理论教育 激光焊与激光切割的危害及预防措施

激光焊与激光切割的危害及预防措施

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:激光束与焊件相互作用会产生对人体有害的物质;激光深熔焊时产生的某些金属烟雾是有害物质;剧烈等离子体的形成会产生臭氧等。

激光焊与激光切割的危害及预防措施

1.激光焊与激光切割中激光辐射造成的危害

激光焊一方面具有常规焊接的危险性和有害性(如机械伤害、触电、灼烫等);另一方面,其特有的危害是激光辐射。激光强度高,能与身体组织产生极剧烈的光化学、光热、光动力、光游离、光波电磁场等交互作用,对操作者造成严重的伤害。周围的器材尤其是可燃、易爆物,也会因其引起灾害。

(1)对眼睛和皮肤的危害 人眼的角膜与结膜没有如一般皮肤角质层的保护,最容易受到光束及其他环境因素的伤害。激光的强度很高,以致在眼睑的反射动作产生保护作用之前,就造成伤害。因此在激光焊时一般建议尽量不要用眼睛直视激光,进行焊接操作时,必须佩戴激光焊接专业防护眼镜。当眼睛被照射时,视网膜会烧伤,引起视力下降,甚至会烧坏色素上皮和邻近的光感视杆细胞和视锥细胞,导致视力丧失,对眼睛的防护要特别关注,如图6-71所示。

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图6-71 激光焊对眼睛的伤害

当脉冲激光的能量密度接近每平方厘米数焦耳时,皮肤就可能遭到严重的损伤。可见光波段(400~700nm)和红外波段激发的辐射会使皮肤出现红斑,进而发展成水泡;极短脉冲、高峰值功率激光辐射会使皮肤表面炭化;对紫外线激光的危害和累积效应虽然缺少充分研究,但仍不可掉以轻心。

激光辐射到眼睛或皮肤时,如果超过了人体的最大允许照射量时,就会导致组织损伤。最大允许照射量与波长、波宽、照射时间等有关。照射时间为纳秒和亚纳秒时,主要是光压效应;当照射时间为100ms时,主要为光化学效应。

(2)附加辐射的危害性 激光装置所产生的未经放大的电磁辐射,会由激光装置的激光出口或机壳的缝隙溢出。由于其中可能有游离辐射,如紫外线或X射线,可能会引起伤害,尤其是长期曝照之后的危险性更大。

(3)其他危险性

1)高压电击。激光器与高压电(闪光灯的激励装置)及大电能储能装置等相连,存在致命电击的可能性。

2)电路失火。当电线短路、超载或电路旁边的器材不耐高温或撞击电路部分容易造成起火。

3)电路组件爆裂。激光器中的电容器变压器最有可能爆裂,造成击伤、失火、短路等。

4)其他爆裂。激发激光用的强闪光灯,充有介质的气体管或离子体管,可能因为不小心碰撞而爆裂。

5)低温冷剂或压缩气体的危险性。激光器所用的低温冷剂或压缩气体可能因容器(如钢瓶)不安全或放置不当而造成危险。

6)有毒气体或粉尘。激光束与焊件相互作用会产生对人体有害的物质;激光深熔焊时产生的某些金属烟雾是有害物质;剧烈等离子体的形成会产生臭氧等。

2.激光焊与激光切割中危害的预防

1)设备与房间表面应无光泽,应敷涂吸收体,以防反射,房间应妥善屏蔽。

2)激光设备及作业地点应设置在专门的房间内,并设有安全警告标志。

3)在激光加工设备上设置激光安全标志,激光器无论是在使用、维护或检修期间,标志必须永久固定。激光辐射警告标志一律采用正三角形,标志中央为24条长短相间的阳光辐射线,其中长线1条、中长线11条、短线12条,如图6-72所示。

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图6-72 警示标牌(www.daowen.com)

4)激光器应装配防护罩,以防止人员接受的照射量超过标准,或装配防护围封用于避免人员受到激光照射。最有效的措施是将整个激光系统置于不透光的罩子中。

5)工作场所的所有光路(包括可能引起材料燃烧或二次辐射的区域)都要予以密封,尽量使激光光路明显高于人体。

6)激光器工作能源为高压设备,应设护栏和安全标志,以防电击或灼伤。

7)维修人员必须定期检查激光器中的电容器、变压器等电路组件,并作必要的更新,避免过度使用而爆裂,造成击伤、失火、短路等事故。

8)设备必须有可靠的接地或接零装置,绝缘应良好,不可超载使用。

9)对低温冷剂或压缩气体的容器应定期检测,并按安全规定放置。

10)工作场所应有功能完善的局部抽气排烟设备,烟气排出之前应妥善过滤。

11)激发激光用的强闪光灯、充有介质的气体管或等离子体管等,应有坚固的防护罩,防止受撞击而爆裂,并应防止摔落。

3.个人防护安全技术

1)作业前显示指示灯,通知操作人员做好防护。

2)作业时必须双人作业,一人操作、一人监护。

3)激光器运行过程中,任何时候不得直视主射束。

4)作业过程中如发现眼睛视物异常,应立即到医疗部门进行视力检查和治疗。

5)加强个人防护。即使激光加工系统被安全封闭,工作人员亦有接触意外反射激光或散射激光的可能性,所以个人防护不能忽视。个人防护主要使用以下器材和防护品:

①激光防护眼镜。最重要的部分是滤光片(有时是滤光片组合件),它能选择性地衰减特定波长的激光,并尽可能地透过非防护波段的可见辐射。激光防护眼镜有普通型、防侧光型和半防侧光型等几种。

②激光防护面罩。实际上是带有激光防护眼镜的面盔,主要用于防紫外线和激光。

③激光防护手套。工作人员的双手最容易受到过量的激光辐射,特别是高功率、高能量激光的意外照射,对双手的威胁很大。

④激光防护服。防护服由耐火及耐热材料制成,是一种反射较强的白色防护服。

6)对操作人员进行安全培训。

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