電焊工人的作業(yè)特征及防護(hù)服設(shè)計(jì)

王秋寒

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電焊工人的作業(yè)特征及防護(hù)服設(shè)計(jì)

王秋寒

（武漢紡織大學(xué) 服裝學(xué)院，湖北 武漢 430073）

電焊工作是一門比較特殊的職業(yè)，工作環(huán)境比較惡劣，受光污染及噴濺影響，對人體軀體防護(hù)中的服裝要求極其嚴(yán)格。本文著重介紹電焊工人作業(yè)服的特點(diǎn)及防護(hù)要求，從電焊作業(yè)環(huán)境、作業(yè)對象、電焊作業(yè)服面料及工作特點(diǎn)要求出發(fā)，在大量調(diào)研基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，為特種行業(yè)服裝設(shè)計(jì)開發(fā)提供實(shí)踐指導(dǎo)。

電焊工人作業(yè)服；特殊要求；設(shè)計(jì)

隨著科技進(jìn)步和社會發(fā)展，新興行業(yè)不斷興起和深化，一些特殊行業(yè)從勞動保護(hù)和科學(xué)規(guī)范的要求出發(fā)，對其服裝和裝備提出了更高的要求。在特殊行業(yè)的服裝設(shè)計(jì)中，有很多的服裝設(shè)計(jì)師從理論和實(shí)踐的需要出發(fā)，對特種行業(yè)服裝進(jìn)行了一系列的探討。朱華、陳剛（2014）[1]對芳綸1313纖維的發(fā)展歷程、性能特點(diǎn)、生產(chǎn)加工、產(chǎn)品應(yīng)用等各個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。郭曉芳、李俊(2008)[2]綜述了防護(hù)服裝的需求和分類，分析了防護(hù)服裝的組成部件和面料層次設(shè)計(jì)，以阻燃隔熱防護(hù)服中常用功能材料為例詳細(xì)分析了纖維性能，并論述了未來防護(hù)服裝的發(fā)展趨勢。李利君與李風(fēng)(2009)[3]重點(diǎn)論述了耐高溫阻燃防護(hù)服的面料情況，并對防護(hù)服的性能評價(jià)方法作了分析和探討。呂海榮、楊彩云（2008）[4]對使用新型纖維材料研發(fā)阻燃防護(hù)服裝的主要工藝，包括各層面料的選擇、層次的搭配，參數(shù)的確定以及不同層次間的復(fù)合進(jìn)行了分析，同時(shí)還對阻燃防護(hù)服裝應(yīng)該達(dá)到的國家及國際標(biāo)準(zhǔn)、在進(jìn)行測試時(shí)所需要的儀器及測試方法、阻燃防護(hù)服裝應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。但是，特指電焊工人作業(yè)服的文章與探討較為少見，已有的研究都沒有深入的分析電焊工人作業(yè)服實(shí)踐與應(yīng)用中存在的不足。鑒于此，本文結(jié)合現(xiàn)代材料和電焊工作業(yè)的特殊要求，從材料、款式及顏色等新的視角進(jìn)行探討與分析。

一、電焊工人作業(yè)環(huán)境與著裝問題

電焊工種是既特殊但也很普遍的職業(yè)，特殊是因?yàn)榇斯ぷ骶哂幸欢ǖ募夹g(shù)含量和操作的危險(xiǎn)性，一般要求持證上崗；普遍性是此項(xiàng)工作在許多行業(yè)都需要，小到街頭和建筑工地的普通焊接，大到高鐵和航空上的高精尖焊接。作業(yè)工種龐雜多樣，在現(xiàn)代工業(yè)中具有重要地位。

圖1 普通電焊工人作業(yè)環(huán)境和模式

圖2 特殊工種的高強(qiáng)阻燃防護(hù)服

電焊作業(yè)，依施工現(xiàn)場分為室內(nèi)與室外部分。室內(nèi)部分是在相對封閉的環(huán)境里工作，如汽車、火車、飛機(jī)、潛艇、輪船、建筑等內(nèi)部的電焊車間。這樣的工作環(huán)境，空氣流動差，夏天溫度尤其高（如圖1）。室外部分是在戶外作業(yè)，例如橋梁施工、大型建筑物外觀焊接、車船外焊接等。同時(shí)，由于電焊工作因崗位不同，存在著俯焊、仰焊、蹲焊、交叉焊等不同的焊接姿勢，各個(gè)軀體部位的防噴濺要求有所不同。通常來說，簡單工種或零散性的電焊服不需要特別的材料和特別設(shè)計(jì)，但是，很多特殊崗位的電焊服就需要帶有高強(qiáng)阻燃性能的面料及款式，才能對人體進(jìn)行更好的防護(hù)（如圖2）。

