焊接是機電行業(yè)熱加工的一個工藝大類,，它指得是固體材料與固體材料（不單指金屬材料,，還有非金屬材料）之間局部受熱熔融后結(jié)合在一起的一種機械電子制造熱加工工藝。焊接工藝過程產(chǎn)生的大氣污染物——焊接煙塵的特征,，取決于被焊接材料的材質(zhì),、焊接材料的成分、焊接工藝方法及焊接工藝參數(shù),。不同的焊接工藝產(chǎn)生的焊接煙塵,，其有害物質(zhì)、有害氣體的種類,、性質(zhì)與數(shù)量有很大的區(qū)別,。因此,，在對建設(shè)項目進行環(huán)境影響評價中，對工程分析進行工藝污染分析涉及“焊接工藝過程產(chǎn)生的大氣污染物”時,，不能籠統(tǒng)地說污染物為“焊接煙塵”,，其“發(fā)塵量”一概是多少多少，治理措施一概是“移動式焊接煙塵凈化器”,。

按熱熔融方式的不同,，焊接工藝方法可分為：電弧焊、電阻焊,、高頻焊,、電渣焊、電子束焊,、錫焊等,，上述焊接工藝均為利用電能轉(zhuǎn)換為熱能；氧炔焊,、摩擦焊,、激光焊等，則利用了化學能,、機械能,、激光能轉(zhuǎn)換為熱能。堆焊,、釬焊等則可為利用電能,，亦可為利用其它能源。被熔融物,，有的是被焊接材料與焊條,、焊絲，有的僅為被焊接材料自身熔融,，也有的是焊接材料熔融而被焊接材料不熔融,。但不管誰熔融，都要避免被氧化,。為此要使用各種不同的焊劑或保護氣體。施焊過程中產(chǎn)生的焊接煙塵也就各不相同了,。

1 電弧焊：

1.1 手工電弧焊：

這是的焊接工藝,，為“閃光焊”。多用于鋼材與鋼材間的焊接,。焊接材料為焊條,。對大量結(jié)構(gòu)用低碳鋼、低合金鋼焊接,，使用多的J422焊條（鈦鈣型,、酸性焊條）,，其焊條芯熔融鋼材成分為：C<0.12％,Mn=0.3～0.6％;藥皮成分中：TiO占24～48％,CaCO3<20％.藥皮熔融溫度比鋼芯低200多度。而J502焊條（低氫型,、堿性焊條）,，CaO占8～26％，CaF2占10～23％,。

手工電弧焊接時,，在電弧高溫作用下，藥皮首先熔融,。組成藥皮的穩(wěn)弧劑（Ca及K,、Na等電離電位低的物質(zhì)）、還原劑（Mn,、Ti,、Al、Si等,，可使進入熔池的氧化物還原,，S、P被去除）,、造渣劑及造氣劑,、合金劑、膠粘劑,、稀渣劑,、增塑劑等，大量變?yōu)楹附訜焿m,，其粒徑在0.10～1.25μｍ,。焊接煙塵中毒害大的物質(zhì)是MnO2(約在焊接煙塵中占7.5％左右)及Fe2O3（約在焊接煙塵中占近50％）、SiO2（約在焊接煙塵中占近20％）等,，會導致焊工錳中毒及矽肺病,。有害氣體有CO、NOx等,，而F會與H反應(yīng)生成有害氣體HF,。針對此，GB16194《車間空氣中電焊煙塵衛(wèi)生標準》中規(guī)定：“車間空氣中電焊煙塵容許濃度為6mg/m3”,、“在施焊過程中產(chǎn)生的其它有害物質(zhì)仍按這些毒物現(xiàn)行規(guī)定的衛(wèi)生標準執(zhí)行”,。

