焊接煙塵的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上是液體金屬和焊藥“過熱-蒸發(fā)-氧化-冷凝”的過程。過熱蒸發(fā)物的固體微粒直徑小于0.5/μm稱為煙；直徑在0.5~10/μm之間稱為粉塵。煙塵是明弧焊的一種因素，尤其是黑色金屬涂料焊條、手工電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊以及自保護(hù)焊絲電弧焊比較突出。
焊接生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了許多副產(chǎn)物，包括一系列氣體和以氣溶膠態(tài)形式存在的金屬微細(xì)顆粒、金屬氧化物以及其它化學(xué)物質(zhì)：它們來自母材、焊接材料或焊接冶金反應(yīng)的生成物。當(dāng)這些物質(zhì)超過一 定的允許濃度時，就會對焊工的身體健康造成傷害，引發(fā)塵肺、錳中毒及金屬熱等職業(yè)病。
焊接煙塵的化學(xué)成分
光學(xué)顯微鏡觀察 圖1是一種實(shí)芯焊絲CO2焊煙塵微觀形貌的光學(xué)顯微照片。從圖1中可以看出，焊接煙塵由大量微小顆粒組成，呈棉絮狀或網(wǎng)狀團(tuán)聚在一起，煙塵 結(jié)構(gòu)較為蓬松。 圖1-2是將圖1-1的煙塵顆粒進(jìn)一步在去離子水中稀釋后得 到的，可以判斷：煙塵結(jié)構(gòu)并不緊密，顆粒之間的結(jié)合力不強(qiáng)，易于分解。
將上述煙塵粒子采用透射電子顯微鏡做進(jìn)一步觀察，如圖2所示。構(gòu)成焊接煙塵的基本結(jié)構(gòu)為直徑0.1μm的球形顆粒，這些球形顆粒形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)(圖2-1)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(圖2-2)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也可能是由多個鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)凝聚而成。
不同尺度的煙塵顆粒可能源于不同的形核方式。研 究指出，10-2μm的煙塵顆粒主要為Fe3O4晶體，有可能是由蒸氣→粒子轉(zhuǎn)變的均質(zhì)形核方式產(chǎn) 生；10-1μm的煙塵顆粒由蒸氣→粒子轉(zhuǎn)變的異質(zhì)形核機(jī)制形成。
焊接所產(chǎn)生的煙塵量
從形成過程來看，焊接煙塵的形成是由于焊絲端部和母材金屬在電弧高溫的作用下蒸發(fā)為金屬蒸氣，其向四周擴(kuò)散的過程中受到周圍較冷空氣的冷卻和氧化作用，形成的固體顆粒，是包含著化學(xué)變化的氣態(tài)到固態(tài)的過程。在焊接過程中，高溫弧區(qū)溫度為6000K，不會存在鐵的氧化物蒸汽，鐵的蒸汽壓為6.17×10－4MPa，而此時其他元素的蒸汽壓比鐵的低，在相同過冷度和稀釋率的條件下，一 定是鐵蒸汽均質(zhì)形核，成為新凝聚相。
在形成的晶核表面凝結(jié)，臨界形核自由能將降低，促使蒸汽元素在所形成的晶核表面凝結(jié)，發(fā)生異質(zhì)性凝結(jié)，形成煙塵顆粒。煙塵顆粒在遠(yuǎn)離電弧中 心向外擴(kuò)散的過程中，接觸到空氣，由于高溫而發(fā)生氧化，繼續(xù)擴(kuò)散冷凝成氧化鐵及其他氧化物。
從煙塵的電鏡照片中可以看到，構(gòu)成焊接煙塵的基本粒子一般為球形，推測主要是由于在形成氧化鐵等煙塵顆粒之前，凝聚相處于液態(tài)。從能量角度看，等體積液體中球形的表面積小，表面低，這種球形的液態(tài)凝聚相固化之后，保留了原來的形狀。從能量角度看，晶核的尺寸越大，體系總的自由能越小，體系越穩(wěn)定，然而通過電鏡所觀察到的煙塵一次球形顆粒的直徑通常不會超過0.2μm，這應(yīng)該是缺乏足夠的時間讓顆粒繼續(xù)長大。煙塵顆粒由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時，由于周圍空氣的冷卻作用，使得液相沒有足夠的時間去凝結(jié)。有關(guān)研 究指出，焊接煙塵的產(chǎn)生過程為過熱—蒸發(fā)—氧化—冷凝，液態(tài)金屬和非金屬物質(zhì)蒸發(fā)的高溫蒸汽被氧化和冷凝生成的煙塵粒子稱為“一次粒子”，一次粒子基本形態(tài)呈球狀。一次粒子隨著溫度的降低，有幾十個或幾百個聚合在一起形成所謂“二次粒子”；另外，發(fā)生煙霧經(jīng)歷了12min，肉眼可見煙霧在室內(nèi)才消散。
焊接煙氣對人體的危害
職業(yè)病的發(fā)生是各種焊接污染因素綜合作用的結(jié)果。焊工職業(yè)病包括焊工塵肺、錳中毒、氟中毒、金屬煙熱及電光性眼炎等。其中化學(xué)污染(焊接煙塵和氣體)的醫(yī)學(xué)臨床表現(xiàn)為咳嗽、咯痰、胸悶、氣短以及有時咯血。物理污染的醫(yī)學(xué)臨床表現(xiàn)則多種多樣。噪聲可導(dǎo)致操作者煩躁、；高頻電磁輻射對人體的主要作用為神經(jīng)衰弱綜合癥，例如頭昏、、乏力、心悸、消瘦、脫發(fā)等；焊接過程中光輻射會導(dǎo)致電光性眼炎的發(fā)生，輕者眼部不適、有異物感，重者眼部有燒灼感和劇痛。
