焊接电磁环境研究及评估的重要概念和依据

焊接环境下电磁场对操作人员健康及安全的影响是近年来国内外工业界与学术界共同关注的热点.在此所列出的重要概念和依据有助于加深对该领域研究工作及评估技术应用的认识,从而为建立符合我国国情的焊接电磁环境标准及评估工作的开展起到积极的促进作用.     

焊接作业环境电磁曝露的研究与进展

关于焊接电磁场环境时操作人员产生影响的研究一直在不断发展,有关的概念、检测和分析方法也越来越明确,这有利于限制焊接电磁环境曝露并对已知的不利影响进行防护.对焊接电磁场的属性、曝露容限及其评价程序作了介绍,提供了一个对焊接电磁场影响的最新认识.     

亩频感应焊接场所电磁曝露的研究

本文分析了MOSFET（Metal—Oxide—Semiconductor Field—Effect Transistor）管固态电源高频焊机在工作过程中产生电磁场的机理,通过定性分析和实际测量描述了不同工作条件下的高频时变电场特征,通过与ICNIRP发布的限定值比较,分析了焊接作业人员的高频电磁曝露问题。本文对高频焊接环境电磁辐射的定量描述和认识,对于规范焊接操作,尽可能降低从业人员电磁曝露的影响具有重要意义。     

电阻点焊电磁环境的仿真

针对电阻点焊焊接过程电磁环境,提出以数值计算方法为基础的电磁环境仿真方法.根据点焊过程电磁场的特点以及电磁场曝露安全评估方法,选择适当的建模方案,利用ANSYS电磁场分析软件对点焊机电极周围磁场分布进行了仿真,得到电极周围磁场的场强值和频谱特性.为了验证数值仿真的准确性,利用低频电磁场测量装置对焊机周围磁场的综合场强值进行测量,在特定场合下测量结果和仿真结果基本一致;测量得到的磁场频谱信息和仿真得到的信息具有较大的可比性.研究表明.焊接电磁环境的数值模拟可以定量描述焊接电磁环境,对实际应用具有指导意义.     

安全技术、劳动保护和环境保护

焊接结构车间焊接气溶胶扩散的数值模拟;焊条电弧焊用电安全问题的探讨（三）——防止触电事故的措施;焊工防护服;焊接电磁环境研究及评估的重要概念和依据;弧焊电源电磁骚扰特性研究;焊接环境下电磁场的检测及安全评估;[第一段]     

我国造船焊接生产环境与安全的思考

电弧焊接是船舶制造中的基础工艺之一,对操作人员长期暴露在焊接烟尘、有害气体、噪声及电磁等环境下可能危害健康的问题一直是各级政府部门和各界专业人士的关注的重点.近年来,随着科学技术的发展和"以人为本"理念的日益深化,亟需以安全生产法、职业病防治法以及国家的有关标准与规定为指导,广泛宣传电弧焊接环境下的安全知识,加大力度开展焊接生产环境监测与评估的工作,采取积极、有效的防护措施,应成为构建和谐社会和可持续发展的一项重要任务.     

激光焊接过程中电磁场作用机理的研究现状

电磁辅助激光焊接技术具有操作简单,清洁无污染,作用效果显著等特点。引入电磁场能够改变金属熔体凝固的热力学和动力学条件、控制等离子体形成和影响熔池流动,从而对激光焊缝组织、抗拉强度及焊接过程的稳定性起到改善和促进作用。本文介绍了电磁场的实现形式及其在激光焊接中的应用现状,详细阐述了单一电场、单一磁场及电磁复合场对激光焊接的作用机制,并对电磁辅助激光焊接技术的未来发展进行了展望。     

焊接电磁环境特点及其评估

就当前焊接电磁环境的特点进行了分析,并基于这种分析给出了研究焊接电磁场的方法,介绍了当前国内外一些研究机构对焊接电磁场的一些共识.     

