郑中平，王延斌

（航天凯天环保科技股份有限公司，湖南长沙410129）

0 前言

近年来，我国的高速铁路、城市轨道交通建设进入高峰期，高速列车需求剧增。高速列车车体采用铝合金型材，大部分采用焊接连接，在焊接过程中会产生大量的铝合金焊接烟尘和有害气体，铝合金焊接质量、焊接缺陷与环境温度、相对湿度、空气流速等因素有密切的关系。高速列车转向架采用高强度钢，焊接过程中也有大量的焊接烟尘和有害气体产生。《中国制造2025》中“绿色”作为一个关键词出现了46次，要求采用清洁高效的焊接工艺和环境保护措施，实现绿色生产。高速列车焊接生产中的烟尘、有害气体污染物不仅给环境保护带来巨大压力，还会引发职业病。

1 焊接污染物、烟尘粒径分布及危害

铝合金焊接一般采用MIG焊和TIG焊。碳钢焊接一般采用CO2气体保护电弧焊。

1.1 焊接烟尘成分

焊接作业过程中产生的焊烟污染物包括一系列气体和以气溶胶形态存在的金属细颗粒、金属氧化物以及其他化学物质。焊接烟尘是焊接区蒸发出来的金属及其冶金反应物蒸气远离焊接区后凝结而成，以气溶胶的形态存在于空气环境中。

焊接烟尘的成分主要包括：氧化铁（FeO、Fe2O3、Fe3O4），氧化铝（Al2O3），氧化锰（MnO2、Mn2O3、Mn3O4、MnO），氟化物（CaF2、KF、NaF 等），钡化物（BaCO3、BaF2），K2O，Na2O，TiO2六价铬化物（Na2CrO4，K2CrO4，ZnCrO4等），氧化镍（NiO，NiO2，Ni2O3），氧化镉（CdO），氧化铍（BeO），氧化钴（CoO），二氧化钍（ThO2）。气态污染物主要有O3、NxO、CO、CO2等。不同焊接工艺的烟尘成分如表1所示。

表1 不同焊接工艺的烟尘成分

1.2 焊接烟尘粒径分布

焊接烟尘粒径0.01～0.2 μm，这些球形颗粒形成链式结构和网状结构如图1、图2所示。……