本文件描述了测定电弧焊过程中烟尘排放速率以及收集后续分析用样品的实验室方法，规定了仪器设备、材料、试验步骤、数据处理和试验报告等要求。 本文件适用于除钨极惰性气体保护电弧焊以外的所有明弧焊烟尘排放速率的实验室方法测定。

ICS25.160.10
CCSJ33
中华人民共和国国家标准　
GB/T43905.1—2024
焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法
第1部分:电弧焊中烟尘排放速率的测定和分析用烟尘的收集
Laboratorymethodforsamplingfumeandgasesinweldingandalliedprocesses-Part1:Determination offumeemission rateduring arcweldingandcollectionoffumeforanalysis( isO 15011 -1 :2009, Health and safetyin welding and alliedprocesses-Laboratorymethod forsamplingfumeand gasesPart1:Determination offumeemission rateduring arcwelding andcollection offume foranalysis,MOD )2024-04-25发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-11-01实施
1范围
规范性引用文件
术语和定义
仪器设备和材料
试验步骤
数据处理和试验报告
附录A (资料性)
附录B (资料性)
附录C (资料性)
附录D (规范性)
附录E (规范性)
参考文献
试验舱设计方案
仪器设备材料说明
焊接参数bzxZ.net
试验程序
试验报告
GB/T43905.1—2024
GB/T43905.1—2024
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T43905《焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法》的第1部分。GB/T43905已经发布了以下部分：一第1部分：电弧焊中烟尘排放速率的测定和分析用烟尘的收集；一第2部分：电弧焊、切割及气刨中一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮排放速率的测定；一第3部分：电弧焊中臭氧排放速率的测定；一第4部分：焊接材料焊接烟尘排放限值；一第5部分：基于热解-气相色谱-质谱法的焊接或切割中有机材料热降解物的识别；一第6部分：电阻点焊中烟尘和气体的定量化测定。本文件修改采用IS015011-1:2009《焊接及相关工艺的健康与安全烟尘和气体取样的实验室方法第1部分：电弧焊过程中烟尘排放速率的测定和用于分析的烟尘的收集》。本文件与IS015011-1:2009相比做了下述结构调整：一第4章的部分内容对应IS015011-1:2009中的6.4。本文件与IS015011-1:2009的技术差异及其原因如下：一删除了规范性引用文件ISO/TR25901,增加了规范性引用文件GB/T3375（见第3章），以适用我国技术要求；
一增加了“排放速率”术语和定义(见3.1)便于本文件的执行；一删除了烟尘成分分析方法(见IS015011-1:2009的6.4)，并将IS015011-1:2009的6.4并入第4章中，以符合本文件规定的范围以及原理规定的内容；一删除了关于校准的要求见5.5和5.6），以符合我国实际情况；一增加了测量及记录仪器设备的通用要求（见6.1），便于本文件的执行；一明确给出试验过程中使用的滤纸(见6.2.2.2、6.2.3、6.2.4、6.3.2.2、6.3.3和6.3.4)；一用规范性引用的GB/T27418替换了ISO/IECGuide98-3(见第7章），以适用我国技术要求。本文件做了下列编辑性改动：
一根据标准内容和适用范围，将标准名称改为《焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法第1部分：电弧焊中烟尘排放速率的测定和分析用烟尘的收集》；一将3.2定义中的部分内容移到注1中，并更改了3.2中试验舱分类的表述形式，删除列项；一5.4、5.7、6.2.2.1、6.2.2.2、6.2.3、6.2.4、6.3.2.1、6.3.2.2、6.3.3、6.3.4使用列项表述一用资料性引用的GB/T43905.4替换了ISO15011-4(见引言）、GB/T16672替换了ISO6947(见 c.2);
