Bakgrund

under ganska lång tid har volframtillverkare lagt till en oxid till ren volfram för att förbättra bågens startegenskaper och svetselektrodernas livslängd. Medan 2% thoriated volfram har varit det vanligaste volframmaterialet i många år, granskas denna elektrodtyp alltmer på grund av oro för miljön och för säkerheten för användare av detta material. Oron härrör från det faktum att elementet torium är radioaktivt. På grundval av detta har många organisationer utvärderat alternativa volframtyper för att se vilka förändringar i prestanda de skulle se genom att övergå till icke-radioaktivt volfram.

Radioaktivitetsproblemet

Thorium som används i 2% torierad volfram är ett radioaktivt grundämne och kan därför vara farligt för hälsan hos dem som utsätts för det och för miljön. Det är en alfa-sändare, men när den är inuti en volframelektrodstav är den innesluten i en volframmatris och så finns det liten strålning som emitteras externt. Den största risken för svetsaren uppstår vid intag av materialet. Detta sker främst vid inandning av damm som orsakas vid slipning av tips för svetsning, men också i mindre utsträckning vid andning av eventuella rök som släpps ut under svetsning.

American Welding Society, i deras A5.12 ”specifikation för volfram-och Volframlegeringselektroder för bågsvetsning och skärning” anger följande i denna fråga: ”Thorium är radioaktivt och kan utgöra faror vid extern och intern exponering. Om alternativ är tekniskt genomförbara bör de användas.”De bekräftar att det primära problemet med att använda detta material är att inta damm som produceras medan slippunkter på elektroder. De fortsätter med att säga:

…vid slipning av elektrodspetsar bildas radioaktivt damm, med risk för intern exponering. Följaktligen är det nödvändigt att använda lokal avgasventilation för att kontrollera dammet vid källan, kompletterat vid behov med andningsskydd.

Europa har också erkänt farorna med 2% thoriated volfram. TWI (the Welding Institute), som är den brittiska motsvarigheten till AWS, rapporterar att ”British Health and Safety Executive (HSE) har utfärdat ett informationsdokument för att tillhandahålla lagring och användning av torierade volframelektroder. Detta säger att lokal avgasventilation bör tillhandahållas under slipningen och att dammet från sliputrustningen och de förbrukade spetsarna bortskaffas i en sluten behållare till en deponi.”Vidare” har HSE rekommenderat till fabriksinspektörer att, där torierade volframelektroder inte är nödvändiga för svetsens kvalitet, bör användarna uppmuntras att leta efter alternativ.”

i en mycket detaljerad studie utförd av DVS (det tyska Svetsföreningen) mätte de mängderna radioaktiva alfapartiklar och gammaenergi sprectra i luften under slipning av volframelektroder. Några av rekommendationerna i denna studie inkluderade:

1. Det rekommenderas att arbeta om möjligt utan användning av svetselektroder som innehåller Thorium.
2. om detta inte är möjligt bör försiktighetsåtgärder vidtas för att skydda anställda mot kontaminering med eller inandning av slipdamm.
3. arbetsområdet ska rengöras regelbundet för att undvika kontaminering orsakad av avsatt damm.

en annan studie genomfördes i Tyskland av delstaten Bayern, avdelningen för utveckling och miljöfrågor. De drog slutsatsen att i anläggningar där det inte finns något dammutsugningssystem för torierad volframslipning är exponeringen för skadliga partiklar fyra gånger större än vid extraktion. Men även om dammuppsamling ger en betydande förbättring kan nivåerna fortfarande vara för höga. Dessutom nämnde de att torierade volframelektroder lagrade i lådor på en hylla inte verkar utgöra några potentiella faror. För närvarande har ett förslag lagts fram för Europeiska Gemenskapskommissionen för att drastiskt öka strängheten i lagbestämmelserna när det gäller användning och bortskaffande av torierade elektroder.

i delstaten Kalifornien innehåller volframtillverkare nu förpackningar av 2% torierade volframelektroder som innehåller en varning som den som Osram Sylvania använder, vilket är ” Varning: Denna produkt innehåller eller producerar en kemikalie som är känd för delstaten Kalifornien för att orsaka cancer. (Kaliforniens hälso-och säkerhetskod 25249.5 FF.) ”

slutligen, en av de stora amerikanska volfram tillverkare, Teledyne volfram produkter, lista följande varningar/varningar i sina SDB-ark:

”Thorium är en naturligt förekommande låg nivå radioaktivt grundämne. Thorium är främst en alfa-emitter. Döttrar i sönderfallskedjan avger alfa -, beta-och gammastrålning. Radioaktiva ämnen regleras av Nuclear Regulatory Commission. NRC publicerar föreskrifter om radioaktiva material.”

” effekter av överexponering: …Kronisk inandning av dammet kan orsaka lungskador hos människor.”

” cancerframkallande bedömning: NTP-1 (Thoria). Obs: NTP-1: ämnen eller grupper av ämnen som är kända för att vara cancerframkallande. Kända carcinogener definieras i rapporten NTP (National Toxicology Program) som de ämnen för vilka det finns tillräckliga bevis för karninogenicitet från studier på människor för att indikera ett orsakssamband mellan medlet och humancancer.”

