CN102869473A

CN102869473A - 具有uv激活图像的焊弧服饰以及用于检出uv辐射的方法

Info

Publication number: CN102869473A
Application number: CN2010800613180A
Authority: CN
Inventors: B·J·钱特里; M·D·麦克道尔
Original assignee: Lincoln Global Inc
Current assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2013-01-09
Also published as: AU2010317555A1; EP2498945A2; US8284385B2; AU2010317555B2; BR112012011212A2; CA2779405A1; WO2011058431A2; JP2013510724A; JP2014239894A; KR20120099463A; MX2012005448A; US20110116076A1; WO2011058431A3

Abstract

公开一种焊接附件和用于在焊接操作期间检出UV辐射曝露的系统。该焊接附件可以具有曝露于由电弧焊生成的UV辐射的表面，在没有曝露于所述UV辐射时可见的第一图像，以及由UV激活染料形成、只在曝露于由电焊弧生成的UV辐射后是可见的第二图像。系统可以包括具有一第一态和至少一第二态的UV曝露指示器，以及包括适合于一旦曝露于UV辐射就提供可逆的或持续的视觉指示的UV激活染料。该视觉指示可以包括符号、徽标、图像、文字或其他如期望的装饰性的或信息性的设计。

Description

具有UV激活图像的焊弧服饰以及用于检出UV辐射的方法

技术领域

本公开涉及焊接附件，以及更具体地，涉及具有被来自电焊弧的UV辐射激活的图像的焊接服饰。

背景技术

焊接是在各种产品和结构的制造和建造中一种重要的工艺。用于焊接的应用广泛并且使用遍及全世界，所述应用包括，例如，举几个例子，船舶、建筑物、桥梁、车辆和管线的建造和修理。焊接在不同的地点进行，比如在具有固定的焊接操作的工厂中或在具有便携式焊机的现场。

在手动或半自动焊接中，使用者/操作者（即焊工）引导焊接设备以制作焊缝。例如，在电弧焊中，焊工可以手动放置焊条或焊丝并且在焊接位置生成产生热的电弧。在这类焊接中，焊材与焊接位置的间隔与产生的电弧有关，并且与获得基材与焊条或焊丝金属的最优化熔化/熔合有关。这种焊缝的质量经常直接取决于焊工的技能。

电焊弧已知会产生紫外（UV）辐射。由电焊弧产生的UV辐射能够造成类似晒伤的损伤。也已知UV辐射造成眼睛刺激，一种常被叫做“焊工眼炎（welder’s flash）”或“电光性眼炎（arc eye）”的情况。在电弧焊期间产生的UV辐射的强度取决于许多因素，比如工艺类型、焊接参数、焊材和基材金属组成、焊剂以及在基材金属上的任何涂层或镀层。此外，影响UV辐射生成量的其他变量还有导电嘴尺寸、保护气以及填充金属组成。除了直接曝露于UV辐射之外，UV辐射可以从在焊接环境中常见的表面反射，比如未上漆的金属和混凝土地面，导致间接的曝露。进一步地，UV辐射曝露的影响是累积的并且重复曝露可以导致视网膜损伤和其他健康危害。

UV辐射一般被分为三个波段，UV-A、UV-B和UV-C，按波长递减的顺序。自然太阳光是在全部三个波段中UV辐射最常见的来源，然而UV-C实质上被臭氧层吸收了。大体上，UV-A具有从320至380纳米的波长；UV-B具有从290至320纳米的波长；而UV-C具有从200至290纳米的波长。波长越短，UV辐射的生物影响越大。电弧焊产生在全部三个波段中的UV辐射，但是在UV-C波段的上端具有实质性发射。

在过去，各种方法和装置已被用来遮蔽焊工以防由电弧产生的UV辐射。例如，习惯上穿戴焊接面罩、夹克和手套，所述穿戴实质性地阻碍UV辐射到达焊工的眼睛和身体。在焊接环境中，其他人员一般也穿戴个人保护装置，比如限制曝露于UV辐射的安全眼镜。

针对在焊弧周围工作的人员的UV曝露程度变化很大，并且经常不能被准确知晓。为了限制非故意曝露给附近的人，各类帘幕和遮蔽物已被建造以隔离焊接操作。然而，来自未上漆的金属、混凝土和其他表面的UV辐射的反射限制了遮蔽焊接操作的有效性。虽然焊接操作也已位于远离人行道、通道和其他人员工作的其他区域，以减少曝露给其他人员，然而，当焊接操作在有限区域进行时，这经常是不切实际的。其他用于避免UV曝露的技术也已被采用，包括在焊接环境周围铺设警告标志，突出UV曝露的可能性。