因此，針對不同環(huán)境、不同工作崗位進(jìn)行服裝精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，是一門比較科學(xué)的以人為本的軀體防護(hù)設(shè)計(jì)藝術(shù)。由于軀體防護(hù)是由頭盔、眼罩、護(hù)目眼鏡、耳塞、手套、服裝、鞋、裝具等很多產(chǎn)品組成，本文就不一一展開，只對服裝設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

二、電焊對象材料對防護(hù)服裝面料的特殊要求

目前常用的焊接工藝有電弧焊、電阻焊、高能束焊、釬焊，以及以電阻熱為能源的電渣焊、高頻焊；以化學(xué)能為焊接源的氣焊、氣壓焊、爆炸焊；以機(jī)械能為焊接源的摩擦焊、冷壓焊、超聲波焊、擴(kuò)散焊等多種工藝。其作業(yè)方式，主要是手持電焊與自動焊兩種形式。

（一）電焊對象材料分析

由于工業(yè)需求越來越差異化，電焊工作業(yè)對象越來越龐雜。但目前常用電焊作業(yè)時(shí)，以鐵和鋼為主，其它多種金屬材料也有作為焊結(jié)對象，這些金屬材料的熔點(diǎn)差異很大，如表1所示。

表1 常用電焊對象材料熔點(diǎn)分析

數(shù)據(jù)來源：https://zhidao.baidu.com/question/2143665029271277188.html，2017-07-19.

手持電焊，在各種金屬熔點(diǎn)噴濺的過程中，由于空氣降溫作用，滑落到服裝上，噴濺火花的溫度大約為500-700度。同時(shí)噴濺火花鐵水直徑大于1mm時(shí)，在離人體30cm-50cm距離之內(nèi)，噴濺到服裝上就會出現(xiàn)熔洞現(xiàn)象。甚至?xí)θ梭w皮膚造成灼傷。同時(shí)，電焊工人作業(yè)服因?yàn)榇嬖谥I(yè)洗滌，對材料的斷裂強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力也有著很高的要求，電焊弧的高光性，對服裝色彩的耐光性能等標(biāo)準(zhǔn)要求極其嚴(yán)格。因此，電焊工人作業(yè)服首先要考慮到材料的熔點(diǎn)溫度，也要注意面料的斷裂強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力以及色彩的耐光性。同時(shí)面料研發(fā)也要考慮到不能出現(xiàn)熔融現(xiàn)象，以免對人體造成二次傷害。

（二）服裝材料分析

根據(jù)以上各種金屬材料的熔點(diǎn)高低，目前大部分電焊工作服所應(yīng)用的幾種面料，其特點(diǎn)與指標(biāo)如下：

（1）加厚純棉進(jìn)行三防后處理。純棉有天然纖維的吸濕排汗性，人體著裝時(shí)會感到舒適。但因?yàn)殡姾缸鳂I(yè)時(shí)，電焊弧熔點(diǎn)較高，但純棉的熔點(diǎn)低，很快就會出現(xiàn)熔洞現(xiàn)象，并且一旦出現(xiàn)熔洞后，在強(qiáng)力工業(yè)洗滌之后，由于棉纖維的特性，溶洞會越來越大，以至于服裝很快就會報(bào)廢。致使工業(yè)生產(chǎn)成本增加。

（2）芳綸及芳綸復(fù)合材料。芳綸由于其高耐磨性能與阻燃性能，一直被世界上各種行業(yè)采用。但是由于芳綸的熔點(diǎn)較低，不具有透濕性，因此著裝時(shí)會出現(xiàn)悶熱、大面積熔洞現(xiàn)象，甚至在穿著時(shí)間較長時(shí)，人體皮膚會出現(xiàn)瘙癢現(xiàn)象。但熔洞在工業(yè)洗滌時(shí)不會出現(xiàn)擴(kuò)大現(xiàn)象。

