手弧焊

手弧焊是利用电弧产生的热量来熔化和焊条的一种手工操作的焊接方法。

定义手工电弧焊，简称手弧焊。是以手工操作的焊条和被焊接的工件做为两个电极，利用焊条与焊件之间的电弧热量熔化金属进行焊接的方法。

原理焊接过程：手工电弧焊由焊接电源、焊接电缆、焊钳、焊条、焊件、电弧构成回路，焊接时采用焊条和工件接触引燃电弧，然后提起焊条并保持一定距离，在焊接电源提供合适电弧电压和焊接电流下电弧稳定燃烧，产生高温，焊条和焊件局部加热到融化状态。焊条端部熔化的金属和被熔化的焊件金属熔合在一起，形成熔池。在焊接中，电弧随焊条移动，熔池中的液态金属逐步冷却结晶后便形成焊缝，两焊件被焊接在一起。

在焊接中，焊条的焊芯熔化后以熔滴的形式向熔池过渡，同时焊条涂层产生一定量气体和液态熔渣。产生的气体充满在电弧和熔池周围，隔绝空气。液态熔渣比液态金属密度小，浮在熔池上面，从而起到保护熔池作用。熔池内金属冷却凝固时熔渣也随之凝固形成焊渣覆盖在焊缝表面，防止高温的焊缝金属被氧化，并且降低焊缝的冷却速度。在焊接过程中，液态金属与液态熔渣和气体间进行脱氧、去硫、去磷、去氢等复杂的冶金反应，从而使焊缝金属获得合适的化学成分和组织1。

电源种类焊条可以在交流或直流电源下使用。并不是所有的直流焊条都能在交流电源下使用，但交流焊条通常都能在直流电源下使用。

焊接电源分为两种，直流弧焊电源和交流弧焊电源，焊条分为两大类即：酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条用直流和交流焊接电源均可，碱性焊条必须用直流弧焊电源。其接法有两种：直流正接和直流反接，焊接过程中产生偏磁吹调换接法会有明显好转。交流焊接电源一般情况下不会产生偏磁吹。

电压一般为20～35伏，电流取决于焊接材料的厚度、焊条规格、焊接结构，范围在 15～400安2。

焊条类型焊条药皮的化学成分对电弧的稳定性、熔深、金属熔敷率和定位能力有很大影响。焊条可分为三大类：纤维素型焊条；氧化钛药皮焊条；碱性焊条。

纤维素型

焊条的药皮中含有大量的纤维素，它的特点是电弧熔深深、摩擦变形速度快，这也提高了整个焊接速度。但由于焊缝沉淀物比较粗糙并且和流动的熔渣混合在一起，所以除渣很困难。这种焊条在任何位置都可以使用，而且因其在高架焊管（‘stovepipe’ welding technique）中的使用而为人们所熟悉。

特点：在所有位置都能形成较深的熔深；适用于向下立焊；良好的机械性能；产生大量的氢——有造成热影响区（Haz）裂纹的风险。

氧化钛

氧化钛的药皮中含有大量的氧化钛（rutile）。氧化钛使起弧、平滑电弧操作和降低弧飞溅变得容易。这种通用焊条具有良好的焊接特性。在交流电或直流电下，它们可用于所有位置的焊接，特别适用于横角/立角位置的接头焊接。

特点：合适的焊缝金属机械性能；粘性熔渣能形成良好的焊道外形；定位焊接可能会产生流动的熔渣（含氟化物）；易清除熔渣。

碱性焊条

碱性焊条药皮中含有大量的碳酸钙（石灰石）、氟化钙（萤石）。这使它的熔渣比氧化钛型焊条的熔渣更易流动，这也是一种协助立焊和仰焊快速冷却的方法。这些焊条用于焊接中型和大型结构，要求具有较高的焊接质量、良好的机械性能和抗裂纹能力（过度拘束会产生裂纹）。

特点：低氢焊缝金属；要求高焊接电流/速度；焊道成形差（表面轮廓弯曲、粗糙）；清除熔渣困难；金属粉末焊条包含加有金属粉末的涂料，可使焊接电流增加到最大容许电流。因此，与药皮中不含铁粉的焊条相比，金属粉末焊条的金属熔敷速度和效率（金属熔敷比例）都有所提高，熔渣也很容易清除。由于熔敷速度快，铁粉焊条主要用于平焊、横焊和立焊。氧化钛焊条和碱性焊条没有显著的电弧特性，电弧力度较小，减少了焊道的熔深。

特征具有方便灵活的特点、焊接质量好。其缺点是：速度慢、烟尘大；适合焊接全位置2。

焊接带来危害电焊烟尘

1、可能导致的职业病：电焊工尘肺

2、行业举例：

(1)体育用品制造业：铜管打孔

(2)机械工业：手工电弧焊、气体保护焊、氩弧焊、碳弧气刨、气焊

(3)交通运输设备制造业：机车部件组装、平台组装、船舶管系安装、船舶电气安装、船舶锚链 、电焊作业危害因素及影响因素

电焊作业的健康危害因素很多，一般可分为物理因素和化学因素两大类。前者有高温电弧光产生的紫外线、红外线等。后者为电焊气溶胶的各种成分，固态有各种金属铁、锰、铝、铬、铅、镍，放射性元素等，气相部分有氧化锰、氟化氢、氮氧化物等气体。高温、震动、噪声则不是很明显。

