摘要：铝焊接会产生危险的烟雾，会对整个身体造成损害，包括大脑和神经系统。焊接烟尘暴露的标准是多少呢？经营者如何降低焊工的暴露风险？以下是焊工和焊接制造公司应该了解的关于铝焊接的危害。
焊工及其雇主应了解焊接铝等有色金属时产生的焊接烟雾所带来的危害和健康风险。
铝焊接会产生危险的烟雾，会对整个身体造成损害，包括大脑和神经系统。焊接烟尘暴露的标准是多少呢？经营者如何降低焊工的暴露风险？以下是焊工和焊接制造公司应该了解的关于铝焊接的危害。
铝焊接烟尘的成分
焊接等热过程会产生非常小（亚微米）的颗粒，这些颗粒可以被吸入肺部，并通过呼吸系统吸收到体内。虽然吸入所有焊接烟雾都是有害的，但具体的健康风险高低取决于烟雾的成分。焊接所使用的基材和填充金属决定了焊接烟尘的成分。焊接有色金属时，焊接过程的高温会产生金属氧化物的混合物、烟雾化和未氧化的金属颗粒、屏蔽气体以及臭氧。
铝焊接烟气中含有铝和氧化铝的烟雾颗粒，以及合金中使用的其他金属，包括铜、锌、镁、硅、锰和锂。虽然一些烟尘是由基底金属产生的，但很大一部分来自焊接过程中使用的耗材。
钨极惰性气体（TIG）或金属惰性气体（MIG）通常用于铝焊接应用。每种方法都会产生不同种类的烟雾，并造成不同的健康风险：
大部分MIG焊接烟尘来自耗材。有色金属耗材通常含有其他物质，如硅、镁、锌或其他微量金属。
TIG焊接使用钨极，在焊接过程中会产生可吸入的钨烟雾。
铝MIG和TIG焊接也往往会产生高水平的臭氧，这是由于焊接电弧产生的紫外线辐射与空气中的氧气之间的反应造成的。使用含硅铝填料的铝焊接往往会产生最高水平的臭氧。铝焊接烟尘也可能含有其他气体，包括二氧化碳、一氧化碳和二氧化氮。
铝焊接烟尘暴露的健康风险
接触铝和氧化铝烟雾会导致急性和慢性疾病，包括肺病和神经系统损伤。铝焊接烟尘暴露的急性症状包括：
刺激眼睛、鼻子、喉咙和肺部。
金属烟热，一种由吸入金属和金属氧化物引起的急性流感样疾病。症状包括咳嗽、发冷和肌肉酸痛。
长期接触可导致多种慢性疾病：
肺部问题可能包括职业性哮喘；慢性阻塞性肺病；慢性支气管炎；以及铝中毒，这是一种无法治愈的肺部疾病，会导致肺部永久性瘢痕形成（纤维化）。
铝也与神经退行性疾病和阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和多发性硬化症等脑部疾病有关，尽管铝或氧化铝暴露在这些疾病中的作用需要进一步研究。
锰通常存在于MIG焊接烟雾中，已知会穿过血脑屏障，并可能导致锰中毒，这是一种类似帕金森氏症的神经退行性疾病。症状包括震颤、行走困难和面部痉挛。
钨极惰性气体保护焊中的钨暴露可能导致肺纤维化、眼睛、皮肤、鼻子和呼吸道刺激、恶心以及对生殖系统有影响。
暴露于铝焊接产生的臭氧对健康既有短期影响，也有长期影响。短期影响包括眼睛、鼻子、喉咙和肺部刺激、头痛，并暂时降低肺功能。臭氧暴露对健康的长期影响包括哮喘和慢性肺病。
铝焊接烟尘职业接触限值
在美国，职业安全与健康管理局（OSHA）为整个焊接烟雾和可能在焊接烟雾中发现的单个元素设定了允许暴露限值（PEL）。这些PEL代表一个法律限制；车间有责任确保焊工不会接触到高于PEL水平的烟雾和烟雾成分。
商店还应了解美国国家职业安全与健康研究所和美国政府工业卫生学家会议建议的接触限值。这些指南基于健康影响的科学证据，通常低于OSHA的PEL（见图1）。尽管它们没有法律约束力，但雇主可能会选择制定更严格的限制，以提高员工安全并降低健康风险。
