不同焊接工艺的焊接烟尘污染以及处理措施

冲压是机电行业蒸压的一个工艺技术大类，它蕨盲是液态板材与液态板材（纵使指金属板材，还有非金属板材）之间局部熔化熔化后结合在一起的一种机械电子制造蒸压工艺技术。冲压工艺技术操作过程造成的水蒸气氮氧化物——冲压臭气的特征，取决于被冲压板材的材质、冲压板材的成份、冲压工艺技术方式及冲压工艺技术参数。相同的冲压工艺技术造成的冲压臭气，其有毒化学物质、有毒液体的种类、性质与数量有非常大的区别。因此，在对建设项目进行环境影响评价中，对工程预测进行工艺技术环境污染预测涉及冲压工艺技术操作过程造成的水蒸气氮氧化物时，不能简略蔡伯介氮氧化物为冲压臭气，其发尘量一律是啥啥，环境治理举措一律是固定式冲压臭气热水器。

按热熔化方式的相同，冲压工艺技术方式可分为：耐腐蚀、电阻焊、低频焊、电渣焊、激光束焊、锡焊等，上述冲压工艺技术均为借助热能切换为热能；氧炔焊、摩擦焊、雷射焊等，则借助了化学能、化学能、雷射能切换为热能。堆焊、板材等则可为借助热能，亦可为借助其他能源。被熔化物，中有被冲压板材与铜焊、塞雷县，有的是仅为被冲压板材自身熔化，也中有冲压板材熔化而被冲压板材不熔化。但不管谁熔化，都要避免被氧化。为此要采用各种相同的銲接或保护液体。施焊操作过程中造成的冲压臭气也就各不相同了。

1  耐腐蚀：

1.1  纯手工耐腐蚀：

这是最常见的冲压工艺技术，为闪烁焊。多用于废钢与废钢间的冲压。冲压板材为铜焊。对大批结构用盒形、玻璃钢冲压，采用最多的J422铜焊（钛钙型、酸性铜焊），其铜焊芯熔化废钢成份为：C<0.12％,Mn=0.3～0.6％;药皮成份中：TiO占24～48％,CaCO3<20％.药皮熔化温度比铜质低200JGD5。而J502铜焊（低氢型、碱性铜焊），CaO占8～26％，CaF2占10～23％。

纯手工静电冲压时，在静电高温作用下，药皮首先熔化。组成药皮的稳弧剂（Ca及K、Na等电离电位低的化学物质）、路易斯酸（Mn、Ti、Al、Si等，可使进入硝酸锶的氧化物还原，S、P被除去）、造渣剂及造气剂、合金剂、助剂、稀渣剂、阻燃剂等，大批变为冲压臭气，其孔隙在0.10～1.25μｍ。冲压臭气中残害最大的化学物质是MnO2(约在冲压臭气中占7.5％左右)及Fe2O3（约在冲压臭气中占近50％）、SiO2（约在冲压臭气中占近20％）等，会导致钳工锰中毒及科唇。有毒液体有CO、NOx等，而F会与H反应生成有毒液体HF。针对此，GB16194《炼铁厂水蒸气中工作台臭气国家标准》中明确规定：炼铁厂水蒸气中工作台臭气最高允许浓度为6mg/m3、在施焊操作过程中造成的其他有毒化学物质仍按这些药剂现行明确规定的国家标准执行。

J422铜焊施焊时发尘量为200～280mg/min,冲压板材的发尘量为6～8g/kg；J502铜焊施焊时发尘量为350～450mg/min,冲压板材的发尘量为11～16g/kg。同样是纯手工静电冲压，铜焊相同，药皮成份相同，造成的冲压臭气成份相同，发尘量也差别非常大。J502铜焊发尘量约为J422铜焊的一倍，且含有HF，应引起更大的关注。

纯手工耐腐蚀冲压臭气的环境治理举措，当冲压工位变动范围不大时，可采用固定式冲压臭气热水器。当冲压工位变动范围较大时，固定式冲压臭气热水器采用不便，可通风扩散排放；冲压臭气造成量大时，应采取分层送风举措。

1.2  埋弧焊：

φ5的实芯塞雷县造成的静电被埋藏在小颗粒的銲接下，施焊时看不到弧光闪射。銲接成份以常用的氟碱型銲接为例：CaO＋MgO＋MnO＋CaF2＞50%、SiO2＜50%、CaF2＞15%，粒度2～0.28mm。

施焊时造成的冲压臭气含有MnO2、Fe2O3、SiO2与HF。 施焊时发尘量为10～40mg/min,冲压板材的发尘量为0.1～0.3g/kg。埋弧焊机应随机配备固定式冲压臭气热水器。