一删除了ISO15011-1:2009中6.1、6.3.2.2的“注”；一删除了ISO15011-1:2009中6.2.4、6.3.4的“注1和注2”。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国焊接标准化技术委员会(SAC/TC55)提出并归口。本文件起草单位：中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司、昆山京群焊材科技有限公司、山东聚力焊接材料有限公司、四川大西洋焊接材料股份有限公司、天津大桥焊材集团有限公司、北京工业大学、国家卫生健康委职业安全卫生研究中心、浙江申嘉焊材科技有限公司、西安热工研究院有限公司H
GB/T43905.1—2024
哈尔滨工业大学、南京理工大学、重庆众思创智能科技有限公司。本文件主要起草人；杨子佳、童天旺、孟波、张晓柏、杨天文、姜英龙、石柏成、李红、丁春光、郑晓东、刘福广、何鹏、薛鹏、郑雪靖。V
GB/T43905.1—2024
GB/T43905《焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法》对烟尘和气体的实验室取样和分析方法进行了规范化，有利于对不同工艺方法生成的烟尘和气体进行评估。GB/T43905是通用性基础方法标准，由六个部分构成。一第1部分：电弧焊中烟尘排放速率的测定和分析用烟尘的收集。目的在于规定适用于易生成烟尘的明弧焊焊接烟尘排放速率测定的实验室方法以及用于分析的收集方法。一第2部分：电弧焊、切割及气刨中一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮排放速率的测定。目的在于规定适用于电弧焊、切割及气刨过程中生成的一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮排放速率测定的实验室方法。一第3部分：电弧焊中臭氧排放速率的测定。目的在于规定适用于自动焊接电弧焊过程中臭氧排放速率测定的实验室方法。
一第4部分：焊接材料焊接烟尘排放限值。目的在于规定适用于非合金钢、合金钢和有色金属的手工、半自动或全自动电弧焊连接或堆焊所用的全部焊接材料焊接烟尘排放限值的编制方法。一第5部分：基于热解-气相色谱-质谱法的焊接或切割中有机材料热降解物的识别。目的在于规定适用于全部或部分由有机材料组成的涂层在焊接、切割、预热和矫正过程中受热降解后生成的不明确产物组分识别和半定量化测量的实验室方法。一第6部分：电阻点焊中烟尘和气体的定量化测定。目的在于规定适用于有/无涂层钢板电阻点焊生成的烟尘和气体排放率测定的实验室方法。焊接及相关工艺生成烟尘和气体，如果吸入会对人体健康有害。有关烟尘和气体的成分、排放速率的资料能够帮助职业卫生专业人员评估工人的接触情况，进而确定适当的控制措施。绝对接触浓度取决于焊工相对于烟雾和气流的位置等因素，并不能从排放速率数据预测。一般而言，在相同的工况下，较高的排放速率预计会有较高的接触浓度，反之较低的排放速率预计就会有较低的接触浓度。因此，排放速率数据能用于预测不同焊接条件下在工作场所可能发生接触的相对变化，并确定减少这种接触的措施，但不能用于测算通风要求。本文件规定了测定烟尘排放速率的方法和收集后续分析用烟尘的实验室方法，并提出适合的分析技术。该程序对试验方法做了简单规定，用户可自行选择试验参数，以便能评估不同变量的影响。排放速率的测定取决于正确的试验条件，否则数据波动非常大，因此，GB/T43905.4中规定了生成烟尘排放速率数据的试验参数，用于对比焊接材料的排放速率。本文件能用于评估焊条、焊丝、焊接参数、工艺方法、保护气体、试件成分、试件表面状况对烟尘排放速率的影响。通过对所收集的烟气进行分析，还能确定试验参数对烟尘组分的影响。本文件执行和对得到结果的解释由具备资格和经验的人员负责。>
1范围
焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法
第1部分：电弧焊中烟尘排放速率的测定和分析用烟尘的收集
GB/T43905.1—2024
本文件描述了测定电弧焊过程中烟尘排放速率以及收集后续分析用样品的实验室方法，规定了仪器设备、材料、试验步骤、数据处理和试验报告等要求。本文件适用于除钨极情性气体保护电弧焊以外的所有明弧焊烟尘排放速率的实验室方法测定。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用支件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T3375