J422焊條施焊時發(fā)塵量為200～280mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為6～8g/kg；J502焊條施焊時發(fā)塵量為350～450mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為11～16g/kg,。同樣是手工電弧焊接,，焊條不同，藥皮成分不同,，產(chǎn)生的焊接煙塵成分不同,，發(fā)塵量也差別很大,。J502焊條發(fā)塵量約為J422焊條的一倍，且含有HF,，應(yīng)引起更大的關(guān)注,。

手工電弧焊焊接煙塵的治理措施，當焊接工位變動范圍不大時,，可采用移動式焊接煙塵凈化器,。當焊接工位變動范圍較大時，移動式焊接煙塵凈化器使用不便,，可通風擴散排放,；焊接煙塵產(chǎn)生量大時，應(yīng)采取“分層送風”措施,。

1.2 埋弧焊：

φ5的實芯焊絲產(chǎn)生的電弧被埋藏在小顆粒的焊劑下,，施焊時看不到弧光閃射。焊劑成分以常用的“氟堿型”焊劑為例：CaO＋MgO＋MnO＋CaF2＞50%,、SiO2＜50%,、CaF2＞15%，粒度2～0.28mm,。

施焊時產(chǎn)生的焊接煙塵含有MnO2,、Fe2O3、SiO2與HF,。 施焊時發(fā)塵量為10～40mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為0.1～0.3g/kg,。埋弧焊機應(yīng)隨機配備固定式焊接煙塵凈化器。

1.3 CO2氣體保護焊：

CO2氣體保護焊屬于閃光焊,。要注意其采用的焊絲有實芯與藥芯兩種,。

CO2氣體保護焊焊接煙塵成分主要為MnO2、Fe2O3與有害氣體CO,、NOx,、O3。 對于實芯焊絲（φ1.6）,，其施焊時發(fā)塵量為450～650mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為5～8g/kg,。對于藥芯焊絲（φ1.6），其施焊時發(fā)塵量為700～900mg/min,焊接材料的發(fā)塵量為7～10g/kg（焊接煙塵中除上述內(nèi)容外還有SiO2,、HF等）,。

CO2氣體保護自動焊機應(yīng)隨機配備固定式焊接煙塵凈化器。當焊接工位固定時,，應(yīng)配備固定式焊接煙塵凈化器,。當焊接工位變動范圍不大時,，可采用移動式焊接煙塵凈化器,。當焊接工位變動范圍較大時,，移動式焊接煙塵凈化器使用不便，可通風擴散排放,；焊接煙塵產(chǎn)生量大時,，應(yīng)采取“分層送風”措施。

1.4 氬弧焊：

氬弧焊屬于閃光焊,，施焊時有強紫外線產(chǎn)生,。可焊接不銹鋼,、合金鋼,、銅、鋁等,。分為非熔化極氬弧焊（鎢極氬弧焊）與熔化極氬弧焊（采用實芯焊絲,，保護氣體為氬氣與CO2混合氣體）。

施焊時產(chǎn)生的大氣污染物主要是NOx,、O3以及MnO2,、Fe2O3。

對于常用的熔化極氬弧焊,，實芯焊絲直徑為φ1.6,，施焊時發(fā)塵量為100～200m g/min,焊接材料的發(fā)塵量為2～5g/kg。

氬弧焊可采用移動式焊接煙塵凈化器,，同時,，必須保證焊接工位局部通風良好，以保證焊工的健康,。

1.5 脈沖焊：

脈沖焊屬于閃光電弧焊,，它是應(yīng)用可控脈沖技術(shù)，將兩個并聯(lián)運行的電源（維弧電源及脈沖電源）向焊接電弧供電的焊接方法,。脈沖焊可產(chǎn)生穩(wěn)定的小孔效應(yīng),，保證焊透并提高熔敷率，用于氬弧焊,。焊接煙塵分析與氬弧焊相同,。

