本文件规定了一种测量焊枪吸气系统焊接烟尘捕集效率的实验室方法，包括试验原理、试验装置和材料、试验程序以及测试报告要求。 本文件适用于集成在焊枪上的以及额外连接到靠近电弧区域的焊枪上的吸气系统，用于评估所有连续送丝焊焊接工艺的吸气风量、吸气嘴位置、保护气体流量、焊接几何形状、焊枪角度、烟尘排放率等变量对捕集效率的影响。

ICS25.160.01
CCSJ33
中华人民共和国国家标准
GB/T43917.3—2024
焊接烟尘捕集和分离设备
第3部分：焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定
Equipmentforcaptureandseparationofweldingfume-Part 3:Determination of the capture efficiency of on-torch welding fumeextractiondevices
(IS021904-3:2018,Healthandsafetyinweldingandalliedprocesses-Requirements,testing and marking of equipment for airfiltration-Part 3:Determination of the capture efficiency of on-torch weldingfumeextractiondevices,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
规范性引用文件
术语和定义
试验原理
试验装置和材料
一般要求
测试装置
试验程序
试验准备
捕集效率测试
用于计算捕集效率数据的测试参数7
测试报告
附录A（资料性）
附录B（规范性）
附录C（资料性）
附录D（规范性）
附录E（资料性）
附录F（规范性）
参考文献
设备说明
测试条件检验
试验舱示例…
试验程序
试验方法3的数据处理
待填写的测试参数表
GB/T43917.3—2024
GB/T43917.3—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/T43917《焊接烟尘捕集和分离设备》的第3部分。GB/T43917已经发布了以下部分：
第1部分：一般要求；
一第2部分：分离效率的测试和标记要求；一第3部分：焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定；一第4部分：捕集装置最小风量的测定。本文件修改采用ISO21904-3：2018《焊接和相关工艺的健康与安全空气过滤设备的试验和评定第3部分：焊枪上焊接排烟装置捕集效率的测定》。本文件与ISO21904-3：2018的技术差异及其原因如下：将\风量（Q.和Q）”修改为\吸嘴处（n）和接头处（c)的风量（Q）”（见6.1.2），以便于本文件执行；
用规范性引用的GB/T27418、GB/T27419、GB/T27430替换了ISO/IECGuide98（所有部分)（见6.2.3)，以适应我国的技术条件。本文件做了下列编辑性改动：
为与现有标准协调，将标准名称改为《焊接烟尘捕集和分离设备第3部分：焊枪上烟尘吸气
装置捕集效率的测定》；
一将“试验舱取样管”定义中的附加信息改为了“注”（见3.3）；删除了关于试验原理中的修饰性表述内容（见IS021904-3：2018中第4章）；一在试验装置和材料的一般要求中加入了对附录A的资料性引用（见5.1)；删除了附录G（资料性）关于测量泄漏必要性的信息，将附加信息的表述形式改为注（见6.1.2）：用资料性引用的GB/T2624.1替换了ISO5167（见5.2.13、D.2）；一用资料性引用的GB/T16672一1996替换了ISO6947（见附录F）。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：苏州兆和空气系统股份有限公司、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司、浙江银轮机械股份有限公司、亚琛联合科技（天津）有限公司、威尔登环保设备（长沙）有限公司、哈尔滨工业大学、中车青岛四方机车车辆股份有限公司。本文件主要起草人：姚伟国、曹宇堃、麦小波、王威、杨亮、何鹏、苏金花、徐锋、石柏成、胡伟健，m
GB/T43917.3—2024
