2020_Book_HazardousSubstancesInWeldingAn

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2020_Book_HazardousSubstancesInWeldingAn   

   两个分卷 是 EPUB格式  能方便在手机观看。和PDF内容一致。


Contents
1 General Information on Hazardous Substances in Welding
and Allied Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2.1 Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2.2 Health Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.1 Gaseous Hazardous Substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Particulate Hazardous Substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.3 Hazardous Substances from Organic Based Coating
Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4 Influencing Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.5 Occupational Exposure Limit Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.6 Biological Limit Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.7 Test Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2 Health Effects of Specific Hazardous Substances . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1 Toxic Gaseous Hazardous Substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.1 Carbon Monoxide (CO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.2 Nitrogen Oxides (NOx = NO, NO2) . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.3 Ozone (O3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.1.4 Phosgene (COCI2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1.5 Gases from Coating Materials and Fluxes . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Particulate Hazardous Substances. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1 Lung-Stressing Substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.2 Toxic Substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.3 Carcinogenic Substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.4 Radioactive Substances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
xv
3 Assignment of Hazardous Substances to Welding Processes
and Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1 Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.1 Gas Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.2 Manual Metal Arc Welding with Covered Electrodes . . . . 27
3.1.3 Gas-Shielded Arc Welding, in General . . . . . . . . . . . . . . 29
3.1.4 Gas-Shielded Metal Arc Welding (GMAW) . . . . . . . . . . 29
3.1.5 Tungsten Inert Gas Welding (TIG) . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1.6 Submerged Arc Welding (SAW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.1.7 Resistance Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.1.8 Laser Welding Without Filler Metal . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.1.9 Laser Cladding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1.10 Laser Welding with Nd:YAG-Laser . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1.11 Assignment of Key Components to Welding Processes
(Example) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1.12 Hybrid Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.2 Thermal Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2.1 Flame Cutting (Unalloyed and Low-Alloy Steel) . . . . . . . 37
3.2.2 Plasma Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2.3 Laser Beam Cutting, in General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.2.4 Laser Cutting with CO2-Laser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.2.5 Laser Cutting with Nd:YAG-Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3 Thermal Spraying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3.1 Flame Spraying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.2 Arc Spraying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.3 Plasma Spraying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.4 Soldering and Brazing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.1 Soldering (T < 450 °C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.2 Brazing (T > 450 °C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.3 MIG Brazing, Laser Brazing, Plasma Brazing
(T > 900 °C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4 Ultrafine Particles (UFP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1 Findings from Studies on Toxicity of UFP in General . . . . . . . . . 51
4.2 Findings from Research on the Characteristics of UFP . . . . . . . . . 51
4.3 Results from Studies on Welding Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.4 Findings from Research on Identification of Particle
Characteristics in Welding of Galvanized Sheet . . . . . . . . . . . . . . 60
4.5 Other Findings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
xvi Contents
5 Hazard Evaluation During Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.1 ISO 15011-4 Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.2 Risk Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.3 Assessment of Airborne Particles During Welding
and Allied Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.4 Additional Tools for Hazard Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6 Measurement Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.1 Measurement Methods for Gaseous Substances . . . . . . . . . . . . . . 68
6.2 Measurement Methods for Particulate Substances
in the Breathing Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.3 Stationary Sampling for Particulate Substances . . . . . . . . . . . . . . . 72
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7 Technical Protective Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
7.1 Selection of Low Fume Emission Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
7.2 Selection of Low Emission Consumables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7.3 Improvement of the Working Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7.4 Technical Safety Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.4.1 Oxyacetylene Welding and Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.4.2 Plasma Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.4.3 Operations in Enclosed Booths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.4.4 Ventilation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.4.5 Free Ventilation (Natural Ventilation) . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.4.6 Forced (Mechanical) Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.4.7 Extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.4.8 Downdraft Cutting Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.4.9 Supply Air Systems/Room Ventilation . . . . . . . . . . . . . . 86
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
8 Personal Protective Equipment (PPE) for Hazardous Substances . . . 89
8.1 Welder’s Hand-Held Shields and Welding Helmets . . . . . . . . . . . 89
8.2 Respiratory Protective Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
9 Preventive Occupational Medical Care . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Appendix: Hazard evaluation during welding, German approach . . . . . 95
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
International Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

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yangtzeliu

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