جوشکاری با گاز دی‌اکسید کربن (CO2)، که با نام‌های جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (GMAW) یا جوشکاری میگ (MIG) نیز شناخته می‌شود، به دلیل سرعت بالا، کارایی و کیفیت جوش تمیز، به یکی از پرکاربردترین فرآیندهای اتصال فلزات در صنایع مختلف از خودروسازی گرفته تا ساخت سازه‌های فولادی تبدیل شده است. با این حال، این کارایی با مجموعه‌ای پیچیده از خطرات جدی همراه است. این فرآیند شامل الکتریسیته با ولتاژ بالا، حرارت شدید که می‌تواند به بیش از 10,000 درجه فارنهایت برسد، تشعشعات قدرتمند و تولید گازها و فیوم‌های بالقوه سمی است.
بسیاری از اپراتورها، به ویژه افراد کم‌تجربه‌تر، به دلیل ویژگی‌هایی مانند تغذیه مستمر سیم جوش و تولید سرباره کمتر، جوشکاری CO2 را فرآیندی آسان یا تمیزتر از روش‌های دیگر مانند جوشکاری با الکترود دستی (SMAW) می‌دانند. این تصور سادگی می‌تواند منجر به یک حس رضایت کاذب و خطرناک شود. برخلاف دود غلیظ و قابل مشاهده در جوشکاری الکترود دستی که یک نشانه بصری آشکار از خطر است، گازها و فیوم‌های تولید شده در جوشکاری CO2 می‌توانند کمتر قابل رؤیت اما به همان اندازه یا حتی بیشتر خطرناک باشند، به خصوص هنگام کار بر روی فلزات پوشش‌دار. این خطرات نامرئی، از جمله تشعشعات فرابنفش و گازهای سمی مانند ازن یا مونوکسید کربن حاصل از تجزیه CO2، تهدیدهای خاموشی هستند که نباید دست‌کم گرفته شوند.
بنابراین، ایمنی در جوشکاری CO2 نه یک گزینه یا یک مانع برای بهره‌وری، بلکه پیش‌نیاز اصلی برای انجام یک کار حرفه‌ای و پایدار است. هدف این مقاله ارائه یک راهنمای جامع و کاربردی است که از ارزشمندترین دارایی هر کارگاه، یعنی سلامت جوشکار، محافظت کند. در ادامه، به بررسی دقیق خطرات، تجهیزات حفاظت فردی، آماده‌سازی محیط کار و رویه‌های ایمن گام‌به‌گام خواهیم پرداخت.
خطرات و عوارض جوشکاری CO2
برای پیاده‌سازی یک برنامه ایمنی مؤثر، اولین قدم شناخت دقیق و کامل ماهیت خطرات موجود است. این خطرات را می‌توان به سه دسته اصلی فیزیکی، الکتریکی و شیمیایی تقسیم کرد.
خطرات فیزیکی جوشکاری CO2
سوختگی: قوس جوشکاری حرارت بسیار بالایی تولید می‌کند و تماس مستقیم با آن یا فلز مذاب و جرقه‌ها می‌تواند باعث سوختگی‌های شدید شود. این سوختگی‌ها در سه سطح طبقه‌بندی می‌شوند: درجه یک (قرمزی و تورم)، درجه دو (آسیب به لایه‌های زیرین پوست) و درجه سه (آسیب عمیق و خطرناک).
تشعشعات: قوس الکتریکی منبع قدرتمندی از تشعشعات فرابنفش (UV) و مادون قرمز (IR) است. قرار گرفتن چشم در معرض این تشعشعات، حتی برای چند ثانیه، می‌تواند منجر به عارضه‌ای دردناک به نام برق‌زدگی چشم شود. علائم این عارضه شامل احساس وجود شن در چشم، درد شدید و حساسیت به نور است. در بلندمدت، قرار گرفتن مکرر در معرض این تشعشعات خطر ابتلا به بیماری‌های جدی‌تری مانند آب مروارید را افزایش می‌دهد. تشعشعات UV همچنین باعث سوختگی پوست، مشابه آفتاب‌سوختگی شدید، شده و ریسک ابتلا به سرطان پوست را بالا می‌برد.
