溶接ヘルメット

溶接ヘルメットは、集中した光や飛散する粒子からユーザーを保護するために溶接工が使用する個人用保護具です。溶接プロセスによって、自動調光フィルター付きのより強力なレンズシェードが必要になりますが、その他の溶接プロセスではゴーグルで十分です。OSHAとANSIはこの技術を規制しており、光の透過率に基づいてシェードを定義しています。

目的

溶接ヘルメットは、シールドメタルアーク溶接、ガスタングステンアーク溶接、ガスメタルアーク溶接などのアーク溶接プロセスで最も一般的に使用されています。これらは、角膜が炎症を起こして痛みを伴う状態になるアークアイを防ぐために必要です。溶接ヘルメットは、視力喪失につながる可能性のある網膜熱傷も防ぐことができます。どちらの状態も、溶接アークから放出される高濃度の赤外線と紫外線に保護されていない状態でさらされることによって引き起こされます。^[1]溶接アークからの紫外線放出は、覆われていない皮膚（顔や首など）を損傷する可能性があり、比較的短い溶接時間で日焼けのような状態を引き起こします。放射線に加えて、ガスや飛沫も皮膚や目に危険を及ぼす可能性があります。^[2]

溶接ヘルメットはどれもひび割れなどの損傷を受けやすく、紫外線や赤外線からの保護が損なわれる可能性があります。ヘルメットは目を保護するだけでなく、アークによって発生する熱い金属の火花や紫外線によるダメージから顔を保護します。頭上で溶接する場合は、頭や肩の火傷を防ぐために革製のスカルキャップとショルダーカバーを使用します。^[3]

デザイン

ほとんどの溶接ヘルメットには、レンズシェードと呼ばれるフィルターで覆われた窓 (バイザー) が付いており、溶接作業者はこの窓を通して作業を行うことができます。この窓は、着色ガラス、着色プラスチック、または偏光レンズのペアで作られた可変密度フィルターで作られています。溶接プロセスごとに異なるレンズシェードが必要です。たとえば、金属不活性ガス(MIG) 溶接とタングステン不活性ガス(TIG) 溶接は低強度プロセスであるため、より明るいレンズシェードが好まれます。

溶接ゴーグルは暗い色合いの保護眼鏡で、酸素溶接や関連プロセスによって生成される明るい光、また火花や破片から目を保護することを目的としています。^{[4]オープン電気アーク（}アーク溶接やその他のプロセスによって生成される）は、はるかに大量の光と紫外線を生成するため、顔全体を保護する必要があります。ほとんどの溶接ゴーグルは、アーク溶接に十分な暗さではありません。

今日使用されている現代の溶接ヘルメットは、1937年にウィルソンプロダクツ社によって初めて導入されました。^[5] 1981年に、スウェーデンのメーカーであるホーネルインターナショナル社（現在は3M社が所有^[6]）は、センサーが明るい溶接アークを検出すると自動的に暗くなるLCD電子シャッター、^[7]スピードグラス自動暗化フィルターを導入しました。このような電子自動暗化ヘルメットがあれば、溶接者は溶接の準備をしてから、ヘルメットを顔まで下げるために頭をうなずく必要がなくなりました。溶接者が溶接ヘルメットの位置を手動で調整する必要がないという利点があり、時間の節約になるだけでなく、溶接プロセスで発生する有害な光にさらされるリスクも軽減されます。

規制

米国では、溶接ヘルメットの業界標準はANSI Z87.1+で、さまざまな目の保護装置の性能を規定しています。この標準では、自動調光ヘルメットは、暗くない状態でも紫外線と赤外線の両方から完全に保護する必要があります。^[7]この標準は任意であるため、購入者はヘルメットがANSI Z87.1に準拠していることを確認する必要があります（適切なラベルで示されています）。

米国のOSHAの溶接用ヘルメットの要件は、ANSI Z49.1、溶接および切断の安全性、セクション7（人員の保護）^[8]やANSI Z89.1（産業用頭部保護の安全要件）などの規格に基づいています。^[9] OSHAは、溶接の種類と電流定格に基づいて特定の遮光数を推奨しています。^[10]