焊接和相关工艺产生的烟尘和气体会严重影响人体健康。因此，控制焊接产生的烟尘和气体，以尽量减少焊工和焊接操作工的接触极其重要，其中最有效的控制方法是在烟尘和气体进人焊工和焊接操作工呼吸区或工作场所环境之前，在焊接烟尘源头附近捕集，设备的捕集效果会直接影响焊工和焊接操作工的健康。
GB/T43917《焊接烟尘捕集和分离设备》规定了焊接烟尘捕集和分离设备的设计制造要求、各相关组件要求以及分离效率、焊枪上烟尘吸气装置捕集效率和捕集装置最小风量三个基本性能参数的测试方法，通过以上规定，确保焊接烟尘捕集和分离设备达到应有的捕集效果。GB/T43917拟由四个部分构成。
一一第1部分：一般要求。旨在规定用于收集和分离焊接和相关工艺（如电弧焊和热切割）产生的烟尘的通风设备总体的设计和制造要求。一第2部分：分离效率的测试和标记要求。指在规定焊接烟尘分离设备分离效率的测试方法以及标记要求
一一第3部分：焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定。旨在规定焊枪吸气系统焊接烟尘捕集效率的实验室测量方法。
第4部分：捕集装置最小风量的测定。旨在规定测量焊接烟尘捕集和分离设备最小风量的试验方法。
1范围
焊接烟尘捕集和分离设备
GB/T43917.3—2024
第3部分：焊枪上烟尘吸气装置捕集效率的测定
本文件规定了一种测量焊枪吸气系统焊接烟尘捕集效率的实验室方法，包括试验原理、试验装置和材料、试验程序以及测试报告要求。本文件适用于集成在焊枪上的以及额外连接到靠近电弧区域的焊枪上的吸气系统，用于评估所有连续送丝焊焊接工艺的吸气风量、吸气嘴位置、保护气体流量、焊接几何形状、焊枪角度、烟尘排放率等变量对捕集效率的影响。
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/T27418
GB/T27419
测量不确定度评定和表示（GB/T27418—2017.ISO/IECGuide98-3：2008，MOD）测量不确定度评定和表示补充文件1：基于蒙特卡洛方法的分布传播（GB/T27419-2018ISO/IECGuide98-3/Suppl.1:2008,IDT)GB/T27430
2012,MOD）
测量不确定度在合格评定中的作用（GB/T27430—2022，ISO/IECGuide98-4：7工作场所大气收集气溶胶称重的控制和表征不确定度（Workplaceatmospheres-ISO15767
Controlling and characterizing uncertainty in weighing collected aerosols)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
试验舱testchamber
进行焊接烟尘捕集效率测试的半封闭吸气室。3.2
等速取样器
客isokineticsampler
以与采样空气相同的速度采集气溶胶样品的装置。3.3
管testchambersamplingduct
试验舱取样管
试验舱和抽风机之间的管道。
注：在该管道中,所有产生的烟尘都可以等速收集或取样。1
GB/T43917.3—2024
排放速率emissionrate
焊接烟尘源单位时间内排放的颗粒质量注：排放速率单位为毫克每秒(mg/s)。4试验原理
在一个连续抽取的试验舱内，在同一个试件上，使用被测试的焊枪吸气装置与焊枪进行自动焊接分别在激活和不激活焊枪上烟尘吸气装置的条件下，使用相同的焊接参数进行测试。通过测量试验舱取样管中的烟尘比率，计算焊枪上烟尘吸气装置的捕集效率共有三种测量烟尘的方法，第一种方法测量产生的总烟尘；第二种方法在试验舱取样管中采用等速采样；第三种方法在试验舱取样管道中采用直读测量。5试验装置和材料
5.1一般要求
试验相关设备说明见附录A。试验装置应控制试验舱内电弧区域产生的烟尘，同时确保在不进行焊接和关闭焊枪上吸气装置的情况下，焊枪下方焊接区域的空气速度不超过0.2m/s，见附录B的B.1。注：并非所有焊接烟尘都在试验舱内5.2测试装置
5.2.1试验舱
由能够承受焊接产生的热量和飞溅的材料构成，或者有足够大的空间，以避免热量和飞溅产生的问题，见附录C的图C.1和图C.2；还应符合5.1的要求。5.2.2等速取样器
取样流速应满足通过取样人口的速度与周围空气的速度相同。这样可以确保：
颗粒尺寸分布不受取样过程的影响；—所得结果即代表取样管道中存在的颗粒，见B.2和B.3。5.2.3总烟尘等速过滤器
由玻璃纤维或石英纤维制成，颗粒保留性能可低至1um～2um。在试验过程中，过滤器不应撕裂或穿孔（见A.2)，由于其易碎的特性，在搬运过程中，不应有过滤器中的纤维损失。过滤器应按照ISO15767中规定的程序进行处理。5.2.4吸气风机
