在焊接生產(chǎn)過(guò)程中，焊接材料與母材的結(jié)合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量焊接煙塵和氣體，其中很多氣體和煙塵對(duì)人體是有傷害性的，當(dāng)其超過(guò)允許濃度時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響焊工的身體健康，引發(fā)各類呼吸及塵肺疾病。因此，凈化焊接工作環(huán)境問(wèn)題，維護(hù)焊工身體健已引起國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)、公司的重視，并積極開(kāi)展了各項(xiàng)工作。
1.焊接煙塵構(gòu)成及危害
由焊接及相關(guān)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)的存在形式有氣態(tài)和顆粒狀態(tài)兩種；90%的煙塵來(lái)自焊接材料，僅有小部分來(lái)自于母材。根據(jù)不同的焊接方式，焊接粉塵來(lái)源不同，焊條電弧焊（MMA）與藥芯焊絲電弧焊
（FCMA）產(chǎn)生的煙塵大部分來(lái)自焊條藥皮和藥芯焊絲，小部分來(lái)自形成焊縫的熔敷金屬。氣體保護(hù)焊（MAG/MIG）產(chǎn)生的煙塵則大部分來(lái)自于熔敷金屬，顆粒狀態(tài)物質(zhì)以微小的固體顆粒彌散在空氣中�？砂雌涑叽绱笮∵M(jìn)行區(qū)分，如圖1 - 所示。

可吸入人體的顆粒是通過(guò)嘴和鼻進(jìn)入人體內(nèi)的，其尺寸可達(dá)到或超過(guò) 100μm。以往對(duì)該類顆粒組分稱為“煙塵總體”。可進(jìn)入呼吸系統(tǒng)的顆粒能滲入肺泡內(nèi)，其尺寸可達(dá) 10μm.。以往稱之為“粉塵”。由焊接產(chǎn)生的懸浮在空氣中的顆粒非常小，一般其尺寸<1μm.（大多情況下<0.1μm），因此是“可呼吸”的，并稱之為焊接煙霧，見(jiàn)表1，顆粒物形狀見(jiàn)圖 2。

根據(jù)焊接、切割及相關(guān)工藝過(guò)程產(chǎn)生的氣態(tài)和顆粒狀態(tài)的物質(zhì)對(duì)人體不同器官的影響進(jìn)行以下分類，見(jiàn)表2。


（1）對(duì)肺產(chǎn)生作用的物質(zhì) 長(zhǎng)期吸入高濃度的煙塵導(dǎo)致了對(duì)肺功能的抑制。由于煙塵在肺中的沉積，使氧氣的交換減少。肺中沉積的煙塵通常不是病原性的，而是可逆的。鐵的氧化物、鋁的氧化物屬于此類物質(zhì)。
（2）有毒物質(zhì)! 當(dāng)超過(guò)某一劑量時(shí)（對(duì)每一體重單位的分量），對(duì)人體產(chǎn)生有毒的影響。這是一種劑量與效應(yīng)的關(guān)系。輕微的中毒導(dǎo)致輕度的健康失調(diào)，而空氣中高濃度的有毒物質(zhì)可以造成非常嚴(yán)重的中毒甚至導(dǎo)致死亡。氣態(tài)有毒物質(zhì)有一氧化碳、氧化氮、二氧化氮、臭氧以及金屬氧化物，以煙塵形式存在于空氣中的銅、鉛、鋅等。
（3）致癌物質(zhì)! 癌癥發(fā)生的可能性通常取決于幾種因素，如基因的易感性、環(huán)境污染等。雖然沒(méi)有一種是必然的因素，但當(dāng)這些物質(zhì)的劑量增加，患癌癥的可能就越大，其潛伏期（從第一次接觸到癌癥發(fā)生的時(shí)間間隔）可延續(xù)幾年或幾十年。
2. 整體除塵防護(hù)措施
為凈化焊接操作環(huán)境，保護(hù)操作人員身體健康，綜合治理焊接廠房的焊接煙塵問(wèn)題，必須采取切實(shí)有效的防護(hù)措施，以保證達(dá)到室內(nèi)環(huán)境滿足健康要求和焊接工藝要求。除采用先進(jìn)的焊接方法及提高焊接過(guò)程的機(jī)械化及自動(dòng)化程度外，進(jìn)行整體除塵是消除焊接煙塵危害的有力措施。
焊接煙塵治理是一項(xiàng)國(guó)際性的技術(shù)難題，歐美等國(guó)進(jìn)行了40 多年的研究，目前常用的方法包括制定勞動(dòng)保護(hù)法、局部除塵法及整體治理法等。對(duì)高大廠房而言，治理焊接煙塵最有效的方法是采用整體治理。而在整體治理中又有混合送風(fēng)、格柵送風(fēng)及分層送風(fēng)技術(shù)。

