電焊面罩的發(fā)展研究

趙春娥，孫康嶺，彭廣耀

(泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 泰安 271000)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，焊接已經(jīng)成為一種通用的共性技術(shù)，在制造業(yè)中，焊接作為關(guān)鍵的加工工藝，通常被安排在制造加工流程的后期或最終階段，因而對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)具有決定性作用。因此，在許多行業(yè)中，焊接被視為一種較關(guān)鍵的制造技術(shù)，在工業(yè)現(xiàn)代化最發(fā)達(dá)的美國(guó)，焊接被視為“美國(guó)制造業(yè)的命脈，而且是美國(guó)未來競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在”［1］。

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，目前我國(guó)第二產(chǎn)業(yè)的就業(yè)人數(shù)己超過了1.6 億，其中制造行業(yè)的就業(yè)人數(shù)達(dá)到8 000 多萬，按照比較保守的方法估算，我國(guó)目前焊接行業(yè)的就業(yè)人數(shù)應(yīng)有1 000 萬人左右［2］。

1 研究電焊面罩的重要意義

焊接技術(shù)為社會(huì)帶來效益的同時(shí)，也存在了很多問題，其中主要問題之一就是電焊弧光對(duì)人體的傷害。焊接過程中所產(chǎn)生的強(qiáng)光、紫外線、紅外線等射線，逸散出的有毒煙氣，易使電焊工患上電光性眼炎，皮膚癌，塵肺等疾病。

我國(guó)作為世界第一焊接大國(guó)，未來焊接勞動(dòng)力的需求可能要近百萬以上，但是許多電焊工考慮到工作中身體健康可能受到危害，不愿從事電焊工種，導(dǎo)致招人難，用人難，用人貴的問題;因此2002 年衛(wèi)生部和勞動(dòng)保障部公布的我國(guó)法定職業(yè)病目錄中，正式將電焊工塵肺、電光性眼炎等列入了焊接職業(yè)病，還包括了錳及其化合物中毒、CO 中毒、職業(yè)性放射性疾病、電光性皮炎和金屬煙熱等職業(yè)病。因此焊接行業(yè)所存在的健康問題不可忽視，加大防護(hù)措施的研究，避免焊接行業(yè)職業(yè)病的發(fā)生，保障施工人員安全與健康的防護(hù)措施課題越來越重要［3］。

研究發(fā)現(xiàn)，要保障施工人員的安全與健康，除了采用自動(dòng)焊接工藝，改善作業(yè)環(huán)境，加強(qiáng)機(jī)械通風(fēng)等客觀因素，最重要的就是加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，要求電焊工應(yīng)該自覺遵守操作規(guī)程，佩戴電焊防護(hù)面罩，堅(jiān)持使用防護(hù)服和手套，以預(yù)防熱吸收和灼傷。

2 國(guó)內(nèi)外電焊面罩的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

按照焊接眼面防護(hù)具的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，焊接面罩分手持式、安全帽面罩、安全帽前掛眼鏡面罩和頭戴式。

2.1 手持面罩

手持式電焊面罩是以普通的黑玻璃片作為鏡組的，價(jià)格低廉，但是也存在一系列的問題，手持式電焊面罩不具備自動(dòng)變光功能，電焊工必須移開電焊面罩引弧，容易傷害眼睛。并且手持面罩占用了電焊工的一只手，當(dāng)工人需要焊接兩個(gè)活動(dòng)工件或一些要求焊合精度高的物件時(shí)，往往需要用手來固定焊接件，以提高工作效率及焊接品質(zhì)，手持式防護(hù)面具會(huì)對(duì)這些操作帶來不便，特別是對(duì)高空作業(yè)影響較大。另外這種電焊面罩只有一種遮光號(hào)，難以適應(yīng)不同的焊接需要。

2.2 安全帽面罩

利用焊工的手控制防護(hù)目鏡的移動(dòng)。焊接前將目鏡翻轉(zhuǎn)在上，焊接時(shí)將目鏡翻轉(zhuǎn)在下，無需電池，節(jié)能環(huán)保。但這種變光方式不是無級(jí)變光，操作不便。

2.3 安全帽前掛眼鏡面罩

利用光、電、磁控制護(hù)目鏡片的移動(dòng)，使護(hù)目鏡片在引弧后移至眼前，熄弧后再自動(dòng)翻開。需要電池供電，不能無級(jí)變光，制造成本較低。

2.4 頭戴式面罩

隨著人們勞動(dòng)保護(hù)意識(shí)的提高和對(duì)焊接產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高，頭戴式自動(dòng)變光焊接面罩應(yīng)運(yùn)而生。頭戴式電焊面罩采用了光電雙控技術(shù)，該面罩的防護(hù)目鏡是由多層防紅光線、紫外線和強(qiáng)光等特殊材料組成的光學(xué)電子復(fù)合系統(tǒng)，能在電弧光產(chǎn)生之前完成變光動(dòng)作，變光反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確、可靠，在電弧光消失后立即恢復(fù)透明狀態(tài)，徹底克服電弧強(qiáng)光如紫光線等對(duì)人體的傷害。

