GB/T 43905.1-2024 英文版/外文版/翻译版 焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法第1部分：电弧焊中烟尘排放速率的测定和分析用烟尘的收集

  GBT 43905.1-2024 英文版/外文版/翻译版 焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法第1部分：电弧焊中烟尘排放速率的测定和分析用烟尘的收集

  1范围本文件描述了测定电弧焊过程中烟尘排放速率以及收集后续分析用样品的实验室方法,规定了仪器设施、材料、试验步骤、数据处理和试验报告等要求。本文件适用于除钨极惰性气体保护电弧焊以外的所有明弧焊烟尘排放速率的实验室方法测定。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 3375 焊接术语GB/T 27418 测是不确定度评定和表示(B/T 27418-2017,ISO/IEC Guide 98-3:2008,MOD)3术语和定义GB/T 3375 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1

  排放速率 emission rate焊接、切割、气刨等相关工艺过程中在单位时间内排放烟尘的质量或气体的体积。3.2试验舱 test chamber进行排放速率试验的可持续抽取的半封闭舱室，注1:常用于电弧焊、切割或气刨操作的流程中。注 2:试验舱大体上分为三类,没有底板的试验舱为“烟气罩”:有底板的试验舱为“烟气箱”:试验舱底板易灵活拆装,按使用需要转换为“烟气罩”或“烟气箱”。3.3皂膜流量计bubble flow meter经过测量气体推动皂膜经过立管内段校准体积的起止时间而得出气体流量的基础仪表。4原理

  刮取烟尘用于之后的分析。对于所收集的焊接烟尘至少分析其主要成分,如具有职业卫生意义的成分。推荐必要的分析元素见 GB/T 43905.4-2024的附录E。5仪器设施和材料5.1试验舱试验舱顶部有设定安放滤纸(5.2)的位置,且连接一个适用的抽取装置(5.3),在进行烟尘排放速率试验时收集生成的全部烟尘,试验舱设计的具体方案示例见附录A,舱体构造要最大限度减少烟尘在内表面的沉积(见附录 B的 B.1)。5.2滤纸5.2.1 玻璃纤维和石英纤维制成的滤纸用于烟尘排放速率试验。滤纸应有充足的强度,以保证在试验时不发生破裂或穿孔(见 B.2);同时滤纸应不易碎,以防止操作时纤维从滤纸上脱落。

  5.2.2 纸质(纤维素)滤纸用于收集烟尘以作分析。玻璃纤维和石英纤维制成的滤纸不适用于分析烟尘的收集,是因为在其上刮取烟尘时会混人纤维。

  5.2.3 滤纸的表面积应足够大,以免在进行排放速率试验和收集过程中造成压降过大(见 B.2)。5.3抽取装置抽取装置需要保持通过滤纸(5.2)的空气流量便得试验舱(5.1)内燃弧期间生成的全部烟尘在熄弧30s内被抽取干净,又不能损害焊缝金属的完整性(见 B.3)。抽取装置的精确性不作严格规定。5.4焊接电流、电弧电压、送丝速度和燃弧对间的测量设备在测量电流、电压和送丝速度的算术平均值时,其设备误差在士5%之内或更优;测量燃弧时间的误差在 0.1s之内或更优。推荐使用下列设备测量焊接电流、电弧电压、送丝速度和燃弧时间。

  电流,使用具有频繁采样间隔和记录功能的电子集成设备,也可使用连接分流器或霍尔传感器探头的动圈式仪表测量。电压,可使用动圈式仪表测量。送丝速度,可经过测量一段时间内通过焊枪的焊丝长度确定，燃弧时间,可使用精度不低于0.1s的秒表测量。5.5天平用于滤纸质量以及收集有烟尘的滤纸质量的测量,精度不低于1 mg。

  5.8 自动化电弧焊装置自动化电弧焊装置用于在自动化条件下进行排放速率试验,试件置于平面(例如桌面)上以适当的速度(焊接速度)在固定的焊枪下通过,平面至少延伸到烟气罩的边缘。装置应固定试件使其在焊接过程中不能移动或变形。5.9试件试件的材料适用于所检验的焊接方法和焊接材料,其尺寸要确保持续熔敷至少 60s燃弧时间的焊缝长度(见 B.5)。注:本文件的仪器设施材料说明见附录B。6试验步骤6.1焊接方法选择对于焊条电弧焊,使用手工焊或自动焊做试验。对于连续送丝的焊接方法,例如实心焊丝惰性气体保护电弧焊、实心焊丝非惰性气体保护电弧焊、药芯焊丝(包括非金属粉型和金属粉型)气体保护电弧焊和药芯焊丝自保护电弧焊等,使用自动焊做试验。由具备操作经验的焊工/焊接操作工进行手工焊接和自动焊设置。所有试验开始前,检查并确认所有测量及记录仪器设施均处于校准有效期内,且运行正常6.2 焊条电弧焊6.2.1 设置试验舱将试验舱(5.1)安放在一个无干扰环境(见 B.6)中。