（1）混合送風(fēng)! 該方法是對(duì)整個(gè)車間進(jìn)行通風(fēng)換氣，用新鮮空氣把整個(gè)車間的有害物質(zhì)濃度稀釋到最高允許濃度以下。該方法具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易、原理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但也存在全面通風(fēng)量大、能耗大、粉塵容易滯留以及無(wú)法徹底解決除塵等問(wèn)題。
（2）雙層格柵或噴口側(cè)送風(fēng)! 采用該種送風(fēng)方式，由高速風(fēng)口送出的射流帶動(dòng)室內(nèi)空氣強(qiáng)烈混合，使射流流量成倍地增加，射流截面不斷擴(kuò)大，速度逐漸衰減，室內(nèi)形成大的回旋氣流，工作區(qū)一般處在回流區(qū)。對(duì)一般舒適性空調(diào)而言，該種方式完全可行。但車間在生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)生大量焊接煙塵，并隨熱氣流上升，這樣勢(shì)必產(chǎn)生噴口或格柵射流與上升的焊接煙塵強(qiáng)烈混合，產(chǎn)生紊流，并流向回流區(qū)，不利于焊接煙塵向車間上方排放。同時(shí)在工作區(qū)產(chǎn)生二次污染，工作區(qū)的含塵濃度難以保證。所以對(duì)有污染源及熱源共存的高大廠房，不能采用雙層格柵或噴口送風(fēng)。
（3）分層送風(fēng)! 分層送風(fēng)系統(tǒng)始于25 年前，最初在北歐運(yùn)用，占據(jù)了北歐國(guó)家 90% 的工業(yè)空調(diào)市場(chǎng)和75%的民用空調(diào)市場(chǎng)，逐漸在美國(guó)、日本等國(guó)家眾多工業(yè)廠房中開(kāi)始運(yùn)用。在分層送風(fēng)系統(tǒng)中，采用在廠房的下部分層低速送風(fēng)，新鮮清潔空氣直接送入工作區(qū)，先經(jīng)過(guò)人體，這樣就可以保證人體處于一個(gè)相對(duì)清潔的空氣環(huán)境中，從而有效地提高了工作區(qū)的空氣質(zhì)量。這種方式對(duì)空氣狀況的要求只是針對(duì)工作區(qū)域（工人活動(dòng)范圍）而不是整個(gè)廠房的空氣輸導(dǎo)。要滿足工作區(qū)的相對(duì)溫度，同時(shí)排除焊接煙塵，就要保證焊接煙塵在送風(fēng)推動(dòng)和回風(fēng)口抽吸作用下緩慢上升，形成向上的單向流動(dòng)。新鮮送風(fēng)使室內(nèi)濁熱焊接煙氣逐漸抬升而非混合，可保證工作區(qū)的溫度及含塵要求。分層送風(fēng)由于送風(fēng)速度低，對(duì)MAG/MIG氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體不會(huì)帶來(lái)影響。
在整體廠房通風(fēng)除塵中，按照季節(jié)的不同，采用不同的送風(fēng)方式達(dá)到通風(fēng)出塵的目的，如圖 3所示。合理的氣流組織不僅能起到理想的效果，而且能節(jié)省能源，節(jié)約資金；反之，氣流組織不當(dāng)，則不能起到通風(fēng)除塵的效果，更為甚者使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，投資報(bào)廢。分層送風(fēng)不僅能有效調(diào)節(jié)工作區(qū)域空氣的溫度、濕度，還能有效地通過(guò)氣流的運(yùn)動(dòng)，將工作區(qū)域產(chǎn)生的含塵氣體帶走，達(dá)到將工作區(qū)域空氣凈化的目的。因分層送風(fēng)針對(duì)的區(qū)域?yàn)槿说墓ぷ鲄^(qū)域，因而作用直接，能耗低。采用整體送風(fēng)技術(shù)對(duì)車間煙塵處理后的效果如圖4及圖5所示。

分層送風(fēng)的基本特征是水平方向會(huì)產(chǎn)生熱力分層現(xiàn)象。分層送風(fēng)下送上回的特點(diǎn)決定了空氣在水平方向會(huì)分層，并產(chǎn)生溫度梯度。如果在底部送新鮮的冷空氣，那么最熱的空氣層在頂部，最冷的空氣層在底部。置換空氣在水平方向匯入上升氣流，由于送風(fēng)量有限，在某一高度送風(fēng)會(huì)產(chǎn)生循環(huán)。我們把產(chǎn)生循環(huán)的分界面高度被稱為“分界高度”。這樣就形成了兩個(gè)區(qū)域的氣流形式，底部區(qū)域是相對(duì)清潔的空氣，上部區(qū)域存在更多的污染，見(jiàn)圖 6。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，焊接煙塵隨熱氣流升騰，并卷吸周圍空氣，最終會(huì)彌漫并懸浮在8-10m高度的這一空間層，不會(huì)再上升。在這一高度輔以吸塵設(shè)備，可以達(dá)到良好的除塵效果。

（4）個(gè)人防護(hù)措施! 在進(jìn)行整體治理的同時(shí)，企業(yè)也應(yīng)為勞動(dòng)者配備呼吸保護(hù)設(shè)備，過(guò)濾式防塵口罩、通風(fēng)頭盔和分子篩除臭氧口罩等，加強(qiáng)對(duì)勞動(dòng)者的防護(hù)教育，使其加強(qiáng)自身的防護(hù)。