图1 所选空气污染物的PEL和推荐暴露限值（以8小时时间加权平均值表示）
燃烧风险如何？
除了焊接烟雾对健康的影响外，公司还可能需要考虑可能的燃烧风险。人们普遍认为，焊接烟气是不可燃的，因为材料已经被焊接过程氧化。然而科学研究发现，在许多情况下，焊接烟雾含有氧化和未氧化材料的混合物。未经氧化的铝粉在适当的条件下具有高度爆炸性。因此，通常建议对焊接烟雾进行测试，以确定其爆炸潜力，包括Kst和Pmax值（爆炸指数）。如果确定焊接烟尘是可燃的，则在设计集尘系统时必须采取适当的预防措施。
焊接烟尘控制策略的设计
由于暴露于焊接有色金属材料产生的可呼吸金属和金属氧化物的风险，制定控制策略很重要。在设计危险焊接烟雾的控制策略时，重要的是要牢记控制层次（见图2）。根据这一原则，商店必须在依靠底层策略（如实施行政控制）之前，尝试从高层采取策略（如消除危险）。例如，如果可以通过工程控制（如灰尘收集和通风）达到PEL，公司不能简单地要求员工依靠个人防护设备（PPE）来减少焊接烟尘暴露。
空气质量测试和监测
制定焊接烟尘缓解策略的第一步应该是确定当前的暴露水平。一旦系统就位，还应使用测试来验证系统。空气质量测试可能涉及以下一项或两项：
空气质量计或传感器，用于测量设施中不同位置的颗粒物和气体排放水平。
可佩戴的暴露监测器，用于确定个人在进行正常轮班活动时的暴露水平。
灰尘收集和通风系统
取消使用铝和焊接填充棒通常不是一种选择。这意味着，灰尘收集和通风等工程控制通常是防止危险铝焊接排放的第一道防线。
在可能的情况下，专家们更喜欢采用源捕获系统来提取焊接烟尘。这些系统捕获靠近来源的烟雾，使其远离呼吸区，并防止其在设施中传播：
对于手动焊接，该系统必须将烟尘从焊工的面部清除。带有回流或侧送风室的重新定位的烟臂和焊接站通常用于较小的部件。对于MIG焊接，另一种选择是直接连接在焊炬上的排烟枪。
在可能的情况下，机器人焊接应封闭在罩子下。发动机罩的设计对系统的整体效率非常重要。需要移动的空气越少，捕获烟雾所需的能量就越少。
在大多数情况下，源捕获系统将通过管道连接到工业集尘器，该集尘器过滤空气中的污染物进行处理，并将经过过滤的清洁空气送回设施。如果无法捕获来源（例如，由于零件的尺寸或使用高架起重机），可以通过一般通风或环境灰尘收集系统控制焊接烟雾。必须设计一个环境系统，将烟雾从人们工作的地方抽走，并将清洁、新鲜的空气返回工作区，将污染物稀释到安全水平。对于源捕获和环境捕获，最好使用集尘器进行空气过滤，而不是简单地将受污染的空气排出室外，这可能会使设施不符合环境要求。
个人防护装备
如果仅通过工程控制无法满足PEL的要求，那么在高暴露区域工作的员工可能需要PPE，如电动空气净化呼吸器。注意，必须将工程控制作为主要补救措施；只有在无法以其他方式满足PEL时，才应使用PPE。
燃烧缓解
如果确定焊接烟尘是可燃的，则集尘系统必须配备适当的防火和爆燃安全系统，以降低集尘器或管道系统内发生危险爆炸的风险。该系统必须符合OSHA法规和美国国家消防协会关于消防和爆炸安全的标准。
对于进行铝焊接的车间来说，保护焊工免受危险排放的影响必须是首要任务。虽然所有材料的焊接烟尘安全原则基本相同，但了解所用材料的具体风险是有帮助的。当你了解风险和暴露极限时，你可以设计一个系统，确保每个人的安全，免受危险的焊接排放。
来源：小小焊割人