  6.2.2 预试验6.2.2.1 通过预试验设置试验电流设置所需的焊接参数见附录C,按照附录D的规定做试验程序,按 a)~f)步骤进行预试验以设置试验电流,并在之后使用同一套仪器测量设备和材料来正式的烟尘排放速率试验。

  6.3预试验6.3.2.1 通过预试验设置试验条件设置所需的焊接参数见附录C,按照附录D的规定做试验程序,按 a)~i)步骤进行预试验以设置试验电流和电压,并在之后使用同一套测量仪器设施和材料来正式的烟尘排放速率试验。连接测量电流、电压、送丝速度和时间的设备(5.4),具体操作按照 D.1的规定。调整保护气体(如使用)的流量达到所需数值(见C7)。在自动化电弧焊装置(5.8)上固定一个试件(5.9)使其在焊接过程中不能移动或变形,从而试。)验过程中保持 CTWD 恒定。将焊枪安置在所需角度(见 C.3)并固定。按照 D.2的规定通过升降焊枪设置所需的CTWD。设置所需的焊接速度(见C.4)。开始焊接并调整电源设定至所需的试验电流和电压。停止焊接,更换试件或调整试件位置,使得下一道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面,如有必h)要,固定试件使其在焊接过程中不能移动或变形。检査并确认CTWD没有变化,否则重新设置。重新开始焊接,持续一段适当时间,例如60s,记录试验时段内的平均电流和电压。确认已调至所需试验电流和电压,否则更换试件或调整试件位置,重新调整电源后重复试验再次确认。达到所要求的试验条件后,接着来进行预试验以确定排放速率试验所需试验时间。6.3.2.2 通过预试验确定排放速率试验所需试验时间更换试件或调整试件位置,使得下兴道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面,固定试件使其在焊接过程中不能移动或变形。将用于排放速率试验的滤纸(5.2.1)称好前重,安放在设定位置,小心移动焊枪上方的试验舱使焊枪处于中心位置,启动抽取装置(5.3),重新开始焊接。

  6.3.4 收集用于分析的烟尘按 a)~f)步骤进行收集用于分析的烟尘。在自动化电弧焊装置(5.8)上固定一个试件(5.9)使其在焊接过程中不能移动或变形,从而试a)验过程中保持 CTWD 恒定。在试验舱设定位置安放一张滤纸(5.2.2)。小心移动焊枪上方的试验舱使焊枪处于中心位置。。启动抽取装置并依据烟尘排放速率试验的结果开始焊接,直到滤纸上收集足够的烟尘用于分析。停止焊接,关闭抽取装置并从试验舱移出滤纸f) 立即使用干净的刷子将滤纸上面的烟尘刷了并放入一个密封的容器内储存以避免吸潮。如果从滤纸上收集不到足够的烟尘用于分析,需要重复这一步骤获得更长的燃弧时间,且最好使用同一张滤纸。

  7数据处理和试验报告计算每次平行试验排放的烟尘质量(mg)。计算每次平行试验的烟尘排放速率(mg/s):用排放烟尘的质量(mg)除以燃弧时间(s)。计算每组平行试验的烟尘排放速率的平均值,并依据 GB/T 27418 评定测量不确定度。完成附录E规定的试验报告中所有适用内容。

  附录A(资料性)试验舱设计的具体方案A.1“烟气罩”型试验舱A.1.1 使用领域“烟气罩”型试验舱(见 3.2中的注)通常适用于自动焊试验,而带有手孔的试验舱也适用于手工焊试验。A.1.2 方案 1(圆底烟气罩)排放速率测定和烟尘的收集可采用图 A,1所示设计的烟气罩进行,这种烟气罩在 AWSF1.2中有详细描述,具体包括以下要求。试验舱呈圆锥形,舱底直径为 600 mm,高度为 600 mm。b) 试验舱上端有一个直径为 300 mm 的压帽,顶部连接抽取装置,底部配有组件,安装收集烟尘的滤纸及支撑网。试验舱安设两个手孔,附有橡胶密封圈,以防烟尘追出。试验舱安设一个衬有滤光片的观察窗,以便在焊接过程中观察和引导电弧。观察窗安装在调d)节螺栓上,在安装面上方留出至少 15 mm的同隙,以允许空气进入。由于带有手孔且没有底板,图 A.1所示的烟气章适用于自动焊和手工焊试验。

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