1967年版ANSI Z49.1.7.2.2.10では、「すべてのフィルターレンズとプレートは、米国規格Z2.1-1959の頭部、眼および呼吸器の保護に関する安全規定の6.3.4.6項に規定されている放射エネルギーの透過試験に適合しなければならない」と規定されている。^[8]

2023年現在、OSHAのウェブサイトでは、規格1910.133（眼および顔の保護）のセクション（a）（5）に基づく最低限の保護シェードの基準が提供されています。^[11]

目安としては、溶接部が見えにくいほど暗い色合いから始めます。次に、最小値を下回ることなく溶接部を十分に見ることができる、より明るい色合いにします。トーチが強い黄色の光を生成する酸素燃料ガス溶接または切断では、(スペクトル) 操作の可視光内の黄色またはナトリウム線を吸収するフィルターレンズを使用することをお勧めします。

シェード

ANSI Z87.1-2003 ^{[12]によれば、}^42の「シェード番号」は次のように導出されます。

シェード番号は、次の式によって光透過率（パーセントではなく分数で表されます）と関連しています。 $S$ $T_{L}$

$S={\dfrac {7}{3}}log_{10}{\dfrac {1}{T_{L}}}+1$ ^[12]

$T_{L}$ CIE A光源（一般的な家庭用白熱灯の基準点）とCIE 1931 標準色彩観測者を基準に定義される。^[12]

ANSI が規定する実際の色合いは特定の数値ではなく範囲であり、それぞれに最大、最小、公称透過率の値が指定されています。さらに、遠紫外線の許容透過率は、光源 A の光の許容透過率よりもはるかに低くなっています (「最小許容光透過率の 10 分の 1 未満でなければならない」)。^[12]

透過率の値

ANSI シェードは特定の光源に基づく範囲であり、透過率の他の測定値に直接変換されるものではありませんが、次の表は、（中性密度フィルター番号とf ストップに関して）大まかな近似値を示しています。

注: Hoya、B+W、CokinはコードND2またはND2xなどを使用します。Lee、Tiffenはコード0.3NDなどを使用します。Leicaはコード1×、4×、8×などを使用します。^[14]
注: ND 3.8 は、電子損傷のリスクなしに太陽 CCD を露出するための正しい値です。^{[引用が必要]}
注: ND 5.0 は、網膜を損傷することなく太陽を直接観察するための最小値です。使用する特定のフィルターについては、スペクトログラムで UV と IR も同じ値で軽減されているかどうか確認して、さらに確認する必要があります。^{[引用が必要]}
注: ANSIシェードは、標準規格によって中心値の範囲として定義されています。ここでは、ANSI Z87.1の式を使用して近似値を示しています。この式では、CIE 光源Aの光透過率（）に基づいています。ANSIシェード番号は、紫外線透過率の制限がはるかに低くなっています。^[13] $S={\dfrac {7}{3}}log_{10}{\dfrac {1}{T_{L}}}+1$ $T_{L}$

