電焊工人的作業特征及防護服設計

王秋寒

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電焊工人的作業特征及防護服設計

王秋寒

（武漢紡織大學 服裝學院，湖北 武漢 430073）

電焊工作是一門比較特殊的職業，工作環境比較惡劣，受光污染及噴濺影響，對人體軀體防護中的服裝要求極其嚴格。本文著重介紹電焊工人作業服的特點及防護要求，從電焊作業環境、作業對象、電焊作業服面料及工作特點要求出發，在大量調研基礎上，根據實際需求進行設計研發，為特種行業服裝設計開發提供實踐指導。

電焊工人作業服；特殊要求；設計

隨著科技進步和社會發展，新興行業不斷興起和深化，一些特殊行業從勞動保護和科學規范的要求出發，對其服裝和裝備提出了更高的要求。在特殊行業的服裝設計中，有很多的服裝設計師從理論和實踐的需要出發，對特種行業服裝進行了一系列的探討。朱華、陳剛（2014）[1]對芳綸1313纖維的發展歷程、性能特點、生產加工、產品應用等各個方面進行了詳細的闡述。郭曉芳、李俊(2008)[2]綜述了防護服裝的需求和分類，分析了防護服裝的組成部件和面料層次設計，以阻燃隔熱防護服中常用功能材料為例詳細分析了纖維性能，并論述了未來防護服裝的發展趨勢。李利君與李風(2009)[3]重點論述了耐高溫阻燃防護服的面料情況，并對防護服的性能評價方法作了分析和探討。呂海榮、楊彩云（2008）[4]對使用新型纖維材料研發阻燃防護服裝的主要工藝，包括各層面料的選擇、層次的搭配，參數的確定以及不同層次間的復合進行了分析，同時還對阻燃防護服裝應該達到的國家及國際標準、在進行測試時所需要的儀器及測試方法、阻燃防護服裝應達到的性能指標進行了詳細介紹。但是，特指電焊工人作業服的文章與探討較為少見，已有的研究都沒有深入的分析電焊工人作業服實踐與應用中存在的不足。鑒于此，本文結合現代材料和電焊工作業的特殊要求，從材料、款式及顏色等新的視角進行探討與分析。

一、電焊工人作業環境與著裝問題

電焊工種是既特殊但也很普遍的職業，特殊是因為此工作具有一定的技術含量和操作的危險性，一般要求持證上崗；普遍性是此項工作在許多行業都需要，小到街頭和建筑工地的普通焊接，大到高鐵和航空上的高精尖焊接。作業工種龐雜多樣，在現代工業中具有重要地位。

圖1 普通電焊工人作業環境和模式

圖2 特殊工種的高強阻燃防護服

電焊作業，依施工現場分為室內與室外部分。室內部分是在相對封閉的環境里工作，如汽車、火車、飛機、潛艇、輪船、建筑等內部的電焊車間。這樣的工作環境，空氣流動差，夏天溫度尤其高（如圖1）。室外部分是在戶外作業，例如橋梁施工、大型建筑物外觀焊接、車船外焊接等。同時，由于電焊工作因崗位不同，存在著俯焊、仰焊、蹲焊、交叉焊等不同的焊接姿勢，各個軀體部位的防噴濺要求有所不同。通常來說，簡單工種或零散性的電焊服不需要特別的材料和特別設計，但是，很多特殊崗位的電焊服就需要帶有高強阻燃性能的面料及款式，才能對人體進行更好的防護（如圖2）。

因此，針對不同環境、不同工作崗位進行服裝精準設計，是一門比較科學的以人為本的軀體防護設計藝術。由于軀體防護是由頭盔、眼罩、護目眼鏡、耳塞、手套、服裝、鞋、裝具等很多產品組成，本文就不一一展開，只對服裝設計進行闡述。

二、電焊對象材料對防護服裝面料的特殊要求

目前常用的焊接工藝有電弧焊、電阻焊、高能束焊、釬焊，以及以電阻熱為能源的電渣焊、高頻焊；以化學能為焊接源的氣焊、氣壓焊、爆炸焊；以機械能為焊接源的摩擦焊、冷壓焊、超聲波焊、擴散焊等多種工藝。其作業方式，主要是手持電焊與自動焊兩種形式。

（一）電焊對象材料分析

由于工業需求越來越差異化，電焊工作業對象越來越龐雜。但目前常用電焊作業時，以鐵和鋼為主，其它多種金屬材料也有作為焊結對象，這些金屬材料的熔點差異很大，如表1所示。

表1 常用電焊對象材料熔點分析

數據來源：https://zhidao.baidu.com/question/2143665029271277188.html，2017-07-19.