电焊机使用过程环保健康的主要关注点

近几年电焊机环保健康的关注点主要有电焊机能源利用率,电磁兼容和电磁场,烟尘。针对电焊机能源利用率,概述了国家通过并颁布《电焊机能效限定值及能效等级》标准的过程,国家为推动电焊机节能进行的一系列动作要求。针对电磁兼容和电磁场,分析了其对其他产品及人体的影响,概述了国际上对电磁兼容和电磁场的一些标准和要求,以及中国针对焊机电磁颁布的4个相关标准,并分析了4个标准的重点关注方向。针对焊接过程中产生的烟尘危害,市场出现烟尘自吸式焊枪和配套的烟尘净化器等产品,相关标准使用范围与产品不适用,针对此问题,成都三方电气有限公司根据产品特性提出了采用烟尘检测仪对焊接烟尘量进行积分来提高吸出率检测结果的准确度方法。并与多家企业联合进行方法验证,若验证达到预期结果,将申请制定相关的吸出率标准。     

电焊机安全技术要求

使用电焊机时，操作人员需要更换焊条、焊丝或调节焊头、电极，常与焊机的输出回路接触，危及安全。因此，除了规定操作人员在进行焊接作业时必须遵守一定的操作规程外，对电焊机的安全技术，也提出了严格的要求。     

外加横向磁场对高速GMAW焊缝成形的影响

对于高速熔化极气体保护焊接（GMAW）过程,当焊接速度超过临界值后,会出现驼峰焊道,焊缝成形变差.研究证明,熔池中动量很大的后向液体流是产生驼峰焊道的主要原因.研发了外加横向磁场发生装置,通过产生的电磁力来抑制后向液体流的动量,从而抑制驼峰焊道的形成.应用特斯拉计测试和考察了工件上磁感应强度大小及分布的影响因素.通过开展焊接工艺试验分析了不同强度的外加磁场作用下的焊缝成形规律.结果表明,外加横向磁场能明显调控熔池流态,有效抑制驼峰焊道和咬边等缺陷,显著改善焊缝成形,提高临界焊接速度.     

外加磁场对铝合金电阻点焊质量的影响

分析了外加磁场对铝合金电阻点焊接头质量的影响,包括熔核尺寸、接头力学性能和微观组织.结果表明,外加磁场增大了熔核直径、提高了点焊接头的剪切力和吸收能.在不同工艺参数下,熔核直径增长在5%~25%,剪切拉伸力可提高10%~30%.在一些焊接参数下,外加磁场可以降低焊接电流、减短焊接时间,从而提高焊接效率、降低能耗.外加磁场可促进点焊熔核内等轴晶的生成和细化晶粒.当焊接电流很小或很大、焊接时间过短或过长时,都会降低外加磁场的效应.因此当对点焊施加外磁场时,应在合理的工艺参数下进行,以最大限度地发挥外加磁场的作用.     

逆变弧焊电源低频磁场辐射的分析

分析了焊接电源和焊接电缆周围磁场产生的机理,并通过测量来验证分析的准确性.结果表明,由于逆变焊接电源内部的整流和逆变模块对电流的多次调制作用,导致焊接电源周围形成工频磁场、整流单元和逆变单元产生磁场的叠加效应;电缆周围的磁场频率主要与IGBT(isolated gate bipolar transistor)工作频率有关,电缆周围低频时变磁场强度跟电流的纹波近似成正比,而与距离近似成反比.电缆的弯曲或者操作人员紧靠电缆都会对操作人员造成额外的电磁辐射,所以对弧焊环境电磁辐射的定量描述和认识,对于规范焊接操作,尽可能降低从业人员电磁曝露的影响具有重要意义.     