发明内容

本公开涉及能够提供在焊接操作期间存在由电焊弧生成的UV辐射的视觉指示的焊接附件。除了用于焊接环境的其他附件之外，该焊接附件可以包括，例如，焊接面罩、焊接夹克、焊接衬衫、安全帽、布无檐便帽、球帽式帽子、安全眼镜、手套、标识、工作靴、腰带和饰品。视觉指示可以是在第一图像和第二图像之间的转变，并且该转变可以是永久的或可逆的。焊接附件可以是焊接面罩、焊接夹克、手套、安全眼镜、指示器标识或其他焊接附件。UV激活染料、颜料或印墨的一种或更多种可以被采用以提供存在来自电焊弧的UV辐射的指示。必须被理解的是，在用于此应用时，术语“UV激活染料”是要包括UV激活染料、颜料、印墨和其他相似的物质或装置。UV曝露指示器可以也具有一第一态和至少一第二态，其中视觉指示是在所述第一态和至少所述第二态之间的转变。各种符号、徽标（logo）、文字、图像或其他装饰性的或信息性的设计可以被采用以指示UV辐射存在或不存在。

也公开一种用于检出在焊接操作期间累计UV辐射曝露的系统，该系统具有有多个分等级的态的UV曝露指示器。UV辐射曝露也可以通过提供焊接系统和UV曝露指示器，以及操作所述焊接系统以生成UV辐射同时监控所述UV曝露指示器并且在预设水平的UV曝露被指示之后停止焊接操作而被检出。

从以下的详细描述、权利要求和附图，本公开的各种方面对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

图1是焊接环境的示意图；

图2是焊接面罩的透视图；

图3是曝露于UV辐射之后的焊接面罩的透视图；

图4是曝露于UV辐射之后另一个焊接面罩的透视图；

图5A-B是再另一个焊接面罩的透视图；

图6A-B是安全眼镜的透视图；

图7A-B是焊接夹克的透视图；以及

图8A-B是UV指示器标识的透视图。

具体实施方式

现在参考附图，图1说明了一焊接环境10。所述焊接环境10可以包括焊接面罩12、焊接系统14、焊枪16和工件18。焊接环境还可以包括，例如，焊条夹钳、TIG焊炬或其他供电弧焊使用的器具。工件18大体上定义了焊接工作区域20，在那里，焊枪可以被用于形成焊缝。各类示例的焊接，包括焊条电弧焊（SMAW）、气体保护金属极弧焊（GMAW）（即熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG welding）），以及钨极惰性气体保护焊（GTAW）（即钨极惰性气体保护电弧焊（TIG welding）），可以在焊接环境中被实施。

焊接系统14包括用于生成焊接电流和电压的焊接设备、用于控制焊接电流和电压的焊接控制系统以及用于监控焊接电流和电压的监控系统。所述监控系统可以也监控各种各样的其他操作参数，比如但不限于，送丝速度、焊丝剩余的量、任意种类的操作者期望的焊接反馈以及任意其他期望的操作参数。

大体参照图1-7，现在公开的是焊接附件，所述焊接附件包括在焊接操作期间曝露于电焊弧的一表面，所述表面具有一第一图像和一第二图像，在没有曝露于所述电焊弧时，所述第一图像在所述焊接附件的所述表面上是可见的，并且所述第二图像由UV激活染料在所述表面上形成，并且在所述焊接操作期间只在曝露于由所述电焊弧生成的UV辐射后是可见的。焊接附件可以是焊接面罩、焊接夹克、焊接衬衫、安全眼镜、手套、标识、工作靴、腰带或饰品，或者在可能具有曝露于UV辐射的表面的焊接环境中使用或穿戴的任意其他合适的附件。

在操作期间，焊接系统14操作以在焊枪16和工件18之间生成电焊弧。在其他实施例中，焊接系统14可以在电焊条夹钳、GTAW或TIG焊炬或另一焊接器具和工件18之间生成电焊弧。在每一个实施例中，电焊弧生成包括在UV、可见光和红外光谱中的发射的电磁辐射。由电焊弧生成的UV辐射可以包括在UV-A、UV-B和UV-C波段的辐射。由电焊弧产生的UV辐射常常会集中在波长为大约200和290纳米之间的UV-C波段。UV辐射还会集中在波长为大约260和280纳米之间。

焊接附件可以具有一第一图像，所述第一图像在没有曝露于电焊弧时，在焊接附件的表面上可见的。例如，所述第一图像可以是徽标、符号、文字或其他装饰性的或信息性的设计。可替换地，第一图像可以是焊接附件的未加装饰的表面。例如，焊接面罩12的外表面22可以具有第一图像（比如公司徽标）。

焊接附件可以也具有由UV激活染料在焊接附件的表面上形成的一第二图像，在那里，所述第二图像在焊接操作期间只在曝露于由电焊弧生成的UV辐射后是可见的。所述第二图像也可以是徽标、符号、文字或其他如期望的装饰性的或信息性的设计。例如，第二图像可以是指示存在UV辐射的警告符号或可以是指示曝露于至少预设量的UV辐射的警告。在另一实施例中，第二图像可以是表明焊接附件的提供者的装饰性的设计。

参照图2至图4，说明了焊接面罩12具有外表面22和观察窗口24。焊接面罩12可以遮蔽焊工的头和眼睛以防电焊弧和由电焊弧生成的UV辐射。焊接面罩12也可以保护焊工以防一般在焊接环境遭遇到的热、火星和其他危害。焊接面罩12的外表面22在焊接操作期间曝露于电焊弧。