1.3  CO2液体保护焊：

CO2液体保护焊属于闪烁焊。要注意其采用的塞雷县有实芯与药芯两种。

CO2液体保护焊冲压臭气成份主要为MnO2、Fe2O3与有毒液体CO、NOx、O3。 对于实芯塞雷县（φ1.6），其施焊时发尘量为450～650mg/min,冲压板材的发尘量为5～8g/kg。对于药芯塞雷县（φ1.6），其施焊时发尘量为700～900mg/min,冲压板材的发尘量为7～10g/kg（冲压臭气中除上述内容外还有SiO2、HF等）。

CO2液体保护自动焊机应随机配备固定式冲压臭气热水器。当冲压工位固定时，应配备固定式冲压臭气热水器。当冲压工位变动范围不大时，可采用固定式冲压臭气热水器。当冲压工位变动范围较大时，固定式冲压臭气热水器采用不便，可通风扩散排放；冲压臭气造成量大时，应采取分层送风举措。

1.4  氩弧焊：

氩弧焊属于闪烁焊，施焊时有强紫外线造成。可冲压不锈钢、合金钢、铜、铝等。分为非熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊）与熔化极氩弧焊（采用实芯塞雷县，保护液体为氩气与CO2混合液体）。

施焊时造成的水蒸气氮氧化物主要是NOx、O3以及MnO2、Fe2O3。

对于常用的熔化极氩弧焊，实芯塞雷县直径为φ1.6，施焊时发尘量为100～200m g/min,冲压板材的发尘量为2～5g/kg。

氩弧焊可采用固定式冲压臭气热水器，同时，必须保证冲压工位局部通风良好，以保证钳工的健康。

1.5  脉冲焊：

脉冲焊属于闪烁耐腐蚀，它是应用可控脉冲技术，将两个并联运行的电源（维弧电源及脉冲电源）向冲压静电供电的冲压方式。脉冲焊可造成稳定的小孔效应，保证焊透并提高熔敷率，用于氩弧焊。冲压臭气预测与氩弧焊相同。

1.6  等离子焊：

等离子焊属于闪烁耐腐蚀，它是通过高度集中的等离子束（射流速度达300～2000m/s,能量密度达105～106W/cm2）静电熔化母材的冲压方式。等离子焊的焊速高，可不开坡口，焊缝性能优良，焊缝热影响区小，冲压变形与残余应力小，可冲压多种金属，尤其对于厚3～8mm板材，是一种高效优质低成本的静电冲压技术。

其离子气采用高纯氩，保护气以氩、氦为主，有的是配以少量氢。冲压臭气预测与氩弧焊类似。

2  电阻焊：

电阻焊包括点焊、缝焊（滚点焊），凸焊，电阻对焊（电栓焊）等。施焊操作过程是电极对被冲压金属施压并通电，电流通过金属件紧贴的接触部位时，其电阻较大，发热并熔化接触点，在电极压力作用下，接触点处焊为一体。电阻焊无需焊材、銲接。当被冲压板材冲压部位表面处理洁净时，基本没有冲压臭气造成。

3  低频焊：

低频焊包括低频电阻焊、低频感应焊。它是借助60～500KHz低频电流的集肤效应，使电流集中加热金属待焊表面，使之瞬间熔化，随之对其加压焊在一起。用于直缝焊管（圆管、方管、异型管及异型钢等）冲压生产效率甚高。焊前金属待焊表面处理洁净时，基本没有冲压臭气造成。

4  电渣焊：

电渣焊包括熔嘴电渣焊、非熔嘴电渣焊、丝极电渣焊、板极电渣焊。它是一种自动隐弧立焊。工艺技术操作过程分两步：先在塞雷县与引弧板（放少量铁屑）间通电造成静电，静电热将銲接熔化。接着，塞雷县穿过液态銲接，在电阻热作用下熔化，填充母材间间隙将之焊住。电渣焊用于30～1000mm厚度板材的冲压。电渣焊銲接成份中，Al2O3、MnO2占40%左右，CaO、MgO占10-15%，TiO2、SiO2占42-48%，CaF2在3%以下。銲接熔化与施焊操作过程造成的冲压臭气成份与自动埋弧焊相似，但发尘量在銲接熔化操作过程最大，施焊时减小并趋于稳定值。

