現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的一種新型環(huán)保焊機的研究與開發(fā)設(shè)計

錢桂名

摘要：在工業(yè)大力發(fā)展的情況下，電焊機的使用非常廣泛，而且焊接的需求量非常大。但電焊工作時高溫燃燒情況下會產(chǎn)生的一種煙塵，這種煙塵中含有二氧化錳、氮氧化物、氟化物、臭氧 顆粒等（有毒有害氣體），飄浮在空氣中污染環(huán)境，還會被人吸入，對人體造成危害、長期吸入有毒有害煙塵則會造成肺組織纖維性病變、形成電焊工塵肺，而電焊工塵肺這種職業(yè)病是世界性難題，目前都沒有能根治的方法。這時候，急需設(shè)計一款焊機，來規(guī)避這個世界性難題。

Abstract： With the great development of industry， electric welding machine is widely used， and the demand for welding is very large. However， a kind of soot produced under the condition of high temperature combustion during welding work which contains manganese dioxide， nitrogen oxides， fluoride， ozone particles and so on （toxic and harmful gases） floating in the air to pollute the environment will ?be inhaled and cause harm to the human body. Long-term inhalation of toxic and harmful smoke dust will cause fibrous lesions in lung tissue and form electric arc welder pneumoconiosis. The occupational disease of electric arc welder pneumoconiosis is a worldwide problem， and there is no cure for it at present. At this time， it is urgent to design a welding machine to avoid this worldwide problem.

關(guān)鍵詞：工塵肺;結(jié)構(gòu)設(shè)計;解決方案

Key words： pneumoconiosis;structural design;solution

1 ?我國電焊機行業(yè)的現(xiàn)狀

近年來，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)及制造業(yè)的發(fā)展促進了電焊機行業(yè)的進步和發(fā)展，電焊機的產(chǎn)品數(shù)量逐年增長。從2011-2018年的發(fā)展趨勢來看，我國電焊機行業(yè)產(chǎn)量發(fā)展可分為兩個增長階段，第一個階段為2011-2014年，電焊機產(chǎn)量從388.67萬臺增加到741.99萬臺，但2015年產(chǎn)量驟降至571.8萬臺，此后又開始逐年上升進入第二個增長階段，2018年我國電焊機產(chǎn)量為853.3萬臺，同比2017年增加了58.46萬臺。（圖1）

2 ?現(xiàn)有焊機的缺陷

①高溫燃燒情況下產(chǎn)生的一種有害煙塵氣體無法被凈化，只要被操作者吸收對人體造成危害;

②焊機自身發(fā)熱大;

③大規(guī)模的使用會造成大氣污染。

3 ?根據(jù)現(xiàn)有缺點分析，制定解決方案

通過對缺點的分析，針對第一個缺點，我們發(fā)現(xiàn)電焊機之所以會造成電焊工塵肺是因為長時間處于密集的有毒有害物質(zhì)的環(huán)境下，空氣得不到流通和凈化，我們在焊機內(nèi)部研發(fā)出一個過濾有毒有害物質(zhì)的裝置。針對第二個缺點，如果引出竹節(jié)管增大吸力，減少飛濺的焊渣。針對第三個缺點，用我們研發(fā)的過濾裝置就可減少空氣污染。根據(jù)整改方案，做成缺點整改表，如表1所示。

4 ?具體結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

改造后的焊機如圖3所示：①（焊鉗）→②（入風口） →③（竹節(jié)管）→④（過濾網(wǎng)）→⑤（電動機、風扇）→⑥（HEPA高效過濾網(wǎng)）包括焊機入風口，連接到竹節(jié)管。竹節(jié)管采用可收縮式竹節(jié)管，最大伸長長度3m，竹節(jié)管連接到電機風扇固定處。電機風扇是電機和扇葉構(gòu)成。在風扇前端有專門放置粗過濾網(wǎng)，進行初步過濾，過掉大顆粒物質(zhì)。電機下面是專門設(shè)置的HEPA高效過濾網(wǎng)（由設(shè)置的專用放置槽可進行更換），HEPA高效過濾網(wǎng)：對直徑為0.3？滋m微粒95%的過濾效率。粗細過濾網(wǎng)都可進行更換。最好將凈化過的新鮮空氣排出焊機，減少對環(huán)境的污染和人體的傷害。

4.2 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新亮點

①電焊工作時高溫燃燒情況下會產(chǎn)生的一種煙塵，這種煙塵中含有二氧化錳、氮氧化物、氟化物、臭氧顆粒等（有毒有害氣體），飄浮在空氣中被人吸入，對人體造成危害、在傳統(tǒng)的焊機上研發(fā)了一種過濾裝置，通過研發(fā)的過濾裝置對產(chǎn)生的有毒有害進行凈化，減少電焊工塵肺的病發(fā)。②焊機自身發(fā)熱較大，風扇散熱。③通過凈化措施，每臺焊機都不會再過的的產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，減少空氣污染。

4.3 附圖說明

結(jié)構(gòu)特點：一體式焊機過濾裝置。①（焊鉗）→②（入風口） →③（竹節(jié)管）→④（過濾網(wǎng)）→⑤（電動機、風扇）→⑥（HEPA高效過濾網(wǎng)）。

4.4 實施實例

①（焊鉗）→②（入風口）→③（竹節(jié)管）→④（過濾網(wǎng)）→⑤（電動機、風扇）→⑥（HEPA高效過濾網(wǎng)）。

通電時拉出竹節(jié)管至需要焊接的地方，調(diào)節(jié)好竹節(jié)管的位置。開啟空氣過濾裝置電源和電焊機電源，電焊機和過濾裝置開始工作。將焊接產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)吸入入風口，經(jīng)過竹節(jié)管到粗過濾網(wǎng)進行初步過濾，電機帶動氣體到HEPA高效過濾網(wǎng)進行細過濾。最后將過濾后的空氣排出焊機，達到我們所需要的目的，減少有毒有害物質(zhì)傷害人體和破壞環(huán)境。

5 ?新型環(huán)保焊機的市場應(yīng)用前景

在電焊機行業(yè)全面推廣節(jié)能環(huán)保及全國對大氣污染治理相關(guān)的要求，不得使用有害物質(zhì)，實施無鉛化，無污染作業(yè)，推進焊機綠色革命，保護電焊工人的身體健康?，F(xiàn)有的老式交流電焊機、硅整流電焊機等由于能耗及污染因素將被完全淘汰，將會使用節(jié)能、環(huán)保、健康的新型焊機支撐祖國制造業(yè)的發(fā)展。從目前的情況來看，國內(nèi)市場對電焊機的需求相對穩(wěn)定，市場容量變化不會太大，面對復(fù)雜多變的國際國內(nèi)環(huán)境，目前我國電焊機行業(yè)正逐步實現(xiàn)由生產(chǎn)型向環(huán)保服務(wù)型轉(zhuǎn)變、由低端制造向高端制造的轉(zhuǎn)變。

參考文獻：

[1]李亞群.新型節(jié)能環(huán)保焊機的創(chuàng)新理念[J].金屬加工，2010（12）.

[2]倪良琴.淺談自動電焊機在機械焊接中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014（33）.

[3]魏巍，魏倫.節(jié)能、低碳、環(huán)保新型逆變焊機是中國未來電焊機的發(fā)展方向[J].金屬加工，2010（12）.