Comparative analysis on occupational hazards of three welding operations / 中华劳动卫生职业病杂志

Objective: To explore the occupational hazards caused by three kinds of welding operations, and to provide data support for individual protection. Methods: In October 2020, the welding fumes, metal elements and welding arc generated by three welding operations of argon gas shielded welding (JS80 welding wire) , manual welding (ZS60A welding rod) and carbon dioxide shielded welding (907A flux cored wire) were collected and measured in the welding laboratory. The samples were analyze and compare in the laboratory, and the differences of the occupational hazard factors of the three welding operations were judged. Results: The concentration of welding fume produced by carbon dioxide shielded welding, manual welding (ZS60A electrode) , and argon gas shielded welding (JS80 welding wires) were 6.80 mg/m(3), 6.17 mg/m(3), and 3.13 mg/m(3), respectively. The effective irradiance of the welding arc outside the welding mask from high to low is manual welding (ZS60A electrode) , carbon dioxide shielded welding (907A flux-cored welding wire) , and argon shielded welding (JS80 welding wire) , respectively 1 010.7, 740.9, 589.5 μW/cm(2). The long-wave ultraviolet UVA intensity generated by argon shielded welding (JS80 welding wire) is the largest, which is 1 500 μW/cm(2). The content of Mn in the three welding operations is the highest, and JS80 welding wire has the highest Mn content of 128493.2 mg/kg. 907A flux cored wire has the highest Ti content, which is 24355.5mg/kg. The electrode ZS60A has the highest Cu content, which is 24422.12 mg/kg. Conclusion: The intensity of occupational hazards is different in the three kinds of welding operations, so the methods of personal protective equipment, field exposure assessment and health monitoring should be more targeted.

Welding strength of NiTi wires

ABSTRACT Objective: To identify the appropriate power level for electric welding of three commercial brands of nickel-titanium (NiTi) wires. Methods: Ninety pairs of 0.018-in and 0.017 × 0.025-in NiTi wires were divided into three groups according to their manufacturers - GI (Orthometric, Marília, Brazil), GII (3M OralCare, St. Paul, CA) and GIII (GAC,York, PA) - and welded by electrical resistance. Each group was divided into subgroups of 5 pairs of wires, in which welding was done with different power levels. In GI and GII, power levels of 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 and 5 were used, while in GIII 2.5, 3, 3.5 and 4 were used (each unit of power of the welding machine representing 500W). The pairs of welded wires underwent a tensile strength test on an universal testing machine until rupture and the maximum forces were recorded. Analysis of variance (ANOVA) and post-hoc tests were conducted to determine which subgroup within each brand group had the greatest resistance to rupture. Results: The 2.5 power exhibited the lowest resistance to rupture in all groups (43.75N for GI, 28.41N for GII and 47.57N for GIII) while the 4.0 power provided the highest resistance in GI and GII (97.90N and 99.61N, respectively), while in GIII (79.28N) the highest resistance was achieved with a 3.5 power welding. Conclusions: The most appropriate power for welding varied for each brand, being 4.0 for Orthometric and 3M, and 3.5 for GAC NiTi wires.

RESUMO Objetivo: identificar a potência mais adequada para solda elétrica em três marcas comerciais de fios de níquel-titânio (NiTi). Métodos: noventa pares de fios ortodônticos de NiTi, de dimensões 0,018" e 0,017" × 0,025'', foram soldados por resistência elétrica e distribuídos em três grupos: GI (Orthometric, Marília, São Paulo, Brasil), GII (3M, São José do Rio Preto, São Paulo, Brasil) e GIII (GAC, Yorque, Pensilvânia, Estados Unidos). Cada grupo foi dividido em subgrupos de cinco pares de fios soldados com diferentes níveis de potência. Nos GI e GII, os fios foram soldados com níveis de potência de 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 e 5; enquanto no GIII as potências utilizadas foram de 2.5, 3, 3.5 e 4. Os pares de fios foram submetidos a um teste de tração até sua ruptura, com registro das forças máximas. Análises de variância (ANOVA) e testes post-hoc foram realizados para determinar qual subgrupo, dentro de cada grupo, obteve a maior força de resistência. Resultados: a potência 2.5 exibiu a menor resistência à ruptura para todos os grupos (43,75 N para o GI; 28,41 N para o GII e 47,57 N para o GIII). A potência 4 mostrou maior resistência à ruptura nos GI e GII (97,90 N e 99,61 N, respectivamente), enquanto no GIII (79,28 N) foi a potência 3.5. Conclusões: os níveis de potência mais adequados variaram para as marcas comerciais, sendo identificados como 4 para Orthometric e 3M, e 3.5 para GAC.