產(chǎn)品特點(diǎn)
1、在每個工位上方有設(shè)計的伸縮式柔性吸氣臂，可拉伸至任意位置，從源頭開始有 效吸收煙塵，減少空氣污染。
2、配備的蝸輪風(fēng)機(jī)，吸風(fēng)量大，工作噪聲低。
3、極 好的吸收穩(wěn)定性。
系統(tǒng)組成
中 央通風(fēng)系統(tǒng)由吸氣風(fēng)機(jī)、凈化主機(jī)、控制系統(tǒng)、吸塵管路、凈化配件、系統(tǒng)操作組件構(gòu)成。
吸氣風(fēng)機(jī)根據(jù)中 央凈化系統(tǒng)要完成的具體要求來選定。具體包括吸塵管路管道通徑、管道長度。
控制系統(tǒng)：根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計、制作。
吸氣管路：一般采用鍍鋅螺旋風(fēng)管及彎頭配件，具有表面光滑、污物附著力低的特點(diǎn)。
凈化配件：有多種風(fēng)格，塑料、金屬多種材料根據(jù)環(huán)境和系統(tǒng)要求具體選擇。
吸塵操作組件：根據(jù)所吸附物料、廢氣性質(zhì)、吸取空間、所吸附對象不同選擇不同材質(zhì)、不同形式吸頭和操作軟管。
設(shè)計原理 此項(xiàng)目是治理實(shí)訓(xùn)室焊接所產(chǎn)生的煙塵，共20個焊接工位。焊接工位分布在車間靠墻兩側(cè)。采用1套除塵系統(tǒng)。放置在室外。每個工位需要的風(fēng)量為1000 m3/h,凈化處理系統(tǒng)總風(fēng)量為：20工位L=n*1=20*1000 m3/h =20000 m3/h
根據(jù)風(fēng)量及粉塵類型，除塵系統(tǒng)選用CCLT.F-1220中 央式煙塵凈化器和22KW離心風(fēng)機(jī).采用吸氣臂為萬向吸氣臂,長為2.5米,高為2米,固定在實(shí)訓(xùn)室立柱或墻壁上，每個吸塵罩口配有風(fēng)量關(guān)閉閥，工作時打開不用時可以關(guān)閉，以此增加其他工位的風(fēng)量。煙塵通過主管道進(jìn)入濾筒除塵器，對焊煙進(jìn)行凈化處理，然后通過風(fēng)機(jī)凈化后經(jīng)過煙囪排出室外。
1.治理依據(jù)和原則
1.1、根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)；
1.2、《車間空氣中電焊煙塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB16194-1996；
1.3、《涂裝焊接作業(yè)安 全規(guī)定廢氣凈化裝置安 全技術(shù)規(guī)定》GB20101-2006；
1.4、治理不影響工藝流程，不影響工人操作；
1.5、工程采用，整體設(shè)施美觀、。
2.系統(tǒng)組成
2.1焊煙凈化除塵器主機(jī)
Q= 20000m3/H ；允許通質(zhì)顆粒物濃度：150mg/m3；允許通過氣體溫度：200°C；室內(nèi)平均噪聲閥值：≤78dB ；主機(jī)須自帶脈沖反吹系統(tǒng),反吹時間間隔可根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整，并是主機(jī)處于良好的工作狀態(tài)；凈化主機(jī)和動力系統(tǒng)安裝在室外，室內(nèi)不形成內(nèi)循環(huán)，異味的濃度不累計；主機(jī)采用分體式分布，過濾系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)集成到一個腔體內(nèi)部，動力部分須另外單獨(dú)配置安裝，以大風(fēng)量主機(jī)的穩(wěn)定性和過濾性。
2.2、離心風(fēng)機(jī)
風(fēng)量：20000m3/H，功率22KW；；動力系統(tǒng)帶有減震保護(hù)設(shè)備和軟連接；外殼為的焊接碳鋼板材，其葉輪按照國 家標(biāo)準(zhǔn)做好動靜平衡。
2.3、萬向吸氣臂
口徑：≥Φ160（內(nèi)徑）；萬向臂自帶懸掛系統(tǒng)，可360°自由旋轉(zhuǎn)，覆蓋工位內(nèi)任意位置；工作半徑（懸臂長度）：≥2.5米；懸停方式：內(nèi)支架萬向機(jī)械手臂；表面瞬時可承受高溫：≥300°C；吸氣罩口形狀：馬蹄形，配有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；表面處理工藝：鍍膜；顏色：深藍(lán)色；工作環(huán)境PH值：≥4。材料：碳鋼噴涂；自帶安裝底座、法蘭以及安裝支架。
2.4、除塵管道
主管道：Φ160-Φ250-Φ350-Φ550-Φ600、材質(zhì)：鍍鋅螺紋風(fēng)管（全部采用熱鍍鋅）；鍍鋅螺紋風(fēng)管厚度：1.2mm；鍍鋅螺紋風(fēng)管兩端均帶有法蘭；管道配件：大小頭、T型三通、彎頭、Y型三通等配件全部采用熱鍍鋅，厚度：1mm。
2.5、控制柜
PLC智能控制電控柜；控制電機(jī)功率：≥18.5KW；控制電壓：380V；三相交流380V,（-10%，+15%),50HZ；起動頻率：可作頻繁起動
