钎焊作业中的毒害因素包括焊接烟尘、有毒气体等,主要与钎焊方法、使用的钎料和钎剂有关,而其强烈程度受钎焊工艺的影响。
焊接烟尘是焊接区蒸发出来的金属及其冶金反应物的蒸气在远离焊接区后凝结而成,以气溶胶的形态存在。钎焊作业产生的烟尘主要是由母材、钎料和钎剂受到高热蒸发而形成的。一般情况下,钎焊时产生的烟尘量少于明弧焊工艺。
在基体金属和钎料中,有时含有某些在加热时容易挥发的有毒物质,如Cd、Be、Zn、Pb等,钎剂中含有氟化物、氯化物和硼化物等,所以在钎焊操作过程中,必须采取妥善的防护措施,以免污染钎焊环境,损害操作者的健康。在钎焊前清洗零件时,使用的清洗剂,如酸类、碱类、氯化烃等有机溶剂,也必须严格采取防护措施,保证环境不受有毒物的污染。
通常采用的有效防护措施是室内通风,它可将钎焊过程中所产生的有毒烟尘和毒性物质挥发气氛排出室外,有效地保证操作者的健康和安全。
通常生产车间通风换气的方式有两种,自然通风和机械通风。在工业生产厂房中,要求采用机械通风排除有害物质。机械通风又可分为全面排风和局部排风两种。
当钎焊过程中产生大量有毒害物质,难于用局部排风排出室外时,可采用全面排风的办法加以补充排除[5]。一般情况下,是在车间两侧安装较长的均匀排风管道,用风机作动力,全面排除室内含有毒物的空气,或者在屋顶上分散安装带有风帽的轴流式风机进行全面排风。但是全面排风效率较低,不经济,实用中应尽量采用局部排风。局部排风是排风系统中经济有效的排风方法。通常在有害物的发生源处设置排风罩,将钎焊时产生的有害物加以控制和排除,不使其任意扩散,因而排风效率最高。因此凡是在生产中产生有害物的设备或工艺过程均应尽量就地设计安装局部排风罩,并应连成系统加以排除。排风罩应根据工艺生产设备的具体情况、结构及其使用条件,并考虑所产生有害物的特性进行设计。几个相同类型的排风罩可连成一个系统,以通风机为动力进行排除。当遇到各种排风罩所排除的有害气体不同时,则要考虑各有害气体混合后不致发生爆炸或燃烧,或生成毒性更大的物质时方可合并排除,否则应分别设置排风系统。此外,对具有腐蚀性气体和剧毒气体的排除,应单独设置排风系统,排入大气之前要进行预处理,达到国家规定有害物排放标准后方可排放。
当补钎焊的母材或钎料中含有毒性金属成分时,要严格采取防护措施,以免操作者发生中毒。这些金属包括Be、Cd、Pb、Zn等。
Be在原子能、宇航和电子工业中应用价值很高,但它毒性大,钎焊时要特别重视安全防护措施。Be主要以BeO形式通过呼吸道和有损伤的皮肤吸入人体,从体内排出速度缓慢,短期大量吸入会引起急性中毒;吸入BeO等难溶性化合物可引起慢性中毒的铍肺病,数年后发病,主要表现为呼吸道病变。铍和氧化铍钎焊时,最好在密闭通风设备中进行,并应有净化装置,废气在达到规定标准后才可排出室外。(www.xing528.com)
Cd通常是为了改善钎焊工艺性在钎料中加入的元素,加热时易挥发,可从呼吸道和消化道吸入人体,积蓄在肾、肝内,多经胆汁随粪便排出。短期吸入大量Cd烟尘或蒸气会引起急性中毒,长期低浓度接触Cd烟尘蒸气,会引起肺气肿、肾损伤,嗅觉障碍症和骨质软化症等。
Pb是软钎料中的主要成分,加热至400~500℃时即可产生大量Pb蒸气,在空气中迅速生成氧化铅。Pb及其化合物有相似的毒性,钎焊时主要是以烟尘蒸气形式经呼吸道进入人体,也可通过皮肤的伤口吸收。Pb蒸气中毒通常为慢性中毒,主要表现为神经衰弱综合症,消化系统疾病,贫血、周围神经炎、肾肝等器官损伤等。我国现行标准规定了车间空气中最高容许浓度,铅烟为0.03mg/m3,铅尘为0.05mg/m3[6]。
Zn及其化合物ZnCl2在钎焊时,Zn和ZnCl2会挥发生成锌烟,人体大量吸入可引起金属烟雾热(metal fume fever)[7],症状为颤栗、发烧、全身出汗、恶心头痛、四肢虚弱等。接触ZnCl2烟雾会引起肺损伤,接触ZnCl2溶液会引起皮肤溃疡,因此防止烟雾接触人体,必须应用个人防护设备和良好的通风环境。
在使用含有氟化物的固体钎剂或气体钎剂(如BF3)时,室内必须在有通风的条件下进行钎焊。钎焊操作的局部环境还应单独抽风并排出室外,必要时还应使用个人防护装置[8]。当使用含氟化物熔盐进行浸渍钎焊时,排风系统必须保证环境污染浓度在规定范围内,现行国家标准规定最大允许浓度为1mg/m3[9]。氟化物中毒对人体的危害主要表现为牙齿发黄碎裂、骨骼疼痛、骨质疏松或变形,严重者会发生自发性骨折。
在钎焊的前后清洗金属零件时,采用的清洗剂包括有机溶剂、酸类和碱类等化学药品,对它们的防护措施应有充分的了解。有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯都是有毒的,毒性依次更大。长期吸入,尽管浓度不大也会产生头痛,严重时会引起血小板的下降,身体皮肤发生紫斑,甚至引发血液病。
试剂中的氢氟酸是最容易对人体产生严重伤害的试剂,因为它与皮肤初始接触时可以说是毫无感觉,等到皮肤发痒、泡涨发白时,为时已晚,接着皮肤便会受到深度腐蚀,发黑坏死,极为疼痛难忍。手部大面积受伤常导致截肢,没有有效救治的方法。氟化氢蒸气也有同样的杀伤效果,同样不可忽视。其他的酸或碱虽也会对皮肤造成伤害,但因为稍一接触皮肤便会有痛感,容易及时发觉,用大量水冲洗并用对应的溶液浸泡即可缓解。例如,酸伤害可在NH4OH或小苏打溶液中浸泡,碱伤害可在稀醋酸中浸泡等。对于防止各种化学药剂伤害的有效办法就是勤洗手,稍有疑惑,就立即洗手。
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