5焊接术语
GB/T27418测量不确定度评定和表示(GB/T27418—2017,ISO/IECGuide98-3:2008.MOD）3术语和定义
GB/T3375界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
排放速率emissionrate
焊接、切割、气刨等相关工艺过程中在单位时间内排放烟尘的质量或气体的体积。3.2
试验舱testchamber
进行排放速率试验的可持续抽取的半封闭舱室。注1：常用于电弧焊、切割或气刨操作过程中。注2:试验舱一般分为三类：没有底板的试验舱为“烟气罩”；有底板的试验舱为“烟气箱;试验舱底板易灵活拆装，按使用需要转换为“烟气罩或“烟气箱”。3.3
皂膜流量计bubbleflowmeter
通过测量气体推动皂膜经过立管内段校准体积的起止时间而得出气体流量的基础仪表。4原理
采用手工或自动化的焊条电弧焊方法，或者自动化连续送丝的电弧焊方法，在一个可持续抽取的半封闭试验舱内的试件上进行焊接，使用已称量过质量的滤纸收集烟尘，并记录燃弧时间(s），焊接后再次GB/T43905.1—2024
称量滤纸的质量，计算前后质量的差值即得到烟尘质量(mg）。用收集的烟尘质量除以燃弧时间计算得出烟尘排放速率(mg/s）。
刮取烟尘用于之后的分析。对于所收集的焊接烟尘至少分析其主要成分，如具有职业卫生意义的成分。推荐必要的分析元素见GB/T43905.4一2024的附录E。5仪器设备和材料
5.1试验舱
试验舱顶部有设定安放滤纸(5.2)的位置，且连接一个适用的抽取装置(5.3），在进行烟尘排放速率试验时收集生成的全部烟尘，试验舱设计方案示例见附录A，舱体构造要最大程度减少烟尘在内表面的沉积(见附录B的B.1)。
5.2滤纸
5.2.1玻璃纤维和石英纤维制成的滤纸用于烟尘排放速率试验。滤纸应具有足够的强度，以保证在试验时不发生破裂或穿孔(见B.2）；同时滤纸应不易碎，以防止操作时纤维从滤纸上脱落。5.2.2纸质(纤维素)滤纸用于收集烟尘以作分析。玻璃纤维和石英纤维制成的滤纸不适用于分析烟尘的收集，是因为在其上刮取烟尘时会混入纤维。5.2.3滤纸的表面积应足够大，以免在进行排放速率试验和收集过程中造成压降过大(见B.2）。5.3抽取装置
抽取装置需要保持通过滤纸(5.2)的空气流量使得试验舱(5.1）内燃弧期间生成的全部烟尘在熄弧30s内被抽取干净，又不能损害焊缝金属的完整性(见B.3）。抽取装置的精确性不作严格规定。5.4焊接电流、电弧电压、送丝速度和燃弧时间的测量设备在测量电流、电压和送丝速度的算术平均值时，其设备误差在±5%之内或更优;测量燃弧时间的误差在0.1s之内或更优。
推荐使用下列设备测量焊接电流、电弧电压、送丝速度和燃弧时间。电流，使用具有频繁采样间隔和记录功能的电子集成设备，也可使用连接分流器或霍尔传感器a)
探头的动圈式仪表测量。
电压，可使用动圈式仪表测量。送丝速度，可通过测量一段时间内通过焊枪的焊丝长度确定。c)
燃弧时间，可使用精度不低于0.1s的秒表测量。5.5天平
用于滤纸质量以及收集有烟尘的滤纸质量的测量，精度不低于1mg保护气体流量的测量设备
所用气体流量的测量设备误差在±5%之内或更优(见B.4)。5.7导电嘴到工件距离(CTWD)的设置工具推荐使用下列工具设置CTWD
a）标块，厚度与要求设置的CTWD相等，误差在±5%之内或更优。b）金属标尺，在适当的位置有距离标记。2
5.8自动化电弧焊装置
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自动化电弧焊装置用于在自动化条件下进行排放速率试验，试件置于平面（例如桌面）上以适当的速度(焊接速度)在固定的焊枪下通过，平面至少延伸到烟气罩的边缘。装置应固定试件使其在焊接过程中不能移动或变形。
5.9试件
试件的材料适用于所检验的焊接方法和焊接材料，其尺寸要确保持续熔敷至少60s燃弧时间的焊缝长度(见B.5)。
注：本文件的仪器设备材料说明见附录B。6试验步骤
6.1焊接方法选择
对于焊条电弧焊，使用手工焊或自动焊进行试验。对于连续送丝的焊接方法，例如实心焊丝情性气体保护电弧焊、实心焊丝非情性气体保护电弧焊，药芯焊丝（包括非金属粉型和金属粉型）气体保护电弧焊和药芯焊丝自保护电弧焊等，使用自动焊进行试验。
由具备操作经验的焊工/焊接操作工进行手工焊焊接和自动焊设置。所有试验开始前，检查并确认所有测量及记录仪器设备均处于校准有效期内，且运行正常。6.2焊条电弧焊
