焊接作业涉及多种职业危害因素,对其伤害和防治办法进行系统性的了解至关重要。以下是详细的介绍。
焊接职业伤害的防治是一个涉及工程控制、管理措施和个人防护的系统性工程。其核心原则是“源头控制优先,配合个人防护”。各类危害与相应的防治体系如下图所示:
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flowchart TD A[焊接职业危害]--> B1[弧光辐射<br>UV/IR/可见光] A --> B2[焊接烟尘<br>金属氧化物/臭氧/氟化物] A --> B3[有毒气体<br>臭氧/氮氧化物/CO] A --> B4[物理伤害<br>噪音/火花/触电/热应激] B1 --> C1[防护屏/围堰<br>专用护目镜/面罩<br>防护服] B2 --> C2[全面通风<br>局部排气通风<br>佩戴呼吸防护设备] B3 --> C3[良好通风<br>监测气体浓度] B4 --> C4[耳塞/安全帽/绝缘手套<br>防火服/降温背心] C1 & C2 & C3 & C4 --> D[建立系统性的安全管理体系] subgraph D [管理措施与培训] D1[危害识别与风险评估] D2[安全操作规程培训] D3[职业健康监护与监测] D4[应急预案与设备维护] end
第一部分:焊接的主要职业伤害
焊接危害可归纳为化学性、物理性、人机工效性和心理性四大类。
一、化学性危害(最广泛、最隐蔽的危害)
焊接烟尘(Welding Fume)
来源:焊接材料和母材金属在高温电弧下熔化、蒸发、氧化后凝结形成的非常细微的颗粒物(通常是纳米级和微米级),悬浮在空气中。
危害:
全身中毒:烟尘中含有锰、铬、镍、铅、锌、铜等多种金属氧化物。长期吸入锰烟可导致锰中毒,损害中枢神经系统,出现类似帕金森病的症状(如震颤、行走困难)。六价铬具有强致癌性。
呼吸系统疾病:
金属烟热:短期吸入高浓度锌、铜、镁等氧化物烟尘后,出现类似流感的症状(发烧、发冷、口渴、肌肉酸痛),通常可自愈但体验极差。
尘肺病:长期吸入焊接烟尘可能导致“电焊工尘肺”,肺组织纤维化,功能减退。
哮喘和慢性支气管炎:刺激呼吸道,引发或加重呼吸系统疾病。
致癌风险:国际癌症研究机构(IARC)已将焊接烟尘归类为“对人类致癌”(Group 1),主要与肺癌风险增加相关,也可能关联肾癌。
有毒气体(Toxic Gases)
臭氧(O₃):由电弧的紫外线辐射与空气中的氧气反应生成。特别是在铝焊和不锈钢焊接中产生量大。强烈刺激眼睛和呼吸道,引起胸闷、咳嗽、严重时导致肺水肿。
氮氧化物(NOx):由电弧高温使空气中的氮气和氧气反应生成。同样强烈刺激呼吸道,是导致肺水肿的常见原因。
一氧化碳(CO):主要来自CO₂保护焊的分解以及焊接火焰对油脂的燃烧。无色无味,与血红蛋白结合能力强于氧气,导致组织缺氧,引起头痛、眩晕、甚至窒息死亡。
光气(Phosgene):如果焊接区域存在含氯的溶剂(如 degreaser脱脂剂)蒸气,在紫外线作用下会生成剧毒的光气,极少量即可致命。
二、物理性危害
弧光辐射(Arc Radiation)
紫外线(UV):是最 immediate的危害。
电光性眼炎:眼部暴露于焊接弧光后,数小时内出现极度疼痛、流泪、畏光、眼睑痉挛,如同沙粒入眼。是紫外线灼伤角膜所致。
皮肤灼伤:类似严重晒伤,长期暴露增加患皮肤癌的风险。