当使用等速取样或直读设备进行试验时，在试验期间保持试验舱取样管道中空气的恒定流速（土2%），风机产生的气流应保留试验舱内产生的全部烟尘（见A.3）。5.2.5焊枪烟尘吸气装置
能够在测试过程中，保持焊枪上烟尘吸气管线中的恒定流速（士2%）。2
5.2.6焊接参数测量设备
GB/T43917.3—2024
能够在土1%范围内测量电流、电压、送丝速度和电弧时间，建议使用具有频繁采样间隔和数据记录能力的电子集成设备。在无此类设备的情况下，可使用分流器或连接到动圈仪表的霍尔传感器测量电流；可使用动圈式电压表测量电压；可通过测量在规定时间内离开焊枪的焊丝长度确定送丝速度。5.2.7直接读取烟尘浓度的设备
读数与烟尘浓度成正比，最大线性误差为预期浓度范围的5%。注：CEN/TR16013-1中有关于该设备的描述。5.2.8测量所收集烟尘质量的设备测量所收集烟尘质量设备为以下形式：能够测量等速样品过滤器和等速样品过滤器加烟尘质量的天平，精度为土0.01mg或更高；能够测量总烟尘收集过滤器和总烟尘收集过滤器加烟尘质量的天平，精度为士1mg或更高。5.2.9测量保护气体体积流量的设备针对使用中的保护气体进行校准，测量土5%或更高范围内的风量，见A.4。5.2.10自动焊接装置
在固定焊枪下，以适当的速率（焊接速度）进行试件的自动焊接，并进行捕集效率测试；应将试件固定在装置上，使其在焊接过程中不会弯曲。5.2.11导电嘴到工件距离（CTWD）测量装置导电嘴到工件距离（CTWD）测量装置为以下形式标块，通过将金属块加工至其厚度等于所需CTWD的士5%之内或更高精度；—一金属标尺，在适当的位置有距离标记。5.2.12静态压力测量装置
能够测量焊枪吸气管线中的静态空气压力，测量不确定度不超过读数的土1%，见A.6。5.2.13质量流量测量装置
精度在士5%之内或更高精度（例如参考GB/T2624.1)，见A.7。5.2.14试件
材料和尺寸满足要进行的捕集效率测试要求，允许连续焊接足够长度的焊缝（见A.5）；每个试验系列应使用相同批次的填充焊丝和试样。6试验程序
试验准备
6.1.1设置气体保护流速
使用5.2.9中所述的设备设置保护气体流速。3
GB/T43917.3—2024
测量流量和测定泄漏率bzxZ.net
在不进行焊接的情况下，使用适当的装置，测量图1所示两点的空气质量流量，并计算风量，见A.7。注：在现场，为方便施工，一般通过在焊枪上烟尘捕集系统和吸气装置之间连接点处的质量流量测量，来验证捕集效率。但是这种测量方法可能导致系统中发生严重漏气。通常来说，会在焊枪上烟尘捕集装置的捕集人口处进行流量测量，在连接点处的质量流量测量，由于漏气，有一定的不可靠因素。然而，在焊枪上烟尘捕集装置的整体设计过程中，在连接点进行测量的方式，依然可能具有一定意义标引序号说明：
允许在焊枪接头上的抽取人口测量气体质量流量的装置；接头Q..处气体质量流量的测量点；焊枪和吸气系统之间的连接；
焊枪吸气装置；
可在焊枪上吸气入口测量气体质量流量的装置（见A.7）：吸嘴的气体质量流量测量点Q..；密封处；
气流。
图1流量测量点
泄漏率(S)按公式(1)计算，
式中：
接头中的气体质量流量，数值由设备直接测量得出；Qm.
一吸嘴中的气体质量流量，数值由设备直接测量得出。·（1）
根据Qm..和Qm.可在温度20℃、压力101325Pa(1013.25hPa)的理论条件下，根据公式（2)计算吸嘴处(n)和接头处(c)的风量(Q、），Q
式中：
-20℃时的空气密度，取1.204kg/m。6.1.3确定总烟尘排放率试验的起弧时间按B.4中规定的程序确定。
·（2)
6.1.4测试设备的设置
如图2所示，在无干扰的环境（A.8)中设置测试设备标引序号说明：
方法1(总质量测量），见表1；
方法2（带称重过滤器的等速采样），见表1；方法3（管道内直接读数或等速取样后），见表1：焊枪接头处的流量测量；
静压测量；
总烟尘过滤器；
焊接装置；
样品过滤器；
直读仪；
取样管道中的流量测量；
抽风机；
焊枪吸气装置的风机。
图2不同测量方法的设置
6.2捕集效率测试
一般要求
GB/T43917.3—2024
在开始捕集效率测试之前，通过试验测试，将所有焊接条件和流速设置为所需值，试验方法按照附录B的规定进行。
6.2.2试验程序
三种不同试验方法的步骤见表1，不同测量方法的设置见图2。5
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