塑料超声波焊接中的安全与防护|塑料的超声波焊接

摘要 , 并提出相应的解 安全

引 言

塑料超声波焊接由于其独特的优点已开 始受到人们的重视。在我国, 超声波塑料焊机 虽然尚未普及, 但不少企业已开始采用这种 技术。 可以预计, 随着塑料工业的迅猛发展, 超声波塑料焊机的用户将会越来越多, 所以 有必要对使用这种技术带来的安全问题进行 研究, 以减少可以避免的危害, 并在安装、使 用时统筹安排。

塑料超声波焊接原理 超声波塑料焊机由 3 部分组成: 发生器、

声学系统及加压系统。 发生器将 50H z 的工

频电流转化成 20kH z 或其它频率的超声频 电流, 用以激励声学系统, 该系统将电能转化 图 1 超声波塑料焊机结构图

成同频率的机械振动, 在压力的作用下, 塑料 件的焊缝处得到超声频的机械能, 焊机组成如图 1 所示。 超声振动导致焊接表面凸凹交变变形, 这种微观不平通过塑料分子间的摩擦将振动转化为热能, 并熔化这些凸凹点, 使之流动, 最后形成接头。 不仅如此, 一般要人为地加凸凹点——导能筋, 以保证焊接质量稳定, 控制容易。

焊机操作安全问题及防护

从上述超声波塑料焊接原理及焊接工艺的特点可以看出: 塑料超声波焊接时的安全问题涉及以下几个方面: ①电击; ②高频电磁场; ③机械振动噪声; ④塑料熔化时形成的有毒烟雾; ⑤灼伤; ⑥机械伤害等, 下面一一加以论述。

11 电击 超声波塑料焊机的电击问题来自如下 3

个方面: ①发生器本身漏电

( 这种情况较少 见, 本文不予论述) 。②机架壳体是一个电极, 一般超声波塑料焊机的声学系统的激励电源是这样引入的: 换能器的电极片为一个电极, 而另一个电极直接接在机架上, 所以焊机工作时, 机架是带电的, 如果接地不好, 或接地 电阻太大, 不小心碰到机架时会有触电感觉。③换能器声学系统的电 声转换是通过压电陶瓷片实现的。从静止的观点看, 它是一个电

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化工劳动保护 (安全技术与管理分册)

容。 换能器长时间工作时压电片上会积累一

定的电荷。若不小心碰到换能器电极片, 或拆 卸前没有对之放电, 电击的感觉将会很强烈。 而且压电片上的这种残余电荷自然放掉的速 度是很慢的, 有时一个星期也放不净。可见对 于后两类电击问题, 要注意两个问题: ①保证 机架良好接地; ②加上换能器屏蔽罩, 或拆卸前必须放电。

21 高频电磁场

变幅杆、焊头) 配合不当, 如连接表面太粗糙, 连接螺栓与连接面垂直度不好, 这种尖锐噪 声令人难以忍受。 段( 900H z) , , 其允 75～, 频率越高, 噪 声 ( 频 率 小 于

90～ 100dB 。 ③工件

电压可达 , 20～ 75kH z。 伤害, 但对人还是有较大影响的。高频电流较 工频电流易引起皮肤灼伤; 若长时间工作在 有高频电磁场的环境中, 可使某些器官的温 度升高, 出现植物性神经功能失调的症状, 如 头昏、乏力、记忆力减退、多梦和脱发等。为减 弱高频电磁场对人体的伤害, 应采取如下安 全措施: ①降低振荡频率。 因为频率越高, 通 过空间或绝缘体的能力越强, 对人体的影响 越大。从这一意义上讲, 在能满足使用要求的 情况下, 尽量选用超声频率低些的焊机。②屏

( 电 蔽。 高频电磁场可通过空间或其他物体

容) 耦合到人体, 加装接地线的屏蔽能使高频 电磁场局限在屏蔽中, 从而降低对人体的影 响。 ③机架的良好接地。

31 噪声

超声波焊接时, 使用频率大于 18kH z ( 人 耳可听阈上限) , 但噪声仍是一个较大的问 题。 它来自以下几个方面:

①工件放置不当。当工件放置有悬空处,

错动。有时焊接振幅较大或工件固定不好时,

工件会发生错动, 这种边振边滑将要产生一 定的噪声, 如果工件错动太大而跑飞, 致使焊 头与底座直接接触, 这种噪声会更大。④空压 机。一般超声波塑料焊机加压源是空压机, 它 的开动也是一个很大的噪声源。 这种噪声

