液压支架结构件焊接车间焊烟整体净化的治理与节能

关键词：劳动量焊接机器人作业

生产液压支架生产在实际焊接作业过程中会用焊接机器人完成相应的焊接作业，通过对焊接机器人的应用，不仅可以大幅度降低焊接人员在具体工作中劳动量，而且也可以保证焊接期间，整体作业的稳定性，提高焊接整体质量。而随着科技的快速发展，焊接机器人在液压支架中应用是大势所趋。在将焊接机器人应用到液压支架生产中时，由于焊接作业的进行，会产生大量的粉尘、烟尘，这些物质的产生，一方面会对采用的焊接机器人造成破坏，另一方面还会缩短加工设备寿命，造成严重的污染，产生的影响十分严重，因此，加强对液压支架焊接作业中产生的烟尘进行治理已经迫在眉睫。

1. 液压支架

液压支架在实际应用过程中的作用就是对矿山压力结构物进行合理控制。在具体采矿过程中，采面矿通过外载方式直接作业在液压支架上。液压支架和采面围岩相互作用的力学系统中，若液压支架的各个承件合理预订板作用在液压之间外荷载刚好都在同一条直线上，此时，液压支架适合应用该采面围岩上。图1为液压支架模型。

通过图1可以看出，液压支架的机构十分复杂，具体作业过程中，要做好相应焊接作业，保证焊接的合理性，只有这样才能保证液压支架的性能可以满足应用需求，为煤矿开采作业开展提供强有力的的支持[1]。

2. 焊接液压支架构建车间污染现状

(1)化学污染

(1)焊接烟尘

焊接作业中的产生的烟尘污染是因为非金属和金属在过热环境下产生的水蒸气，其在经过氧化后和冷凝而形成的一种污染物。电焊烟尘污染物的化学成分由焊接材料和被焊接材料中决定。焊接烟尘具有的特点如表1所示。

(2)有害气体

在焊接高温电弧的作用下会产生大量的有害气体，常见的有害气体有一氧化碳、氮氧化物、氯化物等[2]。

(2)物理污染

焊接作业过程中的物理污染主要体现在以下几个方面：

(1)噪声污染

焊接车间的噪声污染主要是等离子喷涂，与切割作业造成的，噪声污染的大小主要取决于不同气体的性质、气体流量、焊接作业现场的具体情况，以及焊枪喷嘴口径的具体大小等。

(2)高频电磁辐射

等离焊和氩弧焊在实际作业期间应用高频振荡器引弧时，振荡器在实际作业将会形成强烈的的高频振荡，这将会导致钍钨极与喷嘴间空气隙被击穿，最终将会引燃等离子弧[3]。此外，还会存在一部分能量会通过电波的形式向空间辐射，最终会形成高频电磁场，这将会对作业车间的局部造成严重污染，高频电磁辐射的具体强度主要取决于焊接作业过程中，高频设备的具体输出功率、作业功率，以及高频振荡器的具体距离等。

(3)光辐射

焊接作业过程中会应用到不同类型的焊接工艺，尤其实是明弧焊，以及为做好相应保护的隐弧焊等，都会形成外漏电弧，这将会出现光辐射，这会对焊接作业的正常开展造成较为严重的影响。

治理污染过程中，要结合车间工位的具体情况而定，制定一套合理的控制烟气的方案，采用的方案不断正常焊接作业的开展造成不良影响。制定治理方案时，要充分考虑质量效果，符合环保、节能的最终目的。

3. 治理液压支架结构焊接车间焊烟的合理措施

(1)确定通风换气量

设计通风系统时要准确确定通风量，这也是具体设计核心问题，各项问题不仅会对车间内的空气质量造成直接影响，而且还会对通风系统在具体运行过程中的能耗、投资费用、运行费用的等各项内容产生直接影响[4]。从实际情况来看，影响通风量设计的因素有车间内污染物允许的最大值，以及污染物的产量，因此，在对通风量换气量进行确定时，必须要考虑各种影响因素，也只有这样的确定才是合理的，才能有效减少焊接车间的焊烟，为焊接作业的顺利进行保驾护航。

(2)通风耗热量

现代工业厂房通常采用的都为轻钢结构，厂房施工时间短，整个厂房的高度、宽度都较大，维护结构封闭相对良好。在厂房内焊接作业时，由于受太阳辐射和焊接工艺设备发热影响，这将会导致内车间的温度不断升高，并且焊接作业在具体进行中要保持一定湿度[5]。尤其是冬季比较寒冷的区域，通风会造成较为严重的风热损失，因此，为了达到节能的目的，在对焊接烟尘进行排除时，应当利用循环方式完成相应的处理工作。

(3)净化焊烟的整体方案

对焊接烟尘进行治理的目的如表2所示。

液压支架焊接构件是一项复杂的工作，其具有构件尺寸大、焊接工艺复杂、板材厚、难度大等多项特点，这都对焊接车间提出了更高的要求。通常来说，采用的焊接车间上部要有天车运行，这就导致车间上部无法布置排风罩，因此，针对不仅要治理焊接烟尘，而且要利用空调车间，要将除尘和空调合理的结合在一起，利用全面通风系统+循环过滤系统，气流组织为置换通风，针对系统中应用的出效过滤器必须具有良好的性能，并且可以利用碳吸附方法完成相应的处理工作。

此外，为了降低治理焊烟过程中的能量消耗量，在不同季节要对新风量进行调整，在夏季要利用全新风运行。初效过滤器微孔结构在特殊环境下，可以利用机械进行拉伸，并且不会改变其初效过滤器原有特性，进行过滤时，过滤膜表面各项粉尘容易剥落，通气量可以保持在同一个水平上。覆盖式滤筒的体积小，并且面积大，通过对其的应用，可以大幅度降低能量的损耗量，并且能够扩大大气的实际流量。由此可见，采用高效覆膜聚酯滤筒是收集焊接烟尘，提高作业环境的最佳选择。在实际治理期间，通过对活性炭的应用，可以完成对大气中各种气体污染物的吸收，其起到的主要作用就是完成对大气中一氧化碳、氮氧化物、二氧化碳等各种污染物的处理。