电弧焊焊接烟尘组分(T-CWAN 0056—2021).pdf

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1、+ICS 25.160.20CCS J 33团团体体标标准准T/CWAN 00562021Vcbh 更好的听个人电弧焊焊接烟尘组分Arc welding fume components2021-11-09 发布2021-12-01 实施中国焊接协会发布中国焊接协会发布T/CWAN 00562021I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14总则.15设备和材料.36试验方法.37试验报告.4附录 A（资料性）相关焊接方法及代号对照.5附录 B（资料性）试验报告示例.6参考文献.7T/CWAN 00562021II前言本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1

2、 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国焊接协会提出并归口。本文件起草单位：哈尔滨焊接研究院有限公司、合肥工业大学、昆山京群焊材科技有限公司、北京工业大学。本文件主要起草人：杨子佳、黄海鸿、童天旺、栗卓新、陈默、杨昊泉、刘志峰、李红、曹宇堃、周珍珍。T/CWAN 005620211电弧焊焊接烟尘组分1范围本文件给出了焊接材料、母材、涂层和污染物等在电弧焊过程中排放的焊接烟尘组分。本文件适用于电弧焊用非合金钢、低合金钢、高合金钢、铝基、镍基、铜基、铸铁、耐磨堆焊和加工硬化等焊接材料。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引

3、用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 25776焊接材料焊接工艺性能评定方法（GB/T 257762010）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1焊接烟尘 welding fume焊接材料、母材、涂层和污染物等在焊接过程中发生冶金反应的产物，蒸发和氧化后在空气中呈浮游状态的烟雾状微粒。注：一般含有各种金属的氧化物和氟化物。3.2主要组分 principal component焊接烟尘中与焊接职业的健康有一定关系的成分。3.3关键组分 key component在焊接烟尘浓度最低时，含量超过焊接职业健康限值的成分

4、。3.4集尘仓 dust-collecting test chamber用于收集焊接过程中焊接烟尘的可持续抽气的半封闭腔室。4总则在置于“罩”、“箱”式集尘仓内的试件上进行手工、半自动或自动电弧焊操作，同时采用机械方式抽取箱内烟气，在排气孔位置处放置滤纸收集焊接烟尘，采取特殊保存手段，以便用于焊接烟尘成分分析。常见焊接烟尘的主要组分和关键组分见表 1。T/CWAN 005620212表 1常见焊接烟尘的主要组分和关键组分焊接方法及代号a焊接材料类型典型的主要组分其他可能的主要组分典型的关键组分MMA(SMAW)111非合金钢和低合金钢bFe，Mn，Cr，Cr(VI)，Ni，CuFMn，Cr 或

5、 Cr(VI)d高合金钢cCr，Cr(VI)，Fe，Mn，NiFCr(VI)或 Ni铝基Al，Cu，Mg，Mn，ZnBe，Cl，FAl，Mn 或 Zn铸铁Ni，Cu，Fe，MnBa，FNi 或 Cu耐磨堆焊Co，Cr，Cr(VI)，Fe，Ni，MnVCo，Cr，Cr(VI),Ni 或 Mn加工硬化Fe，Mn，CrMn镍基Co，Cr，Cr(VI)，Fe，Ni，MnFeCr，Cr(VI)或 Ni铜基Cu，NiCu 或 NiMIG/MAG/TIG(GMAW/GTAW）131,135,141非合金钢和低合金钢bFe，Mn，Cr，Cr(VI)，Ni，CuMn，Cr 或 Cr(VI)d高合金钢cCr，Cr

6、(Vl)，Fe，Mn，NiCr，Cr(Vl)或 Ni铝基Al，Mg，Mn，ZnAl，Mn 或 Zn镍基Co，Cr，Cr(VI)，Mn，NiFeCr，Cr(VI)或 Ni铜基Cu，NiCu 或 Ni气体保护药芯焊丝电弧焊（FCAW）132,133,136,137,143非合金钢和低合金钢bFe，Mn，Cr，Cr(VI)，Ni，CuFMn，Cr 或 Cr(VI)高合金钢cCr，Cr(VI)，Fe，Mn，NiFCr(VI)或 Ni耐磨堆焊Co，Cr，Cr(VI)，Fe，Ni，MnVCo，Cr，Cr(VI),Ni 或 Mn镍基Co，Cr，Cr(VI)，Mn，NiFeCr，Cr(VI)或 Ni自保护药芯

