Процесс сварки сопровождается выделением токсичной пыли и вредных газов. Количество и состав этих газов зависят от вида

и режима сварки, а также от химического состава сварочных ма­териалов (флюсов, электродов, сварочной проволоки и т. д.).

Допустимая концентрация пыли на рабочих местах сварщи­ков 4 мг/м3. При отсутствии местной вентиляции эта концентра­ция пыли и газов значительно превышает норму. В вентилируе­мых помещениях она обычно не превышает предусмотренные санитарные нормы. Однако при некоторых сварочных процессах отмечается повышенная концентрация газов: при сварке в среде углекислого газа — окиси углерода, при сварке под слоем флю­са — фтористых соединений, при сварке в среде аргона — азота.

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В СВАРОЧНЫХ ЦЕХАХ

Наиболее эффективным способом очистки воздуха от пыли и газов является местный отсос непосредственно от источника их выделения.

Рис. 46. Панель равномерного всасывания

Одним из устройств, нашедших широкое применение в про­изводстве, является наклонная панель равномерного всасывания (рис. 46). Всасывающее отверстие расположено под углом 45° к вертикали. Установленная в нем решетка способствует равномер­ному распределению воздуха по площади всасывающего отвер­стия. Панель устанавливают над столом с противоположной сто­роны от сварщика. Наиболее широкое применение нашли пане­ли размерами 600X645, 750X645, 900X645. Наклонная сторона - панелей равна 645 мм, живое сечение входного отверстия пане­лей при коэффициенте местного сопротивления панелей Є=ІД> составляет 25% от габаритного.

В верхней части панелей крепится козырек шириной 200 мм для ограничения подсоса чистого воздуха сверху и лучшего улав­ливания загрязненного воздуха. Наклонные панели рекомен­дуются при сварке изделий высотой до 500 мм. Объем отсасывае­мого воздуха 3300 м3/ч на 1 м2 габаритной площади всасываю­щего отверстия. Скорость входа воздуха через щели в решетке 3,7 м/с.

Кроме наклонных панелей, находят применение вертикаль­ные панели и нижние отсосы через решетку в плоскости стола (табл. 10). Для панелей с вертикальным и нижним расположе­нием отсоса требуется повышенный расход воздуха, так как угол отклонения потока загрязненного воздуха от его естественного направления вверх увеличивается с 45° (для наклонной панели) •соответственно до 90 и 180°.

Выбор того или иного воздухоприемника определяется видом ■сварки н конструктивными особенностями свариваемого изделия. Нижний отсос не может быть рекомендован при сварке в среде защитных газов, так как диапазон скорости движения воздуха во всасывающем потоке в зоне сварки жестко ограничен. Для того чтобы приемник мог уловить пыль и газы, эта скорость должна быть больше 0,2 м/с, в то же время во избежание на­рушения газовой защиты сварочной ванны она не должна пре­вышать 0,5 м/с при сварке в среде углекислого газа и 0,3 м/с при сварке в среде инертных газов.

Расход воздуха (м3/ч) в зависимости от высоты свариваемых деталей определяем по формуле

Q—4Я4-820,

аде И — расстояние от сварочной дуги до плоскости стола, мм.

Необходимый воздухообмен можно определить и из условий наплавки 1 кг металла (табл. 11). Например, пользуясь табл. 11, при наплавке 2 кг металла при сварке в среде СОг •имеем Q = 2X820 —1640 м3, при ручной же сварке электродами ЦМ-7 Q=2X5300= 10 600 м3.

При сварке однотипных изделий в сварочной технологической оснастке рекомендуется местные отсосы встраивать прямо в •стенды.

Следует учитывать, что углекислый газ, имея больший удель­ный вес, чем воздух, скапливается в местах, расположенных ниже уровня пола.