” Toxikologisk Information: …Kraftig exponering för damm eller intag av stora mängder av de lösliga föreningarna ger förändringar i kroppsvikt, beteende, blodceller, kolinesterasaktivitet och spermier hos försöksdjur.”

icke-radioaktiva Volframmaterial

På grund av problemet som diskuteras i avsnittet ovan har två signifikanta alternativa, icke-radioaktiva volframmaterial utvecklats. Den första, som introducerades på 1980-talet, är oftast tillgänglig som 2% ceriated volfram. Detta material används ofta för lägre strömstyrka DC-svetsapplikationer. Faktum är att den har en mycket hög marknadsandel i försäljningen för orbitalsvetsprocessen.

På senare tid har 1 kg% lantanerad volfram framkommit som vad som kan vara den framtida standarden för volframelektroder. Innehållet på 1 kg (i motsats till 2%) valdes av tre av de största tillverkarna som den optimala innehållsmängden baserat på vetenskapliga studier som visade att detta innehållsmängd närmast speglar konduktivitetsegenskaperna hos 2% torierad volfram. Därför kan svetsare vanligtvis enkelt ersätta sitt radioaktiva 2% torierade material med denna volfram och behöver inte göra några svetsprogramändringar. Eftersom lantanoxidmaterialet är mindre tätt än toriumoxid, innehåller en pinne med 1 kg viktprocent lantanerad volfram faktiskt 15% mer oxider i volym än en pinne med 2% (viktprocent) torierad volfram. Detta hjälper till med bågstart och stabilitet, liksom livslängd, eftersom den extra volymen oxider håller spetsen svalare.

slutligen är 1 kg% lantanerad volfram lämplig för både AC-och DC-svetsapplikationer. Därför anläggningar som lager både 2% thoriated volfram för DC-svetsning och en annan volfram typ (vanligtvis ren eller zirkonierad volfram) för AC-svetsning, kunde lager endast en volfram typ.

fallstudier

för att utvärdera genomförbarheten av att byta till 1 msk% lantanerad volfram för DC-svetsapplikationer har ett antal studier utförts. Följande är sammanfattningar av några av dem:

studie # 1

Vid 1998 American Welding Society utställning i Detroit, Michigan, en stor volfram tillverkare presenterade en oberoende studie som utförs på 1 kg % lantan volfram. Sammanfattningsvis jämfördes 2% thoriated, 2% ceriated och två tillverkares 1 kg% lantanerad volfram genom att observera spetserosion efter 300 DC-bågslag vid både 70 ampere och 150 ampere. I både de lägre och högre strömstyrka tester, den 1 kg% lantan volfram visade den minsta mängden spets erosion och den mest konsekventa båge beteende.

studie # 2

flygvapnet genomförde en studie av 1 kg% lantanerad volfram jämfört med 2% torierad volfram för att utvärdera bågstartegenskaper, strömkapacitet och penetration. De använde elektroder med 5/32″ diameter för att svetsa 6061-T6 aluminium och 304 rostfritt stål med en Miller 350 Synchrowave GTAW-maskin. Med hjälp av både högfrekvens-och beröringsstart presterade de lantanerade elektroderna bättre än eller lika med de torierade elektroderna. Spetsgeometrin var också stabilare vid hög ström på de Lantana elektroderna. Det fanns ingen signifikant skillnad i bågstabilitet, penetration eller svetspärlform. Slutligen drog de slutsatsen att det inte var nödvändigt att omcertifiera befintliga svetsprocedurer eller operatörer vid användning av lantanerade elektroder.

studie # 3

oberoende undersökningar genomfördes vid Institut de Soudure i Paris, Institut fuer Schweisstechnische Fertigungsverfahren i TH-Aachen och vid Schweisstechnische Zentralanstalt i Wien. De fann att i alla fall livslängden för lantanerade elektroder var längre än torierade elektroder. Dessutom var elektrodförbrukningshastigheten högre för torierade elektroder än för lantanerade. Inga skillnader kunde fastställas angående arc-startbeteendet.

Pro-Fusion av Elderfield & Hall

Pro-Fusion är specialiserat på att optimera den ofta förbisedda volframelektrodvariabeln i svetsprocessen. Vi erbjuder överlägsen kvalitet 1 kg % lantan volfram i en mängd olika diametrar. Dessutom erbjuder vi Sharpshooter Volframelektrodkvarn för att förbereda din elektrodspetsgeometri på ett konsekvent sätt och förjordade svetselektroder som ger garanterad elektrodnoggrannhet eftersom de produceras enligt extrema toleranser.

slutsats

den vanligen använda 2% thoriated volfram typ är en potentiell hälsorisk. Icke-radioaktivt 1 kg % lantan volfram är ett alternativ till detta material som ger en enkel övergång och ofta ger bättre prestanda. Därför gör Pro-Fusion följande rekommendationer:

• Undersök alternativa material till thoriated volfram. Överväg att använda hög kvalitet 1 msk% lantan volfram som ett alternativ.
• överväg att använda förjordade elektroder. Detta garanterar elektrodkvaliteten, spetsgeometridimensionerna och ytfinishen för optimala svetsresultat. Dessutom tar det bort oron för att ha radioaktivt torierat slipdamm i din anläggning.

besök i-Tungsten.com att köpa Sharpshooter volframelektroder.