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　　一、工藝簡(jiǎn)介

　　(一)等離子體

　　一種氣體經(jīng)過(guò)電離作用以后，便產(chǎn)生帶正電的陽(yáng)離子和帶負電的陰離子(電子)。這兩種相互矛盾的離子處在一個(gè)統一體中，而且彼此所帶的正負電荷相等，這種處于電離狀態(tài)的氣體就稱(chēng)為等離子體。等離子體是氣體的特殊狀態(tài)。等離子體的總電荷等于零而呈電中性。它和金屬、電解液一樣有較高的導電性，和氣體一樣有很大的流動(dòng)性。更重要的是帶電離子重新結合時(shí)能釋放出巨大的能量，激起很高的溫度，發(fā)出很強的光。

　　(二)等離子弧

　　等離子弧是等離子體在工業(yè)上應用的一種形式，是由一種特制的等離子弧噴槍產(chǎn)生的壓縮電弧。等離子弧按其陽(yáng)極不同，通?？煞秩N形式。

　　1非轉移弧

　　這種電弧是由釷鎢棒作陰極，槍體內壁作陽(yáng)極，兩者之間產(chǎn)生的電弧可用來(lái)切割非金屬、噴涂和焊接薄件等。

　　2轉移弧

　　它是由釷鎢棒作為陰極、工件作為陽(yáng)極所產(chǎn)生的電弧。主要用于切割、焊接厚件與熔化金屬等。

　　3混合弧

　　由上述兩種電弧組合而成的等離子弧。如堆焊多采用這種電弧。

　　(三)等離子焊

　　等離子焊與一般的焊接方法相比有溫度高、能量集中、焊接速度快、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、應用范圍廣等許多優(yōu)點(diǎn)，已日益被廣泛地應用于生產(chǎn)中。目前，等離子弧焊接向兩個(gè)方面發(fā)展。第一，應用等離子弧解決精密儀器、

　　電子設備等高精尖產(chǎn)品零件的焊接，如微束等離子弧可焊接0026mm的不銹鋼金屬箔。第二，焊接很厚的材料，一次焊透的最大厚度可達127mm。等離子堆焊是在工件表面堆上一層具有特殊用途的合金，如堆上一層耐磨損、耐磨蝕、耐高溫的金屬層，這樣既保證了工件基體的良好性能，又滿(mǎn)足了特殊部位所應具有的特殊用途。為了克服堆焊過(guò)程中電弧電壓不穩、堆焊金屬比較厚等缺點(diǎn)，發(fā)明了利用粉末作為填充材料的等離子噴焊新工藝。

　　二、職業(yè)病危害因素識別

　　隨著(zhù)等離子焊工藝的廣泛應用，作業(yè)過(guò)程中的有害因素已逐漸為人們識別和認識。由于等離子弧弧區溫度高達鐘)，采用高壓高頻(2500V、250kHz)振蕩器引弧，以及使用釷鎢捧作陰極材料等，一般認為等離子焊工藝過(guò)程中的有害因素與氬弧焊類(lèi)似，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳、電焊煙塵和金屬氧化物、熱輻射、高頻電磁場(chǎng)、噪聲、紫外輻射和電離輻射以及電擊傷等。

　　(一)光輻射

　　等離子弧光輻射包括軟X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)等。等離子弧中的紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)的強度均較手工電弧焊、氬弧焊為高。等離子弧中紫外線(xiàn)強度較其他兩種電弧為高，其產(chǎn)生的生物學(xué)作用強度較強。因此等離子弧光輻射的防護應較手工電弧焊和氬弧焊更嚴格。關(guān)于等離子弧中是否存在軟X射線(xiàn)的問(wèn)題尚有爭議。有人認為等離子弧只能輻射出短波紫外線(xiàn)，不存在軟X射線(xiàn)，故可以不考慮電離輻射的危害。有人則認為，目前因測量?jì)x器的限制未能測出軟X射線(xiàn)，但還不能排除等離子弧能放射出軟X射線(xiàn)。不過(guò)即使等離子弧中有X射線(xiàn)存在的話(huà)，估計其能量也很低，對人體危害不大。

　　(二)有害氣體

　　等離子焊工藝所產(chǎn)生的有害氣體包括臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氯代烴(如三氯乙烯、四氯化碳等)，以及經(jīng)紫外線(xiàn)照射后的分解產(chǎn)物光氣等。

