焊接作业产生的电击、高温、弧光、噪声、电磁辐射、有害气体等对人体健康也会产生危害。
①焊接烟尘:焊接区的金属和熔渣由于过热蒸发会形成烟尘,气割和碳弧气刨过程也会产生大量烟尘。这些高温蒸气一旦脱离焊接区后就迅速氧化和凝结,首先在焊接区附近先凝结成一次粒子,一次粒子基本呈球形,粒径在0.01~0.4微米范围内,以0.1微米左右的居多,一次粒子均带有静电和磁性,在其本身引力的作用下,随着温度的降低,迅速由几十个或几百个聚合在一起形成二次粒子;然后按一定方式向外扩散,在空气中悬浮,形成焊接烟尘。焊接烟尘形成过程复杂,其形核机制有均质形核和非均质形核。焊后烟尘以聚集型或者融合型的凝并形式长大,然后以湍流方式向外扩散。湍流扩散系数与焊条药皮种类及电弧特性有关,如焊条药皮中含有造气物质以及采用交流焊接都会使湍流扩散系数增加。焊态下焊接烟尘的扩散浓度分布是一双正态分布函数,其分布特征参数随湍流扩散系数以及距电弧发尘点源正上方距离的增大而增大,随烟尘气流上升平均速度的增大而减小,烟尘在上升过程中逐渐呈发散状态的喇叭口形。
②有害气体:主要包括一氧化碳、氧化氮、臭氧和光气等,它们都会影响人体呼吸系统健康,其中臭氧还被列为第三类致癌物质。
③电焊弧光:电弧的光谱中,包含了红外线、可见光线、紫外线3个部分。据测定,电弧功率7000千瓦左右的焊条电弧焊弧光光谱中,含波长大于1300微米的红外线约占38%,波长780~1300微米的近红外线占31%,波长400~780微米的可见光线占26%,波长200~400微米的紫外线占5%。氩弧焊所产生的紫外线强度是一般焊条电弧焊的10~30倍,等离子弧焊的紫外线强度比焊条电弧焊大30~50倍。焊接电弧的可见光线的光度,比人眼能正常承受的光线光度大一万倍。这样强烈的可见光,会对视网膜产生烧灼,造成眩辉性视网膜炎。此时将感觉眼睛疼痛,视觉模糊,有中心暗点,一段时间后才能恢复。如长期反复作用,将逐渐使视力减退。
④重金属:锰焊条焊接与高锰钢焊接中存在锰中毒,不锈钢焊接中存在六价铬中毒。当人体内氧化锰(MnO,MnO2,Mn2O3,Mn3O4)质量浓度高时对呼吸道有刺激作用并导致肺炎,长期接触能损害神经系统从而导致麻痹症。铬酸盐形式的六价铬化物和CrO3对人体有致癌作用,特别是对呼吸器官。另外,六价铬化物对黏膜也有刺激和腐蚀作用。
钎焊过程及废弃电子产品产生的重金属对个人和环境会造成严重危害,尤其是其中的铅污染。钎焊生产中,铅通过烟雾进入呼吸道和消化道。急性铅中毒临床表现为恶心、呕吐、腹绞痛和便秘等胃肠道症状。慢性铅中毒患者早期症状是乏力,口中有金属味,肌肉和关节酸痛,接着发生腹痛和神经衰弱综合征。随着病情发展,还可出现运动和感觉神经传导速度减慢、贫血、腹绞痛、腕下垂、尿蛋白和肾功能改变等。更为严重的是,它还影响婴幼儿的生长和智力发育,损伤认知功能、神经行为和学习记忆等,严重者造成痴呆。
⑤电磁辐射:焊接过程产生的高频电磁场会对电网产生污染,对其他用电设备造成干扰。在高频电磁场中会使人头昏乏力、记忆力衰退、失眠多梦。
保证焊接安全的措施主要分为两大类:一类是车间整体防护;另一类是局部和个人防护。基于分层送风技术的焊接车间整体治理方案,使得焊接达到恒温恒湿无污染的“五星级”标准,为焊接作业提供了良好环境,减轻乃至消除了焊接生产对环境的危害。局部和个人防护产品有焊接烟尘净化设备、过滤器、机器人除尘设备、专用工作台、自动变光焊接面罩、供气式呼吸保护系统和各种劳保用品,为焊接生产人员提供了防护。