آتش‌سوزی و انفجار: جرقه‌ها و ذرات فلز مذاب می‌توانند تا فواصل قابل توجهی (بیش از 10 متر) پرتاب شوند و مواد قابل اشتعال مانند چوب، کاغذ، پارچه، حلال‌ها و سوخت‌ها را مشتعل کنند. وجود هرگونه گاز یا مایع قابل اشتعال در محیط کار، ریسک وقوع آتش‌سوزی یا انفجار را به شدت افزایش می‌دهد.
خطرات الکتریکی جوشکاری CO2
دستگاه‌های جوشکاری از جریان برق برای ایجاد قوس استفاده می‌کنند که این امر خطر برق‌گرفتگی را به همراه دارد. باید بین ولتاژ اولیه (برق ورودی از شبکه) و ولتاژ ثانویه (ولتاژ مدار باز در انبر جوشکاری) تمایز قائل شد. حتی ولتاژ ثانویه که پایین‌تر است، می‌تواند کشنده باشد، به خصوص در شرایط مرطوب. تعریق شدید جوشکار حین کار، مقاومت الکتریکی بدن را کاهش داده و خطر برق‌گرفتگی را به مراتب بیشتر می‌کند.
برای پیشگیری از این خطر، رعایت نکات زیر الزامی است:
- اطمینان از خشک بودن کامل محیط کار، لباس و دستکش‌ها.
- استفاده از زیرپایی‌های عایق مانند چوب یا لاستیک خشک در صورت خیس بودن زمین.
- بازرسی منظم کابل‌های جوشکاری و برق برای اطمینان از عدم وجود ترک، پارگی یا فرسودگی در روکش عایق آن‌ها.
- اتصال صحیح و مطمئن سیستم ارت (اتصال به زمین) برای دستگاه و قطعه کار.
- هرگز به صورت همزمان الکترود (سیم جوش) و قطعه کار یا بخش‌های متصل به زمین را لمس نکنید.
خطرات شیمیایی و تنفسی جوشکاری CO2
این دسته از خطرات، موذیانه‌ترین و شاید خطرناک‌ترین عوارض بلندمدت جوشکاری را به همراه دارند. مشخصات خطر شیمیایی یک کار جوشکاری ثابت نیست؛ بلکه یک متغیر پویا است که توسط تعامل سه عامل کلیدی تعیین می‌شود: فلز پایه، هرگونه پوشش سطحی (مانند رنگ، روغن یا گالوانیزه) و مواد مصرفی جوشکاری (سیم جوش و گاز محافظ). این بدان معناست که یک پروتکل ایمنی عمومی برای جوشکاری CO2 کافی نیست و برای هر کار باید یک ارزیابی ریسک پویا و مختص همان کار انجام شود.
گاز محافظ: اگرچه CO2 به عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود، اما در غلظت‌های بالا می‌تواند جایگزین اکسیژن در محیط شده و منجر به خفگی شود، به ویژه در فضاهای بسته و بدون تهویه مناسب. علاوه بر این، حرارت شدید قوس الکتریکی می‌تواند مولکول‌های CO2 را تجزیه کرده و به گاز بسیار سمی مونوکسید کربن (CO) تبدیل کند.
فیوم‌های فلزی: این فیوم‌ها ذرات بسیار ریزی هستند که هنگام ذوب شدن فلز پایه و سیم جوش تولید و در هوا منتشر می‌شوند. خطرات آن‌ها به شدت به نوع فلز در حال جوشکاری بستگی دارد:
- فولاد گالوانیزه: جوشکاری این نوع فولاد، بخارات روی آزاد می‌کند که استنشاق آن باعث عارضه‌ای به نام تب دود فلز با علائمی شبیه به آنفولانزا می‌شود. این فرآیند همچنین می‌تواند گازهای سرطان‌زا تولید کند.
- سایر فلزات خطرناک: جوشکاری فلزات حاوی کادمیوم، بریلیم، سرب، کروم شش‌ظرفیتی و منگنز خطرات بسیار جدی‌تری به همراه دارد. این مواد می‌توانند باعث آسیب‌های عصبی، بیماری‌های کلیوی، انواع سرطان و مشکلات تنفسی حاد شوند.