6.2.1设置试验舱
将试验舱(5.1)安放在一个无干扰环境(见B.6)中。6.2.2预试验
6.2.2.1通过预试验设置试验电流设置所需的焊接参数见附录C,按照附录D的规定进行试验程序,按a）～f)步骤进行预试验以设置试验电流，并在之后使用同一套仪器测量设备和材料进行正式的烟尘排放速率试验。连接测量电流、电压和时间的设备，具体操作按照D.1的规定。a)
在试验舱的中心部位固定一个试件(5.9），使其在焊接过程中不能移动或变形。b）
开始焊接（焊接位置信息见C.2)并调整电源设定至所需试验电流。停止焊接，更换试件或调整试件位置，使得下一道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面，固定试件d)
使其在焊接过程中不能移动或变形。重新开始焊接，持续一段适当时间，例如60s,或直到焊条燃尽，记录试验时段内的平均电流。e）
确认已调至所需试验电流，否则更换试件或调整试件位置，重新调整电源后重复试验再次f)
确认。
达到所要求的试验条件后，继续进行预试验以确定排放速率试验所需试验时间。6.2.2.2通过预试验确定排放速率试验所需试验时间更换试件或调整试件位置，使得下一道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面，固定试件使其在焊接过程3
GB/T43905.1—2024
中不能移动或变形。将用于排放速率试验的滤纸(5.2.1)称好前重，安放在设定位置，启动抽取装置(5.3），重新开始焊接。
焊接60s,若所用焊条直径小于4mm而提前燃尽，这时立即关闭抽取装置。根据下列情况，确定合适的试验时间。
a）如果在燃弧过程结束之前有烟尘从试验舱中逸出，记录刚开始逸出的时间，使用更短的燃弧时间重复进行预试验，直到获得烟尘刚好不再从试验舱中逸出的最长燃弧时间，在排放速率试验时使用这一燃弧时间作为试验时间。b)
如果在60s燃弧时间内或焊条完全燃尽时，烟尘没有从试验舱中逸出，停止焊接，重新称量滤纸。如果收集的烟尘质量超过100mg,则排放速率试验使用60s或燃尽整根焊条的时间作为试验时间。如果收集的烟尘质量小于100mg,计算获得至少100mg烟尘需要熔敷的焊条数量，在排放速率试验时熔敷相同数量的焊条。6.2.3排放速率试验
按a）～g)步骤进行单次排放速率试验。将称好前重的滤纸(5.2.1)安放在试验舱设定位置。a
更换试件或调整试件位置，使得下一道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面，如有必要，固定试件b)
使其在焊接过程中不能移动或变形。c)
启动抽取装置(5.3)和测量设备(5.4）,开始焊接。d）
如果采用人工计时，开始和停止焊接的同时启动和停止秒表(5.4)。当达到由预试验(见6.2.2.2）确定的燃弧时间或焊条完全燃尽后停止焊接。保持抽取装置为e)
打开状态直到生成的烟尘从试验舱中清理干净(至少30s），然后关闭抽取装置(5.3）。f)
如果预试验确定了为收集足够的烟尘需要熔敷的焊条数量，则重复以上步骤，熔敷预试验确定的焊条数量，并使用同一张滤纸收集烟尘，计算燃弧的总时间。g）移出滤纸,再次称重。
进行3次平行试验，计算烟尘排放速率的平均值（见第7章）。如果任何单次结果偏离平均值的土10%,需额外进行2组试验并计算5个结果的平均值；如果任何单次结果偏离新的平均值的±10%，检查并确认所有设备运行正常，再重复整个试验。6.2.4收集用于分析的烟尘
按a）~e)步骤进行收集用于分析的烟尘。在试验舱内固定一个试件(5.9)使其在焊接过程中不能移动或变形。a)
在试验舱设定位置安放一张滤纸(5.2.2)。启动抽取装置(5.3)并依据烟尘排放速率试验的结果开始焊接，直到滤纸上面收集的烟尘足够c
用于分析。
停止焊接，关闭抽取装置(5.3)并从试验舱移出滤纸。d)
e）立即使用干净的刷子将滤纸上面的烟尘刷下并放入一个密封的容器内储存以避免吸潮。如果从滤纸上收集不到足够的烟尘用于分析，需要重复这一步骤获得更长的燃弧时间，且最好使用同一张滤纸。
6.3连续送丝的焊接方法
6.3.1设置试验舱
将试验舱(5.1)安放在一个无干扰环境(见B.6)中。4
6.3.2预试验
6.3.2.1通过预试验设置试验条件GB/T43905.1—2024
设置所需的焊接参数见附录C,按照附录D的规定进行试验程序，按a）~i)步骤进行预试验以设置试验电流和电压，并在之后使用同一套测量仪器设备和材料进行正式的烟尘排放速率试验a)