Было установлено, что на равномерность скоростей всасыва­ния влияет угол наклона входного отверстия. При расположении •всасывающего отверстия под углом 35° к вертикали поле скоро­стей имеет несколько меньшую неравномерность (±10%), чем при угле 45°. Поэтому в конструкции наклонных панелей реко­мендуется угол наклона 35°. Для характеристики распределения •скоростей во всасывающем спектре панели построены графики скоростей всасывания в полости, перпендикулярной к всасыва - S8

Объем отсасываемого воздуха от рабочего места
в зависимости от угла наклона панели

Таблица і I Потребный воздухообмен при наплавке 1 кг металла Способ сварки Общая запылен­ность, г/кг Необходимый воздухо­обмен. м3 Ручная сварка: электродами ЦМ-7 электродами УОНИ-13/45 210 19,3 5300 3800 Сварка в среде углекислого газа проволокой диаметром 2 мм 4,1 820

№

ющему отверстию панели и проходящей через его середину (рис. 47, 48). Все расстояния на графиках даны в относитель­ных величинах как отношение фактического (линейного)- рас­стояния I к высоте панели Я. Линии постоянных скоростей на графиках выражают отношение фактической скорости v данной точки к средней скорости t’o во всасывающем сечении панели.

Рис. 47. Спектр скоростей всасыва - Рис. 48. Спектр скоростей всасывания ния наклонной панели без ко - наклонной панели, снабженной ко­зырька зырьком

Средняя скорость во всасывающем сечении о0 определялась как отношение секундного объема удаляемого воздуха к габа­ритной площади всасывающего отверстия. На рис. 47 показан спектр скоростей всасывающего факела панели, имеющей дли­ну, равную 1,33 Я, и расположенной на высоте 0,8 Я от рабочего стола. На рис. 52 показан спектр скоростей вытяжного факела такой же панели, но снабженной горизонтальным козырьком шириной 0,45 Я. Как видно, при устройстве козырька скорости движения воздуха в соответствующих точках поля увеличива­ются на 20%. Необходимо, чтобы скорость во всасывающем фа­келе панели равномерного всасывания в месте расположения сварочной дуги была не менее 0,2 м/с. Средняя скорость всасы - 90

вания по отношению к габаритному сечению панели равняется1 0,9 м/с.

Пользуясь приведенными графиками, можно в зависимости от расстояния между местом сварки и панелью определить сред­нюю скорость во всасывающем отверстии и, следовательно, объ­ем удаляемого воздуха. При расположении наклонной панели с козырьком в середине помещения скорость в соответствующих точках несколько меньше, чем при размещении такой панели у стены.

Пример. Дано: //=645 мм; и = 0,3 м/с; v0 — 0,9 м/с.

Расстояние изделия от всасывающего сечения панели 1-х. v 0,3

Из соотношения — имеем -■ =0.33; из спектра скоростей (рис. 48) »о 0,9

— =0,43, или/=645-0.43= 277 мм.

И

Для панелей 645 x600, 645 X 750, 645 x 900 секундный объем удаляемого воздуха при средней скорости во всасывающем отвереши 0.9 м/с соответствен­но равен

с/ = v0FZ4]

= ъ'о^юеч*= 0,9 м/с X 0,387 м2 = 0,35 м3/с = 1260 мя/ч; v2 = v0F2Cc4 = 0,9 м/с X 0,48 м2 = 0,43 мэ/с = 1548 м3/ч; t>3 = ^ьД3сеч = 0,9 м/с X 0,58 м2 = 0,52 м3/с = 1872 м3/Ч.

При автоматической и полуавтоматической сварке под слоем флюса образуются аэрозоли, которые и удаляются щелевыми местными отсосами, расположенными у мест сварки на высоте не более 50 мм. Длину щели местного отсоса над сварным швом рекомендуется принимать равной 250—350 мм. Количество воз­духа при этом виде сварки, удаляемого местными отсосами, опре­деляем по формуле

QH= 12 16|3/ / м3/ч,

где / — сила сварочного тока, А.

Коэффициент 12 принимают для одностороннего щелевого отсоса, коэффициент 16 — при двух отсосах, расположенных спе­реди и сзади сварочного трактора.

При сварке изделий длиной до 2 м в позиционерах местный от­сос может быть осуществлен подъемноповоротными воздухопри - емниками типа ЛИОТ-2.

Для нестационарных сварочных постов, а также при работе внутри закрытых помещений применять местные отсосы затруд­нительно, однако необходимо стремиться к их использованию, применяя для этой цели малогабаритные пылегазоприемники с пневматическими присосками-держателями.

На Московском автомобильном заводе им. И. А. Лихачева для сварки в закрытых резервуарах разработан її внедрен пере­носной газоотсос (рис. 49) для удаления вредных газов непо­средственно из зоны сварки.