注記

^ Elvex Safety Products 光が目に与える影響
^ “Testbericht zur Automatik-Schweißmaske Speedglas 100 von 3M”. Testberichte für Testsieger (ドイツ語)。 2017-01-12 。2017-01-29に取得。^{[永久リンク切れ‍ ]}
^ ミラー、マーク R. (2007)、溶接ライセンス試験学習ガイド、マグロウヒルプロフェッショナル、p. 5、ISBN 978-0-07-149376-5。
^ フィンチ、リチャード (2007)。溶接ハンドブック: プラズマ切断、酸素アセチレン、ARC、MIG、TIG ガイド (改訂版)。HP Trade。pp. 31–33。ISBN 978-1-55788-513-5. 2010年5月26日閲覧。
^ 「溶接工を守るために一体型ヘルメットをカット」ポピュラーメカニクス、1937年8月号、217ページ左下
^ 「3M、ホーネル・インターナショナルを買収：安全製品ラインを拡大」。3Mニュース - 米国。
^ ab "Technische Entwicklung automatischer Schweißerschutzfilter". Testberichte für Testsieger (ドイツ語)。 2017 年 1 月 19 日。2017 年 2 月 2 日のオリジナルからアーカイブ。2017 年1 月 29 日に取得。
^ ab 「ANSI Z49.1 溶接および切断の安全性」（第3版）。アメリカ規格協会。1967年。
^ 「ANSI Z89.1 産業用頭部保護の安全要件」（第 3 版）。アメリカ規格協会。1969 年。14 ページ。
^ 米国労働省 (2012)。「造船所での溶接および切断作業中の放射エネルギーに対する目の保護」(PDF)。労働安全衛生局。 2024年11月5日閲覧。
^ 「1910.133 - 目と顔の保護」。米国労働省、労働安全衛生局。
^ abcd アメリカ規格協会; アメリカ安全技術者協会 (2003)。「ANSI Z87.1-2003: 職業上および教育上の眼と顔の保護に関する実践、29」。
^ ab アメリカ規格協会; アメリカ安全技術者協会 (2003)。「ANSI Z87.1-2003: 職業上および教育上の眼と顔の保護に関する実践、29」。
^ 「カメラレンズフィルター」。2014年6月12日閲覧。

さらに読む

ジェファス、ラリー（1999年）。溶接：原理と応用。アルバニー：トムソンデルマー。ISBN 0-8273-8240-5。

[1] Elvex Safety Products 光が目に与える影響

[2] “Testbericht zur Automatik-Schweißmaske Speedglas 100 von 3M”. Testberichte für Testsieger (ドイツ語)。 2017-01-12 。2017-01-29に取得。^{[永久リンク切れ‍ ]}

[3] ミラー、マーク R. (2007)、溶接ライセンス試験学習ガイド、マグロウヒルプロフェッショナル、p. 5、ISBN 978-0-07-149376-5。

[4] フィンチ、リチャード (2007)。溶接ハンドブック: プラズマ切断、酸素アセチレン、ARC、MIG、TIG ガイド (改訂版)。HP Trade。pp. 31–33。ISBN 978-1-55788-513-5. 2010年5月26日閲覧。

[5] 「溶接工を守るために一体型ヘルメットをカット」ポピュラーメカニクス、1937年8月号、217ページ左下

[6] 「3M、ホーネル・インターナショナルを買収：安全製品ラインを拡大」。3Mニュース - 米国。

[:0-7] "Technische Entwicklung automatischer Schweißerschutzfilter". Testberichte für Testsieger (ドイツ語)。 2017 年 1 月 19 日。2017 年 2 月 2 日のオリジナルからアーカイブ。2017 年1 月 29 日に取得。

[z49-8] 「ANSI Z49.1 溶接および切断の安全性」（第3版）。アメリカ規格協会。1967年。

[ansiz89-9] 「ANSI Z89.1 産業用頭部保護の安全要件」（第 3 版）。アメリカ規格協会。1969 年。14 ページ。

[10] 米国労働省 (2012)。「造船所での溶接および切断作業中の放射エネルギーに対する目の保護」(PDF)。労働安全衛生局。 2024年11月5日閲覧。

[osha1910-11] 「1910.133 - 目と顔の保護」。米国労働省、労働安全衛生局。

[ANSIZ87.1-12] アメリカ規格協会; アメリカ安全技術者協会 (2003)。「ANSI Z87.1-2003: 職業上および教育上の眼と顔の保護に関する実践、29」。

[Neutral-density_filter_ANSIZ87.1-13] アメリカ規格協会; アメリカ安全技術者協会 (2003)。「ANSI Z87.1-2003: 職業上および教育上の眼と顔の保護に関する実践、29」。

[14] 「カメラレンズフィルター」。2014年6月12日閲覧。