Tensile and Flexural Strength of Commercially Pure Titanium Submitted to Laser and Tungsten Inert Gas Welds

This study evaluated the tensile and flexural strength of tungsten inert gas (TIG) welds in specimens made of commercially pure titanium (CP Ti) compared with laser welds. Sixty cylindrical specimens (2 mm diameter x 55 mm thick) were randomly assigned to 3 groups for each test (n=10): no welding (control), TIG welding (10 V, 36 A, 8 s) and Nd:YAG laser welding (380 V, 8 ms). The specimens were radiographed and subjected to tensile and flexural strength tests at a crosshead speed of 1.0 mm/min using a load cell of 500 kgf applied on the welded interface or at the middle point of the non-welded specimens. Tensile strength data were analyzed by ANOVA and Tukey's test, and flexural strength data by the Kruskal-Wallis test (α=0.05). Non-welded specimens presented significantly higher tensile strength (control=605.84±19.83) (p=0.015) and flexural strength (control=1908.75) (p=0.000) than TIG- and laser-welded ones. There were no significant differences (p>0.05) between the welding types for neither the tensile strength test (TIG=514.90±37.76; laser=515.85±62.07) nor the flexural strength test (TIG=1559.66; laser=1621.64). As far as tensile and flexural strengths are concerned, TIG was similar to laser and could be suitable to replace laser welding in implant-supported rehabilitations.

Este estudo avaliou a resistência à tração e à flexão de soldas feitas com gás inerte de tungstênio (TIG) em amostras de titânio comercialmente puro (Ti CP) em comparação com a solda a laser. Sessenta amostras cilíndricas (diâmetro de 2 mm e espessura de 55 mm) foram distribuídas aleatoriamente em três grupos para cada ensaio (n=10): sem solda (controle), solda TIG (10V, 36A, 8 s) e solda com laser de Nd:YAG (380 V, 8 ms). As amostras foram radiografadas e submetidas aos testes de resistência à tração e à flexão em máquina de ensaios mecânicos à velocidade de 1mm/min com célula de carga de 500 kgf aplicada na interface soldada ou no ponto médio das amostras controle. Os dados de resistência à tração foram analisados estatisticamente por ANOVA e teste de Tukey e os dados de resistência à flexão pelo teste de Kruskal-Wallis (α=0,05). Espécimes não-soldados apresentaram resistência à tração (controle=605,84±19,83) (p=0,015) e resistência à flexão (controle=1908,75) (p=0,000) significantemente maiores que os solados com TIG ou laser. Não houve diferença estatisticamente significante (p>0.05) entre os tipos de solda no teste de resistência à tração (TIG=514,90±37,76; laser=515,85±62,07) nem no teste de resistência à flexão (TIG=1559,66; laser=1621,64). As resistências à tração e à flexão foram similares quando as amostras foram soldadas com TIG e a laser.

Stress Distribution in Co-Cr Implant Frameworks after Laser or TIG Welding

Lack of passivity has been associated with biomechanical problems in implant-supported prosthesis. The aim of this study was to evaluate the passivity of three techniques to fabricate an implant framework from a Co-Cr alloy by photoelasticity. The model was obtained from a steel die simulating an edentulous mandible with 4 external hexagon analog implants with a standard platform. On this model, five frameworks were fabricated for each group: a monoblock framework (control), laser and TIG welding frameworks. The photoelastic model was made from a flexible epoxy resin. On the photoelastic analysis, the frameworks were bolted onto the model for the verification of maximum shear stress at 34 selected points around the implants and 5 points in the middle of the model. The stresses were compared all over the photoelastic model, between the right, left, and center regions and between the cervical and apical regions. The values were subjected to two-way ANOVA, and Tukey's test (α=0.05). There was no significant difference among the groups and studied areas (p>0.05). It was concluded that the stresses generated around the implants were similar for all techniques.