　　1臭氧

　　等離子弧中一定波長(cháng)的紫外線(xiàn)可激活空氣中的氧，經(jīng)化學(xué)反應而產(chǎn)生臭氧。臭氧的濃度與等離子焊的工作電流成正比，尤以焊接鋁時(shí)為甚。采取良好的通風(fēng)措施則可大大降低臭氧濃度。

　　2氮氧化物

　　等離子焊工藝現場(chǎng)空氣中的氮氧化物是由于等離子弧引起空氣中氮、氧分子離解，重新結合而形成的。它包括氧化亞氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等一系列氮的氧化物。盡管氮氧化物的種類(lèi)繁多，但在空氣中主要以二氧化氮的形式存在。等離子焊工藝現場(chǎng)空氣中氮氧化物濃度與焊接有一定的關(guān)系，當電流達到一定數值而又無(wú)局部通風(fēng)措施時(shí)，氮氧化物濃度可能很高。一旦采取局部抽風(fēng)裝置，氮氧化物濃度就可大大降低。等離子弧切割不同的成流氣體對于氮氧化物形成也有影響。以空氣和高純度的氮氣作為成流氣體的等離子弧切割現場(chǎng)氮氧化物的濃度明顯要高。等離子弧切割現場(chǎng)氮氧化物的濃度與操作的時(shí)間成明顯的正相關(guān)，現場(chǎng)操作的時(shí)間越長(cháng)，氮氧化物的濃度越高。

　　3一氧化碳

　　等離子弧工藝中可產(chǎn)生少量的一氧化碳，對人體危害不大。

　　4氯代烴和光氣

　　當用氯代烴去除金屬表面油污后再施行等離子焊工藝時(shí)，氯代烴(如三氯乙烯和四氯化碳)在紫外線(xiàn)照射后分解產(chǎn)生光氣等有害氣體。因此，凡對表面存在氯代烴的金屬材料焊接時(shí)，應注意光氣對人體的危害。

　　(三)電焊煙塵和金屬氧化物

　　金屬材料在等離子弧高溫作用下熔融、氣化，以電焊煙塵的形式或進(jìn)一步氧化成金屬氧化物煙塵的形式向周?chē)臻g擴散，并經(jīng)由呼吸道吸入而作用于人體。等離子焊操作過(guò)程中所存在的金屬及其氧化物煙塵的種類(lèi)與所使用的金屬材料的成分密切相關(guān)，而濃度則受工藝特性、設備功率、等離子焰流的噴出速度和有無(wú)防護措施，特別是受有無(wú)抽風(fēng)排塵裝置等因素的影響。由于等離子弧的溫度遠較其他電弧為高，而且等離子弧有一定的沖擊力，所以產(chǎn)生的煙塵濃度亦必然較其他電弧工藝為高。常見(jiàn)煙塵化學(xué)成分為鐵的氧化物(三氧化二鐵)、鉻及其氧化物(三氧化鉻)、錳、鎳等。

　　(四)熱輻射

　　等離子弧工藝中的熱輻射給眼和皮膚帶來(lái)一定的危害，應采取必要的防護措施。

　　(五)高頻電磁場(chǎng)

　　等離子弧需由高壓高頻電器來(lái)激發(fā)引弧，故在引弧的一瞬間(幾秒)有高頻電磁場(chǎng)存在。

　　(六)噪聲

　　由于成流氣體在等離子弧噴槍內以一定速度流動(dòng)，經(jīng)壓縮的等離子焰流從噴槍口高速?lài)娚涑鰜?lái)時(shí)產(chǎn)生氣流噪聲。噪聲強度與氣體的種類(lèi)、流動(dòng)速度和噴槍設計的特點(diǎn)有關(guān)。等離子弧噴涂和切割因工藝上要求有一定的沖擊力，因而噪聲強度較高，多數可達100dB (A)以上。

　　(七)放射性物質(zhì)

　　目前應用的等離子弧工藝，有的仍采用釷鎢棒作陰極，這種釷鎢電極含有氧化釷1%～25%，存在α、β、γ三種射線(xiàn)。為避免與減少等離子弧工藝中放射性物質(zhì)對人體的作用，現已有使用鈰鎢棒等不含釷或不含放射性物質(zhì)的陰極材料。經(jīng)測量，鈰鎢電極的放射性較釷鎢電極低2個(gè)數量級。目前已有相當數量的等離子弧工藝采用了鈰鎢電極或鈍鎢電極，這樣既有利于工藝操作，又有利于職業(yè)衛生防護。

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