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焊接防护滤光片新工艺、新成果及发展趋势

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焊接作业是我国国家标准规定的十种特种作业之一,仅在上海注册从事与焊接作业有关的人员多达14万余人。为了预防这些人员在焊接作业过程中的误操作和可能发生的生产安全事故,高可靠性的焊接眼面防护具是焊接工必备的个体防护装备。而焊接滤光片是焊接眼面防护具的关键部件,它既能够提供给操作人员一个清晰的视野,精确定位焊点,又能有效阻挡强光和弧光中的紫外线和红外线。



1 玻璃电焊片


2 自动变光滤光镜(AWF)


传统的滤光片,不管是我们俗称的黑玻璃(图1),还是自动变光滤光镜(AWFAuto welding filter,图2),他们都有着很优异的光学特性:近乎100%的紫外和红外滤光性能(图3)。然而,这些滤光片大都由玻璃构成,因此他们的质量相对较大:普通黑玻璃(尺寸约为108×50 mm)的质量约为40 g;大视窗黑玻璃(图4)的质量甚至达到了75 g;自动变光滤光镜的质量约为85 g。此外,玻璃材质的滤光片还有几个缺点:一是玻璃在退火工艺过程中由于应力的存在,导致实际使用中容易产生自爆破裂现象;二是玻璃的化学成分复杂,在熔制和成型过程中很难精确控制其遮光号;三是玻璃材质的滤光片不耐冲击,易碎,安全系数低;四是玻璃产业属于高耗能、高排放行业,不利于行业结构调整和可持续发展。正是基于玻璃滤光片的以上弱点,市场上开始出现了聚碳酸酯(PC)材质的滤光片(见图5)。



3 普通黑玻璃滤光片(左)和AWF(右)的透射比曲线


4 大视窗玻璃电焊片


5  PC电焊片


此外,PC电焊片的耐冲击性能比玻璃片有了质的飞跃,普通玻璃电焊片在国标落球试验中(45g钢球在距离电焊片1.3m的高度自由下落)就已破碎,而PC电焊片丝毫没有损伤,甚至可以防高速粒子的冲击,其安全系数和耐冲击等级都是普通玻璃片无法比拟的。

近些年,有些厂家也在研发PC电焊片,但一直没能很好地解决PC电焊片在红外波段的吸收性能,导致了其在近红外(12%)特别是中近红外平均透射比(23%)超出了国家标准的要求(近红外小于0.1%,中近红外小于0.25%)(见图6)。



6 遮光号为10PC电焊片


令人欣喜的是,近年来国内已有新研发的PC电焊片和PC镀金电焊片(见图7),不仅具有优异的抗冲击性能,还具有同玻璃电焊片一样的紫外红外虑光性能(见图8)。在近红外和中近红外平均透射比的性能指标上比国标的要求小两个数量级,同时也能满足欧标EN169和美标ANSI Z87.1的要求。


8   遮光号为10的镀金PC电焊片的光谱透射


PC电焊片的成功研发,不仅打破了少数外企技术的垄断,而且在提高焊接的本质安全性,推广PC电焊片在焊接作业中的广泛使用,奠定了良好的基础。


——本文章由国家安全生产上海劳动防护用品检测检验中心提供,该机构简介:

国家安全生产上海劳动防护用品检测检验中心接受政府部门、社团组织、企事业单位及个人的委托,对各类特种劳动防护用品的质量进行检测检验。对头部防护、眼面部防护、呼吸类防护、躯体防护、手部防护、足部防护和坠落防护等各类劳动防护产品均具有按国家标准、行业标准规定的检测检验项目进行质量检测检验的能力,同时也能够按照欧洲标准对安全帽、安全鞋、防护手套进行检测。

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