基于托輥雙頭自動焊接機焊煙處理系統的改造

王成建 吳承瑞 孫雷

摘要：托輥是帶式輸送機的主要部件，托輥焊接是一種常用的工藝，托輥筒體焊接過程中會產生大量的電焊煙塵和有害氣體，煙塵主要是氧化鐵、氧化錳、氟化物及二氧化硅等混合性粉塵，有害氣體主要為臭氧、氮氧化合物、一氧化碳和氟化氫等。目前移動式焊接煙塵凈化器對電焊煙塵和有害氣體進行處理效果不佳，為進一步改善工作環境，降低焊接時產生的有害氣體和煙塵對環境的污染，減小對工作人員的傷害，特對托輥雙頭自動焊接設備焊煙處理系統進行改造，達到清潔排放、長時間使用的目的。

關鍵詞：托輥焊接;電焊煙塵;有害氣體;焊煙處理系統;濾筒;檢測

引言

托輥焊接過程中會產生大量的金屬焊接粉塵，焊接產生的金屬粉直徑通常在1μm以下，較容易吸入肺部，發生病變。在焊接粉塵濃度較大的情況下，沒有相應的排除措施時，長期接觸焊接粉塵能引起焊工塵肺、錳中毒和金屬熱等職業疾病。在焊接電弧高溫和強烈的紫外線作用下，電弧周圍形成多種有害氣體，其中含量最多的為臭氧，臭氧是一種刺激性的有毒氣體，呈淡藍色。濃度較高時發出腥臭味， 高濃度臭氧還略帶酸味。臭氧對人體的主要危害是對呼吸道及肺有 強烈刺激作用，往往引起咳嗽、胸悶、食欲不振、疲勞無力、頭暈、全身疼痛等，嚴重時還會引起支氣管炎和肺水腫等。迫切要求對現場工作環境進行改進。

1 托輥雙頭自動焊接機焊接參數及工作過程

焊接參數如下：

工作過程如下：

托輥筒體上件→工件托起→水平頂進→進槍、工件托起到位→引弧→工件回轉、按焊接規范焊接→收弧→停弧→退槍→工件托起→水平頂進退回→主軸反轉回到零位→卸料，同時循環指示燈熄滅，完成一個焊接循環。打開防護罩換焊件，開始下一個焊接循環。

2 改造前托輥雙頭自動焊接機焊煙回收工作狀態

托輥焊接煙塵處理使用移動式焊接煙塵凈化器進行煙塵處理，主要部件包括：萬向吸塵臂、吸塵軟管、吸塵罩（帶風量調節閥）、阻火網、聚酯覆膜濾芯、潔凈室、沉灰抽屜組合、吸音棉、帶剎車的腳輪、電機以及電控箱等。通過風機引力作用，焊煙廢氣經萬向吸塵罩吸入煙氣凈化器進風口，設備進風口處設有阻火器，火花經阻火器被阻留，煙塵氣體進入沉降室，利用重力與上行氣流，將粗粒塵直接降至灰斗，微粒煙塵被濾芯捕集在外表面，潔凈氣體經濾芯過濾凈化后由濾芯中心流入潔凈室，潔凈空氣經出風口達標排出。托輥生產線每天需要2-3班進行不間斷焊接作業，移動式焊接煙塵凈化器無法滿足焊煙處理要求。

3 托輥雙頭自動焊接機焊煙處理系統優化改造

3.1改造思路

考慮將自動焊接機機身整體密封或者半密封，選用頂吸+前方頂吸雙重集塵罩的收集方式將焊接工作時產生的煙氣粉塵收集。因焊煙中含有固體顆粒，為達到更好的吸收效果，經過集塵罩收集的焊煙先經過水過濾第一道處理，再經過集中式脈沖濾芯除塵器第二道處理（作為焊接機器人工作站內的主凈化系統，在風機作用下煙氣粉塵經管道進入到濾筒除塵器進行凈化，當凈化器運行一段時間以后，細微的粉塵吸附在濾材表面，使得濾材的透氣性降低。每隔一定時間由脈沖 控制儀發出信號，控制電磁閥，潔凈的壓縮空氣由閥口噴出;濾材表面吸附的微塵在氣流作用下被清除，落在室體下部的集塵斗中。脈沖噴吹需 0.4～0.6MPa的潔凈壓縮空氣，且運行中須保持連續且恒定不變的供氣量），凈化后的潔凈空氣經排出煙囪排放，效果良好，滿足流水線長時間焊接要求。具體工藝布置見圖一：

3.2選型方案

3.2.1設備外形尺寸：5100×880×1700mm，根據現場實際情況選擇主吸塵罩尺寸為：5200*900*1900。排煙管選擇219mm PVC管。

3.2.2按照環保局有關除塵設備風力、風速的規定：集塵罩內的風速不得小于0.3m/s

3.2.3焊接工位除塵總截面積：焊接吸塵罩面積=4.68㎡

3.2.4焊煙收塵器額定流量為：7419m3/h=2.06m3/s

防塵罩內風速為：2.06m3/s÷4.68㎡=0.44m/s

考慮壓力損耗按25%計算，實際風速為：0.44*0.75=0.33m/s滿足環保部門要求的風速。根據風量要求，風機選用5.5kw高效率三項異步電動機，轉速2920r/min，全壓2040Pa。

用風壓測量儀實際檢測，最大風速為0.41m/s，最小風速為0.35m/s，平均風速0.38m/s，噪音≤75分貝，設計達標，符合國家標準。

3.3保養維護

現場使用和維護人員需要掌握設備性能，明白工作方式和工作原理。濾芯需要定時的清理和維護，維護周期需要根據現場的煙塵濃度和設備工作時間確定設備維護周期和方式。設備清灰針對的是主過濾芯的清理，當設備工作一段時間后主濾芯上會集滿粉塵，這就需要操作人員對濾芯進行清灰操作。在清理主濾芯時要注意，不要過分用力的去處理濾材表面和濾芯密封墊，以免影響設備過濾精度和密封性。

4 結束語

焊煙粉塵是集塵領域中的一個獨特問題，是在高溫下產生的，充滿了有害的化合物，在專業工程師的帶動下，我們可以設計出更為合理的焊煙處理系統，通過定期維護，從而有助于確保工人的安全和生產力。

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