Resumo A falta de passividade tem sido associada a problemas biomecânicos em próteses implantossuportadas. A proposta deste estudo foi avaliar, por meio da fotoelasticidade, a influência de três diferentes de fabricação de infraestrutura em liga de Co-Cr na passividade destas. O modelo foi obtido a partir de uma matriz de aço simulando uma mandíbula edêntula com 4 análogos de implantes de hexágono externo com plataforma padrão. Neste modelo, foram confeccionados cinco amostras para cada grupo: infraestruturas em monobloco, infraestruturas soldadas a laser e soldadas a TIG. O modelo fotoelástico foi feito com uma resina epóxi flexível (GIII, Polipox Industria e Comercio Ltda.). Na análise fotoelástica, as infraestruturas foram aparafusadas no modelo para a verificação da tensão de cisalhante máxima em 34 pontos selecionados ao redor dos implantes e 5 pontos na região média do modelo. Foram comparadas as tensões em todo o modelo fotoelástico, entre as regiões direita, esquerda e centro e também entre as regiões cervical e apical. Os valores foram submetidos à análise de variância a dois critérios, seguido pelo teste de Tukey (α=0,05). Os resultados não mostraram diferença significativa entre as tensões presentes nos grupos e nas áreas estudadas. Conclui-seque as tensões geradas ao redor dos implantes foram semelhantes entre as diferentes técnicas de confecção e entre todas as regiões analisadas. .

Effect of plasma welding parameters on the flexural strength of ti-6al-4v alloy

The aim of this study was to assess the effect of different plasma arc welding parameters on the flexural strength of titanium alloy beams (Ti-6Al-4V). Forty Ti-6Al-4V and 10 NiCr alloy beam specimens (40 mm long and 3.18 mm diameter) were prepared and divided into 5 groups (n=10). The titanium alloy beams for the control group were not sectioned or subjected to welding. Groups PL10, PL12, and PL14 contained titanium beams sectioned and welded at current 3 A for 10, 12 or 14 ms, respectively. Group NCB consisted of NiCr alloy beams welded using conventional torch brazing. After, the beams were subjected to a three-point bending test and the values obtained were analyzed to assess the flexural strength (MPa). Statistical analysis was carried out by one-way ANOVA and Tukey's HSD test at 0.05 confidence level. Significant difference was verified among the evaluated groups (p<0.001), with higher flexural strength for the control group (p<0.05). No significant differences was observed among the plasma welded groups (p>0.05). The NCB group showed the lowest flexural strength, although it was statistically similar to the PL 14 group (p>0.05). The weld depth penetration was not significantly different among the plasma welded groups (p=0.05). Three representative specimens were randomly selected to be evaluated under scanning electron microcopy. The composition of the welded regions was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy. This study provides an initial set of parameters supporting the use of plasma welding during fabrication of titanium alloy dental frameworks.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes parâmetros de solda a plasma verificando a resistência flexural de barras de liga de titânio (Ti-6Al-4V). Quarenta espécimes de Ti-6AL-4V e dez espécimes de liga de NiCr foram preparados (40 mm de altura e 3,18 mm de diâmetro) e divididos em 5 grupos (n=10). As barras de liga titânio do grupo controle não foram seccionadas e nem submetidas a processo de soldagem. Os grupos PL10, PL12 e PL14, continham barras de titânio seccionadas e soldadas com uma corrente de 3 A por períodos de 10,12 e 14 ms, respectivamente. O grupo NCB consistiu de barras de liga de NiCr soldadas pelo método de brasagem convencional. Em seguida as barras foram submetidas ao teste de flexão de três pontos e os valores obtidos foram transformados em resistência flexural (MPa). Análise estatística foi realizada usando ANOVA de fator único e o teste Tukey com o nível de significância de 0,05. Diferença estatística foi verificada entre os grupos avaliados (p<0,001), com os maiores valores pra o grupo controle. Não foram encontradas diferenças entre os grupos de solda plasma (p>0,05). O grupo NCB apresentou os menores valores de resistência flexural embora tenha sido estatisticamente semelhante ao grupo PL14. Não houve diferença significante na profundidade de penetração entre os grupos de solda plasma (p=0,05). Três espécimes representativos foram aleatoriamente selecionados para serem avaliados por meio de microscopia eletrônica de varredura. A composição das regiões soldadas foi verificada por meio de espectroscopia por energia dispersiva. Este estudo fornece informações iniciais de parâmetros para permitir a utilização de soldagem plasma durante a fabricação de estruturas em liga de titânio.

