电焊面罩的发展研究

赵春娥，孙康岭，彭广耀

(泰山职业技术学院，山东 泰安 271000)

0 引言

随着科学技术的飞速发展，焊接已经成为一种通用的共性技术，在制造业中，焊接作为关键的加工工艺，通常被安排在制造加工流程的后期或最终阶段，因而对产品品质具有决定性作用。因此，在许多行业中，焊接被视为一种较关键的制造技术，在工业现代化最发达的美国，焊接被视为“美国制造业的命脉，而且是美国未来竞争力的关键所在”［1］。

根据数据统计结果，目前我国第二产业的就业人数己超过了1.6 亿，其中制造行业的就业人数达到8 000 多万，按照比较保守的方法估算，我国目前焊接行业的就业人数应有1 000 万人左右［2］。

1 研究电焊面罩的重要意义

焊接技术为社会带来效益的同时，也存在了很多问题，其中主要问题之一就是电焊弧光对人体的伤害。焊接过程中所产生的强光、紫外线、红外线等射线，逸散出的有毒烟气，易使电焊工患上电光性眼炎，皮肤癌，尘肺等疾病。

我国作为世界第一焊接大国，未来焊接劳动力的需求可能要近百万以上，但是许多电焊工考虑到工作中身体健康可能受到危害，不愿从事电焊工种，导致招人难，用人难，用人贵的问题;因此2002 年卫生部和劳动保障部公布的我国法定职业病目录中，正式将电焊工尘肺、电光性眼炎等列入了焊接职业病，还包括了锰及其化合物中毒、CO 中毒、职业性放射性疾病、电光性皮炎和金属烟热等职业病。因此焊接行业所存在的健康问题不可忽视，加大防护措施的研究，避免焊接行业职业病的发生，保障施工人员安全与健康的防护措施课题越来越重要［3］。

研究发现，要保障施工人员的安全与健康，除了采用自动焊接工艺，改善作业环境，加强机械通风等客观因素，最重要的就是加强个人防护，要求电焊工应该自觉遵守操作规程，佩戴电焊防护面罩，坚持使用防护服和手套，以预防热吸收和灼伤。

2 国内外电焊面罩的现状与发展趋势

按照焊接眼面防护具的国家标准，焊接面罩分手持式、安全帽面罩、安全帽前挂眼镜面罩和头戴式。

2.1 手持面罩

手持式电焊面罩是以普通的黑玻璃片作为镜组的，价格低廉，但是也存在一系列的问题，手持式电焊面罩不具备自动变光功能，电焊工必须移开电焊面罩引弧，容易伤害眼睛。并且手持面罩占用了电焊工的一只手，当工人需要焊接两个活动工件或一些要求焊合精度高的物件时，往往需要用手来固定焊接件，以提高工作效率及焊接品质，手持式防护面具会对这些操作带来不便，特别是对高空作业影响较大。另外这种电焊面罩只有一种遮光号，难以适应不同的焊接需要。

2.2 安全帽面罩

利用焊工的手控制防护目镜的移动。焊接前将目镜翻转在上，焊接时将目镜翻转在下，无需电池，节能环保。但这种变光方式不是无级变光，操作不便。

2.3 安全帽前挂眼镜面罩

利用光、电、磁控制护目镜片的移动，使护目镜片在引弧后移至眼前，熄弧后再自动翻开。需要电池供电，不能无级变光，制造成本较低。

2.4 头戴式面罩

随着人们劳动保护意识的提高和对焊接产品品质要求的提高，头戴式自动变光焊接面罩应运而生。头戴式电焊面罩采用了光电双控技术，该面罩的防护目镜是由多层防红光线、紫外线和强光等特殊材料组成的光学电子复合系统，能在电弧光产生之前完成变光动作，变光反应灵敏、准确、可靠，在电弧光消失后立即恢复透明状态，彻底克服电弧强光如紫光线等对人体的伤害。

光电双控自动变光电焊面罩全面保护焊工面部，具有体积小、质量轻、戴在头上感觉舒适、轻便灵活等特点，并为焊工解放了一只持电焊帽的手，增加焊接的平稳性，提高了焊接品质，同时提高了焊接的安全性。

自动变光焊接面罩是瑞典人Hornell 于1976 年发明的，在进行一些精密焊接和TLG 焊接上应用尤其广泛。由于它优越的性能，国外在20 世纪80 年代中期首批液晶自动变光焊接面罩推向市场后就受到世界各国的关注和欢迎，市场的需求量不仅逐年激增，而且对液晶自动变光焊接面罩的品质要求也愈来愈高，款式愈要求多样化、个性化。

国外生产液晶自动变光焊接面罩的公司主要有瑞典的Hornell International AB，瑞士的Optrel，美国的3M 公司，法国的巴固集团公司。国外产品款式多样化、个性化，但控制电路大多采用模拟电路，价格普遍较高，是我国产品价格的8～10 倍左右。

近年来除上述国家外，全球其他国家或地区也越来越多地推广使用太阳能光控自动变光焊接面罩。目前，亚洲市场正在逐步启动，除日本外，新西兰、韩国、印度、泰国、伊朗、沙特等国家的销量近两年有较大增加，南美洲、北美洲(除美国)、非洲的市场也有启动迹象。

中国是发展中国家，企业经济实力不够强，劳动保护意识也不高，传统的手持式电焊面罩使用还相当普遍，据不完全统计有近千万只。近几年国内逐步开始生产自动变光焊接面罩。如河南融瑞达科技(鹤壁)有限责任公司，杭州泰诺电子科技有限公司，北海热浪电子科技有限公司，温州迅达电子科技有限公司等。到2010 年底为止，国内生产液晶自动变光焊接面罩的企业约十几家，以民营企业为主，产品90%销往国外。但国内企业由于研发力量不足，缺乏必要的检测设备，因此生产规模小，产品的品质不高，档次低，具体表现为遮光号不准确，响应时间测不出，无准确数字等。

3 结语

头戴式自动变光电焊面罩对工人的保护及为社会带来的效益已经被国内同仁普遍看好，但还有许多认识上的问题和技术问题需要解决。

1)价格昂贵，至少上百元，高则千元。国内外品种繁多，有太阳能电池、锂电池供电的，还有带送风的，带防毒气的等等。维修成本也较高。一些年龄较大的焊接操作者不太适应。由于产品不同，品质也不等，特别在临时维修、高空、高温作业时效果也不是太理想。

2)国内的自动变光焊接面罩在性能方面与发达国家的相比还存在较大的差距，具体对比如表1。

表1 国内外自动变光焊接面罩的比较

随着经济的不断发展，人们劳动保护意识的提高和劳动保护法规的健全，国内逐步开始慢慢接受自动变光焊接面罩，但是价格问题仍就是阻碍其普遍使用的绊脚石，准确可调性能，灵敏度及响应时间也仍然需要深入系统的研究。

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

［2］陶凌.液晶自动变光焊接面罩电路的设计与实现［J］.南昌大学，2007.

［3］严建英.手工电焊的危害与防护［J］.安全与健康，2003，(1).