عوارض بلندمدت: قرار گرفتن مداوم در معرض این گازها و فیوم‌ها می‌تواند منجر به بیماری‌های مزمن شغلی مانند برونشیت مزمن، آسم شغلی، کاهش ظرفیت ریه و افزایش ریسک ابتلا به سرطان‌های ریه، کبد و سینوس‌ها شود. برخی از فلزات سنگین نیز می‌توانند بر سیستم تولید مثل تأثیر منفی گذاشته و باعث ناباروری یا مشکلات دیگر شوند.
تجهیزات حفاظت فردی (PPE)
تجهیزات حفاظت فردی (PPE) آخرین خط دفاعی جوشکار در برابر خطرات متعدد این حرفه است. استفاده صحیح و کامل از این تجهیزات، یک استاندارد غیرقابل مذاکره است.
حفاظت از سر، صورت و چشم
کلاه ماسک جوشکاری: این وسیله از چشم‌ها، صورت و گردن در برابر تشعشعات مضر، جرقه‌ها و پاشش فلز مذاب محافظت می‌کند. کلاه‌های مدرن از نوع تیرگی خودکار به طور خودکار با شدت نور قوس تنظیم می‌شوند و دید بهتری را فراهم می‌کنند. درجه تیرگی مناسب برای جوشکاری CO2 معمولاً بین 10 تا 13 است.
عینک ایمنی و شیلد صورت: همیشه باید زیر کلاه جوشکاری از عینک ایمنی استاندارد استفاده کرد. این کار از چشم‌ها در برابر ذرات پرتاب شونده هنگام تمیزکاری، سنگ‌زنی یا زمانی که کلاه بالا است، محافظت می‌کند.
حفاظت از سیستم تنفسی
انتخاب وسیله حفاظت تنفسی مناسب به نوع ماده جوشکاری، شدت فیوم و کیفیت تهویه بستگی دارد. ماسک‌های ساده گرد و غبار به هیچ وجه کافی نیستند. برای محافظت در برابر فیوم‌های فلزی، باید از ماسک‌های تنفسی فیلتردار مخصوص استفاده کرد. این ماسک‌ها در انواع مختلفی از جمله ماسک‌های نیم‌صورت یا تمام‌صورت با فیلترهای قابل تعویض و سیستم‌های پیشرفته‌تر تصفیه‌کننده هوای دمنده برای محیط‌های با آلودگی بالا موجود هستند.
لباس محافظ
جنس لباس: لباس کار جوشکاری باید از پارچه‌های مقاوم در برابر شعله و حرارت مانند کتان سنگین، پشم یا چرم تهیه شده باشد. استفاده از لباس‌های ساخته شده از الیاف مصنوعی مانند پلی‌استر، نایلون یا ریون اکیداً ممنوع است، زیرا این مواد در برابر حرارت ذوب شده و به پوست می‌چسبند و سوختگی را تشدید می‌کنند.
پوشش کامل: لباس باید تمام بدن را بپوشاند. پیراهن‌های آستین بلند با یقه‌ها و سرآستین‌های دکمه‌دار و شلوارهای بلند و بدون پاچه تاشده (که جرقه‌ها را در خود جمع نکند) الزامی است. شلوار باید روی پوتین‌ها را بپوشاند تا از ورود جرقه به داخل کفش جلوگیری شود.
پیش‌بند، آستین و گتر چرمی: برای محافظت بیشتر در برابر حرارت و جرقه‌های شدید، به خصوص در جوشکاری‌های عمودی یا سقفی، استفاده از پیش‌بند، آستین‌های محافظ و گترهای (محافظ ساق پا) چرمی توصیه می‌شود.
حفاظت از دست و پا
دستکش جوشکاری: دست‌ها نزدیک‌ترین عضو بدن به قوس جوشکاری هستند و به محافظت ویژه‌ای نیاز دارند. دستکش‌های جوشکاری باید از چرم ضخیم و عایق ساخته شده باشند تا از دست‌ها و مچ در برابر حرارت، تشعشعات، جرقه‌ها و شوک الکتریکی محافظت کنند.