如图2所示，外表面22具有一第一图像，所述第一图像是焊接面罩的未装饰的表面。外表面22也具有由UV激活染料形成的一第二图像。第二图像可以是如在图3中说明的警告符号26。第二图像可以是如在图4中说明的公司徽标28。如将是明显的，第二图像可以选自由如期望的许多设计。

第二图像由UV激活染料在焊接附件的表面形成。形成第二图像的UV激活染料可以结合到形成焊接附件的表面的材料中。可替换地，UV激活染料可以被施用于焊接附件的表面。在再另一可替换方案中，UV激活染料可以合并到UV曝露指示器中，并且以标识、粘贴物或其他可比的装置的形式附着于焊接附件的表面。

UV激活染料或颜料可以大体上被描述为一旦曝露于UV辐射时就经历颜色或状态的改变的物质。UV激活染料也被叫做光致变色的、光可改变的和光反应性的染料。如在本文使用的，术语UV激活染料意图代表一旦曝露于UV辐射时就经历颜色或状态的改变的物质。各种的UV激活染料是已知的和商业上可获得的，并且被预期用于本公开。响应于UV辐射但在存在自然太阳光或人造光的条件下是稳定的UV激活染料是已知的，比如在授予Nohr等的美国专利号6,054,256或者授予Ribi等的美国专利申请2008/0296513中公开的那些染料。UV激活染料可以被选择以响应于UV辐射的具体波长。例如，UV激活染料可以被选择以响应于在200和290纳米之间的波长。在另一实施例中，UV激活染料可以被选择以响应于在260和280纳米之间的波长。UV激活染料和非激活材料的组合可以被利用以提供期望的特征。这些和其他已知的UV激活染料可以被本公开采用。

如在授予Nohr等的美国专利号6,054,256中描述的，一种UV激活染料，可消除的/可变色（erasable/mutable）的不可逆紫外辐射转移吸收剂（transorber），通过紫外辐射转移吸收剂/可变的着色剂/分子包含体的复合物被示例，其中可变的着色剂为孔雀绿或维多利亚纯蓝BO（碱性蓝7），并且紫外辐射转移吸收剂是IRGACURE 184（1-羟基环己基苯基酮），并且分子包含体是β-环糊精。

在进一步的示例中，如在授予Nohr等的美国专利No.6,054,256中描述的，可变色的着色剂的示例的且非限制性的列表包括三芳基甲基染料，比如孔雀绿甲醇碱{4-(二甲氨基)-α-[4-(二甲氨基)苯基]-α-苯基苯-甲醇}、孔雀绿甲醇盐酸盐{N-4-[[4-(二甲氨基)苯基]苯基亚甲基]-2,5-环己二烯-1-亚基]-N-甲基-氯化甲铵或双[对-(二甲氨基)苯基]苯甲基氯化物}和孔雀绿草酸盐{N-4-[[4-(二甲氨基)苯基]苯基亚甲基]-2,5-环己二烯-1-亚基]-N-甲基氯化甲铵或双[对-(二甲氨基)苯基]苯甲基草酸盐}；单偶氮染料，比如花青黑、柯衣定[碱性橙2；4-(苯基偶氮)-1,3-苯二胺单盐酸盐]、维多利亚纯蓝BO、维多利亚纯蓝B、碱性品红和β-萘酚橙；噻嗪染料，比如亚甲基绿、氯化锌复盐[3,7-双(二甲氨基)-6-硝基酚噻嗪-5-氯合，氯化锌复盐]；噁嗪染料，比如光色素（Lumichrome）(7,8-二甲基咯嗪)；萘二甲酰亚胺染料，比如荧光黄CH{6-氨基-2-[(联氨基羰基)氨基]-2,3-二氢-1,3-二氧-1H-苯并异喹啉-5,8-二磺酸二锂盐}；吖嗪染料，比如詹纳斯绿B{3-(二乙氨基)-7-[[4-(二甲氨基)苯基]偶氮]-5-苯基吩嗪氯化物}；花青染料，比如吲哚花青绿{卡迪欧绿（Cardio-Green）或福克斯绿（FoxGreen）；2-[7-[1,3-二氢-1,1-二甲基-3-(4-磺丁基)-2H-苯并吲哚-2-亚基]-1,3,5-庚三烯基]-1,1-二甲基-3-(4-磺丁基)-1H-苯并吲哚氢氧化内盐钠盐}；靛蓝染料，比如靛蓝{靛蓝或还原蓝1；2-(1,3-二氢-3-氧-2H-吲哚-2-亚基)-1,2-二氢-3H-吲哚-3-酮}；香豆素染料，比如7-羟基-4-甲基香豆素(4-甲基伞形酮)；苯并咪唑染料，比如Hoechst 33258[双苯甲亚胺或2-(4-羟基苯基)-5-(4-甲基-1-哌嗪基)-2,5-双-1H-苯并咪唑三盐酸盐五水合物]；类对醌染料，比如苏木精{天然黑1；7,11b-二氢苯并[b]茚并[1,2-d]吡喃-3,4,6a,9,10(6H)-五醇}；荧光素染料，比如荧光素胺(5-氨基荧光素)；重氮盐染料，比如重氮红RC(偶氮重氮No.10或固红RC盐；2-甲氧基-5-氯苯重氮氯化物，氯化锌复盐)；偶氮重氮染料，比如固蓝BB盐(偶氮重氮No.20；4-苯甲酰氨基-2,5-二乙氧基苯重氮氯化物，氯化锌复盐)；苯二胺染料，比如分散黄9[N-(2,4-二硝基苯基)-1,4-苯二胺或溶剂橙53]；重氮染料，比如分散橙13[溶剂橙52；1-苯偶氮基-4-(4-羟基苯偶氮基)萘]；蒽醌染料，比如分散蓝3[Celliton固蓝FFR；1-甲氨基-4-(2-羟乙基氨基)-9,10-蒽醌]、分散蓝14[Celliton固蓝B；1,4-二(甲氨基)-9,10-蒽醌]和茜素蓝黑B(媒染黑13)；三偶氮染料，比如直接蓝71{苯并浅蓝FFL或Sirius浅蓝BBR；3-[(4-[(4-[(6-氨基-1-羟基-3-磺基-2-萘基)偶氮]-6-磺基-1-萘基)偶氮]-1-萘基)偶氮]-1,5-萘二磺酸四钠盐}；呫吨染料，比如2,7-二氯荧光素；原黄素染料，比如3,6-二氨基吖啶半硫酸盐(原黄素)；磺酞染料，比如甲酚红(临甲酚磺酞)；酞菁染料，比如铜酞菁{颜料蓝15；(SP-4-1)-[29H,31H-酞菁酰(2-)-N²⁹,N³⁰,N³¹,N³²]铜}；类胡萝卜素染料，比如反-β-胡萝卜素(食品橙)；胭脂红酸染料，比如胭脂红、胭脂红酸的铝或钙铝色淀(7-a-D-吡喃葡萄糖基-9,10-二氢-3,5,6,8-四羟基-1-甲基-9,10-二氧-2-蒽羰基酸)；天青染料，比如天青A[3-氨基-7-(二甲氨基)吩噻嗪-5-氯化物或7-(二甲氨基)-3-亚氨基-3H-吩噻嗪盐酸盐]；以及吖啶染料，比如吖啶橙[碱性橙14；3,8-双(二甲氨基)吖啶盐酸盐，氯化锌复盐]和吖啶黄(吖啶黄中性；具有3,6-吖啶二胺的3,6-二氨基-10-甲基吖啶氯化物混合物)。

