Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release
The purpose of this article is to assess the influence of the parameters of the manual and mechanized arc welding process on their hygienic characteristics and to identify the main factors that affect the release of welding aerosols. It is shown that during manual welding with covered electrodes, th...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Kyiv National University of Construction and Architecture
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://es-journal.in.ua/article/view/358143 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Environmental safety and natural resources |
Репозитарії
Environmental safety and natural resources| _version_ | 1863039799241211904 |
|---|---|
| author | Levchenko, Oleg Polukarov, Yury Ilchuk, Oksana Zemlyanska, Olena |
| author_facet | Levchenko, Oleg Polukarov, Yury Ilchuk, Oksana Zemlyanska, Olena |
| author_sort | Levchenko, Oleg |
| baseUrl_str | http://es-journal.in.ua/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-20T15:28:04Z |
| description | The purpose of this article is to assess the influence of the parameters of the manual and mechanized arc welding process on their hygienic characteristics and to identify the main factors that affect the release of welding aerosols. It is shown that during manual welding with covered electrodes, the level of aerosol release depends on the welding modes: welding current, polarity and arc voltage. Regardless of the type of electrodes used, an increase in the welding current leads to an increase in the level of harmful emissions. In contrast to welding with covered electrodes, the dependence of the level of aerosol release indicators formed during mechanized welding in protective gases with a consumable electrode on the welding mode is more complex – first, the intensity of aerosol formation increases to a maximum, then decreases to a minimum and increases again. It is shown that the process of aerosol formation consists of two stages: evaporation of metal in the arc zone and removal of part of the vapor beyond the arc, where they condense into solid aerosol particles. The removal of vapor from the arc zone is prevented by the immersion of the arc into the weld pool. Increasing the arc power first contributes to increased evaporation, and then to deeper penetration of the base metal, which minimizes aerosol release. Based on studies of weld pool macrosections, it was found that the shape of the weld pool also influences the complex nature of such dependencies. For each diameter of the welding wire, there are certain values of the welding current at which the maximum amount of harmful substances is released, and a range of current values that ensures the minimum intensity of their release. When welding at optimal modes, the level of aerosol release decreases when using wires of smaller diameter. The obtained research results show how the correct choice of welding materials, shielding gas and welding modes makes it possible to reduce the levels of harmful substance release. |
| doi_str_mv | 10.32347/2411-4049.2026.1.110-123 |
| first_indexed | 2026-04-21T01:00:06Z |
| format | Article |
| id | es-journalinua-article-358143 |
| institution | Environmental safety and natural resources |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-04-21T01:00:06Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Kyiv National University of Construction and Architecture |
| record_format | ojs |
| spelling | es-journalinua-article-3581432026-04-20T15:28:04Z Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release Вплив параметрів процесу дугового зварювання на виділення аерозолю Levchenko, Oleg Polukarov, Yury Ilchuk, Oksana Zemlyanska, Olena electric arc welding manual mechanized hygienic characteristics aerosol emission intensity specific emission recommendations електродугове зварювання ручне механізоване гігієнічні характеристики аерозоль інтенсивність виділення питоме виділення рекомендації The purpose of this article is to assess the influence of the parameters of the manual and mechanized arc welding process on their hygienic characteristics and to identify the main factors that affect the release of welding aerosols. It is shown that during manual welding with covered electrodes, the level of aerosol release depends on the welding modes: welding current, polarity and arc voltage. Regardless of the type of electrodes used, an increase in the welding current leads to an increase in the level of harmful emissions. In contrast to welding with covered electrodes, the dependence of the level of aerosol release indicators formed during mechanized welding in protective gases with a consumable electrode on the welding mode is more complex – first, the intensity of aerosol formation increases to a maximum, then decreases to a minimum and increases again. It is shown that the process of aerosol formation consists of two stages: evaporation of metal in the arc zone and removal of part of the vapor beyond the arc, where they condense into solid aerosol particles. The removal of vapor from the arc zone is prevented by the immersion of the arc into the weld pool. Increasing the arc power first contributes to increased evaporation, and then to deeper penetration of the base