等离子喷涂工艺是利用等离子的焰流作热源,将金属或非金属粉末加热到熔化或半熔化状态,并以高速喷向经过预处理的基体表面上,从而形成涂层的方法。随着等离子喷涂工艺的推广应用,对于在喷涂过程中对人体有害的各种因素已经引起了人们的关注。这些有害因素主要是臭氧、氮氧化物、光辐射、金属粉尘、噪声等。在各种有害影响中,喷涂噪声是最主要的危害之一。强噪声可以引起耳聋和诱发各种疾病,一般强度的噪声可以引起人们的心情烦躁。长期在90dB(A)以上的噪声环境下工作,就会发生噪声性耳聋、疲劳、反应迟钝等疾病。
摘要:等离子喷涂http://www.sunspraying.com/kepuyuandi/denglizipentu/20120902/1346562534389.html技术是零件表面强化与防护的新工艺,在许多产品的制造与维修上得到了广泛应用,但等离子喷涂过程中噪声对环境污染是一个值得注意的问题。通过在喷涂实验室中对喷涂设备及喷涂过程的噪声进行测量,发现单原子工作气体产生的噪声与双原子工作气体产生的噪声相差很大;改变工作电流与工作气流量对喷涂的噪声强度影响不大;喷涂噪声的频带较宽,高频噪声比较强。因此,在降低噪声的处理上,应以隔声为主、吸声为辅的原则进行设计。实践证明,只要隔声和吸声的材料及结构设计选择合理,就可以达到连续正常工作的允许噪声标准。
关键词:等离子喷涂;噪声;防护
1 喷涂设备及喷涂过程中噪声的测量
1.1 噪声的测试场地和测试设备
根据噪声污染的特点,解决噪声问题的最有效方法是弄清声源的特点及其规律,一般情况下噪声主要来自机械声源和气流声源。等离子喷涂过程中的噪声主要是气流噪声。等离子喷涂设备的噪声测试在实验室中进行,各种设备的布置如图1所示。在测试中采用声级计、频率分析仪和自动记录仪等,利用ND2型精密声级计对喷涂噪声进行测量。
1.2 喷涂噪声测试点的选择噪声的测试结果与测点的位置有直接的关系。
为了研究噪声对操作人员健康的影响,测点应选在操作人员在工作过程中经常活动的范围内。选择数个测点(如图l中的A、B两点),噪声测量的数据以A点声级计为主要依据。
1.3 喷涂噪声的测量结果
为了分析喷涂过程中喷涂设备的噪声特性,除了测量喷涂噪声强度外,还要测量频谱特性。除尘风机是喷涂过程中主要的噪声源之一。在测点A单机所测得的噪声值为83dB(A);在测点B单机所测得的噪声值为92dB(A)。喷枪的噪声主要与喷枪的结构、工作气体种类及喷涂工艺参数有关。在测点A,当工作气体为氮气(N:)、工作电流300A、工作气流量2.2m3/h时,测得的噪声为94dB(A);当工作电流为300A、工作气流量1.5m3/11时,测得的噪声为92dB(A);在测点B,工作电流300A、工作气流量2rd/h时,噪声为105dB(A)。在等离子喷涂过程中,除尘风机与喷枪同时工作。为了研究工艺参数的变化对喷涂噪声的影响,分别测量了不同工艺参数条件下的噪声强度,见表l、2、3:风机、喷枪及喷涂过程的倍频程频谱测量值见表4、5、6。
2 等离子喷涂噪声的防护
2.1 隔声处理
隔声是生产过程中经常采用的降低噪声辐射能量的方法。它的原理是:当声音在传播中遇到障碍物后,由于界面声阻抗的改变,使一部分声音能量被反射回收和被其吸收,而另外的一部分通过障碍物传到另一面去。所以,当声波穿过障碍物以后总的声能下降,使噪声强度降低。为了提高隔声效果,可以采用两层或多层结构,这是因为在隔声构件重量相同的条件下,多层结构的隔声效果比单层的好。
2.2 吸声处理
如果在隔声表面上装饰吸声材料或吸声结构,就能使噪声在碰到吸声材料时部分声能被吸收掉,使反射能减弱。在喷涂间的吸声设计上,采用空气层结构并且在其表面上贴有薄塑盒式吸声体。空气层结构可以改善吸声材料的低频吸声性能,它是在材料层与刚性壁面之间留出一定厚度的空腔,这相当于增加材料层的有效厚度。当空气层厚度接近1/4入射波波长时,对该声波的吸声系数为最大;当厚度为1/2波长时,吸声系数最小。因此,空气层过厚不切实际,太薄对低频隔声作用不大。所以,空气层以5~10cm较为适当。薄塑盒式吸声体的吸声原理是当声波入射于盒面时,薄片将产生弯曲振动,腔内密闭的空气体积随之发生变化,使四周薄片也发生弯曲振动。因塑料阻尼较大,从而使声能转化为机械振动能而消耗,并在较宽的频带范围内有较好的吸声性能。经过以上的隔声和吸声处理,在操作台处(测点A)的噪声强度为80dB(A)左右,基本上达到了每天连续工作8h的噪音要求。
3 结论
通过对等离子喷涂设备及喷涂过程噪声强度的测量及防护问题的研究可知,等离子喷涂过程的噪声与工作气体种类有关。双原子气体的噪声比单原子气体的噪声大,氮气和氩气噪声强度相差大约10~15dB(A)。等离子喷涂的噪声具有较宽的频带,并且高频噪声比较强烈。等离子喷涂工艺参数的变化对噪声强度的影响不大,因此,调整工艺参数对降低喷涂噪声的作用不大。为了改善工作条件和降低噪声,应以隔声处理为主、吸声为辅的原则进行喷涂间的降噪设计。
图略
参考文献略
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