1.6 等離子焊：

等離子焊屬于閃光電弧焊，它是通過高度集中的等離子束（射流速度達300～2000m/s,能量密度達105～106W/cm2）電弧熔化母材的焊接方法,。等離子焊的焊速高,，可不開坡口，焊縫性能優(yōu)良,，焊縫熱影響區(qū)小,，焊接變形與殘余應(yīng)力小，可焊接多種金屬，尤其對于厚3～8mm材料,，是一種高效優(yōu)質(zhì)低成本的電弧焊接技術(shù),。

其離子氣采用高純氬，保護氣以氬,、氦為主,，有的配以少量氫。焊接煙塵分析與氬弧焊類似,。

2 電阻焊：

電阻焊包括點焊,、縫焊（滾點焊），凸焊,，電阻對焊（電栓焊）等,。施焊過程是電極對被焊接金屬施壓并通電，電流通過金屬件緊貼的接觸部位時,，其電阻較大,，發(fā)熱并熔融接觸點，在電極壓力作用下,，接觸點處焊為一體,。電阻焊無需焊材、焊劑,。當被焊接材料焊接部位表面處理潔凈時,，基本沒有焊接煙塵產(chǎn)生。

3 高頻焊：

高頻焊包括高頻電阻焊,、高頻感應(yīng)焊,。它是利用60～500KHz高頻電流的“集膚效應(yīng)”，使電流集中加熱金屬待焊表面,，使之瞬間熔融,，隨之對其加壓焊在一起。用于直縫焊管（圓管,、方管,、異型管及異型鋼等）焊接生產(chǎn)效率甚高。焊前金屬待焊表面處理潔凈時,，基本沒有焊接煙塵產(chǎn)生,。

4 電渣焊：

電渣焊包括熔嘴電渣焊、非熔嘴電渣焊,、絲極電渣焊,、板極電渣焊。它是一種自動隱弧立焊,。工藝過程分兩步：先在焊絲與引弧板（放少量鐵屑）間通電產(chǎn)生電弧,，電弧熱將焊劑熔化,。接著，焊絲穿過液態(tài)焊劑,，在電阻熱作用下熔化,，填充母材間間隙將之焊住。電渣焊用于30～1000mm厚度材料的焊接,。電渣焊焊劑成分中，Al2O3,、MnO2占40%左右,，CaO、MgO占10-15%,，TiO2,、SiO2占42-48%，CaF2在3%以下,。焊劑熔化與施焊過程產(chǎn)生的焊接煙塵成分與自動埋弧焊相似,，但發(fā)塵量在焊劑熔化過程大，施焊時減小并趨于穩(wěn)定值,。

電渣焊設(shè)備應(yīng)隨機配備固定式焊接煙塵凈化器,。

5 電子束焊：

從電子槍發(fā)射的電束在高電壓（20～300KV）下加速，通過電磁透鏡聚焦成高能量密度的電子束,，轟擊置于真空中的焊件,，焦點處功率密度達106～108W/cm2以上，焦點直徑0.1～1mm,，電子動能轉(zhuǎn)化為熱能,，焊區(qū)局部溫度驟升至50000C以上，金屬熔化焊接,。其焊縫深寬比20以上,，可達50（厚100mm以上鋼板、300mm以上鋁合金,，可不開坡口焊）,。電子束焊焊速快，熱影響區(qū)小,，變形小,，尤適于難熔金屬與熱敏感金屬焊接。

電子束焊施焊時有X射線產(chǎn)生,。但無氧化污染問題,。

6 激光焊：

將激光聚焦到焊件，焦點處功率密度為104～106W/cm2,，激光能轉(zhuǎn)化為熱能,，局部熔化焊接,。有許多類似電子束焊的特點，但激光焊無需真空,，沒有X射線產(chǎn)生,，不受磁場影響?？捎糜诓煌馁|(zhì),、不同厚度、不同涂層金屬拼焊,、超薄件（0.05～0.1mm）焊,、鈦合金焊以及玻璃焊、生物組織焊等,。激光焊必須注意眼睛的防護,。