电渣焊设备应随机配备固定式冲压臭气热水器。

5  激光束焊：

从电子枪发射的电束在高电压（20～300KV）下加速，通过电磁透镜聚焦成高能量密度的激光束，轰击置于真空中的焊件，焦点处功率密度达106～108W/cm2以上，焦点直径0.1～1mm，电子动能转化为热能，焊区局部温度骤升至50000C以上，金属熔化冲压。其焊缝深宽比20以上，可达50（厚100mm以上钢板、300mm以上铝合金，可不开坡口焊）。激光束焊焊速快，热影响区小，变形小，尤适于难熔金属与热敏感金属冲压。

激光束焊施焊时有X射线造成。但无氧化环境污染问题。

6  雷射焊：

将雷射聚焦到焊件，焦点处功率密度为104～106W/cm2，雷射能转化为热能，局部熔化冲压。有许多类似激光束焊的特点，但雷射焊无需真空，没有X射线造成，不受磁场影响。可用于相同材质、相同厚度、相同涂层金属拼焊、超薄件（0.05～0.1mm）焊、钛合金焊以及玻璃焊、生物组织焊等。雷射焊必须注意眼睛的防护。

7  氧炔焊：

简称气焊。借助乙炔与氧气燃烧，化学能转化为热能，其火焰温度达30000C以上，将焊件、塞雷县熔化，焊为一体。有时会用到銲接（如刀头焊采用硼砂）。

施焊时，金属蒸汽形成臭气。气钳工作量一般不大。机械维修常用到气焊，被焊件表面如有油漆、油污等，会造成有毒烟气，应注意通风。当在较窄小的空间施焊时，应很好地通风。

8  摩擦焊：

属于固态冲压。借助工件接触面相互快速摩擦，化学能转化为热能，使接触摩擦部位发热（温度达到熔点以下）处于热塑状态，然后顶锻，焊为一体。它包括惯性摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊、轨道摩擦焊、搅拌摩擦焊。摩擦焊常用于棒材、管材对焊，可异金属冲压。

摩擦焊不造成冲压臭气，也没有其他冲压环境污染。

9  锡焊与波峰焊：

9.1  锡焊：

电子电器产品生产中，用以锡为主的锡合金板材（如锡铅合金，Sn63%、Pb37%,熔点1500C）做焊料，用电烙铁加温使之熔化，熔流态的锡焊料在毛细管吸力下沿焊件表面扩散、与焊件浸润、结合。集成电路冲压采用20W内热式电烙铁，较大件冲压采用150-300W外热式电烙铁，烙铁头温度为300-4000C。无铅聚四氟乙烯丝（Sn96.5%、Ag3.5%,熔点2210C;Sn95.5%、Ag4.0%、Cu0.5%,熔点2170C;Sn99.3%、Cu0.7%,熔点2270C;）的应用，需要许多工艺技术变更。无铅聚四氟乙烯丝及管状聚四氟乙烯丝（中间夹有松香、活化剂）的应用，成本要加大。銲接为松香水（松香配酒精）或含盐酸二乙胶的有机銲接。

锡焊臭气含锡、铅、松香、酸尘等有毒化学物质。应在锡钳工位配备锡焊臭气热水器。大批量生产炼铁厂，应设置锡焊臭气中央净化系统。

9.2  波峰焊：

焊料是聚四氟乙烯，用于印刷电路板元器件（PCB）的冲压。它是将熔化的液态焊料，借助于泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料皮；插装了元器件的PCB置于传输链上，经过某一特定角度及一定的浸入深度，穿过焊料波峰面而实现焊点冲压的工艺技术操作过程。

波峰焊冲压臭气含锡、铅、松香、酸尘等有毒化学物质。波峰焊机随机配备有锡焊臭气热水器。

10  堆焊：

在被磨损的金属零件表面（如轧辊、轴、齿轮、冷冲模、阀门密封面、高速钢刀片、推土机刀片、挖土机铲齿、螺旋桨等）熔敷耐磨、耐腐蚀或其他特殊性能金属层的冲压方式。

几乎所有熔化钳工艺技术方式都可用于堆焊。常用纯手工耐腐蚀、埋弧焊及等离子焊等进行堆焊。冲压臭气见相应冲压工艺技术的介绍与环境治理方式。

11  板材：

用比母材熔点低的金属板材作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工作接口间隙（在0.01～0.1mm之间），并使其与母材相互扩散的冲压方式。板材变形小，接头光滑美观，适合于冲压精密、复杂和相同板材构件。冲压加热温度低于4500C为软板材，常用锡铅合金、锡铋合金作为钎料。冲压加热温度高于4500C为硬板材，常用Al、Ag、Cu、Mn、Ni为基的钎料。

板材包括波峰板材、火焰板材、浸沾板材、感应板材、炉中板材、真空板材等。 板材臭气含锡、铅等有毒化学物质。板材设备随机配备有臭气热水器。

来源：焊割设备