Effect of laser welding on the titanium composite tensile bond strength

The aim of this study was to analyze the shear bond strength between commercially pure titanium, with and without laser welding, after airbone-particle abrasion (Al2O3) and 2 indirect composites. Sixty-four specimens were cast and divided into 2 groups with and without laser welding. Each group was divided in 4 subgroups, related to Al2O3 grain size: A - 250 µm; B - 180 µm; C- 110 µm; and D - 50 µm. Composite rings were formed around the rods and light polymerized using UniXS unit. Specimens were invested and their shear bond strength at failure was measured with a universal testing machine at a crosshead speed of 2.0 mm/min. Statistical analysis was carried out with ANOVA and Tukey's test (á=0.05). The highest bond strength means were recorded in 250 µm group without laser welding. The lowest shear bond strength means were recorded in 50 µm group with laser welding. Statistically significant differences (p<0.05) were found between all groups. In conclusion, airborne particle abrasion yielded significantly lower bond strength as the Al2O3 particle size decreased. Shear bond strength decreased in the laser welded specimens.

O objetivo deste estudo foi analisar a força de união entre o titânio comercialmente puro com solda e sem solda modificado por partículas de óxido de alumínio (Al2O3) e duas resinas indiretas. Um total de 64 espécimes foram fundidas e divididas em dois grupos sem solda e com solda a laser. Cada grupo foi novamente divididos em 4 subgrupos, de acordo com o tamanho de partículas de óxido de alumínio utilizado: A - Al2O3 (250 µm); B - Al2O3 (180 µm); C- Al2O3 (110 µm); D - Al2O3 (50 µm). Anéis de resina foram polimerizados ao redor das hastes de titânio no equipamento UniXS. Os espécimes foram embutidos em gesso e a força de união foi mensurada com auxílio da máquina de ensaios universais. ANOVA e teste de Tukey (p<0,05) foram utilizados para análise estatística. Os maiores valores de força de união foram registrados no grupo de 250 µm sem solda a laser. Os menores valores foram registrados para o grupo de 50 µm com solda a laser. Alterações estatisticamente significantes foram observadas entre todos os grupos (p<0,05). As forças de união diminuíram significantemente com a diminuição dos tamanhos das partículas de óxido de alumínio. A força de união diminuiu nas amostras que receberam a solda a laser.

Fracture strength of different soldered and welded orthodontic joining configurations with and without filling material

The aim of this study was to compare the mechanical strength of different joints made by conventional brazing, TIG and laser welding with and without filling material. Five standardized joining configurations of orthodontic wire in spring hard quality were used: round, cross, 3 mm length, 9 mm length and 7 mm to orthodontic band. The joints were made by five different methods: brazing, tungsten inert gas (TIG) and laser welding with and without filling material. For the original orthodontic wire and for each kind of joint configuration or connecting method 10 specimens were carefully produced, totalizing 240. The fracture strengths were measured with a universal testing machine (Zwick 005). Data were analyzed by ANOVA (p=0.05) and Bonferroni post hoc test (p=0.05). In all cases, brazing joints were ruptured on a low level of fracture strength (186-407 N). Significant differences between brazing and TIG or laser welding (p<0.05, Bonferroni post hoc test) were found in each joint configuration. The highest fracture strength means were observed for laser welding with filling material and 3 mm joint length (998 N). Using filling materials, there was a clear tendency to higher mean values of fracture strength in TIG and laser welding. However, statistically significant differences were found only in the 9-mm long joints (p<0.05, Bonferroni post hoc test). In conclusion, the fracture strength of welded joints was positively influenced by the additional use of filling material. TIG welding was comparable to laser welding except for the impossibility of joining orthodontic wire with orthodontic band.

Febre dos fumos metalicos em trabalhadores da construção nava: uma revisão clínico epidemiológica e imunotoxicológica / Blue Smoke of metal in the construction Nava workers: an epidemiological and clinical review immunotoxicology

O presente trabalho buscou fazer uma revisão de literatura a respeito da febre dos fumos metálicos, patologia identificada em trabalhadores da indústria naval de Niterói e adjacências, fazendo parte de um projeto mais amplo de avaliação destes trabalhadores. A autora faz um relato da ocorrência da síndrome no estado (apesar da não notificação); faz uma revisão clínico epidemiológica e imunotoxicológica da mesma, e por fim, fornece dados para a sua identificação, além de chamar a atenção para a importância da notificação. Desta forma, pretende-se contribuir para a melhoria das condições de trabalho na Construção Naval no Estado.