红外线(IR)和强可见光:长期暴露可能导致晶状体混浊(白内障)和视网膜损伤。
噪声(Noise)
来源:等离子切割、电弧喷涂、敲击焊渣等过程。
危害:长期暴露可能导致噪声性听力损失,这种损伤是渐进性和不可逆的。
触电(Electric Shock)
来源:焊接设备直接使用高压电,尤其在潮湿环境、狭小空间内作业时,风险极高。更换电极时也可能触电。
高温与灼伤
来源:飞溅的火花、熔融的金属、高温的焊件及焊枪。
危害:直接造成皮肤灼伤,也可能引燃周围可燃物,引发火灾爆炸。
热应激:在高温环境下作业,可能导致中暑。
三、人机工效性危害
长期保持蹲、跪、弯腰、仰头等不良姿势进行焊接。
搬运重物。
重复性动作。
危害:导致肌肉骨骼疾病,如腰背痛、肩颈痛、膝关节损伤等。
四、心理性危害
工期压力、工作单调、环境恶劣等因素可能带来心理压力。
第二部分:焊接职业伤害的防治办法
防治需遵循“消除-替代-工程控制-管理控制-个人防护”的层级控制原则。
一、工程与技术控制(最有效的措施)
通风(Ventilation)
局部排气通风(LEV):这是控制烟尘和气体的最有效手段。在焊点附近设置抽风装置(如吸气臂、排风罩),在污染物扩散到工人呼吸区之前将其捕获并排出。必须确保风速足够(通常要求0.5 m/s以上的捕获风速)。
全面通风:在车间内通过屋顶风机等设备进行整体换气,作为LEV的补充,但不能替代LEV。
工艺与材料替代
用低毒焊条替代高毒焊条(如用低锰、低铬焊条)。
在满足工艺要求的前提下,采用自动化焊接或机器人焊接,使操作者远离有害环境。
隔离与屏蔽
设置焊接工位或防护屏风,避免其他工人受到弧光辐射影响。
二、行政管理措施
安全培训与教育
让焊工充分了解所有危害、控制措施的重要性以及如何正确使用设备。
职业健康监护
岗前、在岗期间、离岗时的健康体检,特别是呼吸系统、神经系统和听力的检查,建立健康档案。
现场管理
保持工作场所整洁,避免可燃物堆积。
在焊接区域设置明确的警示标识。
实行轮岗制,减少每个工人的暴露时间。
三、个人防护装备(PPE)-最后一道防线
当工程和管理措施无法完全消除风险时,必须使用PPE。
呼吸防护
根据烟尘浓度选择:
动力送风呼吸器(PAPR):提供更舒适的呼吸保护,适合长时间、高强度作业。
防颗粒物口罩:必须使用符合KN95(中国标准)或N95(美国标准)等级的口罩。普通纱布口罩完全无效。
眼面部防护
焊接面罩/头盔:必须配备滤光镜片(遮光号根据焊接电流选择),以防护弧光辐射。
自动变光面罩:大大提高工作效率和安全性,避免频繁起落面罩。
在面罩下佩戴防紫外线的安全眼镜,防止侧面弧光和卸下面罩时的意外暴露。
听力防护
在噪声超标区域佩戴防噪音耳塞或耳罩。
身体防护
阻燃工作服(皮革或耐火布制成),防止火花和灼伤。
绝缘手套,防触电和防烫伤。
安全帽、防护鞋(防砸、防烫、绝缘)、护腿、围裙等。
其他
在高温环境作业时,使用降温背心、提供充足的清凉饮料和休息时间。
总结
焊接职业危害严重但可防可控。有效的防治需要一个系统性的方法:
优先采用工程控制,特别是局部排气通风,从源头捕捉污染物。
加强管理,通过培训、健康监护和现场管理巩固安全措施。
正确配备和使用个人防护装备作为必要的补充和最后屏障。
建立良好的安全文化,使每一位焊工和管理者都重视危害、遵守规程,是保护劳动者健康的关键。