如在授予Nohr等的美国专利No.6,054,256中进一步描述的，不可逆紫外辐射转移吸收剂的非限制性的且示例的列表可以包括稳定化化合物，比如，邻苯二甲酰甘氨酸-2959、DARCUR 2959和其他光反应剂，比如1-羟基-环己基-苯基甲酮（“HCPK”）（IRGACURE184，Ciba-Geigy）；α,α-二甲氧基-α-羟基乙酰苯（DAROCUR 1173，Merck）；1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基-丙烷-1-酮（DAROCUR 1116，Merck）；1-[4-(2-羟乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-丙-1-酮（DAROCUR 2959，Merck）；聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲乙烯基)苯基]丙-1-酮（ESACURE KIP，Fratelli Lamberti）；安息香（2-羟基-1,2-二苯乙酮）（ESACURE BO，Fratelli Lamberti）；安息香乙醚（2-乙氧基-1,2-二苯乙酮）（DAITOCURE EE，Siber Hegner）；安息香异丙醚（2-异丙氧基-1,2-二苯乙酮）（VICURE 30，Stauffer）；安息香正丁醚（2-丁氧基-1,2-二苯乙酮）（ESACURE EB1，Fratelli Lamberti）；安息香丁醚的混合物（TRIGONAL14，Akzo）；安息香异丁醚（2-异丁氧基-1,2-二苯乙酮）（VICURE 10，Stauffer）；安息香正丁醚和安息香异丁醚的共混物（ESACURE EB3，ESACURE EB4，Fratelli Lamberti）；安息香双甲醚（2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙酮）（“BDK”）（IRGACURE 651，Ciba-Geigy）；2,2-二乙氧基-1,2-二苯乙酮（UVATONE 8302，Upjohn）；α,α-二乙氧基乙酰苯（2,2-二乙氧基-1-苯基-乙酮）（“DEAP”，Upjohn），（DEAP，Rahn）；以及α，α-二-(正丁氧基)-乙酰苯（2，2-二丁氧基-1-苯乙酮）（UVATONE 8301，Upjohn）。

