焊接实训教室通风排烟方案浅析

【摘 要】焊接专业实训教室的通风排烟措施关系着实训学生和教师的身体健康，笔者通过阐述焊接烟尘和有毒气体的形成原理与危害、结合焊接实训教室特点，探讨适合焊接实训教室的消除焊接烟尘和有毒气体的方案。

【关键词】焊接；实训教室；通风

随着科学技术社会经济的飞速发展，焊接技术的应用日益广泛，焊接技术成为各的热门专业。由于焊接工艺过程中会产生大量的金属烟尘、有毒气体等，严重影响工作人员和周边人员身体健康，必须对焊接教室进行通风换气，排除和稀释有害物，建立良好的焊接环境。因此，如何经济有效对焊接教室进行通风排烟一直是个难题。本文结合焊接实训教室的特点，将对国内各焊接实训教室的通风排烟方式进行一定的分析和总结，供焊接实训教室管理和设计人员参考。

1 焊接烟尘和和有毒气体的形成与危害

1.1 焊接烟尘和有毒气体的形成

在电气焊接过程中都产生有害烟尘，包括烟和粉尘。我们知道，焊接电弧的温度都在3000℃以上，特别是等离子焊接与切割，电弧温度可以达到30000℃。气焊与气割时氧--乙炔火焰的温度也高于3000℃。可见电气焊接过程中在如此高温下进行，就必然引起被焊金属和焊材金属元素的蒸发和氧化。被焊材料和焊接材料熔融时产生蒸汽在空气中迅速氧化和冷凝，从而形成金属及其化合物的细微颗粒。这些微粒飘浮在空气中就形成了烟尘。

在电气焊接区的周围空间形成多种有毒气体。特别是电弧焊接中在焊接电弧的高温和强烈紫外线作用下，使空气中的氧气、氮气、二氧化碳气体离解，重新结合成臭氧、氮氧化物、一氧化碳等有毒气体，在用碱性焊条焊接时，还会产生氟化氢气体。

1.2 焊接烟尘和有毒气体的危害

焊工长期接触金属烟尘，如果防护不良，吸进过多的烟尘，将引起头痛、恶心、气管炎、肺炎，甚至有形成焊工尘肺、金属热和锰中毒危险。烟尘还能引起像肺粉尘沉着症，支气管哮喘、过敏性肺炎、非特异性慢性阻塞性肺病，有些放射性粉尘还有致癌作用，有毒粉尘的吸入还可引起全身性中毒症状。

焊接产生的各种有毒气体被吸入人体，都将对操作者产生危害。臭氧和氮氧化物对人的眼、鼻、喉、肺有刺激作用，特别是氮氧化物，能引起精神衰弱，如失眠、头痛、食欲不振、体重下降，高浓度的氮氧化合物能引起急性中毒；一氧化碳引起人体缺氧甚至窒息；氟化氢能引起眼、鼻和呼吸道粘膜的刺激症状，严重时发生支气管炎、肺炎等。

2 焊接实训教室的特点

2.1 焊接实训教室为了便于开展教学，使不同教学班级互不影响，往往教室面积较小，高度低，有些受条件所限，甚至是将普通教室改作焊接实训教室，不利于焊接烟尘和有毒气体的稀释与排出。

2.2 焊接实训工位密度大，人员集中，每个教学班级通常有二三十名学生上课，并且由于教学特点所互致，常出现多台焊机同时施焊的情况，短时间内产生大量的焊接烟尘有毒气体。

2.3 焊接工位一般采用固定式，相邻工位之间采用隔离板形成相对封闭的空间，这样使各个工位互不影响，能有效防止弧光辐射、熔渣飞溅的危害，但不利于空气的流通，使区域内焊接烟尘和有毒气体聚积。

2.4 所焊接的工件尺寸较小，常进行板对接焊、中小直径管对接焊、角焊缝的焊接操作，焊缝长度一般在300mm以内，基本不涉及大型工件，这对焊接烟尘和有毒气体的排出是有利的。

3 常见通风排烟系统及应用

目前，在现有的焊接工艺条件下，并不能从焊接工艺本身根本地消除焊接烟尘和有毒气体。主要是从通风排气上采取相应措施，来避免焊接烟尘和有毒气体对操作人员的危害。结合焊接实训教室特点，常用的通风措施有以下几种。

3.1 固定全局式通风排烟系统

全局式通风也称稀释通风，一方面用清洁空气，稀释室内空气物中的有害浓度，同时不断把污染空气排出室外，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。这种通风方式适合于面积不大，单跨式焊接实训教室，在靠近焊接工位一侧的墙壁或窗户上，每个工位上方开洞，安装一台轴流风机，可以取得一定的排烟效果。其优点是成本较低，但焊接所产生的烟尘和有毒气体在排除过程中还是会经过操作者周围，对操作者产生一定危害，对于存在死角的部位，焊接烟尘和有毒气体不易排出。并且焊接烟尘和有毒气体直接排入室外，并没有从根本上消除，对室外空气造成污染。

3.2 中央固定式局部焊烟外排系统

此种方案是在焊接工作区域的每个工位上方安装一定长度的万向吸尘臂，使其活动半径可完全覆盖整个焊接工作区域。采用负压吸收式，每个万向吸尘臂的吸风罩在距焊接产烟点约30cm处将烟尘和有毒气体吸走到主通风管路。主管路采用变径的方式保证每个吸气口风量、压力均衡，最后与风机相连将烟尘和有毒气体直接排出到室外。中央固定式局部焊烟外排系统的优点是从源头上直接吸走有害烟尘和有毒气体，不对操作者和教室内部产生影响；缺点和固定式全局式通风排烟系统一样，会对室外空气产生二次污染。

3.3 中央固定式焊接烟尘净化系统

中央固定式焊接烟尘净化系统是在中央固定式局部焊烟外排系统的基础上，将万向吸尘臂从焊接点收集到的烟尘和有毒气体吸入到中央净化主机，经过滤后将洁净的空气排入出来。此种方案既可保证彻底消除焊接烟尘和有毒气体对操作人员的危害，又不对教室及室外空气产生污染。但目前烟尘净化系统成本造价较高，一般新建实训教室或原有实训教室改造，在经费允许的情况下，尽可能采用此种方案。

3.4 单点移动式焊接烟尘净化系统

单点移动式焊接烟尘净化系统是采用移动式烟尘净化器，下方装设有万向轮，每台装置1～2个万向吸尘臂，可以很方便的随工作地点转移。适合于单个工位和非固定工位的排烟排毒，例如钢板热切割下料、自动化焊接切割设备等。

影响焊接烟尘和有毒气体排除的因素很多，笔者认为，焊接烟尘和有毒气体的治理必须与实训教室特点和焊接工艺相结合，各焊接实训教室可针对不同的教室布局、焊接方法和实训教学特点，因地制宜，采取合适的通风、排气、净化措施，才能使教室教室空气更加清洁，也最大限度地保护操作人员的健康。