metal, which minimizes aerosol release. Based on studies of weld pool macrosections, it was found that the shape of the weld pool also influences the complex nature of such dependencies. For each diameter of the welding wire, there are certain values of the welding current at which the maximum amount of harmful substances is released, and a range of current values that ensures the minimum intensity of their release. When welding at optimal modes, the level of aerosol release decreases when using wires of smaller diameter. The obtained research results show how the correct choice of welding materials, shielding gas and welding modes makes it possible to reduce the levels of harmful substance release. Мета даної статті – оцінити вплив параметрів процесу ручного та механізованого дугового зварювання на їх гігієнічні характеристики і виявити основні чинники, які впливають на виділення зварювальних аерозолів. Показано, що під час ручного зварювання покритими електродами рівень виділень аерозолю залежить від режимів зварювання: зварювального струму, полярності та напруги дуги. Незалежно від типу застосовуваних електродів збільшення зварювального струму призводить до зростання рівня шкідливих виділень. На відміну від зварювання покритими електродами, залежності показників рівня виділень аерозолів, що утворюються під час механізованого зварювання в захисних газах плавким електродом, від режиму зварювання мають складніший характер – спочатку інтенсивність утворення аерозолю підвищується до максимуму, потім знижується до мінімуму і знову підвищується. Показано, що процес утворення аерозолів складається з двох етапів: випаровування металу в зоні дуги та винесення частини пари за межі дуги, де вони конденсуються у тверді частинки аерозолів. Виносу пари із зони дуги перешкоджає занурення дуги у зварювальну ванну. Підвищення потужності дуги спочатку сприяє збільшенню випаровування, а потім поглибленню проплавлення основного металу, що знижує до мінімуму виділення аерозолю. На основі досліджень макрошліфів зварювальної ванни було встановлено, що на складний характер таких залежностей здійснює свій вплив і форма зварювальної ванни. Для кожного діаметра зварювального дроту існують певні значення зварювального струму, за яких виділяється максимальна кількість щкідливих речовин, і ділянка значень сили струму, що забезпечує мінімальну інтенсивність їх виділення. При зварюванні на оптимальних режимах рівень виділення аерозолів зменшується під час використання дротів меншого діаметра. Отримані результати досліджень показують, як правильний вибір зварювальних матеріалів, захисного газу та режимів зварювання дає можливість знижувати рівні виділень шкідливих речовин. Kyiv National University of Construction and Architecture 2026-04-03 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/358143 10.32347/2411-4049.2026.1.110-123 Environmental safety and natural resources; Vol. 57 No. 1 (2026): Environmental safety and natural resources; 110-123 Екологічна безпека та природокористування; Том 57 № 1 (2026): Екологічна безпека та природокористування; 110-123 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2026.1 uk https://es-journal.in.ua/article/view/358143/344075 Copyright (c) 2026 О.Г. Левченко, Ю.О. Полукаров, О.С. Ільчук, О.В. Землянська http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | electric arc welding manual mechanized hygienic characteristics aerosol emission intensity specific emission recommendations Levchenko, Oleg Polukarov, Yury Ilchuk, Oksana Zemlyanska, Olena Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release |
| title | Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release |
| title_alt | Вплив параметрів процесу дугового зварювання на виділення аерозолю |
| title_full | Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release |
| title_fullStr | Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release |
| title_full_unstemmed | Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release |
| title_short | Influence of technological parameters of the welding process on aerosol release |
| title_sort | influence of technological parameters of the welding process on aerosol release |
| topic | electric arc welding manual mechanized hygienic characteristics aerosol emission intensity specific emission recommendations |
| topic_facet | electric arc welding manual mechanized hygienic characteristics aerosol emission intensity specific emission recommendations електродугове зварювання ручне механізоване гігієнічні характеристики аерозоль інтенсивність виділення питоме виділення рекомендації |
| url | https://es-journal.in.ua/article/view/358143 |
| work_keys_str_mv | AT levchenkooleg influenceoftechnologicalparametersoftheweldingprocessonaerosolrelease AT polukarovyury influenceoftechnologicalparametersoftheweldingprocessonaerosolrelease AT ilchukoksana influenceoftechnologicalparametersoftheweldingprocessonaerosolrelease AT zemlyanskaolena influenceoftechnologicalparametersoftheweldingprocessonaerosolrelease AT levchenkooleg vplivparametrívprocesudugovogozvarûvannânavidílennâaerozolû AT polukarovyury vplivparametrívprocesudugovogozvarûvannânavidílennâaerozolû AT ilchukoksana vplivparametrívprocesudugovogozvarûvannânavidílennâaerozolû AT zemlyanskaolena vplivparametrívprocesudugovogozvarûvannânavidílennâaerozolû |