滤光片在焊接与切割作业中是关键的防护组件,主要用于阻隔强光、紫外线(UV)和红外线(IR),保护操作人员的眼睛和皮肤免受伤害。
滤光片
焊接与切割作业的光源危害
焊接与切割过程中会产生高强度光源,主要危害包括:
紫外线(UV)
- 波长100-400nm,可导致电光性眼炎(角膜损伤)、皮肤灼伤,长期暴露增加白内障风险。
红外线(IR)
- 波长760nm-1mm,可导致晶状体混浊(白内障)、视网膜灼伤。
- 激光切割(如CO2激光)产生的IR波长可达10.6μm,需特殊滤光片防护。
高强度可见光
- 亮度超过人眼耐受范围(约10000 cd/m²),可导致暂时性失明、视觉疲劳,长期暴露损伤视网膜。
滤光片的工作原理与材料
工作原理
- 吸收式滤光:通过材料中的金属氧化物(如氧化铁、氧化钴)吸收特定波长的光,减少透过率。
- 反射式滤光:通过镀膜(如多层介质膜)反射有害波长,常用于激光防护。
- 变色式滤光:含卤化银等光致变色材料,遇强光时迅速变暗(如自动变光焊接面罩)。
核心材料
- 玻璃滤光片:耐高热、光学稳定性好,常用于传统焊接面罩,如含氧化铈的玻璃可吸收UV。
- 塑料(聚碳酸酯)滤光片:轻便、抗冲击,适合激光切割防护(如添加特殊颜料吸收10.6μm激光)。
- 复合滤光片:多层结构结合吸收与反射功能,提升防护效率(如激光焊接专用滤光片)。
滤光片在焊接与切割中的具体应用
- 等离子切割: 产生高强度弧光和UV,需使用遮光号10-12的玻璃滤光片,搭配防飞溅面罩。
- 激光切割:
- CO2激光(10.6μm):使用含硒化锌(ZnSe)或锗(Ge)的滤光片,反射或吸收红外光。
- 光纤激光(1064nm):采用镀多层介质膜的硅(Si)滤光片,OD≥6以防止视网膜损伤。
新型滤光片技术发展
自动变光滤光片(ADF)
- 含光电传感器和电致变色层,响应时间<1ms,可在焊接起弧瞬间从透明变为深色(如Shade 9-13自动调节),提升操作便利性。
纳米复合滤光材料
- 如掺杂纳米氧化铈的聚合物,可同时吸收UV和IR,重量比传统玻璃滤光片轻50%以上。
可调谐激光防护滤光片
- 通过液晶技术动态调节光谱透过率,适用于多波长激光切割场景(如1064nm与532nm双波长激光)。
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