光電雙控自動(dòng)變光電焊面罩全面保護(hù)焊工面部，具有體積小、質(zhì)量輕、戴在頭上感覺舒適、輕便靈活等特點(diǎn)，并為焊工解放了一只持電焊帽的手，增加焊接的平穩(wěn)性，提高了焊接品質(zhì)，同時(shí)提高了焊接的安全性。

自動(dòng)變光焊接面罩是瑞典人Hornell 于1976 年發(fā)明的，在進(jìn)行一些精密焊接和TLG 焊接上應(yīng)用尤其廣泛。由于它優(yōu)越的性能，國(guó)外在20 世紀(jì)80 年代中期首批液晶自動(dòng)變光焊接面罩推向市場(chǎng)后就受到世界各國(guó)的關(guān)注和歡迎，市場(chǎng)的需求量不僅逐年激增，而且對(duì)液晶自動(dòng)變光焊接面罩的品質(zhì)要求也愈來愈高，款式愈要求多樣化、個(gè)性化。

國(guó)外生產(chǎn)液晶自動(dòng)變光焊接面罩的公司主要有瑞典的Hornell International AB，瑞士的Optrel，美國(guó)的3M 公司，法國(guó)的巴固集團(tuán)公司。國(guó)外產(chǎn)品款式多樣化、個(gè)性化，但控制電路大多采用模擬電路，價(jià)格普遍較高，是我國(guó)產(chǎn)品價(jià)格的8～10 倍左右。

近年來除上述國(guó)家外，全球其他國(guó)家或地區(qū)也越來越多地推廣使用太陽(yáng)能光控自動(dòng)變光焊接面罩。目前，亞洲市場(chǎng)正在逐步啟動(dòng)，除日本外，新西蘭、韓國(guó)、印度、泰國(guó)、伊朗、沙特等國(guó)家的銷量近兩年有較大增加，南美洲、北美洲(除美國(guó))、非洲的市場(chǎng)也有啟動(dòng)跡象。

中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不夠強(qiáng)，勞動(dòng)保護(hù)意識(shí)也不高，傳統(tǒng)的手持式電焊面罩使用還相當(dāng)普遍，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)有近千萬只。近幾年國(guó)內(nèi)逐步開始生產(chǎn)自動(dòng)變光焊接面罩。如河南融瑞達(dá)科技(鶴壁)有限責(zé)任公司，杭州泰諾電子科技有限公司，北海熱浪電子科技有限公司，溫州迅達(dá)電子科技有限公司等。到2010 年底為止，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)液晶自動(dòng)變光焊接面罩的企業(yè)約十幾家，以民營(yíng)企業(yè)為主，產(chǎn)品90%銷往國(guó)外。但國(guó)內(nèi)企業(yè)由于研發(fā)力量不足，缺乏必要的檢測(cè)設(shè)備，因此生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品的品質(zhì)不高，檔次低，具體表現(xiàn)為遮光號(hào)不準(zhǔn)確，響應(yīng)時(shí)間測(cè)不出，無準(zhǔn)確數(shù)字等。

3 結(jié)語(yǔ)

頭戴式自動(dòng)變光電焊面罩對(duì)工人的保護(hù)及為社會(huì)帶來的效益已經(jīng)被國(guó)內(nèi)同仁普遍看好，但還有許多認(rèn)識(shí)上的問題和技術(shù)問題需要解決。

1)價(jià)格昂貴，至少上百元，高則千元。國(guó)內(nèi)外品種繁多，有太陽(yáng)能電池、鋰電池供電的，還有帶送風(fēng)的，帶防毒氣的等等。維修成本也較高。一些年齡較大的焊接操作者不太適應(yīng)。由于產(chǎn)品不同，品質(zhì)也不等，特別在臨時(shí)維修、高空、高溫作業(yè)時(shí)效果也不是太理想。

2)國(guó)內(nèi)的自動(dòng)變光焊接面罩在性能方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的相比還存在較大的差距，具體對(duì)比如表1。

表1 國(guó)內(nèi)外自動(dòng)變光焊接面罩的比較

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們勞動(dòng)保護(hù)意識(shí)的提高和勞動(dòng)保護(hù)法規(guī)的健全，國(guó)內(nèi)逐步開始慢慢接受自動(dòng)變光焊接面罩，但是價(jià)格問題仍就是阻礙其普遍使用的絆腳石，準(zhǔn)確可調(diào)性能，靈敏度及響應(yīng)時(shí)間也仍然需要深入系統(tǒng)的研究。

［1］Welding－ Related Expenditures and Productivity Measurement inU.S.Manufacturing，Construction，Mining Industries(May 2002)America Welding Society.

［2］陶凌.液晶自動(dòng)變光焊接面罩電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.南昌大學(xué)，2007.

［3］嚴(yán)建英.手工電焊的危害與防護(hù)［J］.安全與健康，2003，(1).