置抽吸式焊槍（規(guī)格有200A、315A、500A等）已與標(biāo)準(zhǔn)的半自動(dòng)焊機(jī)配套，將焊接區(qū)的煙塵較方便、有效地清除，對(duì)實(shí)芯和藥芯焊絲都有效。
①焊接場(chǎng)地全面通風(fēng)：在專門的焊接車間或焊接工作量大、焊機(jī)集中的工作地點(diǎn)，應(yīng)考慮全面機(jī)械通風(fēng)：可集中安裝數(shù)臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)向外排風(fēng),使車間經(jīng)常更換新鮮空氣；
②焊接場(chǎng)地局部通風(fēng)：在焊槍附近安裝小型通風(fēng)機(jī)械，如排煙罩、排煙焊槍、強(qiáng)力小風(fēng)機(jī)和壓縮空氣引射器等；
③在密閉容器或倉(cāng)室里焊接的通風(fēng)：最好上下都有通風(fēng)口，必要時(shí)可用通風(fēng)管將新鮮空氣送到焊工身邊，但嚴(yán)禁氧氣送入，防止發(fā)生燃燒；
④積極采用焊接新工藝、新技術(shù),采用低塵、低毒焊條。