کفش ایمنی: استفاده از پوتین‌های ایمنی ساق بلند با رویه چرمی و پنجه فولادی الزامی است. این پوتین‌ها از پاها در برابر سقوط اجسام سنگین، جرقه‌ها و پاشش فلز مذاب محافظت می‌کنند. کفی پوتین نیز باید از جنس لاستیک عایق باشد تا خطر برق‌گرفتگی را کاهش دهد.
جدول تجهیزات حفاظت فردی (PPE) ضروری برای جوشکاری CO2
| تجهیزات | عملکرد اصلی | استاندارد/جنس کلیدی | نکته حیاتی |
| کلاه ماسک جوشکاری اتوماتیک | حفاظت از چشم، صورت و گردن در برابر تشعشعات UV/IR، جرقه و حرارت | ANSI Z87.1, Shade 10-13 | باید همراه با عینک ایمنی استفاده شود. حساسیت و سرعت تیره شدن قابل تنظیم باشد. |
| ماسک تنفسی فیلتردار | جلوگیری از استنشاق فیوم‌های فلزی، گازهای سمی و ازن | NIOSH-approved (P100/N95) | فیلتر باید متناسب با نوع آلاینده انتخاب و به طور منظم تعویض شود. |
| لباس کار مقاوم به شعله | محافظت از پوست در برابر سوختگی ناشی از جرقه و تشعشعات UV | پنبه سنگین، پشم، چرم | اکیداً از پوشیدن لباس‌های با الیاف مصنوعی خودداری شود. |
| دستکش جوشکاری چرمی | محافظت از دست‌ها در برابر حرارت، برق‌گرفتگی و تشعشعات | چرم گاوی یا بزی، دارای آستر | باید خشک و بدون پارگی باشد. مدل ساق بلند برای محافظت از مچ ضروری است. |
| پوتین ایمنی ساق بلند | محافظت از پاها در برابر سقوط اجسام، جرقه و شوک الکتریکی | پنجه فولادی، رویه چرمی، کفی عایق | شلوار باید روی پوتین را بپوشاند. |
| پیش‌بند/آستین چرمی | محافظت مضاعف برای تنه و بازوها در جوشکاری‌های سنگین | چرم اشبالت | به ویژه برای جوشکاری عمودی و سقفی توصیه می‌شود. |
ایمن‌سازی محیط کار
ایمنی فردی با ایمن‌سازی محیط کار تکمیل می‌شود. یک جوشکار حتی با بهترین تجهیزات PPE، در یک محیط ناایمن در معرض خطر قرار دارد. مسئولیت ایمنی تنها به فضای شخصی جوشکار محدود نمی‌شود، بلکه یک شعاع ایمنی را در بر می‌گیرد که می‌تواند بر کل کارگاه و افراد حاضر در آن تأثیر بگذارد.
تهویه مناسب برای تنفس سالم
کنترل گازها و فیوم‌های سمی در مبدأ، مؤثرترین راه برای محافظت از سلامت جوشکار و سایر افراد حاضر در محیط است.
تهویه عمومی: کارگاه باید دارای سیستم تهویه عمومی مناسب باشد که بتواند حجم هوای کافی را جابجا کند. استاندارد توصیه شده، جابجایی حداقل 2000 فوت مکعب هوا در دقیقه به ازای هر دستگاه جوشکاری فعال است.
تهویه موضعی (LEV): این روش، کارآمدترین راهکار است. در این سیستم از هودهای مکنده متحرک یا بازوهای هود استفاده می‌شود که مستقیماً بالای قوس جوشکاری قرار گرفته و فیوم‌ها را قبل از رسیدن به محدوده تنفسی جوشکار، از محیط خارج می‌کنند. برای کارایی حداکثری، دهانه هود باید در فاصله حدود 10 تا 15 سانتی‌متری از قوس قرار گیرد.
کار در فضای بسته: جوشکاری در فضاهای محدود و بسته مانند مخازن یا لوله‌ها، به دلیل تجمع سریع گازهای سمی و خطر کمبود اکسیژن، بسیار خطرناک است و نیازمند تهویه مکانیکی ویژه، نظارت مداوم بر هوای محیط و حضور یک فرد ناظر در بیرون از فضا است.
پیشگیری از آتش‌سوزی
یک جوشکار باید همواره فرض کند که جرقه‌های حاصل از کارش می‌توانند باعث آتش‌سوزی شوند.