的危害是较大的, 长时间工作 在这种环境中会出现头胀、失眠、乏力等症 状。 尤其功率超声波所诱发的噪声穿透力很 强, 所以要特别注意, 首先要保证声学系统的 良好配合, 若有必要, 涂上一层硅油; 然后保 证工件的良好固定; 同时尽量避免超声波在 传播中的不连续现象。另外, ①选择低噪声工 作参数。在保证工艺正常进行、符合质量要求 的前提下, 尽量减小焊接规范, 尤其减小焊接 压力; 如果可行, 采用超声频率低些的焊机; ②加强个人防护, 使用防噪声耳塞或耳罩; ③ 设计、布局合理。 在厂房结构、设备等部分采 用吸声、隔声材料, 气源隔离。

41 灼伤和机械损伤

超声频机械振动的一个固有特点是: 热 效应。 直接接触振动中的焊头很容易造成皮 肤灼伤。 即使是用手在离焊点较远的位置把

或者从焊头端面到底座平面间超声波经过的 持工件, 也会感到很灼热。 如果十分必要, 可 通道——焊件有弹性不连续点, 这种噪声将 戴手套, 以阻止超声直接耦合进入皮肤。另外 会是很大的。 ②声学系统噪声。 由声学系统 在超声波塑料焊接中, 压力是必要的工艺参 引发的噪声有两种: 一种是常规噪声, 尽管焊

数, 而且数值很大, 如果不小心可能会造成手

机工作频率一般都大于 18kH z , 但声学系统

针对上述这两个问题, 要求操作者要 工作时还是能激发出可听声音的 ( 但可以容 指损伤。

(换能器、 小心, 加强自我保护意识; 焊机采用双手开 忍) , 另一种是声学系统的几个部件

关。

51 有毒烟雾

(总第 1 期 95 期) 1997 年第

·7·

合成氨触媒中毒原因分析及防范措施

贵州化肥厂 曾 毅摘要 以贵州化肥厂“八五”, 并提

出防范措施。

关键词 中毒, 导致氨合成塔停塔或减负荷运行, 直接 损失合成氨 464 吨, 这些中毒事故还使合成 氨触媒及合成塔的使用寿命缩短。因此, 找出 合成氨触媒中毒的原因, 提出防范措施, 对企 业降低成本、提高经济效益、实现稳产、长周 期安全运行, 有着十分重要的意义。

至变换、变脱, 经氨基乙酸热钾碱法脱 CO 2 , 加压至 1215M P a 进铜洗, 加压至 3114M P a 进合成塔。

该厂使用的合成氨触媒为国产A 系列, 其主要成分为 显然原料气中 F e3O 4。CO 、CO 2 和H 2O 等能使触媒暂时中毒。原料气中所含 硫化物、磷化物、铜氨液、油雾等使触媒发生 永久性中毒。

合成氨系统生产状况

该厂以煤、土焦为原料, 经 U G I 炉间歇 气化、电除尘、煤鼓加压、改良 A ·D ·A 半 水煤气脱硫、氢氮压缩机加压至 1196M P a ,

事故原因分析

“八五”期间该厂氨触媒中毒事故统计表

见表 1。

所有塑料焊接过程中, 不可避免的问题 是: 焊件接缝熔化, 放出有一定毒性的烟雾, 超声波焊接也不例外, 如聚氯乙烯焊接时, 由 于焊缝熔化分解出一定的氯化氢, 它对人体 组织粘膜有刺激作用, 使人流泪、眼痛、咳嗽 等, 长期接触氯化氢, 易发生流鼻血、胸闷、胃 疼等。 所以在长时间工作时要严格保证良好 通风, 或加装专用的排风道。

定风道, 这样既屏蔽噪声、高频电磁场, 又消 除有毒烟雾的危害。 ②采用良好通风。 在无 条件封闭的条件下, 增加通风可以有效地降 低该局部地区的有害气体浓度, 大大降低超 声波焊接对人体的潜在危害。③自动化生产。 超声波焊接是所有塑料焊接方法中最易实现 自动化生产的, 自动化的实现将使劳动条件 大为改善。 ④操作者自我保护意识要加强。 尽管塑料超声波焊接存在一些安全方面 的问题, 但只要认真考虑, 统筹安排, 这些问 题可以被较好地克服。可以相信, 由于超声波 焊接的独特优点, 超声波塑料焊机将会得到 广泛的应用。

参考文献 (7 篇 略)

结 束 语

综上所述, 考虑到塑料超声波焊接时带 来的种种安全问题, 较为有效的防止措施是: ①工作区完全封闭。 在超声波焊机的底座和 声学系统区域加装特殊封闭罩, 同时配以特