（3）聚酰亞胺復(fù)合材料。聚酰亞胺材料具有高熔點(diǎn)、透濕性、親膚性較好等優(yōu)點(diǎn)，也不會在工業(yè)洗滌時(shí)出現(xiàn)熔洞擴(kuò)大現(xiàn)象，具有較大優(yōu)勢。

（4）芳砜綸復(fù)合材料。目前芳砜綸復(fù)合材料，由于毛料或預(yù)氧絲等材料相復(fù)合，具有高熔點(diǎn)的特性，芳砜綸熔點(diǎn)溫度幾乎與聚酰亞胺在同一個(gè)溫度帶上，所以本材料也比較具有實(shí)用性。同樣具有熔洞在工業(yè)洗滌時(shí)不會擴(kuò)大現(xiàn)象。

各種復(fù)合材料的指標(biāo)如表2所示：

表2 常用電焊工服材料性能

以上材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，但就目前市場上研發(fā)的面料來看，電焊工人作業(yè)服需要的耐500°-700°高溫的材料不多，因此，電焊工人作業(yè)服材料研發(fā)也是一門重要的課題。目前市場上也有類似的電焊工服，但往往面料阻燃性能不強(qiáng)，款式設(shè)計(jì)往往與行業(yè)特點(diǎn)和要求有差距，不太符合人體工程學(xué)原理，色彩也不具備警示性。

三、新型電焊工作業(yè)服及其款式設(shè)計(jì)

目前，我國勞動法沒有對電焊工的服裝做具體的規(guī)定，但對勞動安全衛(wèi)生做了相應(yīng)規(guī)定，強(qiáng)調(diào)必須提供必要的勞動防護(hù)用品。在本次設(shè)計(jì)中，全面考慮電焊工的特殊性，從材料、形制到顏色進(jìn)行了綜合采選，同時(shí)也考慮舒適性、美觀性和經(jīng)濟(jì)性等要求，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，遵循以下幾個(gè)原則：

（一）材料選取

在電焊實(shí)踐中，實(shí)際穿著的電焊服有各種材料，包括一般的粗布、芳綸等，各有其優(yōu)缺點(diǎn)與針對性，結(jié)合表2數(shù)據(jù)，在本次設(shè)計(jì)方案中，為了兼顧一般工種與特殊工種，選取了聚酰亞胺材料，由于聚酰亞胺復(fù)合材料具有高熔點(diǎn)、透濕性、親膚性、耐洗滌等優(yōu)點(diǎn)，作為本次設(shè)計(jì)方案中首選的面料。

（二）款式設(shè)計(jì)原則

（1）款式以簡潔大方為主，盡量不在服裝表面做出過多的裝飾結(jié)構(gòu)縫線，以免造成電焊弧噴濺時(shí)落在夾縫處，造成熔洞。這樣既不美觀，又容易對人體造成二次傷害。

（2）盡量避免外觀口袋設(shè)計(jì)。

（3）根據(jù)人體工程學(xué)原理，在不容易受到噴濺的腋窩處，應(yīng)該稍帶彈力的洞孔設(shè)計(jì)，既起到排汗作用，又考慮到上臂活動量，最大限度的讓作業(yè)工人感到舒適。

（4）在容易磨損或者不同工種容易受損的部位時(shí)，應(yīng)該加大耐磨阻燃面料的使用。例如肘關(guān)節(jié)處和膝關(guān)節(jié)處等。

（三）色彩設(shè)計(jì)原則

目前市場上多見的色彩為白色，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)其耐臟性能較差，并且在復(fù)雜的作業(yè)車間中，白色并不能引起人們的高度警覺，警示性較差。并且工作對象為金屬，工作環(huán)境中金屬的原色為灰色居多，在這種環(huán)境里作業(yè)時(shí)，灰黑色或者綠色等都不容易被發(fā)現(xiàn)，為了減少不必要的作業(yè)人員受傷，故應(yīng)該以警示色為主，同時(shí)附加反光條設(shè)計(jì)，這樣可以起到警示作用，以便于及時(shí)救援。