授予Ribi等的美国专利申请2008/0296513描述了包括二炔（共轭丁二炔）的光致变色试剂的几个示例，并且特别描述了至少约8个碳原子且不多于约36个碳原子、更通常从约12至30个碳原子的酸、酯、尿烷、酰胺、腈或醇单体。这些炔基团大体可以被至少1个碳原子从末端碳原子取代。二炔的功能性基团的各种衍生物可以用于调整二炔的性质以供在特别的配方中使用。如在授予Ribi等的美国专利申请2008/0296513中描述的，透明UV激活涂料/抛光剂可以通过将单体10,12-二十五二炔酸（PDA）添加到清澈的商业上可获得的指甲抛光剂成品（比如Orly Snap，奥利国际有限公司，用乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇、硝化纤维、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙烯醇缩丁醛、依托立林（etocrylene）、D＆C红#6钡色淀、D＆C紫#2制作）或添加到商业上可获得的清澈的涂层涂料直至100PDA/ml抛光剂/涂料成品的最终浓度而制作。PDA单体被混合至澄清。随后可以将薄膜施用于要曝露于UV辐射的表面。在授予Ribi等的美国专利申请2008/0296513中也描述了，粘贴上的传感器标牌可以包括用100mg PDA/ml氯仿的溶液盖覆的具有厚度为约200微米的覆层的透明带粘贴物（例如，直径为1/4英寸（0.635cm）的圆形物，该圆形物用基于丙烯酸的胶粘标签染料制作，被切好并放置在方便移除的带状物上）。

例如，用于UV染料的合适的光致变色剂的一个非限制性的示例为螺噁嗪。噁嗪的螺形式是无色的隐色染料；噁嗪和分子的另一芳香部分的共轭系统被sp³-杂化“螺”碳原子分开。在用UV光照射之后，在螺碳和噁嗪之间的键断裂，环打开，螺碳完成sp²杂化并且变为平面，芳香基团旋转，将芳香基团的π-轨道与分子的其余部分对齐，且具有吸收可见光的光子的能力的共轭系统形成，并因此显现为彩色的。当UV源被移除，分子逐步地放松至其基态，碳-氧键重新形成，螺碳再次变为sp³杂化，且分子返回其无色状态。此示例说明了可逆的颜色改变。

在另一非限制性的实施例中，合适的UV为一旦曝露于预设剂量的UV-C辐射就经历颜色改变的UV敏感组合物，比如在授予Havens等的美国专利号7,598,331中公开的。UV-C敏感组合物包括卤代聚合物，比如一旦曝露于UV辐射就产生酸的聚偏氯乙烯，以及pH敏感染料。一旦曝露于UV-C辐射，卤代聚合物就经历降解并且产生HCl。作为体系中HCl增加的结果，所述pH敏感染料改变颜色。此组合物可以也包括酸清除组合物和/或稀释剂以控制在体系中产生的HCl的量。由UV-C曝露释放的HCl的量可以被选择性地控制，这样颜色改变可以在期望的UV-C剂量产生。此示例说明了单向性的颜色改变。

如在授予Havens等的美国专利号7,598,331中描述的，卤代聚合物可以是聚氯乙烯（PVC）、聚偏氯乙烯（PVDC）、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、氯化橡胶及其共聚物，而在一些情形中，卤代聚合物也可以与一个或更多个具有很少或没有卤素含量的单体组合。pH敏感染料可以是溴酚蓝、酚红、百里酚蓝、乙基橙、间甲酚紫、新品红、p-甲基红、丽丝胺绿、苯胺蓝、甲基紫、结晶紫、乙基紫、亮绿、oralochite绿草酸盐、甲基绿、甲酚红、喹哪啶红、对甲基红、溴百里酚蓝、间胺黄、橙IV、苯偶氮苯胺、赤藓红B、苯紫红素4B、刚果红、甲基橙、刃天青、甲基红、茜素红、溴甲酚紫、氯酚红或用于多种颜色改变的染料的组合。

在进一步的非限制性的实施例中，UV染料可以是“二芳基乙烯”。二芳基乙烯类大体上具有高热力学的稳定性。二芳基乙烯类借助6-π电环化反应操作，所述反应的热模拟由于空间位阻是不可能的。一些其他光致变色染料具有结晶粉末状的外观，并且为了完成颜色改变，所述染料可能不得不溶解在溶剂中或分散在合适的基体中。然而，一些二芳基乙烯类在异构化时要求形状改变太小了，以致它们具有在保持结晶形式的同时可以在多个态之间转化的优点。

此外，UV染料可以是

晶体，Del Sol,L.C.注册的美国商标登记号2,531,301。在此示例中，除了其他之外，所述染料可以被采用于要被绣到制品上的线中。

在焊接操作期间，电焊弧生成到达焊接附件的表面的UV辐射。在焊接附件的表面上形成第二图像的UV激活染料响应于该UV辐射引起所述第二图像出现指示存在UV辐射。在焊接附件上第二图像的出现或存在可以使焊工和接近焊接操作的其他人警觉到存在UV辐射且应该采用适当的防范。第一图像和第二图像可以被选择以强调存在UV辐射或可以因其他理由而被选择。

其他实施方案包括各种各样的其他焊接附件。例如，大体参照图5A和图5B，图示说明另一种焊接面罩12。在如图5A所示没有曝露于电焊弧时，所述焊接面罩12具有初级图像58。如图5B所示，所述焊接面罩12也具有由UV激活染料形成的次级图像60。如图5A和图5B说明的，第一图像和第二图像可以重叠。第一图像和第二图像也可以组合以在焊接附件的表面上形成复合图像。这种第一图像和第二图像的组合容许当被施用于焊接附件时，各种徽标、符号、文字和其他装饰性的或信息性的设计一体化。

