焊接烟尘危害与防护：全面降低暴露风险指南
焊接通过熔化金属工件和填充金属形成强接头。焊接过程产生可见烟雾，含有害金属烟尘和气体副产物。
本文讨论焊接作业、适用标准，并提供保护焊工及同事免受焊接烟尘中多种有害物质暴露的建议。
什么是焊接烟尘？
焊接烟尘是金属氧化物、硅酸盐、氟化物的复杂混合物。金属加热超沸点时蒸汽冷凝成极细颗粒（固体颗粒物）形成烟尘。焊接烟尘一般含电极和母材颗粒。
焊接烟尘是气态气体和细颗粒的变化混合物。成分取决于焊接方法和焊接产品。可能释放气体如：
- 保护气： 氩、氦、氮、二氧化碳
- 工艺气： 一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、光气、氟化氢、二氧化碳
也可能含大量金属氧化物、氟化物、金属细颗粒：铝、锑、砷、铍、镉、铬、钴、铜、铁、铅、锰、镍、钼、银、锡、钛、钒、锌。
影响工人暴露于焊接烟尘的因素：
- 焊接工艺类型
- 基体金属和填充金属
- 焊条成分
- 位置（室外、密闭空间）
- 焊工作业习惯
- 空气流动
- 通风控制使用
决定风险的三大因素
若无辅助通风和防护措施，风险水平取决于三因素：
- 烟尘毒性
- 烟尘浓度
- 吸入烟尘时长
1. 焊接烟尘毒性
烟尘毒性各异。如前所述，取决于焊接工艺类型、焊接材料、被焊材料。后续将详述如低碳钢焊接、不锈钢焊接、涂层金属焊接及特定焊接产品/工艺的烟尘产生情况。
2. 焊接烟尘浓度
烟尘和有害物浓度在焊点上升的烟羽中最高。通风排除越快越好。
3. 吸入焊接烟尘时长
焊工实际吸入烟尘时长取决于实际焊接时间。有制造商每天焊1-2小时，有的全天焊。简单计算（即引弧时间）显示：焊接越久，产烟越多，吸入气体细颗粒混合物危险越大。
焊接烟尘可导致严重疾病
吸入焊接烟尘潜在危险显而易见。若不信，阅读大量科学研究报告：焊接烟尘可致癌症、哮喘、甚至帕金森症状。
吸入焊接烟尘健康影响
- 急性暴露致眼鼻喉刺激、头晕恶心。出现症状者应立即离开、吸新鲜空气、就医
- 长期暴露致肺损伤、多癌（肺、喉、泌尿道）
- 特定烟尘致金属烟热、胃溃疡、肾损伤、神经系统损伤。长期吸入锰烟致帕金森样症状
- 氦、氩、二氧化碳置换空气中氧导致窒息，尤其密闭空间焊接。一氧化碳形成构成严重窒息隐患
焊接烟尘来源与健康影响对照表
| 烟尘类型 | 来源 | 健康影响 |
| 铝 | 因科镍尔、铜、锌、钢、镁、黄铜等合金铝成分、填充材料 | 呼吸道刺激物 |
| 铍 | 铜/镁/铝合金硬化剂、电触点 | “金属烟热”。致癌物。慢性损伤呼吸道 |
| 氧化镉 | 含镉不锈钢、镀件、锌合金 | 呼吸道刺激、咽干喉痛、胸痛、呼吸困难。慢性肾损伤、肺气肿。疑似致癌 |
| 铬 | 大多数不锈钢、高合金材料、焊条。也作镀层材料 | 肺癌风险增。部分人皮肤刺激。某形式致癌（六价铬） |
| 铜 | 蒙乃尔、黄铜、青铜合金、部分焊条 | 急性：眼鼻喉刺激、恶心、“金属烟热” |
| 氟化物 | 低/高合金钢常用电极涂层和焊剂材料 | 急性眼鼻喉刺激。长期致骨关节问题。慢性含肺积液 |
| 氧化铁 | 所有铁/钢焊接主污染物 | 铁沉着病——肺沉积颗粒致良性肺病。急性鼻肺刺激。暴露停止倾向缓解 |
| 铅 | 焊锡、黄铜青铜合金、钢底漆/涂层 | 神经/肾/消化/智力慢性损伤。可致铅中毒 |
| 锰 | 大多数焊接工艺，尤高强钢 | “金属烟热”。慢性致中枢神经系统问题 |
| 钼 | 钢合金、铁、不锈钢、镍合金 | 急性眼鼻喉刺激、呼吸困难 |
| 镍 | 不锈钢、因科镍尔、蒙乃尔、哈氏合金、高合金、焊条、镀钢 | 急性眼鼻喉刺激。非焊接职业观察到癌风险增。也关联皮炎、肺问题 |
| 钒 | 部分钢合金、铁、不锈钢、镍合金 | 急性眼皮呼吸道刺激。慢性支气管炎、视网膜炎、肺积液、肺炎 |
| 锌 | 镀锌和涂漆金属 | 金属烟热 |
焊接气体来源与健康影响对照表
| 气体类型 | 来源 | 健康影响 |
| 一氧化碳 | 电弧中形成 | 易入血致头晕、头痛、肌无力。高浓度致昏迷死亡 |
| 氟化氢 | 焊条涂层分解 | 刺激眼呼吸道。过量致肺/肾/骨/肝损伤。慢性致鼻喉支气管慢性刺激 |
| 氮氧化物 | 电弧中形成 | 低浓度眼鼻喉刺激。高浓度肺异常积液等严重影响。慢性肺气肿等肺问题 |
| 缺氧 | 密闭空间焊接、保护气置换空气 | 头晕、精神混乱、窒息、死亡 |
| 臭氧 | 焊接电弧形成，尤等离子弧、MIG、TIG | 急性肺积液出血。极低浓度（如1ppm）致头痛、眼干。慢性显著改变肺功能 |
焊接产生有机蒸汽来源与健康影响对照表
| 气体类型 | 来源 | 健康影响 |
| 醛类（如甲醛） | 含粘合剂颜料金属涂层、脱脂溶剂 | 眼呼吸道刺激物 |
| 二异氰酸酯 | 聚氨酯漆金属 | 眼鼻喉刺激。极低暴露致敏致哮喘/过敏症状 |
| 光气 | 残留脱脂溶剂金属（光气由溶剂与焊接辐射反应生成） | 严重刺激眼鼻呼吸系统。症状可延迟 |
| 磷化氢 | 防锈剂涂层金属（磷化氢由防锈剂与焊接辐射反应生成） | 刺激眼呼吸系统，损肾他脏器 |
降低焊接烟尘暴露
- 焊工应了解所用材料危害。OSHA危害沟通标准要求雇主提供职场危险材料信息培训
- 焊接表面应清洁涂层（溶剂残留、油漆）防潜在毒性暴露
- 工人定位避免吸入烟尘气体。如室外焊接站上风向
- 通用通风（自然/强制新风）可降低作业区烟尘气体水平。室外/开放空间不保证通风充分。无通风排气系统区域，焊工应利用自然气流配合定位使烟尘气体远离自己和他人
- 局部排气通风系统可从焊工呼吸区移除烟尘气体。烟罩、吸烟枪、真空喷嘴贴近烟羽源头清除最大量烟尘气体。便携/柔性排气系统可定位吸走焊工烟尘气体。排气口远离他人
- 考虑替代低烟尘/低毒焊接工艺或耗材
- 无通风不在密闭空间焊接。参考OSHA法规
- 作业习惯和通风不足以将暴露降至安全水平时需呼吸防护
制造工艺