電焊面罩的發展研究

趙春娥，孫康嶺，彭廣耀

(泰山職業技術學院，山東 泰安 271000)

0 引言

隨著科學技術的飛速發展，焊接已經成為一種通用的共性技術，在制造業中，焊接作為關鍵的加工工藝，通常被安排在制造加工流程的后期或最終階段，因而對產品品質具有決定性作用。因此，在許多行業中，焊接被視為一種較關鍵的制造技術，在工業現代化最發達的美國，焊接被視為“美國制造業的命脈，而且是美國未來競爭力的關鍵所在”［1］。

根據數據統計結果，目前我國第二產業的就業人數己超過了1.6 億，其中制造行業的就業人數達到8 000 多萬，按照比較保守的方法估算，我國目前焊接行業的就業人數應有1 000 萬人左右［2］。

1 研究電焊面罩的重要意義

焊接技術為社會帶來效益的同時，也存在了很多問題，其中主要問題之一就是電焊弧光對人體的傷害。焊接過程中所產生的強光、紫外線、紅外線等射線，逸散出的有毒煙氣，易使電焊工患上電光性眼炎，皮膚癌，塵肺等疾病。

我國作為世界第一焊接大國，未來焊接勞動力的需求可能要近百萬以上，但是許多電焊工考慮到工作中身體健康可能受到危害，不愿從事電焊工種，導致招人難，用人難，用人貴的問題;因此2002 年衛生部和勞動保障部公布的我國法定職業病目錄中，正式將電焊工塵肺、電光性眼炎等列入了焊接職業病，還包括了錳及其化合物中毒、CO 中毒、職業性放射性疾病、電光性皮炎和金屬煙熱等職業病。因此焊接行業所存在的健康問題不可忽視，加大防護措施的研究，避免焊接行業職業病的發生，保障施工人員安全與健康的防護措施課題越來越重要［3］。

研究發現，要保障施工人員的安全與健康，除了采用自動焊接工藝，改善作業環境，加強機械通風等客觀因素，最重要的就是加強個人防護，要求電焊工應該自覺遵守操作規程，佩戴電焊防護面罩，堅持使用防護服和手套，以預防熱吸收和灼傷。

2 國內外電焊面罩的現狀與發展趨勢

按照焊接眼面防護具的國家標準，焊接面罩分手持式、安全帽面罩、安全帽前掛眼鏡面罩和頭戴式。

2.1 手持面罩

手持式電焊面罩是以普通的黑玻璃片作為鏡組的，價格低廉，但是也存在一系列的問題，手持式電焊面罩不具備自動變光功能，電焊工必須移開電焊面罩引弧，容易傷害眼睛。并且手持面罩占用了電焊工的一只手，當工人需要焊接兩個活動工件或一些要求焊合精度高的物件時，往往需要用手來固定焊接件，以提高工作效率及焊接品質，手持式防護面具會對這些操作帶來不便，特別是對高空作業影響較大。另外這種電焊面罩只有一種遮光號，難以適應不同的焊接需要。

2.2 安全帽面罩

利用焊工的手控制防護目鏡的移動。焊接前將目鏡翻轉在上，焊接時將目鏡翻轉在下，無需電池，節能環保。但這種變光方式不是無級變光，操作不便。

2.3 安全帽前掛眼鏡面罩

利用光、電、磁控制護目鏡片的移動，使護目鏡片在引弧后移至眼前，熄弧后再自動翻開。需要電池供電，不能無級變光，制造成本較低。

2.4 頭戴式面罩

隨著人們勞動保護意識的提高和對焊接產品品質要求的提高，頭戴式自動變光焊接面罩應運而生。頭戴式電焊面罩采用了光電雙控技術，該面罩的防護目鏡是由多層防紅光線、紫外線和強光等特殊材料組成的光學電子復合系統，能在電弧光產生之前完成變光動作，變光反應靈敏、準確、可靠，在電弧光消失后立即恢復透明狀態，徹底克服電弧強光如紫光線等對人體的傷害。

光電雙控自動變光電焊面罩全面保護焊工面部，具有體積小、質量輕、戴在頭上感覺舒適、輕便靈活等特點，并為焊工解放了一只持電焊帽的手，增加焊接的平穩性，提高了焊接品質，同時提高了焊接的安全性。

自動變光焊接面罩是瑞典人Hornell 于1976 年發明的，在進行一些精密焊接和TLG 焊接上應用尤其廣泛。由于它優越的性能，國外在20 世紀80 年代中期首批液晶自動變光焊接面罩推向市場后就受到世界各國的關注和歡迎，市場的需求量不僅逐年激增，而且對液晶自動變光焊接面罩的品質要求也愈來愈高，款式愈要求多樣化、個性化。

國外生產液晶自動變光焊接面罩的公司主要有瑞典的Hornell International AB，瑞士的Optrel，美國的3M 公司，法國的巴固集團公司。國外產品款式多樣化、個性化，但控制電路大多采用模擬電路，價格普遍較高，是我國產品價格的8～10 倍左右。

近年來除上述國家外，全球其他國家或地區也越來越多地推廣使用太陽能光控自動變光焊接面罩。目前，亞洲市場正在逐步啟動，除日本外，新西蘭、韓國、印度、泰國、伊朗、沙特等國家的銷量近兩年有較大增加，南美洲、北美洲(除美國)、非洲的市場也有啟動跡象。

中國是發展中國家，企業經濟實力不夠強，勞動保護意識也不高，傳統的手持式電焊面罩使用還相當普遍，據不完全統計有近千萬只。近幾年國內逐步開始生產自動變光焊接面罩。如河南融瑞達科技(鶴壁)有限責任公司，杭州泰諾電子科技有限公司，北海熱浪電子科技有限公司，溫州迅達電子科技有限公司等。到2010 年底為止，國內生產液晶自動變光焊接面罩的企業約十幾家，以民營企業為主，產品90%銷往國外。但國內企業由于研發力量不足，缺乏必要的檢測設備，因此生產規模小，產品的品質不高，檔次低，具體表現為遮光號不準確，響應時間測不出，無準確數字等。

3 結語

頭戴式自動變光電焊面罩對工人的保護及為社會帶來的效益已經被國內同仁普遍看好，但還有許多認識上的問題和技術問題需要解決。

1)價格昂貴，至少上百元，高則千元。國內外品種繁多，有太陽能電池、鋰電池供電的，還有帶送風的，帶防毒氣的等等。維修成本也較高。一些年齡較大的焊接操作者不太適應。由于產品不同，品質也不等，特別在臨時維修、高空、高溫作業時效果也不是太理想。

2)國內的自動變光焊接面罩在性能方面與發達國家的相比還存在較大的差距，具體對比如表1。

表1 國內外自動變光焊接面罩的比較

隨著經濟的不斷發展，人們勞動保護意識的提高和勞動保護法規的健全，國內逐步開始慢慢接受自動變光焊接面罩，但是價格問題仍就是阻礙其普遍使用的絆腳石，準確可調性能，靈敏度及響應時間也仍然需要深入系統的研究。

［1］Welding－ Related Expenditures and Productivity Measurement inU.S.Manufacturing，Construction，Mining Industries(May 2002)America Welding Society.

［2］陶凌.液晶自動變光焊接面罩電路的設計與實現［J］.南昌大學，2007.

［3］嚴建英.手工電焊的危害與防護［J］.安全與健康，2003，(1).