7 氧炔焊：

簡稱“氣焊”。利用乙炔與氧氣燃燒,，化學能轉(zhuǎn)化為熱能,，其火焰溫度達30000C以上，將焊件,、焊絲熔化,，焊為一體。有時會用到焊劑（如刀頭焊使用硼砂）,。

施焊時,，金屬蒸汽形成煙塵。氣焊工作量一般不大,。機械維修常用到氣焊,，被焊件表面如有油漆、油污等,，會產(chǎn)生有毒煙氣,，應(yīng)注意通風。當在較窄小的空間施焊時,，應(yīng)很好地通風,。

8 摩擦焊：

屬于固態(tài)焊接。利用工件接觸面相互快速摩擦,，機械能轉(zhuǎn)化為熱能,，使接觸摩擦部位發(fā)熱（溫度達到熔點以下）處于熱塑狀態(tài)，然后頂鍛,，焊為一體,。它包括慣性摩擦焊、徑向摩擦焊,、線性摩擦焊,、軌道摩擦焊,、攪拌摩擦焊。摩擦焊常用于棒材,、管材對焊,，可異金屬焊接。

摩擦焊不產(chǎn)生焊接煙塵,，也沒有其它焊接污染,。

9 錫焊與波峰焊：

9.1 錫焊：

電子電器產(chǎn)品生產(chǎn)中，用以錫為主的錫合金材料（如錫鉛合金,，Sn63%,、Pb37%,熔點1500C）做焊料，用電烙鐵加溫使之熔化,，熔流態(tài)的錫焊料在毛細管吸力下沿焊件表面擴散、與焊件浸潤,、結(jié)合,。集成電路焊接使用20W內(nèi)熱式電烙鐵，較大件焊接使用150-300W外熱式電烙鐵,，烙鐵頭溫度為300-4000C,。無鉛焊錫絲（Sn96.5%、Ag3.5%,熔點2210C;Sn95.5%,、Ag4.0%,、Cu0.5%,熔點2170C;Sn99.3%、Cu0.7%,熔點2270C;）的應(yīng)用,，需要許多工藝變更,。無鉛焊錫絲及管狀焊錫絲（中間夾有松香、活化劑）的應(yīng)用,，成本要加大,。焊劑為“松香水”（松香配酒精）或含鹽酸二乙膠的有機焊劑。

錫焊煙塵含錫,、鉛,、松香、酸塵等有害物質(zhì),。應(yīng)在錫焊工位配備錫焊煙塵凈化器,。大批量生產(chǎn)車間，應(yīng)設(shè)置錫焊煙塵中央凈化系統(tǒng),。

9.2 波峰焊：

焊料是焊錫,，用于印刷電路板元器件（PCB）的焊接。它是將熔融的液態(tài)焊料,，借助于泵的作用,，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料皮,；插裝了元器件的PCB置于傳輸鏈上，經(jīng)過某一特定角度及一定的浸入深度,，穿過焊料波峰面而實現(xiàn)焊點焊接的工藝過程,。

波峰焊焊接煙塵含錫、鉛,、松香,、酸塵等有害物質(zhì)。波峰焊機隨機配備有錫焊煙塵凈化器,。

10 堆焊：

在被磨損的金屬零件表面（如軋輥,、軸、齒輪,、冷沖模,、閥門密封面、高速鋼刀片,、推土機刀片,、挖土機鏟齒、螺旋槳等）熔敷耐磨,、耐腐蝕或其它特殊性能金屬層的焊接方法,。

幾乎所有熔化焊工藝方法都可用于堆焊。常用手工電弧焊,、埋弧焊及等離子焊等進行堆焊,。焊接煙塵見相應(yīng)焊接工藝的介紹與治理方法。

11 釬焊：

用比母材熔點低的金屬材料作為釬料,，用液態(tài)釬料潤濕母材和填充工作接口間隙（在0.01～0.1mm之間）,，并使其與母材相互擴散的焊接方法。釬焊變形小,，接頭光滑美觀,，適合于焊接精密、復雜和不同材料構(gòu)件,。焊接加熱溫度低于4500C為軟釬焊,，常用錫鉛合金、錫鉍合金作為釬料,。焊接加熱溫度高于4500C為硬釬焊,，常用Al、Ag,、Cu,、Mn、Ni為基的釬料,。