连接测量电流、电压、送丝速度和时间的设备(5.4），具体操作按照D.1的规定。b）
调整保护气体(如使用)的流量达到所需数值(见C.7)。在自动化电弧焊装置(5.8)上固定一个试件(5.9)使其在焊接过程中不能移动或变形，从而试c
验过程中保持CTWD恒定。
将焊枪安置在所需角度(见C.3)并固定。e）
按照D.2的规定通过升降焊枪设置所需的CTWD。设置所需的焊接速度(见C.4)。
开始焊接并调整电源设定至所需的试验电流和电压。停止焊接，更换试件或调整试件位置，使得下一道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面，如有必h)
要，固定试件使其在焊接过程中不能移动或变形。检查并确认CTWD没有变化，否则重新设置。
重新开始焊接，持续一段适当时间，例如60s,记录试验时段内的平均电流和电压。确认已调至所需试验电流和电压，否则更换试件或调整试件位置，重新调整电源后重复试验再j）
次确认。
达到所要求的试验条件后，继续进行预试验以确定排放速率试验所需试验时间。6.3.2.2通过预试验确定排放速率试验所需试验时间更换试件或调整试件位置，使得下一道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面，固定试件使其在焊接过程中不能移动或变形。将用于排放速率试验的滤纸(5.2.1)称好前重,安放在设定位置，小心移动焊枪上方的试验舱使焊枪处于中心位置，启动抽取装置(5.3），重新开始焊接焊接持续60s后关闭抽取装置。根据下列情况，确定合适的试验时间。如果在燃弧过程结束之前有烟尘从试验舱中逸出，记录刚开始逸出的时间，使用更短的燃弧时a
间重复进行预试验，直到获得烟尘刚好不再从试验舱中逸出的最长燃弧时间，在排放速率试验时使用这一燃弧时间作为试验时间。b）如果在60s燃弧时间内，烟尘没有从试验舱中逸出，停止焊接，重新称量滤纸。如果收集的烟尘质量超过100mg,则排放速率试验使用60s作为试验时间。如果收集的烟尘质量小于100mg,计算获得至少100mg烟尘所需的燃弧时间，并在排放速率试验时使用这一燃弧时间。
6.3.3排放速率试验
按a）~j)步骤进行单次排放速率试验。将称好前重的滤纸(5.2.1)安放在试验舱设定位置。a）
更换试件或调整试件位置，使得下一道焊缝熔敷在冷态的未焊金属表面，如有必要，固定试件b）
使其在焊接过程中不能移动或变形。检查并确认CTWD没有变化，否则需重新设置。c）
将试件放置在焊枪下方准备开始焊接。小心移动焊枪上方的试验舱使焊枪处于中心位置。启动抽取装置(5.3)和所有的测量设备(5.4)。e）
GB/T43905.1—2024
启动自动化电弧焊装置(5.8），开始焊接。如果采用人工计时，开始和停止焊接的同时启动和停止秒表(5.4)。g）
当达到由预试验(见6.3.2.2)确定的燃弧时间后停止焊接。保持抽取装置为打开状态直到生成的烟尘从试验舱中清理干净(至少30s），然后关闭抽取装置。如果预试验确定了为收集足够的烟尘需要燃弧时间超过60S,则重复以上步骤。如有必要可使用新的试件。使用同一张滤纸收集烟尘，计算总的燃弧时间。ji）移出滤纸,再次称重。
进行3次平行试验，计算烟尘排放速率的平均值(见第7章)，如果任何单次结果偏离平均值的土10%,需额外进行2组试验并计算5个结果的平均值，如果任何单次结果偏离新的平均值的±10%，检查并确认所有设备运行正常，再重复整个试验。6.3.4收集用于分析的烟尘
按a）～f)步骤进行收集用于分析的烟尘。a）
在自动化电弧焊装置（5.8）上固定一个试件（5.9）使其在焊接过程中不能移动或变形从而试验过程中保持CTWD恒定。
在试验舱设定位置安放一张滤纸(5.2.2)。b)
小心移动焊枪上方的试验舱使焊枪处于中心位置。d)
启动抽取装置并依据烟尘排放速率试验的结果开始焊接，直到滤纸上收集足够的烟尘用于分析。
停止焊接，关闭抽取装置并从试验舱移出滤纸f）立即使用干净的刷子将滤纸上面的烟尘刷下并放入一个密封的容器内储存以避免吸潮如果从滤纸上收集不到足够的烟尘用于分析，需要重复这一步骤获得更长的燃弧时间，且最好使用同一张滤纸。
7数据处理和试验报告
计算每次平行试验排放的烟尘质量(mg）。计算每次平行试验的烟尘排放速率(mg/s）：用排放烟尘的质量(mg)除以燃弧时间(s）。计算每组平行试验的烟尘排放速率的平均值,并依据GB/T27418评定测量不确定度。完成附录E规定的试验报告中所有适用内容。6
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