7、焊丝电弧焊(FCAW)114非合金和低合金钢bFe，Mn，Cr，Ni，Cu，AlBa，FMn高合金钢cCr，Cr(VI)，Fe，Mn，Ni，AlBa，FCr(VI)或 Ni耐磨堆焊Co，Cr，Cr(VI)，Fe，Ni，Mn，AlVCo，Cr，Cr(VI),Ni 或 Mna焊接方法代号见附录 A 的表 A.1。b非合金钢和低合金钢的合金元素含量5。c高合金钢的合金元素含量5。d与高合金钢中的 Cr（VI）含量相比，非合金钢和低合金钢的 Cr（VI）含量可以忽略不计（例如，集尘仓中高合金钢中的 Cr（VI）的含量为 36，低合金钢中的 Cr（VI）的含量为 0.05）。T/CWAN 0056202

8、135设备和材料5.1集尘仓集尘仓内部应光滑、没有棱角、便于擦拭清洁，尺寸应适宜放入试板(5.2)和控制装置，并能够进行足够时间的焊接操作，顶部与抽气装置(5.3)连接，并有位置可以放置滤纸(5.4)，连接处应保证密封性，设有手孔可伸入焊枪，底部设有通气孔允许空气进入。可选用 1mm 厚的低碳钢板建造，尺寸、结构示例见 GB/T 25776 中的装置。5.2试板镍基、铜基、铝基焊接材料采用与其焊缝金属化学成分相当的试板，其他类型焊接材料采用碳含量不超过 0.2%的碳钢。试板尺寸应适宜在预期的燃弧时间内持续熔敷一条线状焊道。如果受集尘仓空间所限，也可设置在旋转的平板或管子上熔敷环形焊缝，以保证没

9、有熔敷在之前热的焊缝金属上。试板的表面应经打磨或机械加工，以去除油污、涂层、氧化皮等。5.3抽气装置配备电机及气体流量计、能够完成抽气功能的装置，对其产生的气体流量没有精确性要求，能足以在适宜时间内将集尘仓内的焊接烟尘收集到滤纸(5.4)上即可，但又不宜过大以免影响正常焊接气氛的完整性。5.4滤纸用于收集集尘仓中焊接烟尘的过滤工具，一般采用低分析空白特性的慢速纤维素定量滤纸，其厚度、透气度、过滤精度及耐破度等视抽气速率、抽气时间和烟尘分析用量而定。6试验方法6.1试验前准备以GB/T 25776中的装置示例，试验前准备300mm200mm（1220）mm的试板，将慢速纤维素定量滤纸在干燥皿中保

10、存2h以上。清洁集尘仓的筒体和大小椎体的内壁，并用吹风机吹干。将试板放在筒体内，然后将一张滤纸放在小椎体开口处的铜网下面并紧固大小椎体。接通冷却水，开动真空泵，打开二通活塞，抽气量调节到5m3/h,观察U型水压计的水压差是否正常，筒体内应为负压，然后进行施焊。6.2烟尘试样制备电流类型、焊接电流、电弧电压、烘干规范、保护气体和焊接速度等采用制造商推荐参数。如无特殊要求，焊条电弧焊的焊接电流采用制造商推荐的最大电流的90%。焊接时，焊条或焊丝应尽量不摆动，以平焊位置（PA）或平角焊位置（PB）焊接适宜长度或时间后熄弧。下一条焊道与其他焊道间应相距10mm以上。停焊后继续抽取5min，关闭二通活塞

