操作激光打标机有危险吗? 激光加工中存在的危险有哪些?

1.激光加工危险分类

根据《激光加工机械安全要求KGB/T 18490—2001),使用激光加工设备时可能导致两 大类危险:第一类是设备固有的危险;第二类是外部影响(干扰)造成的危险。危险是引起人 身伤害或设备损坏的原因。

1)设备固有危险

激光加工设备固有危险一共有8个大类。

操作激光打标机有危险吗? 激光加工中存在的危险有哪些?

(1)机械危险:

机械危险包括激光加工设备运动部件、机械手或机器人运动过程中产生 的危险,主要包含以下几个方面。

① 设备及其运动部件的尖棱、尖角、锐边等的刺伤和割伤危险。

② 设备及其运动部件倾覆、滑落、冲撞、坠落或抛射危险。

例如,激光加工设备上的机械手可能会把防护罩打穿一个孔,可能损坏激光器或激光传

输系统,还可能会使激光光束指向操作人员、周围围墙和观察窗孔。

(2) 电气危险:

激光加工设备总体而言属于高电压、大电流的设备,电气危险首先可能是 高电压、大电流对操作人员的伤害和对设备造成的损坏,其次是在极高电压下无屏蔽元件产 生的臭氧或X射线,它们都会直接造成触电等人身伤亡事故。

(3) 噪声危险:

使用激光加工设备时常见的噪声源有吸烟雾用的除尘设备运转喧叫声、 抽真空杲的马达噪声、冷却水用的水泵马达噪声、散热用的风扇转动噪声等。

在无适当防护的情况下,当噪声总强度超过90 dB时可引起头痛、耳鸣、心律不齐和血压 升高等后果,甚至可致噪声性耳聋。

激光加工设备整机噪声声压级不应超过75 dB(A)。声压级测量方法应符合GB/T 16769—2008 的规定。

(4) 热危险:

在使用激光加工设备时可能导致火灾、爆炸、灼伤等热危险,热危险可分为 人员烫伤危险和场地火灾危险两大类。

激光加工设备爆炸源主要有泵浦灯、大功率玻璃管激光器、电解电容等。

由热危险导致烧穿激光加工设备的冷却系统和工作气体管路以及传感器的导线,可能 造成元器件损毁或机械危险产生。

激光光束意外地照射到易燃物质上也可能导致火灾。

(5) 振动危险。

(6) 辐射危险的分类和后果。 .

① 辐射危险种类:辐射危险与热危险密不可分,它可以分为三类。

■直射或反射的激光光束及离子辐射导致的危险。

*泵浦灯、放电管或射频源发出的伴随辐射(紫外、微波等)导致的危险。

*激光光束作用使工件发出二次辐射(其波长可能不同于原激光光束的波长)导致的危险。

② 辐射危险后果:辐射危险会引起聚合物降解和有毒烟雾气体,尤其是臭氧的产生,会 造成可燃性物料的火灾或爆炸,会对人形成强烈的紫外光、可见光辐射等。

(7) 设备与加工材料导致的危险的分类及副产物。

① 危险种类:设备与加工材料导致的危险也有三类。

•激光设备使用的制品(如激光气体、激光染料、激活气体、溶媒)导致的危险。

•激光光束与物料相互作用(如烟、颗粒、蒸气、碎块)导致的火灾或爆炸危险。

•促进激光光束与物料作用的气体及其产生的烟雾导致的危险,包括中毒和氧缺乏危险。

② 各类激光加工时常见的副产物与危险。

•陶瓷加工:招(A1)、镁(Mg)、钙(Ca)、硅(Si)、铍(Be)的氧化物,其中氧化铍(BeO)有剧毒。

•硅片加工:浮在空气中的硅(Si)及氧化硅的碎屑可能引起硅肺病。

•金属加工:锰(Mn)、铬(Cr)、镍(Ni)、钴(Co)、铝(A1)、锌(Zn)、铜(Cu)、铍(Be)、铅 (Pb)、锑(Sb)等金属及其化合物对人体是有影响的。

其中Cr、Mn、C0、Ni对人体致癌,Zn、Cu金属烟雾引起发烧和过敏反应,金属Be引起肺 纤维化。

在大气中切割合金或金属时会产生较多重金属烟雾。

金属焊接与金属切割相比,产生的重金属烟雾量较低。

金属表面改性一般不会发生,但有时也会产生重金属烟雾。

低温焊接与钎焊可能会产生少量的重金属蒸气、焊剂蒸气及其副产物。

*塑料加工:切割加工、温度较低时产生脂肪族烃,而温度较高时则会使芳香族烃(如苯、 PAH)和多卤多环类烃(如二氧芑、呋喃)增加。其中聚氨酯材料会产生异氰酸氨盐,PMMA 会产生丙烯酸盐,PVC材料会产生氧化氢。

氰化物、C0、苯的衍生物是有毒气体.异氰酸盐、丙烯酸盐是过敏源和刺激物,甲苯、丙烯 醛、胺类刺激呼吸道,苯及某些PAH物质会致癌。

在切割纸和木材时会产生纤维素、酯类、酸类、乙醇、苯等副产物。

(8)设备设计时忽略人类工效学原则而导致的危险如下:

① 误操作危险;

② 控制状态设置不当;

③ 不适当的工作面照明。

2)设备外部影响(干扰)造成的危险

设备外部影响(干扰)造成的危险是指激光加工设备外部环境变化后所造成的设备状态 参数变化而导致的危险状态,也可以分为以下8类。

(1) 温度变化;

(2) 湿度变化; .

(3) 外来冲击和振动;

(4) 周围的蒸气、灰尘或其他气体干扰;

(5) 周围的电磁干扰及射电频率干扰;

(6) 断电和电压起伏;

(7) 由于安全措施错误或不正确定位产生的危险;

(8) 由于电源故障、机械零件损坏等产生的危险。

上述两大类共计16小类危险程度在不同材料和不同加工方式中的影响程度是不同的, 表1-2列出了用C02激光器切割有机玻璃时可能产生危险程度分类。用户可以根据上述方 法分析激光焊接、激光打标时可能遇到的主要危险,在激光设备和制定加工工艺时应该采取 措施来防范以上这些危险。

表1-2 CO:激光器切割有机玻璃时可能产生危险程度
表1-2 CO:激光器切割有机玻璃时可能产生危险程度

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