基于有限元的铁磁物质电阻点焊磁场分布分析

根据电阻点焊机构电流回路特点,利用ANSYS软件建立了铁磁性物质电阻点焊时磁场计算的有限元模型,计算了点焊过程中电流密度分布电场分布与磁感应强度分布,并采集了点焊过程中工件周围的磁感应强度,与模拟结果相比,验证模型的可靠性.结果表明,电流密度、电场强度与磁感应强度均在工件内达到最大.在铁磁性工件内部最大磁感应强度达到7 T,说明铁磁物质的磁化磁场在熔核形成、生长过程中的作用不应忽视.验证试验的测量值与计算值吻合良好,表明文中建立的有限元模型是可靠的.     

Microstructure, billet surface quality and tensile property of (Al2O3 + Al3Zr)p/Al composites in situ synthesized with electromagnetic field

The aluminum matrix composites reinforced by Al₂O₃ and Al₃Zr particulates were fabricated via in situ chemical reaction between Al-15 wt.% Zr(CO₃)₂ systems. In the process of in situ reaction, a low frequency electromagnetic field (EMF) is employed to improve the conditions of reaction between reactants powder and melt. The optimized electromagnetic density of low frequency EMF is 0.025 T. During the direct chill casting process of composites melt, the custom-designed electromagnetic fields are introduced to control the microstructures and improve the billet surface quality. XRD analysis shows that Al₂O₃ and Al₃Zr reinforcement phases have been obtained. The Lorenz force improves the kinetic condition and accelerates the nucleation of endogenetic particulates. Microstructure analysis by SEM indicates that the average size of particulates and grain size of matrix are refined to 0.5-1 μm and 20-40 μm, respectively. The surface quality of round billet is greatly improved by the high frequency EMF. The results of tensile properties test show that the tensile strength of composites in situ fabricated with EMF is 254.6 MPa, which is increased by about 104 MPa and 69.4% compared with those of composites in situ fabricated without EMF.     

电磁成形技术在汽车制造中的应用

介绍了电磁成形基本原理,阐述了电磁复合冲压成形与电磁焊接在汽车制造领域中的应用以及其成形件的性能研究现状,探讨了电磁成形技术的发展趋势:将在铝合金汽车制造方面发挥巨大的作用。     

电磁离心铸造Al-20Si过共晶合金中硅相组织演变规律

采用电磁离心铸造的方法制备了Al-20Si(质量分数,下同)过共晶合金空心管坯,研究了电磁场对合金凝固组织及硅相形貌的影响.结果表明,随磁场强度增加铸坯外侧硅相聚集层厚度不断减小;与传统离心铸造的铝硅过共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中初晶硅相得到细化,外侧硅相形貌逐渐由典型的五瓣星形成为沿热流方向生长的初晶硅枝晶,内侧硅相受到电磁搅拌作用发生合并凝聚和钝化;初晶硅相尺寸及形状因子随磁场强度增加在不断减小.电磁搅拌破坏了硅相呈放射状排列的结构,共晶硅分布杂乱,且共晶团共晶片层间距逐渐增加.     

Influence of Static Low Electromagnetic Field on Copper Corrosion in the Presence of Multispecies Aerobic Bacteria

The effects of low electromagnetic field(EMF)( B = 2 mT) on the corrosion of pure copper in the absence and presence of multispecies marine aerobic bacteria were investigated in this work. The results showed that EMF has an inhibitory effect on copper metals and decreases the corrosion rate of copper metals in sterile artificial seawater. However, microbiologically influenced corrosion of Cu was increased in the presence of electromagnetic field due to its effect on the biofilm morphology and structure. EMF reduced the growth rate of bacteria and decreased bacterial attachment, thereby forming a heterogeneous and non-stable biofilm on the Cu surface in the presence of EMF. Moreover, the biofilm was dispersed throughout the surface after 7 days, whereas the scattered bacteria were observed on the surface after 10 days. Confocal laser scanning microscopy images showed large and deep pits on the surface in the presence of EMF and confirmed the acceleration of Cu corrosion in the presence of EMF and multispecies bacteria. Furthermore, XPS and FTIR results demonstrated that the corrosion products and metabolic by-products were significantly changed in the presence of EMF.