现代工业生产中的一种新型环保焊机的研究与开发设计

钱桂名

摘要：在工业大力发展的情况下，电焊机的使用非常广泛，而且焊接的需求量非常大。但电焊工作时高温燃烧情况下会产生的一种烟尘，这种烟尘中含有二氧化锰、氮氧化物、氟化物、臭氧 颗粒等（有毒有害气体），飘浮在空气中污染环境，还会被人吸入，对人体造成危害、长期吸入有毒有害烟尘则会造成肺组织纤维性病变、形成电焊工尘肺，而电焊工尘肺这种职业病是世界性难题，目前都没有能根治的方法。这时候，急需设计一款焊机，来规避这个世界性难题。

Abstract： With the great development of industry， electric welding machine is widely used， and the demand for welding is very large. However， a kind of soot produced under the condition of high temperature combustion during welding work which contains manganese dioxide， nitrogen oxides， fluoride， ozone particles and so on （toxic and harmful gases） floating in the air to pollute the environment will  be inhaled and cause harm to the human body. Long-term inhalation of toxic and harmful smoke dust will cause fibrous lesions in lung tissue and form electric arc welder pneumoconiosis. The occupational disease of electric arc welder pneumoconiosis is a worldwide problem， and there is no cure for it at present. At this time， it is urgent to design a welding machine to avoid this worldwide problem.

关键词：工尘肺;结构设计;解决方案

Key words： pneumoconiosis;structural design;solution

1  我国电焊机行业的现状

近年来，我国钢铁产业及制造业的发展促进了电焊机行业的进步和发展，电焊机的产品数量逐年增长。从2011-2018年的发展趋势来看，我国电焊机行业产量发展可分为两个增长阶段，第一个阶段为2011-2014年，电焊机产量从388.67万台增加到741.99万台，但2015年产量骤降至571.8万台，此后又开始逐年上升进入第二个增长阶段，2018年我国电焊机产量为853.3万台，同比2017年增加了58.46万台。（图1）

2  现有焊机的缺陷

①高温燃烧情况下产生的一种有害烟尘气体无法被净化，只要被操作者吸收对人体造成危害;

②焊机自身发热大;

③大规模的使用会造成大气污染。

3  根据现有缺点分析，制定解决方案

通过对缺点的分析，针对第一个缺点，我们发现电焊机之所以会造成电焊工尘肺是因为长时间处于密集的有毒有害物质的环境下，空气得不到流通和净化，我们在焊机内部研发出一个过滤有毒有害物质的装置。针对第二个缺点，如果引出竹节管增大吸力，减少飞溅的焊渣。针对第三个缺点，用我们研发的过滤装置就可减少空气污染。根据整改方案，做成缺点整改表，如表1所示。

4  具體结构设计

4.1 结构设计

改造后的焊机如图3所示：①（焊钳）→②（入风口） →③（竹节管）→④（过滤网）→⑤（电动机、风扇）→⑥（HEPA高效过滤网）包括焊机入风口，连接到竹节管。竹节管采用可收缩式竹节管，最大伸长长度3m，竹节管连接到电机风扇固定处。电机风扇是电机和扇叶构成。在风扇前端有专门放置粗过滤网，进行初步过滤，过掉大颗粒物质。电机下面是专门设置的HEPA高效过滤网（由设置的专用放置槽可进行更换），HEPA高效过滤网：对直径为0.3？滋m微粒95%的过滤效率。粗细过滤网都可进行更换。最好将净化过的新鲜空气排出焊机，减少对环境的污染和人体的伤害。

4.2 结构创新亮点

①电焊工作时高温燃烧情况下会产生的一种烟尘，这种烟尘中含有二氧化锰、氮氧化物、氟化物、臭氧颗粒等（有毒有害气体），飘浮在空气中被人吸入，对人体造成危害、在传统的焊机上研发了一种过滤装置，通过研发的过滤装置对产生的有毒有害进行净化，减少电焊工尘肺的病发。②焊机自身发热较大，风扇散热。③通过净化措施，每台焊机都不会再过的的产生有毒有害物质，减少空气污染。

4.3 附图说明

结构特点：一体式焊机过滤装置。①（焊钳）→②（入风口） →③（竹节管）→④（过滤网）→⑤（电动机、风扇）→⑥（HEPA高效过滤网）。

4.4 实施实例

①（焊钳）→②（入风口）→③（竹节管）→④（过滤网）→⑤（电动机、风扇）→⑥（HEPA高效过滤网）。

通电时拉出竹节管至需要焊接的地方，调节好竹节管的位置。开启空气过滤装置电源和电焊机电源，电焊机和过滤装置开始工作。将焊接产生的有毒有害物质吸入入风口，经过竹节管到粗过滤网进行初步过滤，电机带动气体到HEPA高效过滤网进行细过滤。最后将过滤后的空气排出焊机，达到我们所需要的目的，减少有毒有害物质伤害人体和破坏环境。

5  新型环保焊机的市场应用前景

在电焊机行业全面推广节能环保及全国对大气污染治理相关的要求，不得使用有害物质，实施无铅化，无污染作业，推进焊机绿色革命，保护电焊工人的身体健康。现有的老式交流电焊机、硅整流电焊机等由于能耗及污染因素将被完全淘汰，将会使用节能、环保、健康的新型焊机支撑祖国制造业的发展。从目前的情况来看，国内市场对电焊机的需求相对稳定，市场容量变化不会太大，面对复杂多变的国际国内环境，目前我国电焊机行业正逐步实现由生产型向环保服务型转变、由低端制造向高端制造的转变。

参考文献：

[1]李亚群.新型节能环保焊机的创新理念[J].金属加工，2010（12）.

[2]倪良琴.浅谈自动电焊机在机械焊接中的应用[J].黑龙江科技信息，2014（33）.

[3]魏巍，魏伦.节能、低碳、环保新型逆变焊机是中国未来电焊机的发展方向[J].金属加工，2010（12）.