釬焊包括波峰釬焊,、火焰釬焊,、浸沾釬焊、感應(yīng)釬焊,、爐中釬焊,、真空釬焊等。 釬焊煙塵含錫,、鉛等有害物質(zhì),。釬焊設(shè)備隨機配備有煙塵凈化器。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中,，焊接工藝無處不在,，應(yīng)用廣泛。

我們知道,，在焊接時產(chǎn)生的煙霧中含有大量的金屬顆粒物和有害煙塵,，這些物質(zhì)吞噬著工人的身體，使工人患上塵肺病,、肺癌,、惡性腫瘤、哮喘等職業(yè)病,。

現(xiàn)在越來越多企業(yè)對焊接煙塵重視起來,，并加以治理,。但是船舶焊接,、水電設(shè)備焊接、風電設(shè)備焊接,、汽車車身焊接,、大型軌道列車焊接和鍋爐焊接等行業(yè)，由于工件巨大,，不得不采用高大寬敞的空間作為作業(yè)場所,，稱之為高大廠房。高大廠房如此之多,，但由于高大廠房的特性,，使得焊煙治理尤其困難！

高大廠房焊煙治理難點：

1.跨距大（通常有18-30米）,、廠房高（10-30米）,；

2.工件大，不規(guī)則,，焊煙收集困難,；

3.條形、環(huán)形焊縫多且長,，煙塵量大,，濃度高,；

4.頂部安裝行車，管線布置多,，排風系統(tǒng)設(shè)計難,。

以上諸多因素，使得在設(shè)計治理方案時,，有效的捕集方式和無干涉的設(shè)計系統(tǒng)尤為重要,。

車間大環(huán)境治理：水平環(huán)狀旋流氣渦法

焊煙剛產(chǎn)生時溫度在80度左右，在熱空氣和重力的均衡作用下,，煙塵一般上升并懸浮在 4～8 米的廠房上空,。我們利用這一特性，將凈化設(shè)備安裝于煙塵懸浮層,，形成水平環(huán)狀旋流氣渦流層,，保證焊煙空氣層不斷被擾動循環(huán)，以持續(xù)進入凈化設(shè)備內(nèi)進行收集處理,。

將凈化設(shè)備安裝于廠房兩側(cè)現(xiàn)有的支柱上,，做到不影響工件擺放，不影響保護氣體對焊接過程的保護,，不影響工件及其它設(shè)備的移動,，不影響管線布置，不影響現(xiàn)有的作業(yè)習慣,。

車間大環(huán)境治理：吹吸式水平流治理法

在廠房一側(cè)墻面布置軸流風機,，將焊煙吹向另一側(cè)墻面的負壓收集口。當廠房跨度較大時,，也可在中間跨布置接力誘導風機,。產(chǎn)生焊煙的源頭應(yīng)盡量布置在下風側(cè)。

在上升熱氣流與橫向氣流共同作用下,，焊煙按一定傾角做上升運動,，負壓收集口的布置區(qū)域應(yīng)在合適高度的基礎(chǔ)上稍作擴展，通常為離地3.5-8.5m的空間,，以確保上升中及被吹送至收集口的焊煙被盡可能得捕集,。

經(jīng)捕集和處理后的潔凈空氣可通過布風管路直排在室內(nèi)，為焊煙氣流上升提供外部動力,，形成完美的氣流組織,。

局部治理：半開放式工作站

根據(jù)焊機集中布置的特點，將兩至四臺焊機構(gòu)建成一個獨立的半封閉工作間,，利用焊煙懸浮特點,，將焊接煙塵收集至凈化設(shè)備中，凈化后的氣體通過送風管路排至工作間，形成組織氣流,，既節(jié)省空間,，又達到高效凈化效率。