手持電焊，在各種金屬熔點噴濺的過程中，由于空氣降溫作用，滑落到服裝上，噴濺火花的溫度大約為500-700度。同時噴濺火花鐵水直徑大于1mm時，在離人體30cm-50cm距離之內，噴濺到服裝上就會出現熔洞現象。甚至會對人體皮膚造成灼傷。同時，電焊工人作業服因為存在著工業洗滌，對材料的斷裂強力、撕裂強力也有著很高的要求，電焊弧的高光性，對服裝色彩的耐光性能等標準要求極其嚴格。因此，電焊工人作業服首先要考慮到材料的熔點溫度，也要注意面料的斷裂強力、撕裂強力以及色彩的耐光性。同時面料研發也要考慮到不能出現熔融現象，以免對人體造成二次傷害。

（二）服裝材料分析

根據以上各種金屬材料的熔點高低，目前大部分電焊工作服所應用的幾種面料，其特點與指標如下：

（1）加厚純棉進行三防后處理。純棉有天然纖維的吸濕排汗性，人體著裝時會感到舒適。但因為電焊作業時，電焊弧熔點較高，但純棉的熔點低，很快就會出現熔洞現象，并且一旦出現熔洞后，在強力工業洗滌之后，由于棉纖維的特性，溶洞會越來越大，以至于服裝很快就會報廢。致使工業生產成本增加。

（2）芳綸及芳綸復合材料。芳綸由于其高耐磨性能與阻燃性能，一直被世界上各種行業采用。但是由于芳綸的熔點較低，不具有透濕性，因此著裝時會出現悶熱、大面積熔洞現象，甚至在穿著時間較長時，人體皮膚會出現瘙癢現象。但熔洞在工業洗滌時不會出現擴大現象。

（3）聚酰亞胺復合材料。聚酰亞胺材料具有高熔點、透濕性、親膚性較好等優點，也不會在工業洗滌時出現熔洞擴大現象，具有較大優勢。

（4）芳砜綸復合材料。目前芳砜綸復合材料，由于毛料或預氧絲等材料相復合，具有高熔點的特性，芳砜綸熔點溫度幾乎與聚酰亞胺在同一個溫度帶上，所以本材料也比較具有實用性。同樣具有熔洞在工業洗滌時不會擴大現象。

各種復合材料的指標如表2所示：

表2 常用電焊工服材料性能

以上材料各有優缺點，但就目前市場上研發的面料來看，電焊工人作業服需要的耐500°-700°高溫的材料不多，因此，電焊工人作業服材料研發也是一門重要的課題。目前市場上也有類似的電焊工服，但往往面料阻燃性能不強，款式設計往往與行業特點和要求有差距，不太符合人體工程學原理，色彩也不具備警示性。

三、新型電焊工作業服及其款式設計

目前，我國勞動法沒有對電焊工的服裝做具體的規定，但對勞動安全衛生做了相應規定，強調必須提供必要的勞動防護用品。在本次設計中，全面考慮電焊工的特殊性，從材料、形制到顏色進行了綜合采選，同時也考慮舒適性、美觀性和經濟性等要求，在實際設計中，遵循以下幾個原則：

（一）材料選取

在電焊實踐中，實際穿著的電焊服有各種材料，包括一般的粗布、芳綸等，各有其優缺點與針對性，結合表2數據，在本次設計方案中，為了兼顧一般工種與特殊工種，選取了聚酰亞胺材料，由于聚酰亞胺復合材料具有高熔點、透濕性、親膚性、耐洗滌等優點，作為本次設計方案中首選的面料。

