激光焊接的安全与防护

2018-06-11 14:20 作者:平台资讯 来源:ag88环亚国际娱乐平台

  

 

  摘要:本文简略介绍了激光辐照对人体安排的热效应,光效应;介绍了激光焊接时可能引起的对眼睛、神经和皮肤的危害以及有关的规范;指出了对激光危害应采纳的工程操控、个人防护以及安全办理等防护办法。

  关键词: 激光焊接 安全 防护

  前语

  激光是受激辐射扩大的光,与传统的光源比较,它的四个明显特色是方向性好、亮度高、激光操控机械主动找平技能在推土,单色性强、相干性好。激光具有杰出的时空特性,聚集后功率密度可达l05W/cm2以上,对资料的效果既可所以接连式的,又可所以准接连的,还能够脉冲式的。脉冲宽度能够短至μ s、ns、乃至更短:其效果在资料上的面积、激光焊接的形状、功率(或能量)均能够便利调理。波长为1.06μm的YAG激光还可用光纤传输,千瓦级的YAG激光光纤传输时的光纤直径仅几百μm,激光的这些特色使其在焊接及其相关范畴比如切开、打孔、打标、熔覆等范畴得到了日益广泛的使用,并遭到了越来越多的重视。

  别的,激光也像一般光相同有生物效应,这种生物效应一方面可给人类带来好处,比如育种、医疗,另一方面,无防护的大功率激光辐射,也会构成人体安排直接或直接的危害。因此,了解激光对生物体可能构成的危害,对从事激光焊接的工作者是十分必要的。

  1 激光的生物效应

  激光对生物机体的效应首要有热效应、光效应、压力效应以及电磁场效应。

  1.1热效应

  热效应是指高功率密度的激光辐照生物体时所引起的生物体安排蛋白质的损坏、烧伤、炭化、气化、穿孔等。

  研讨标明,用100焦耳的激光照耀到0.1cm3的生物体上,在几μm的时刻内可升温至200℃。但是,温度下降的速度却很慢,温度的急升弛缓冷会引起基因的骤变。通常情况下,基因约由1000个原子组成,原子受高热会改动其方位,变成异构分子。

  1.2 光效应

  是指激光照耀生物体所引起的影响、按捺以及分化等效果,激光对人体的光效应与激光波长、照耀时刻、照耀剂量等有关。

  1.2.l光敏效果

  是指激光对生物体的影响或按捺效果。He-Ne激光的波长为0.6328μm,mw级的He一Ne激光照在人体上几乎没有温升的感觉,但是,却能影响酶的活性,增强血液中的吞噬细胞、红血球和血色素的含量。

  l.2.2光致危害

  高度单色性的激光会使分子里的化学键受激起而引起分子分化。例如核糖酸吸收0.25~0.26.μm的紫外光会引起细胞逝世。

  1.2.3 压力效应

  光照耀在物体上,把光的动量传递给物体即构成光压,光压与功率密度成正比。激光的压力来自两个方面,一是辐射压力,当功率密度为:108 W/cm 2时,辐射压力可达3400 Pa,二是功率密度逾越人体危害的阈值时,安排蒸腾、气化发生的冲击压力。辐射压力和冲击压力构成了总压力。

  l.2.4电磁场效应

  正常机体细胞和安排有必定的游离电荷储藏,存在一特别的生物场。激光作为一种很强的电磁波,其照耀人体安排时,其电磁场会对人体安排的生物场发生搅扰,影响其生理状况。

  激光光波的电磁场首要影响机体的原子和分子状况,进而影响生物电位,生物电位对神经脉冲传递有重要效果,所以,激光辐照会引起神经脉冲传递受影响、按捺或损坏。

  2 激光焊接引起的危害

  激光焊接时,工作人员处于强激光的邻近,如防护欠好,可能会对眼睛、皮肤以及神经体系引起危害。

  2.1激光对眼睛的危害

  人对物体的视觉构成进程是:物体宣布的可见光影响视网膜上的感光细胞,然后经视神经传给大脑。

  我国规则的眼睛直视激光束的最大答应照耀量见表1。

  2.2 激光对神经的影响

  激光对神经的影响系经过电磁效应而发生。安全与防护激光可经过皮肤对神经末梢起效果,国外许多从事相关研讨的专家经过对家兔、豚鼠的研讨证明了这一点。

  2.3 激光对皮肤的危害

  当视网膜遭到光强很大的激光照耀时,轻则使视神经发痛,重则使视网膜损坏。

  人的眼睛作为一个生物聚集体系,聚集后效果在视网膜上的功率密度较进入角膜前可进步2~5×105倍。明显,高度平行的激光对人眼可能引起的危害有必要高度重视。

  激光对眼睛的危害与激光波长、功率或能量、脉宽、环境等有关。

  功率越大,波长越短,危害越严峻;夜间或在暗室时,瞳孔大,进入眼睛的能量大,危害大。

  激光对皮肤的危害首要是烧伤。研讨标明,深色皮肤较淡色皮肤的吸收率高;皮肤对CO2激光的吸收率高:吸收的能量首要沉积在皮肤浅层。

  我国规则的激光照耀皮肤的最大答应照耀量见表2。

  表3是美国食物与药物安排(FDA)1993年发布的对人眼和皮肤安全的不同波长激光束的剂量和最大答应的曝光时刻。

  3 激光辐射时危害的操控

  为了保证激光焊接时的安全与防护,对激光危害有必要严加操控,操控办法首要是工程操控、个人防护以及安全办理等。

  3.1 工程操控

  工程操控是指对激光器或激光加工体系在结构上所采纳的安全办法,首要包含:

  (1) 防护罩:用以防止工作人员承受逾越最大答应照耀量。

  (2) 安全连锁:是指与防护罩相连的、在移开防护罩时可防止辐射的自动装置。

  (3) 钥匙开关:这是一个广义概念,泛指取下钥匙时,激光器转。

  (4) 安全光路:对辐照可能引起焚烧或次级辐射的光路予以关闭。

  (5) 光束停止:为了使激光束不逾越受控的加工作业区,可使用光束停止器或衰减器。

  3.2 个人防护

  个人防护首要是指:

  (1) 配戴激光防护眼镜:激光防护眼镜的滤光片挑选性地衰减特定的激光波长,并尽可能多地透过非防护的可见辐射。改进供应链将取得竞赛优势,激光防护眼镜可分为一般眼镜型、边框不透光的防侧光型以及边框部分透光的半防侧光型。

  (2) 配戴激光防护面罩:首要用于紫外激光源,激光防护面罩不只能够维护眼睛,尚可维护面部皮肤。

  (3) 激光防护手套:高功率、高能量的激光不管直射或散射均会构成危害,因此,佩带激光防护手套也是必要的。

  (4) 穿戴激光防护服:对工作人员皮肤可能遭到最大答应照耀量的岗位,应供给防护服,防护服应耐火、耐热。

  3.3 安全办理

  安全办理首要包含设置专门机构或人员,清晰责任、权力:包含安全训练以及医学监督等。

  

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