大体参照图6A和图6B，说明具有镜架32和镜片34的安全眼镜30。如那些图示说明的安全眼镜30一般在发生焊接操作的建筑、建造和维修现场之内或周围是需要的。安全眼镜也可以具有一个或更多个UV曝露指示器36。如图6A所示，UV曝露指示器36可以被放置在镜片34上。可替换地，UV曝露指示器可以被放置在镜架32上。在一个实施方案中，整个镜架32可以是UV曝露指示器。一旦曝露于UV辐射，UV曝露指示器36可以改变颜色，或以其他方式，以视觉的方式指示存在UV辐射。如图6B所示，指示器转变为变暗的指示器38。UV曝露指示器可以如先前讨论的由UV激活染料形成或者包括UV激活染料。在一个实施方案中，指示器可以被放置在镜片34的外侧上。在另一实施方案中，指示器可以被放置在镜片34的内侧上。在镜片的内侧放置指示器可以提供到达眼睛的更好的UV辐射指示。佩戴安全眼镜30的人以及在焊接环境10中或周围的其他人两者可以通过UV曝露指示器36被警告存在UV辐射。

在再另一个实施例中，图7A和图7B图示说明了包括UV曝露指示器42的焊接夹克40。所述焊接夹克40可以被曝露于电焊弧和由电焊弧生成的UV辐射。一旦曝露，指示器可以从第一图像转变为第二图像。如图7B所示，第二图像可以是指示焊接操作进行中的消息44。在这样的实施例中，可预期的是初级UV敏感性会在UV-C波段，以使得消息44主要地是被电弧焊激活，以对照于自然太阳光。这样的实施例可以被用于开放的和曝露于太阳的焊接环境。

也公开一种用于在焊接操作期间检出UV辐射曝露的系统，所述系统包括适合于在焊接操作期间生成电焊弧的焊接系统，所述电焊弧生成UV辐射；具有UV曝露指示器的焊接附件；以及具有至少一第一态和一第二态的所述UV曝露指示器，所述UV曝露指示器包括UV激活染料，所述UV激活染料适合于在焊接操作期间一旦曝露于由电焊弧生成的UV辐射就提供可逆的视觉指示，所述视觉指示是在焊接操作期间一旦曝露于由电焊弧生成的UV辐射就从所述UV曝露指示器的所述第一态至至少所述第二态的转变。

如前面所解释的，在焊接环境10中，焊接系统14可以在焊枪16或另一焊接器具和工件18之间生成电焊弧，在那里，所述电焊弧生成UV辐射。参照图2至图4，焊接附件，比如焊接面罩12，可以具有UV曝露指示器。UV曝露指示器可以是焊接面罩22的外表面22的一部分。可替换地，UV曝露指示器可以是单独的组件，比如有背胶的指示器，所述指示器可以被附着到焊接附件。

UV曝露指示器可以具有至少一第一态和一第二态。参照图2，UV曝露指示器的第一态可以是焊接面罩12的未装饰的外表面22。第二态可以是如图3和图4所示，在曝露于UV辐射后，出现在焊接面罩12的外表面22上的符号26或徽标28。相似地，如图5A和图5B所示，第一态可以是初级图像58而第二态可以是与初级图像56一起显示的次级图像60。

一旦曝露于UV辐射，UV曝露指示器就可以提供可逆的视觉指示。例如，焊接面罩12的UV曝露指示器部分可以在存在UV辐射下，从初级图像58转变至次级图像60，并且可以在其后，当UV辐射不再存在时，从次级图像60转变回至初级图像58。各种提供曝露于UV辐射的暂时的或可逆的响应的UV激活染料是已知的，包括先前讨论的UV激活染料。UV激活染料可以被选择以提供针对第二态的期望的持久度。例如，在曝露于来自已经停止的电焊弧的UV辐射后，第二态可以持续至少2、3、5、10或15分钟，或任意其他合适的时间段。

参照图8A和图8B，作为一实施例，UV曝露指示器可以也具有相应于UV辐射曝露强度的多个态。在一个实施例中，UV曝露指示器可以是包括充当UV曝露指示器的分等级的部分52以及包含一种或更多种UV激活染料的标识50。一旦曝露于预设强度的UV辐射，分等级的部分52就可以在第一态和第二态之间转变。一旦曝露于更大强度的UV辐射，分等级的部分52就可以转变为第三态和一个或更多个附加态。例如，图8B图示说明了具有分等级的部分52的已激活的部分54和未激活的部分56的标识50。如所图示说明的，分等级的部分52可以被分为不连续的段，每一段相应于预设强度的UV辐射，但不连续的部分不是必需的，且具有基本连续变化的分等级的部分52是可以预期的。

