本文件描述了测定电弧焊过程中臭氧排放速率的实验室方法，规定了仪器设备、材料、试验步骤、数据处理和试验报告。本文件适用于气体保护电弧焊，以及如药芯焊丝自保护电弧焊等能在烟气罩下自动焊接的工艺过程中生成的臭氧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/T43905.3—2024
焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法
第3部分：电弧焊中臭氧
排放速率的测定
Laboratory method for sampling fume andgases in welding and alliedprocesses-Part 3 :Determination of ozone emission rate during arc welding(ISO 15011-3:2009,Health and safety in welding and allied processes-Laboratory method for sampling fume and gases-Part 3:DeterminationofozoneemissionrateduringarcweldingMOD)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
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（规范性）
附录D（规范性)
附录E（规范性）
参考文献
仪器设备材料说明
焊接参数
试验程序
计算平均稳定臭氧浓度
试验报告
GB/T43905.3—2024
GB/T43905.3—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3部分。GB/T43905已经发布了以下部分：
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ISO15011-3：2009《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3部分：电弧焊过程中臭氧排放速率的测定》。本文件与IS015011-3：2009的技术差异及其原因如下：用规范性引用的GB/T3375替换了ISO/TR25901（见第3章），以适用我国技术要求；-增加了“排放速率”术语和定义（见3.3），以便于本文件的执行；5.1中“注”的内容移至正文，以适用我国技术要求；一删除了设备校准的相关要求（见5.3、5.5、5.6、5.7和5.8），以符合我国实际情况；一增加了焊接方法种类的说明（见6.1)，明确适用的焊接方法种类，以便于本文件的执行；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：
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3部分：电弧焊中臭氧排放速率的测定》；3.2定义中的部分内容移至注1，并更改了试验舱分类的表述形式：—删除了ISO15011-3：2009中5.5、C.1的“注”；—5.7、5.9、5.10、6.3、6.4使用列项表述；一用资料性引用的GB/T16672替换了ISO6947（见B.1)。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：南京理工大学、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司、四川大西洋焊接材料股份有限公司、兰州理工大学、永州市产商品质量监督检验所、西安热工研究院有限公司、浙江申嘉焊材科技有限公司、哈尔滨工业大学、广东锐气科技有限公司、北京工业大学、国家卫生健康委职业安全卫生研究中心。
本文件主要起草人：薛鹏、赵松柏、张克静、石牙、刘芳、刘福广、郑晓东、杨子佳、何鹏、石柏成、王瞳辉、李红、丁春光。
GB/T43905.3—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。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。本文件规定了电弧焊过程中在烟气罩内测定臭氧排放速率的实验室方法，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。研究表明，随着工作场所中接触情况的变化，使用此方法测定臭氧排放速率的结果会有所差异本文件能用于评估焊丝、焊接参数、工艺方法、保护气体、试件成分和试件表面状况对臭氧排放速率的影响。
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。N
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3部分：电弧焊中臭氧排放速率的测定
GB/T43905.3—2024
本文件描述了测定电弧焊过程中臭氧排放速率的实验室方法，规定了仪器设备、材料、试验步骤、数据处理和试验报告。
本文件适用于气体保护电弧焊，以及如药芯焊丝自保护电弧焊等能在烟气罩下自动焊接的工艺过程中生成的臭氧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，注日期的引用文件，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
焊接术语
GB/T27418
测量不确定度评定和表示（GB/T27418一2017，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
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。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”；试验舱底板易灵活折装，按使用需要转换为“烟气罩”或“烟气箱”。3.3
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。4原理
在一个可持续抽取的半封闭的烟气罩型试验舱内的试件上进行自动电弧焊。测量烟气罩内固定采样位置的臭氧浓度（mL/m）和通过烟气罩的空气流量（m/min）。用固定测量点的臭氧浓度乘以空气流量计算得出臭氧的排放速率（mL/min)。1
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5仪器设备和材料
5.1烟气罩
烟气罩为可持续抽取的半封闭罩型试验舱，罩内进行电弧焊过程中臭氧排放速率的试验。烟气罩应按照图1给出的尺寸进行设计。采样位置距烟气罩底部的垂直距离应为1000mm。烟气罩内部应具备非反射功能。烟气罩结构的说明见附录A的A.1。单位为毫米
≥600
6100±1
1千000
标引序号说明：
气阀（如使用）；
抽取装置；
微压计(如使用）；
聚四氟乙烯（PTFE)滤膜：
$630±1
连接到采样位置的臭氧仪；
焊枪；
烟气罩；
一试件：
移动横梁。
”空气流量测量点。
图1臭氧排放速率试验用烟气罩
抽取装置
抽取装置需保持通过烟气罩（5.1)的空气流量为2m\/min，这样既抽取了排放的臭氧，又不能损害焊缝金属的完整性（见A.2)。抽取装置的精确性不作严格规定。5.3臭氧仪和记录系统
臭氧仪的工作原理为化学发光且经过校准，应测量不低于10mL/m的臭氧浓度。臭氧仪应连接到一个记录频率为1s或更短的数字记录系统（见A.3）。也可使用与化学发光法臭氧仪具有同等功能的其他臭氧仪
