焊接煙氣中的煙塵是一種十分復雜的物質，焊接煙塵的主要化學成分為Fe2O3 ,SiO3，MnO，CaO 以及組成油煙的高分子化合物如烷烴，醛，酮，雜環化合物等，具有分散度大、沉積慢、易飄浮在空氣中等特點，焊接過程中還會產生一些有害氣體， 如臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等，不僅危害工作者的身心健康，還會進入設備內部造成設備損壞，影響正常生產。歐洲權威環保部門德國社會意外保險職業安全與健康研究所的檢測結果，焊接產生的煙塵顆粒的直徑在0．1～1μm 之間，能通過人體上呼吸道進入肺泡，沉積在肺部(沉積率達50％以上)，引起呼吸道疾病甚至肺癌等。其中0.1～0.4μm 直徑的顆粒占總煙塵的98．9％。工人長期在焊接煙塵環境下作業， 如果沒有適當的保護措施，將導致各種職業病， 如塵肺、骨軟化癥、貧血癥等。有害氣體也會造成肺水腫、支氣管炎、急性哮喘癥、神經衰弱癥及慢性呼吸道炎癥等。為此，國家對作業環境下污染物的濃度標準有一個嚴格的限制，在標準GBZ2—2002 中規定了車間能綜合粉塵濃度莖6mg/m3。

焊煙治理的現狀

目前，對于焊煙塵治理普遍采用勞動保護、局部治理和傳統的混合送風方法三種方法各有利弊，其主要困難表現在以下幾個方面：

2.1 勞動保護方案是通過配備吸塵面罩的形式來保護勞動者健康，該方法保護對象局限于焊接工人，治標不治本，整個車間環境無法改善。

2.2 焊煙焊塵粒徑小，其粒徑在0.01-5um，濾除困難；

2.3 焊接工位的多變性，使得焊接煙塵捕捉困難；

2.4 焊接煙塵熱氣流滯留特性普通通風技術除塵困難；

2.5 焊煙除塵設備投資大，運行費用高，投入困難；

2.6 焊煙處理管路與車間工作設備交叉，空間受限；

2.7 傳統的混合送風的方式來排除焊接煙塵，其風量大、和風速高，對于CO2氣體保護焊來說，當保護氣體周圍風速超過1m/s 時，會吹走保護氣體，從而影響焊接質量。

技加工車間的焊煙治理

分層送風原理

與傳統的混合送風治理焊接煙塵不同，本方案采用分層送風技術對焊接煙塵進行治理，其原理如圖3 所示。

 

在有熱源的車間，由于在高度上具有穩定的溫度梯度，如果以較低的風速(v <0.2～0.5m/s),較大的風量，將送風溫差較小(At=2～4℃)的新鮮空氣直接送入室內工作區，低溫的新風在重力作用下先是下沉，隨后慢慢擴散，在地面上形成一層薄薄的空氣層，而室內熱源產生的熱氣流，由于浮力作用而上升，并不斷卷吸周圍空氣。這樣，由于熱氣流上升時的卷吸作用，后續新風的推動作用和抽風口的抽吸作用，地板上方的新鮮空氣緩緩向上移動，形成類似于向上的均勻流的流動，于是工作區的污濁空氣被后續的新風所取代。當達到穩定時，室內空氣在溫度、濃度上便形成兩個區域：上部混合區和下部單向流動的清潔區。

組成

分層送風焊煙凈化器組成分層送風焊煙凈化器主要由4 大部分組成， 即空氣處理機組(含高效率集中式焊煙凈化器系統) ， 送回風管系統、送風末端裝置——風筒以及控制系統。

分層送風系統的運行流程

車間內污染空氣經回風機吸入到空氣處理機組，經過濾筒式高效過濾器，將焊接煙塵濾除，再送入車間內。為了保證車間內空氣品質，需要補充一定量的新風進入車間，空氣處理機組上設有新風調節閥，用于調節新風量。在冬季控制20%新風量，新風與來自車間的8 0 ％的回風（20%的回風通過排風閥排至車間外）混合，再經過新風加熱器后送至車間內，這樣，避免污染物直接排放造成車間內的熱能損失。在春秋過渡季節，新風量取100%，利用全新風來帶走車間內熱負荷，污染空氣1 0 0 ％ 排至車間外，既保證了舒適的溫度，也保證了良好的空氣品質。

關鍵部件

( 1 ) 送風筒

送風筒是實現分層送風的關鍵部件，它送風量大，送風速度低送風距離遠。較低的送風速度確保不會吹散氣體保護焊的保護氣體， 從而保證了焊接質量。送風筒內裝有調節閥，可根據車間內外溫度、車間要求的溫濕度及污染物的分布來調節送風方向，使之滿足在任何送風溫度下，均能實現推動焊接煙塵向車間移動。

(2 ) 濾筒

采用高效過濾筒作為過濾元件，該過濾筒選用的濾材不同于一般傳統的濾材，其表面附有一層聚四氟乙烯薄膜。其極小的篩孔可阻擋大部分亞微米塵粒，亞微米塵粒在濾材的表面聚集并形成可滲透的擋塵餅，大部分塵粒被阻擋在濾材外表面而不能進入材內部，在壓縮空氣的吹掃下及時有效地被清除。該濾材具相當高的過濾效率，較傳統濾至少提高3-5 倍以上，且使用命較傳統濾材提高2倍以上。

(3 ) 控制軟件

為達到良好的分層送風除塵果，系統內配有專有的控制軟結合當地全年氣象參數，實采集處理車間內溫濕度，控制風筒的送風方向、新風量、制量、加熱量，使系統保持在最節能運行狀態。

4 分層送風治理焊接煙塵的優勢

與局部焊煙凈化器以及傳統的混合送風焊煙凈化器相比，采用分層送風技術治理焊塵有以下幾大優勢：

4.1 因為煙塵的收集不是直接對產煙部位，所以焊煙凈化器與焊接工件大小和位置互不干擾；

4.2 采用高效過濾器，過濾精度達到室內排放標準，有效改善工作區域環境；

4.3 徹底解決煙塵凈化問題，不會對大氣造成二次污染；

4.4 所需風量只是傳統混合送形式的一半,運行能耗大幅度低；

4.5 因煙塵進行過濾后能達到室內排放標準,室內空氣可以循環避免直排造成室內冷量/熱能源的浪費；

4.6 焊煙凈化器不受操作者使用習慣的影響，操作者在工作中沒有受到焊煙凈化器的任何干擾能極大地提高生產效率；

4.7 自動化程度高，采用PLC 控制，具備良好的人機操作界面，使用方便。