从UV曝露指示器的第一态至第二态的转变可以包括视觉指示，比如在可见光谱中的颜色的改变。颜色的改变可以包括在不同的颜色之间改变或可以包括在单一的颜色的不同明暗之间改变。如先前讨论的，第二态可以包括徽标、符号、文字或其他装饰性的或信息性的设计。UV曝露指示器可以与焊接面罩合并，其中UV曝露指示器与焊接面罩的外表面成一体。如本文描述的UV曝露指示器也可以与焊接面罩的内表面成一体，以指示在焊接操作期间UV辐射的侵入焊接面罩的内部。这种UV辐射的的侵入可以指示在焊接面罩中的缺陷，这样的缺陷降低了焊接面罩在保护焊工的眼睛和头部不受UV辐射侵害的有效性。

UV曝露指示器的其他设计也是可能的。例如，包括UV激活染料的UV曝露指示器可以在具有背胶的基体上形成，比如粘贴物，并且被施用于由接近焊接操作的人员穿戴的衣物。这样的指示器会提供便利的手段以监控UV曝露、特别是提供给通常不在焊接环境中工作的来访者或嘉宾。UV曝露指示器可以响应于具有在10至400纳米的范围内的波长的UV辐射。可替换地，UV曝露指示器可以响应于具有在200至290纳米的范围内的波长的UV辐射。

也公开一种用于在焊接操作期间检出累计的UV辐射曝露的系统，所述系统包括适合于在焊接操作期间生成电焊弧的焊接系统，所述电焊弧生成UV辐射；具有UV曝露指示器的焊接附件；以及具有多个分等级的态的UV曝露指示器，所述UV曝露指示器包括UV激活染料，所述UV激活染料适合于一旦曝露于由电焊弧生成的UV辐射就提供视觉指示，所述视觉指示是在焊接操作期间一旦曝露于由电焊弧生成的UV辐射就在多个所述分等级的态之间的转变，以指示累积的UV曝露。

如上文解释的，标识50可以具有分等级的部分52，所述分等级的部分52适合于通过在多个分等级的态之间的转变来指示UV曝露的水平。一旦曝露于UV辐射就提供不可逆的改变的UV激活染料是已知的。这样的染料可以被称为光可改变的或光反应性的，并且也是商业上可获得的。本文使用的UV激活染料可以也参照这些种类的染料。

分等级的部分52可以适合于在多个态之间转变以指示累积的UV辐射曝露。分等级的部分52的每一段可以被选择以一旦预设水平的UV辐射曝露就转变。工作在或接近焊接环境的人可以因此能监控他们的累积的UV辐射曝露并且采取适当的预防或保护措施以防范这种曝露的影响。

也公开一种用于在焊接操作期间检出UV辐射曝露的方法，所述方法包括提供适合于在焊接操作期间生成电焊弧的焊接系统，所述电焊弧能够生成UV辐射；提供具有至少一第一态和一第二态的UV曝露指示器，所述UV曝露指示器包括UV激活染料，所述UV激活染料适合于一旦曝露于由电焊弧生成的UV辐射就提供视觉指示，所述视觉指示是所述UV曝露指示器的从所述第一态至至少所述第二态的转变；操作所述焊接系统以生成所述电焊弧，所述电焊弧生成UV辐射，所述UV辐射引起所述UV曝露指示器在至少所述第一态和所述第二态之间转变，以指示曝露于来自所述电焊弧的UV辐射；以及监控所述UV曝露指示器并且在UV曝露的预设水平在所述UV曝露指示器上被指示之后停止所述焊接操作。

如上文所解释的，UV曝露指示器可以既指示存在UV辐射又可以适合于指示UV辐射的强度。在一些情形中，当存在由UV曝露指示器指示的预设水平的UV辐射时，可以期望停止焊接操作。可替换地，当在焊接环境中的UV辐射水平超过预设水平时，可以要求附加的保护措施，比如帘幕或遮蔽物。在焊接操作期间检出UV辐射曝露的方法可以由此提供给焊接操作者和在焊接环境中的其他人信息，以确保随后有恰当的安全预防。

也公开一种用于在焊接操作期间检出累积的UV辐射曝露的方法，所述方法包括提供适合于在焊接操作期间生成电焊弧的焊接系统，所述电焊弧能够生成UV辐射；提供具有多个分等级的态的UV曝露指示器，所述UV曝露指示器包括UV激活染料，所述UV激活染料适合于一旦曝露于由电焊弧生成的UV辐射就提供视觉指示，所述视觉指示是在多个所述分等级的态之间的转变，以指示累积的UV曝露；操作所述焊接系统以生成所述电焊弧，所述电焊弧生成UV辐射，所述UV辐射引起所述UV曝露指示器在多个所述分等级的态之间转变，以指示曝露于来自所述电焊弧的UV辐射；以及监控所述UV曝露指示器并且在累积的UV曝露的预设水平在所述UV曝露指示器上被指示之后停止所述焊接操作。

尽管某些实施方案已被描述，但是必须被理解的是在没有偏离这样的精神或范围的情况下，可以做出各种改变并且等同体可以被取代。另外，可以对本公开的教导做出许多修改以适合特定的情况或材料，而不偏离本公开的精神或范围。