آماده‌سازی فضا: قبل از شروع کار، شعاعی به طول حداقل 11 متر از محل جوشکاری باید از هرگونه مواد قابل اشتعال پاک‌سازی شود. این مواد شامل مایعات (بنزین، تینر)، جامدات (چوب، کاغذ، پارچه) و گازها می‌شوند.
سطوح کار: کف محیط کار باید از بتن یا مواد نسوز دیگر ساخته شده باشد. هرگونه شکاف یا ترک در کف باید پوشانده شود تا از نفوذ جرقه‌ها به فضاهای زیرین جلوگیری شود.
تجهیزات اطفاء حریق: یک کپسول آتش‌نشانی مناسب (مانند نوع CO2 یا پودر خشک) باید در محلی نزدیک و قابل دسترس قرار داشته باشد و همه افراد نحوه استفاده از آن را بدانند.
دیده‌بان آتش: در پروژه‌های پرخطر، استقرار یک دیده‌بان آتش که وظیفه‌اش نظارت بر محیط برای جلوگیری از شروع حریق است، یک اقدام ایمنی هوشمندانه محسوب می‌شود. این فرد باید تا حداقل 30 دقیقه پس از پایان جوشکاری نیز در محل باقی بماند.
ایمنی کار با سیلندر گاز CO2
سیلندرهای گاز تحت فشار بالا هستند و در صورت استفاده نادرست می‌توانند به پرتابه‌های خطرناکی تبدیل شوند.
حمل و نقل و نگهداری: سیلندرها باید همیشه به صورت عمودی و با استفاده از چرخ‌دستی مخصوص حمل شوند. در محل کار یا انبار، باید با زنجیر یا تسمه به دیوار یا یک پایه محکم مهار شوند تا از سقوط آن‌ها جلوگیری شود. آن‌ها را باید دور از منابع حرارتی، مدارهای الکتریکی و مسیرهای عبور و مرور نگهداری کرد. کلاهک محافظ شیر همیشه باید روی سیلندر نصب باشد، مگر زمانی که رگولاتور به آن متصل است.
نصب و استفاده: همیشه از رگولاتور و فشارسنج سالم و مناسب برای گاز CO2 استفاده کنید. پس از اتصال رگولاتور، تمام اتصالات را با کف صابون از نظر نشتی بررسی کنید. هرگز شیر سیلندر را به طور کامل و ناگهانی باز نکنید.
جداسازی سیلندرها: سیلندرهای پر و خالی باید به صورت جداگانه و با علامت‌گذاری مشخص نگهداری شوند. سیلندرهای اکسیژن و گازهای سوختی (مانند استیلن) هرگز نباید در کنار یکدیگر انبار شوند.
نتیجه‌گیری
اصول ایمنی در جوشکاری CO2 مجموعه‌ای از قوانین دست‌وپاگیر نیستند، بلکه پایه‌های یک حرفه پایدار و سالم را تشکیل می‌دهند. این اصول بر چهار ستون اصلی استوارند: آگاهی کامل از خطرات، استفاده بی‌قید و شرط از تجهیزات حفاظت فردی، آماده‌سازی دقیق محیط کار، و پایبندی به رویه‌های ایمن در تمام مراحل کار.
ایمنی یک رویداد آموزشی یک‌باره نیست، بلکه یک فرهنگ مستمر مبتنی بر هوشیاری، پیش‌بینی و مسئولیت‌پذیری است. یک جوشکار ماهر تنها کسی نیست که بتواند یک جوش بی‌نقص و مستحکم ایجاد کند، بلکه فردی است که می‌تواند این کار را هر روز و به صورت ایمن تکرار کند. به عنوان تأمین‌کننده گازهای صنعتی، ما خود را متعهد به سلامت و ایمنی مشتریان خود می‌دانیم و قویاً توصیه می‌کنیم که هرگز ایمنی را فدای سرعت یا سهولت نکنید. سرمایه‌گذاری بر روی ایمنی، سرمایه‌گذاری بر روی آینده حرفه‌ای و سلامت شماست.
برای دریافت مشاوره تخصصی رایگان و خرید گاز CO2 و انواع گازهای ترکیبی با بالاترین خلوص صنعتی و استانداردهای کیفی، با ما تماس بگیرید.