电焊气溶胶的分散度极高，生物活性明显高于其它粉尘。焊条、焊接方式不同，电焊气溶胶的组成变化也很大，生物活性也不同；生物活性还与电焊烟尘溶解度、新鲜度有关。

3、电焊作业对工人健康的损害

(1)焊工尘肺及肺功能的影响

电弧焊接时，焊条中的焊芯、药皮和金属母材在电弧高温下熔化、蒸发、氧化、凝集，产生大量金属氧化物及其他物质的烟尘，长期吸入可引起焊工尘肺。电焊工尘肺一般发生在密闭、通风不良的作业条件下，发病工龄平均为18年左右。肺通气功能测定表明接触电焊尘可引起电焊工一定程度的肺通气功能损伤,FVC、FEV1.0、FEV1.0%、MMF、V50、V25、PEFR等肺通气功能指标均明显降低；吸烟因素与接尘因素对电焊工的肺通气功能可能产生协同作用；电焊工的肺通气功能损伤有随接尘工龄的延长而加重的趋势。

(2)锰中毒

各种焊件和焊条中均含有数量不等的锰，一般焊芯中的含锰量很低，只有0.3~0.6%左右。为了提高机械强度、耐磨、抗腐蚀等性能，使用含锰焊条时，含锰量可高达23%。在通风不良场所如船舱、锅炉或密闭容器内施焊，长期吸入含锰的烟尘可发生锰中毒，可检出血锰、尿锰升高，神经行为功能改变[6]，发锰测定亦可作为锰中毒早期筛检指标.

(3)电焊烟热

电焊烟热也称焊工热，是金属烟热的一种，由吸入金属氧化物地所致的以骤起体温升高和外周血白细胞计数增多为主要表现的全身性疾病，常在接触金属氧化物烟后6一12小时[8]起发病，有头晕、乏力、胸闷、气急、肌肉关节酸痛，以后发热，白细胞增多，重者有畏寒、寒颤。

(4)对神经系统的影响

大量研究表明，电焊作业存在与职业接触有关的神经系统损害，主要涉及记忆、分析、定位等信息加工处理的功能，表现为神经生理、神经心理、神经行为异常，与电焊烟尘中的锰、铝、铅等有密不可分的联系。采用WHO．NCTB测试,结果行为功能总分与尿锰存在负相关,提示神经行为功能的变化可作为预防锰中毒的早期指标之一。国外研究有电焊作业工人行为功能总分反而较对照组升高的报告，作者分析可能是工人健康效应和工作相关技能训练效应所致。电焊作业对工人副交感神经调查功能的影响也有报道。国外尚有报道帕金氏综合症在电焊工人群中的发病年龄明显提前（平均46岁，对照组平均63岁），提示电焊作业是帕金氏综合症的危险因素之一。

(5)对眼及皮肤的影响

紫外线(UVR)和红外线(IFR)对眼及皮肤的损伤是电焊作业职业损害的一个重要方面。电焊工眼部症状明显增多常有报道，表现为电光性眼炎、慢性睑缘炎、结膜炎、晶体混浊等，且慢性睑缘炎、结膜炎患病率有随工龄增加而增高的趋势。过量UVR暴露的主要损害为光敏性角膜炎，电焊工白内障与红外线接触有关。国外最近的研究表明，工人接触过量UVR会有发生非黑色素细胞皮肤癌和其它诸如眼恶性黑色素瘤等慢性疾病的危险。

(6)对生殖系统的影响

生殖毒性的结局意义重大，故近10年来国内外开展了一些关于电焊作业生殖毒性的研究，主要涉及男工精液质量、女工生殖结局及损害机制。研究表明：电焊女工月经的经量增加、周期缩短、经期延长、白带增加，自然流产、早产、痛经、均较对照组高。锰中毒男工精液外观呈均匀灰白色，PH值正常，平均液化时间比对照组延长。检验结果证明，锰中毒男工平均一次射精量、精子总数、精子存活率及活动精子率均比对照组下降，锰中毒男工精子畸形率明显高于对照组。认为金属锰能够影响男工生精系统，对精子的发育有直接毒作用，并能杀伤精子，从而引起男性精液质量的改变。国外也有报道电焊作业工人性激素分泌改变，精子质量下降，但对子代的性别比例没有影响。

(7)对体内酶和抗体水平的影响

近年来，有关电焊作业对工人体内酶及抗体产生影响的报道很多。研究表明：电焊工血清中的总超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）显著下降，丙二醛（MDA）水平显著升高,但不存在剂量－效应关系,电焊工于氧化应激状态，抗氧化能力减弱，提示生物膜受到损伤。

为探讨电焊烟尘对人体免疫球蛋白含量的影响，对电焊工和健康对照者采用单向免疫琼脂扩散法分别测定IgG、IgA、IgM含量。结果发现，电焊组的IgG、IgA二项含量与对照组比较，差异有高度显著性（P0.05)；且尿锰与IgG、IgA有相关关系，分别为r=0.982,r=0.991，提示电焊烟尘对人体免疫球蛋白含量有影响。

热应激蛋白(HSPs)是机体在各种应激状态下诱导合成增加的一组进化上高度保守的蛋白质。在生理状态下，它们是细胞生存所必需，在应激状态下水平的增加，可提高细跑对损伤的耐受力和应激能力，以保护组织细胞抵抗有害因家的损害作用，对维持机体的自身稳定性起着重要作用。应用酶联免疫吸附法对电焊工血浆中HSP65抗体水平进行检测。结果表明，电焊工血浆抗体水平高于对照组(P