局部治理：雙模式治理法

為了保證凈化效果,，我們設(shè)計了雙模式治理法,。

在焊煙產(chǎn)生源頭設(shè)有外接吸風口，產(chǎn)生的焊煙會迅速通過高負壓吸入凈化設(shè)備內(nèi)進行處理,；在凈化設(shè)備的一端配有捕風屏,，將殘余的焊煙吸入凈化設(shè)備中，達到雙重凈化的目的,，凈化后氣體直接排放到車間內(nèi),，減少熱損失。

備注：可迪爾生產(chǎn)的捕風屏,，經(jīng)研發(fā)設(shè)計,，可高效捕捉逸散的焊煙。

局部治理：排風管收集治理法

將可迪爾凈化設(shè)備安裝于現(xiàn)有排風管道的后端,，焊煙通過風道進入凈化設(shè)備,，凈化后氣體直接排放廠房內(nèi)。

備注：未安裝排風管道的,，可迪爾可設(shè)計安裝,。

自動清洗

為了便于清洗凈化設(shè)備，我們設(shè)計了自動清洗系統(tǒng),，多臺凈化設(shè)備共用一臺清洗車,，通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動定時清洗功能。清洗時,，無需連接復雜管路,，無需打開凈化設(shè)備主體,，只需在自控器上設(shè)定清洗時間,，啟動水泵開關(guān)即可。利用凈化設(shè)備自帶風機進行風干,，更加節(jié)能,。

驗收情況

經(jīng)第三方檢測，安裝可迪爾焊煙凈化設(shè)備后,，工作區(qū)域內(nèi)焊煙濃度均低于國家GBZ 2.1 2007 《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》中4mg/ｍ３的標準值,。

1.焊接廢氣概述

焊接通常會產(chǎn)生含各類氧化物顆粒的氣體和煙霧，顆粒的大小直接影響著其危害性,，越小的顆粒越危險,。此外，在焊接加工過程都會產(chǎn)生氣體（常見的有氮氧化物,、一氧化碳和氟化氫）,，如果在通風不好的情況下,，這些廢氣會對人體造成危害的。

2. 焊接廢氣處理工藝流程

（1）工藝流程

焊接廢氣——水噴淋塔——風機——活性炭吸附設(shè)備——達標高空排放

（2）工藝說明

將焊接工序產(chǎn)生的氧化物顆粒的氣體和煙霧,，由集氣裝置對其進行收集后輸送到水噴淋塔+活性炭吸附設(shè)備,，進行凈化處理后經(jīng)排氣筒高空排放。

3.焊接廢氣處理設(shè)備說明

（1）水噴淋塔

當其有一定進氣速度的含煙塵氣體經(jīng)風管進入水噴淋塔體后,，水噴淋沖擊水層并改變了氣體的運動方向,，而塵粒由于慣性則繼續(xù)按原方向運動，其中大部分塵粒與水粘附后便停留在水中,，在沖擊水浴后,，有一部分塵粒隨氣體運動，與沖擊水霧并與循環(huán)噴淋水相結(jié)合,，在主體內(nèi)進一步充分混合作用,，此時含塵氣體中的塵粒便被水捕集，塵水徑離心或過濾脫離,，因重力經(jīng)塔壁流入循環(huán)池,，凈化氣體外排。廢水在循環(huán)池中經(jīng)加藥處理后循環(huán)使用,，沉渣定期清撈,、外運。

（2）活性炭吸附設(shè)備

含塵氣體由風機提供動力,，正壓或負壓進入居峰環(huán)?；钚蕴课狡鳎捎诨钚蕴抗腆w表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學健力,，因此當此固體表面與氣體接觸時,，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在固體表面,，污染物質(zhì)從而被吸附,，廢氣經(jīng)過活性炭吸附塔后，進入設(shè)備排塵系統(tǒng),，凈化氣體高空達標排放,。