11、。6.3焊接烟尘取样打开小椎体取下集尘滤纸，立即用干净刷子将滤纸上面的烟尘刷入一个密封的防水容器内保存。为实现一张滤纸上制取的烟尘量足够用于分析，可通过上述过程测得适宜的焊道长度或焊接时间参数。6.4焊接烟尘化学分析如有必要，对焊接烟尘进行初步定性分析，以得到所有主要组分（见表 1）。焊接烟尘化学成分分析可采用任何适宜的分析方法。仲裁试验时，按供需双方确认的分析方法进行。对化学成分分析结果的小数位数和有效数字的要求见表 2。T/CWAN 005620214表 2化学成分分析结果的小数位数和有效数字化学成分（质量分数）小数位有效数字化学成分示例（质量分数）1002111122.40.1220.1

12、70.01210.080.001310.0077试验报告试验报告示例见附录 B。试验报告应包括以下内容：a)试板和焊接材料试板材料；试板尺寸；焊接材料型号或牌号；焊接材料的批号或炉号；焊接材料尺寸；焊接材料的烘干规范（如需要）。b）采用的焊接条件电流类型；焊接电流电弧电压；焊接速度；电源空载电压（如需要）；保护气体类型/组成和气体流量（L/min）。c）试验结果焊接烟尘的主要组分；主要组分的化学成分。T/CWAN 005620215附录 A（资料性）相关焊接方法及代号对照表1中列出的相关焊接方法及代号对照见表A.1。表 A.1 相关焊接方法及代号对照焊接方法代号及常用缩略语ISO 4063:2

13、009GB/T 51852005GB/T 33751994方法方法-USA 用语方法方法术语111SMAW(MMA)Manual metal arcwelding(metal arc weldingwith covered electrode)Shielded metal arcwelding,USA.焊条电弧焊3.100焊条电弧焊shielded metal arcwelding131MIG(GMAW）MIG welding with solidwire electrodeGas metal arc welding usinginert gas and solid wireelectrode

14、,USA熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG）3.115熔化极惰性气体保护焊 metalinert-gas welding135MAG(GMAW）MAG welding with solidwire electrodeGas metal arc welding usingactive gas with solid wireelectrode,USA熔化极非惰性气体保护电弧焊(MAG）141TIG(GTAW）TIG welding with solidfiller material(wire/rod)Gas tungsten arc weldingusing inert gas and solidf

15、iller material(wire/rod),USA钨极惰性气体保护电弧焊(TIG）3.114钨极惰性气体保护焊 gas tungsten arcwelding(GTAW）132（FCAW）MIG welding with fluxcored electrode熔化极惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊Flux cored arc welding,USA3.122药芯焊丝电弧焊flux coredarcwelding133（FCAW）MIG welding with metalcored electrode熔化极惰性气体保护的金属粉型药芯焊丝电弧焊Gas metal arc welding usi

16、nginert gas and metal coredwire,USA136（FCAW）MAG welding with fluxcored electrode熔化极非惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊Gas metal arc welding usingactive gas and flux coredelectrode,USA非惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊137（FCAW）惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊143（FCAW）TIG welding with tubularcored filler material(wire/rod)钨极惰性气体保护的填充药芯焊丝电弧焊Gas tungsten arc

17、weldingusing inert gas and tubularcored filler material(wire/rod),USA114（FCAW）Self-shielded tubularcored arc welding自保护药芯焊丝电弧焊T/CWAN 005620216附录 B（资料性）试验报告示例电弧焊焊接烟尘试验报告示例见表B.1。表B.1试验报告示例焊接材料产品类别焊条型号/牌号E308L-17/A002L规格（mm）3.2批号2021XXX焊接烟尘主要组分CrCr(VI)FFeMnNi化学成分分析结果质量分数（%）5.14.0104.93.00.32母材牌 号Q235尺 寸（mm）300 200 12焊接参数烘干规范（h）3501保护气体类型/组成气体流量（L/min）电流类型直流焊接速度（mm/min）250焊接电流（A）110电弧电压（V）23T/CWAN 005620217参考文献1ISO 4063:2009Welding and allied processes-Nomenclature of processes and referencenumbers2GB/T 51852005焊接及相关工艺方法代号（ISO 4063:1998，IDT）3GB/T 33751994焊接术语