При работе газоотсоса сжатый воздух по воздушной трубке 1, при открытом золотнике 2 подается к соплу 3, проходит через него и по корпусу 4 направляется в вытяжную

Рис. 49. Переносной газоотсос

систему. На выходе из сопла он создает вакуум, и газы, выде­ляемые в зоне сварки, засасываются через насадку 5 и удаляют­ся в вытяжную систему. Одновременно создается вакуум в рези­новой чаше 6, при помощи которой газоотсос крепится в любом месте непосредственно у зоны выделения газов.

При сварке в открытых сборочно-сварочных стендах могут быть рекомендованы постоянно перемещаемые приемники, при­соединяемые шарнирами к ручке защитного щитка сварщика (рис. 50). Необходимый объем воздуха для этого вида прием­ника составляет 100 м3/ч.

Для сварки небольших изделий в СССР и за рубежом ши­роко применяют столы с газоотсосом.

Большое число моделей сварочных столов (рис. 51) выпу­скает фирма «Wienterfeld» (ФРГ). Внутри стола расположен вентилятор, который работает бесшумно. При установке свароч­ных столов вплотную друг к другу отверстия для выхода воз­духа во многих моделях столов выполняют в задней стенке. Сто­лы могут быть подключены к общей вытяжной системе или обо­рудованы собственными вытяжными вентиляторами.

Некоторые столы (рис. 51, а) имеют сбоку плиту для правки изделий. В комплект, показанный на рис. 51,6, входят стол, пли­та для правки и ванна. На рис. 51, в показан стол с вращающей­ся верхней частью.

На рис. 52 представлен стол мод. ССН 0,8ХОД предназначен­ный для сварки деталей массой до 60 кг ручной и полуавтома­тической сваркой.

Стол оборудован местной вытяжьой вентиляцией. Внутри ста­нины размещены колчан для вертикального хранения электро­дов, шкаф для инструмента и две лампочки местного освещения.

В сборочно-сварочных цехах для снижения концентрации вредных газов в воздухе применяют общеоб - меиную приточно-вытяжную венти­ляцию. В крупных сборочио-свароч - ных цехах, где приточная вентиля­ция обычно совмещается с системой воздушного отопления, рекомендует­ся подавать воздух в верхнюю зону помещения по типу сосредоточенной подачи, которая должна быть рас­считана на заданную максимальную подвижность воздуха в рабочей зо­не: при ручной сварке 0,9; в среде углекислого газа 0,5; в среде инерт­ных газов 0,3 м/с.

Температура подаваемого воздуха должна быть ограничена, чтобы предупредить всплывание струи теплого воздуха (она оп­ределяется расчетом при проектировании). Подавать воздух сле­дует через воздухораспределители с поворотными устройствами для изменения угла наклона выпускаемой струи к горизонту.

Воздух из цеха удаляется системами местного отсоса и обще­обменной вытяжкой из верхней зоны с помощью крышных или

обычных осевых вентиляторов. В зимнее время надо устранять холодные потоки воздуха, проникающие через неплотности в створках ворот. Воздушные завесы рекомендуется использовать постоянно, учитывая подаваемую ими теплоту в общем тепловом балансе цеха.

Выделяющиеся при всех видах сварки пыль и газы могут вызвать у сварщиков профессиональные заболевания (пнсвмо - кониоз) и отравление марганцем, хромом, никелем, цинком, сва­рочным газом. Наблюдаются также заболевания опорно-двига­тельного аппарата, вызванные перенапряжением или охлажде­нием.

Мероприятия по оздоровлению условий труда при электро­сварочных работах обычно носят комплексный характер и со­стоят из технологических, санитарно-технических и лечебно-про­филактических мероприятий.

Прежде всего нужно применять такие способы сварки и сва­рочные материалы, при которых выделяется минимальное коли­чество вредных веществ. Электроды, содержащие в большом ко­личестве марганец, не следует применять.

Необходимо избегать работ в закрытых помещениях малых объемов и стремиться проводить сварку на открытой поверхно­сти.

Большую роль играет механическая вентиляция и в первую очередь местная — вытяжная. В крайнем случае сварщик дол­жен пользоваться индивидуальными средствами защиты органов дыхания. Все сварщики обязаны раз в год проходить медицин­ский осмотр с обязательной рентгенографией грудной клетки и лабораторным исследованием крови.

Манипуляторы