参考编号：

10 焊接环境

12 焊接面罩

14 焊接系统

16 焊枪

18 工件

20 焊接工作区域

22 外表面

24 观察窗口

26 警告符号

28 公司徽标

30 安全眼镜

32 镜架

34 镜片

36 UV曝露指示器

38 变暗的指示器

40 焊接夹克

42 UV曝露指示器

44 消息

50 标识

52 分等级的部分

54 已激活的部分

56 未激活的部分

58 初级图像

60 次级图像

Claims

1.一种焊接附件，包括：

一表面，所述表面用于在焊接操作期间曝露于电焊弧，所述表面具有一第一图像和一第二图像，

在没有曝露于所述电焊弧时，所述第一图像在所述焊接附件的所述表面上是可见的，并且

所述第二图像由UV激活染料在所述表面上形成，并且在所述焊接操作期间只在曝露于由所述电焊弧生成的UV辐射后是可见的。

2.如权利要求1所述的焊接附件，其中所述焊接附件选自由焊接面罩（12）、焊接夹克、安全帽、布无檐便帽、球帽式帽子、焊接衬衫、安全眼镜、手套、标识（50）、工作靴、腰带和饰品组成的组。

3.如权利要求1或2所述的焊接附件，其中所述UV激活染料响应于具有在200和290纳米之间的波长的UV辐射。

4.如权利要求1至3之一所述的焊接附件，其中由UV激活染料在所述表面上形成的所述第二图像是可逆的，以在所述焊接操作期间在从曝露于由所述电焊弧生成的所述UV辐射撤出后是不可见的。

5.如权利要求1至4之一所述的焊接附件，其中，在所述焊接操作期间，由UV激活染料在所述表面上形成的所述第二图像仅在曝露于预设量的由所述电焊弧生成的UV辐射后是可见的。

6.一种用于在焊接操作期间检出UV辐射曝露的系统，所述系统包括：

焊接系统（14），所述焊接系统（14）适合于在焊接操作期间生成电焊弧，所述电焊弧生成UV辐射；

焊接附件，特别是根据权利要求1至5之一的焊接附件，所述焊接附件具有用于指示UV曝露的工具，如UV曝露指示器（36，42）；以及

所述用于指示UV曝露的工具具有至少一第一态和一第二态，并且包括一工具，如UV激活染料，用于在所述焊接操作期间一旦曝露于由所述电焊弧生成的UV辐射就提供视觉指示。

7.如权利要求6所述的系统，其中视觉指示是在所述焊接操作期间，一旦曝露于由所述电焊弧生成的UV辐射，就从所述UV曝露指示器的所述第一态至至少所述第二态的转变。

8.如权利要求6或7所述的系统，所述视觉指示是在可见光谱中的颜色改变。

9.如权利要求6至8之一所述的系统，所述第二态包括一符号。

10.如权利要求6至9之一所述的系统，所述焊接附件是焊接面罩，其中所述UV曝露指示器与所述焊接面罩的一外表面被结合在一起，和/或其中所述UV曝露指示器被结合到所述焊接面罩的内表面上，以在焊接操作期间指示UV辐射侵入所述焊接面罩内部。

11.如权利要求6至10之一所述的系统，所述UV曝露指示器是适合于被施用于衣物的粘贴物，所述衣物是临近所述焊接操作的人员穿着的。

12.如权利要求6至11之一所述的系统，所述UV激活染料适合于一旦曝露于预设量的UV辐射就提供视觉指示；所述UV辐射具有在10至400纳米的范围的波长；和/或所述UV辐射具有在200至290纳米的范围的波长。

13.如权利要求6至12之一所述的系统，所述视觉指示是可逆的，和/或所述视觉指示在曝露于UV辐射后持续至少约2分钟。

14.如权利要求6至13之一所述的系统，所述UV曝露指示器具有多个分等级的态，其中所述视觉指示是在所述焊接操作期间一旦曝露于由所述电焊弧生成的UV辐射在多个所述分等级的态之间的转变以指示累积的UV曝露。

15.一种用于在焊接操作期间检出UV辐射曝露的方法，包括：

提供焊接系统（14），特别地根据权利要求6至14之一的焊接系统，所述焊接系统（14）适合于在焊接操作期间生成电焊弧，所述电焊弧能够生成UV辐射；

提供UV曝露指示器（36，42），所述UV曝露指示器（36，42）具有至少一第一态和一第二态，所述UV曝露指示器（36，42）包括UV激活染料，所述UV激活染料适合于一旦曝露于由所述电焊弧生成的UV辐射就提供视觉指示，所述视觉指示是所述UV曝露指示器的从所述第一态至至少所述第二态的转变；

操作所述焊接系统（14）以生成所述电焊弧，所述电焊弧生成UV辐射，所述UV辐射引起所述UV曝露指示器（36，42）在至少所述第一态和所述第二态之间转变，以指示曝露于来自所述电焊弧的UV辐射；以及

监控所述UV曝露指示器（36，42）并且在UV曝露的预设水平在所述UV曝露指示器（36，42）上被指示之后停止所述焊接操作。