（二）款式設計原則

（1）款式以簡潔大方為主，盡量不在服裝表面做出過多的裝飾結構縫線，以免造成電焊弧噴濺時落在夾縫處，造成熔洞。這樣既不美觀，又容易對人體造成二次傷害。

（2）盡量避免外觀口袋設計。

（3）根據人體工程學原理，在不容易受到噴濺的腋窩處，應該稍帶彈力的洞孔設計，既起到排汗作用，又考慮到上臂活動量，最大限度的讓作業工人感到舒適。

（4）在容易磨損或者不同工種容易受損的部位時，應該加大耐磨阻燃面料的使用。例如肘關節處和膝關節處等。

（三）色彩設計原則

目前市場上多見的色彩為白色，經過調查發現其耐臟性能較差，并且在復雜的作業車間中，白色并不能引起人們的高度警覺，警示性較差。并且工作對象為金屬，工作環境中金屬的原色為灰色居多，在這種環境里作業時，灰黑色或者綠色等都不容易被發現，為了減少不必要的作業人員受傷，故應該以警示色為主，同時附加反光條設計，這樣可以起到警示作用，以便于及時救援。

（四）案例分析

例如在某集團電焊工人作業服設計中，集手持電焊與埋弧焊、二氧化碳氣體保護焊等多工種作業，原來的電焊工作業服是以320g純棉服裝，色彩以灰色為主，外觀裝飾分割線條過多，包含了插筆袋。但由于純棉的阻燃點太低，雖然灰色遮擋了部分的電焊弧熔洞，但是由于棉纖維的特點，在工業洗滌的過程中，熔洞越洗越大。

在本次設計中，首先從面料上采用聚酰亞胺復合材料。在外觀設計上，幾乎看不到結構分割線造成的裝飾線，口袋也放在服裝的內膽里，肘關節、膝關節及蹲坐處，采用了耐磨材料（圖3）。色彩采用警示性較高的橘黃色，并在前胸、后背、小腿處采用小面積反光條，在起到良好防護的同時，也具備了舒適性與美觀性、警示性有機地結合統一（圖4），較好地體現了電焊工人作業服裝的特點。

圖3 外觀總體設計

圖4 細節設計說明

本次設計既吸取了市場上現有的電焊服的優點，同時在其基礎上，從材料、結構、色彩、細節等處進行了優化改進，除了強化和提升基本的防護功能外，也體現了穿著的舒適性，作業時的美觀度和較高的性價比。

四、結語

目前由于國內沒有電焊工人作業服的相關技術標準與技術指標，因此在做這類特殊服裝的時候，需要從工人的作業環境進行調研。通過對其工作環境、工作分工不同的角度考察，根據面料的特點，甚至要提出新面料的研發性能與指標，再根據作業工種的不同，結合人體工程學原理、人體舒適性能要求等，才能設計出滿足電焊作業人員需求的服裝。只有通過新材料、新款式的研發，盡快設立電焊工人作業服的國標，才能對這個行業的需求做出最好的滿足。我國目前電焊工人大約50-80萬人，需求量非常大。以上案例僅僅是這個行業的一小點設計嘗試，是軀體防護服裝中的設計實踐，應用由小見大。對未來軀體防護服裝設計創新，甚至整個軀體防護服裝產業的發展可以起到一定的促進作用。

[1] 朱華，陳剛．芳綸1313纖維的特點及其在個體防護服裝領域的應用[J]．中國安全生產科學技術，2014，(05)．

[2] 郭曉芳，李俊．防護服裝的應用及發展趨勢[J]．中國個體防護裝備，2008，(06)．

[3] 李利君，李風．耐高溫阻燃防護服研究進展[J]．消防技術與產品信息，2009，(04)．

[4] 呂海榮，楊彩云．新型阻燃防護服的研發及其性能測試[J]．中國個體防護裝備，2008，(06)．

The Work Features of the Welding Workers and the Design of Protective Clothing

WANG Qiu-han

(School of Fashion, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China)

Welding work is a relatively special job. Because of its harsh working environment, light pollution, and splashing, the clothing requirements for human body protection are extremely strict. This article focuses on the characteristics and protection requirements of work clothes for welding workers. Starting from the requirements of welding work environment, work objects, fabrics for welding work clothes and job characteristics, based on a large amount of research, the design of R&D is carried out based on the actual actual needs. Special industry apparel design and development put forward practical guidance.

electric welder work clothes; special requirements; design

王秋寒（1969-），男，副教授，研究方向：戶外裝和職業防護服的理論與設計.

TS108.6

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