5.4采样系统
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采样系统由采样点和臭氧仪之间的采样管线组成，见A.4，其材料为聚四氟乙烯（PTFE）或不锈钢或两种材料的组合。采样管线的内径应不大于10mm，在可行的情况下越短越适用。在尽可能靠近采样点处应放置一个滤膜，以防止烟尘进人采样管线5.5臭氧发生器
莫氧发生器用于预先处理采样管线和校准臭氧仪5.6空气流量的测量设备
设备测量2m/min的空气流量的误差在土5%之内或更优以下设备组合均适用（见A.5）。a）
风速计，以及测量烟气罩和抽取装置之间抽取管直径（m）的量尺。风速计应自带记录功能，或者连接到一个记录频率为1s或更短的数字记录系统。b）
差压式流量计（差压和空气流量间关系经过校准），例如孔板流量计，以及用于测量其两端压力差的数字压力计（读数精度不低于0.1Pa）。数字压力计应具有记录功能，或连接到记录频率为1s或更短的数字记录系统。
c）具有同等功能的空气流量计。5.7焊接电流、电弧电压和送丝速度的测量设备在测量电流、电压和送丝速度的算术平均值时，其设备误差在土5%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。a）
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探头的动圈式仪表测量。
电压，可使用动圈式仪表测量。b)
送丝速度，能通过测量一段时间内通过焊枪的焊丝长度确定。c
5.8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土5%之内或更优（见A.6)。5.9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。
标块，厚度与要求设置的CTWD相等，误差在士5%之内或更优。b）金属标尺，在适当的位置有距离标记。5.10钨极情性气体保护电弧焊钨极端头到工件距离（ETWD)的设置工具推荐使用下列工具设置ETWD。
标块，厚度与要求设置的ETWD相等，误差在士5%之内或更优。b）金属标尺，在适当的位置有距离标记。5.11自动化电弧焊装置
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，平面至少延伸至烟气罩边缘。装置应固定试件使其在试验过程3
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中不能移动或变形。
5.12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A.8)。
注：本文件的仪器设备材料说明见附录A。6试验步骤
6.1焊接方法选择
对于连续送丝的焊接方法，如实心焊丝惰性气体保护电弧焊、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、药芯焊丝自保护电弧焊和钨极情性气体保护电弧焊等，使用自动焊进行试验。6.2试验设备设置
在任一试验开始前，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。将图1所示的试验设备安放在一个无干扰环境（见A.9)中。使用抽取装置上的可变控制阀或抽取管内的气阀调整流过烟气罩的气体流量为2m\/min。使用风速计或者差压式流量计测定空气流量。如选用风速计，则用其测量抽取空气通过抽取管的平均速度，并使用经过校准的量尺测量抽取管的直径（m），计算抽取管的横截面积（m）并用此面积乘以抽取空气的平均速度（m/min）得出平均空气流量（m/min）。
如选用差压式流量计，则用其测量通过装置的平均差压，利用装置的换算关系式计算得出平均空气流量。
6.3预试验
设置所需的焊接参数见附录B，按照附录C的规定进行试验，按a）～j）步骤进行预试验（也可在烟气罩外进行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排放速率试验。
连接测量电流、电压和送丝速度的设备（5.7)，具体操作按照C.1的规定。a)bzxZ.net
调整保护气体（如使用）的流量达到所需数值（见B.6）。b）
在烟气罩内固定试件，使其在焊接过程中不能移动或变形，从而进行实心焊丝性气体保护电c）
弧焊、实心焊丝非惰性气体保护电弧焊、药芯焊丝气体保护电弧焊和药芯焊丝自保护电弧焊试验过程中保持CTWD恒定、进行自动钨极情性气体保护电弧焊试验过程中保持ETWD恒定。将焊枪安置在所需角度（见B.2)并固定d)
按照C.2规定的程序设置连续送丝焊接方法所需的CTWD(见B.5.1)，或按照C.3规定的程序e)
设置自动极情性气体保护电弧焊所需的ETWD(见B.5.2）。设置所需的焊接速度（见B.3）。f)
开始焊接并调整电源设定至所需的试验电流和电压。g）
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或ETWD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，记录试验时段内平均电流和电压。4
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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，继续进行试验。6.4排放速率试验
按a)～h)步骤进行单次排放速率试验。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a）
使其在焊接过程中不能移动或变形。b)
检查并确认CTWD或ETWD没有变化，否则需重新设置。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烟气罩使焊枪处于中心位置，并使烟气罩底边位置高于试件上表面50mm（见A.7）。d)
使用镊子或戴尼龙手套在采样系统（5.4）的管线中安装一个PTFE滤膜。清理或更新滤膜与采样位置之间的那段采样管线（尽可能短）。将采样系统（5.4)连接到臭氧仪（5.3）并启动。按照C.4规定的程序使来自臭氧发生器（5.5）的e）
臭氧通过采样系统（5.4)完成预处理。断开采样系统与臭氧源的连接，将采样系统的人口固定在烟气罩中的采样位置处（见图1)。f
启动抽取装置（5.2）和所有的测量设备（5.6和5.7）、检查通过烟气罩的空气流量，确认保持在所需数值（见6.2），否则进行调整g）
启动自动化电弧焊装置（5.11）。开始焊接并记录臭氧浓度，持续一段适当时间，例如60s.停止记录臭氧浓度并关闭抽取装置。进行5次平行试验，计算臭氧排放速率的平均值（见第7章），如果任何单次结果偏离平均值的士25%，需额外进行3组试验并计算8个结果的平均值，如果任何单次结果偏离新的平均值的土25%，应检查并确认设备运行正常，再重复整个试验。7
数据处理和试验报告
对于每次平行试验，当莫氧浓度稳定（按照附录D的规定）时，计算在试验时段内排放氧的平均浓度。
计算每次平行试验的平均空气流量、平均电流和电压。计算每次平行试验的臭氧排放速率（mL/min）：用平均稳定臭氧浓度（mL/m）乘以空气流量(m3/min)。
注：臭氧仪测量的臭氧浓度单位为百万分比体积浓度（ppm）.相当于毫升/立方米（mL/m）计算每组平行试验的臭氧排放速率的平均值，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。5
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