（四）案例分析

例如在某集團(tuán)電焊工人作業(yè)服設(shè)計(jì)中，集手持電焊與埋弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等多工種作業(yè)，原來的電焊工作業(yè)服是以320g純棉服裝，色彩以灰色為主，外觀裝飾分割線條過多，包含了插筆袋。但由于純棉的阻燃點(diǎn)太低，雖然灰色遮擋了部分的電焊弧熔洞，但是由于棉纖維的特點(diǎn)，在工業(yè)洗滌的過程中，熔洞越洗越大。

在本次設(shè)計(jì)中，首先從面料上采用聚酰亞胺復(fù)合材料。在外觀設(shè)計(jì)上，幾乎看不到結(jié)構(gòu)分割線造成的裝飾線，口袋也放在服裝的內(nèi)膽里，肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及蹲坐處，采用了耐磨材料（圖3）。色彩采用警示性較高的橘黃色，并在前胸、后背、小腿處采用小面積反光條，在起到良好防護(hù)的同時(shí)，也具備了舒適性與美觀性、警示性有機(jī)地結(jié)合統(tǒng)一（圖4），較好地體現(xiàn)了電焊工人作業(yè)服裝的特點(diǎn)。

圖3 外觀總體設(shè)計(jì)

圖4 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)說明

本次設(shè)計(jì)既吸取了市場上現(xiàn)有的電焊服的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在其基礎(chǔ)上，從材料、結(jié)構(gòu)、色彩、細(xì)節(jié)等處進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，除了強(qiáng)化和提升基本的防護(hù)功能外，也體現(xiàn)了穿著的舒適性，作業(yè)時(shí)的美觀度和較高的性價(jià)比。

四、結(jié)語

目前由于國內(nèi)沒有電焊工人作業(yè)服的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)，因此在做這類特殊服裝的時(shí)候，需要從工人的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行調(diào)研。通過對其工作環(huán)境、工作分工不同的角度考察，根據(jù)面料的特點(diǎn)，甚至要提出新面料的研發(fā)性能與指標(biāo)，再根據(jù)作業(yè)工種的不同，結(jié)合人體工程學(xué)原理、人體舒適性能要求等，才能設(shè)計(jì)出滿足電焊作業(yè)人員需求的服裝。只有通過新材料、新款式的研發(fā)，盡快設(shè)立電焊工人作業(yè)服的國標(biāo)，才能對這個(gè)行業(yè)的需求做出最好的滿足。我國目前電焊工人大約50-80萬人，需求量非常大。以上案例僅僅是這個(gè)行業(yè)的一小點(diǎn)設(shè)計(jì)嘗試，是軀體防護(hù)服裝中的設(shè)計(jì)實(shí)踐，應(yīng)用由小見大。對未來軀體防護(hù)服裝設(shè)計(jì)創(chuàng)新，甚至整個(gè)軀體防護(hù)服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以起到一定的促進(jìn)作用。

[1] 朱華，陳剛．芳綸1313纖維的特點(diǎn)及其在個(gè)體防護(hù)服裝領(lǐng)域的應(yīng)用[J]．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014，(05)．

[2] 郭曉芳，李?。雷o(hù)服裝的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]．中國個(gè)體防護(hù)裝備，2008，(06)．

[3] 李利君，李風(fēng)．耐高溫阻燃防護(hù)服研究進(jìn)展[J]．消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2009，(04)．

[4] 呂海榮，楊彩云．新型阻燃防護(hù)服的研發(fā)及其性能測試[J]．中國個(gè)體防護(hù)裝備，2008，(06)．

The Work Features of the Welding Workers and the Design of Protective Clothing

WANG Qiu-han

(School of Fashion, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China)

Welding work is a relatively special job. Because of its harsh working environment, light pollution, and splashing, the clothing requirements for human body protection are extremely strict. This article focuses on the characteristics and protection requirements of work clothes for welding workers. Starting from the requirements of welding work environment, work objects, fabrics for welding work clothes and job characteristics, based on a large amount of research, the design of R&D is carried out based on the actual actual needs. Special industry apparel design and development put forward practical guidance.

electric welder work clothes; special requirements; design

王秋寒（1969-），男，副教授，研究方向：戶外裝和職業(yè)防護(hù)服的理論與設(shè)計(jì).

TS108.6

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2095－414X(2018)04－0008－05