Natryskiwanie termiczne
natryskiwania termicznego to procesy powlekania , w których stopione (lub ogrzane) materiały są natryskiwane na powierzchnię. „Surowiec” (prekursor powłoki) jest podgrzewany środkami elektrycznymi (plazma lub łuk) lub chemicznymi (płomień spalania).
Natryskiwanie termiczne może zapewnić grube powłoki (w przybliżeniu zakres grubości wynosi od 20 mikronów do kilku mm, w zależności od procesu i surowca), na dużym obszarze przy dużej szybkości osadzania w porównaniu z innymi procesami powlekania, takimi jak galwanizacja, fizyczne i chemiczne osadzanie z fazy gazowej . Materiały powłokowe dostępne do natryskiwania termicznego obejmują metale, stopy, ceramikę, tworzywa sztuczne i kompozyty. Są podawane w postaci proszku lub drutu, podgrzewane do stanu stopionego lub półstopionego i przyspieszane w kierunku substratów w postaci cząstek wielkości mikrometrów. Jako źródło energii do natryskiwania termicznego zwykle wykorzystuje się spalanie lub wyładowanie łuku elektrycznego. Powstałe powłoki powstają w wyniku nagromadzenia wielu rozpylonych cząstek. Powierzchnia nie może się znacznie nagrzewać, co pozwala na pokrycie substancji łatwopalnych.
Jakość powłoki zwykle ocenia się mierząc jej porowatość , zawartość tlenków , makro- i mikrotwardość , siłę wiązania i chropowatość powierzchni . Ogólnie jakość powłoki wzrasta wraz ze wzrostem prędkości cząstek.
Wariacje
Wyróżnia się kilka odmian natryskiwania termicznego:
- Rozpylanie plazmowe
- Rozpylanie detonacyjne
- Natryskiwanie łukiem drutowym
- Rozpylanie płomieniowe
- Natryskiwanie tlenowo-paliwowe z dużą prędkością (HVOF)
- Paliwo powietrzne o dużej prędkości (HVAF)
- Ciepłe natryskiwanie
- Natryskiwanie na zimno
- Spray i bezpiecznik
W klasycznych (rozwiniętych w latach 1910-1920), ale nadal szeroko stosowanych procesach, takich jak natryskiwanie płomieniowe i natryskiwanie łukiem drutowym, prędkości cząstek są na ogół niskie (<150 m/s), a surowce muszą być stopione, aby mogły zostać osadzone. Natryskiwanie plazmowe, opracowane w latach 70. XX wieku, wykorzystuje wysokotemperaturowy strumień plazmy generowany przez wyładowanie łukowe o typowych temperaturach >15 000 K, co umożliwia natryskiwanie materiałów ogniotrwałych, takich jak tlenki, molibden itp .
Przegląd systemu
Typowy system natrysku termicznego składa się z następujących elementów:
- Palnik natryskowy (lub pistolet natryskowy) – podstawowe urządzenie wykonujące topienie i przyspieszanie cząstek, które mają być osadzone
- Podajnik – do podawania proszku , drutu lub płynu do palnika przez rurki.
- Zasilanie mediów – gazy lub ciecze do wytwarzania strumienia płomienia lub plazmy, gazy do przenoszenia proszku itp.
- Robot/Labour – do manipulowania palnikiem lub podłożami do powlekania
- Zasilacz – często samodzielny dla latarki
- Konsola(y) sterowania – zintegrowana lub indywidualna dla wszystkich powyższych
Detonacyjny proces natryskiwania termicznego
Pistolet detonacyjny składa się z długiej lufy chłodzonej wodą z zaworami wlotowymi gazów i proszku. Tlen i paliwo (najczęściej acetylen) są podawane do lufy wraz z ładunkiem prochu. Iskra jest używana do zapalenia mieszanki gazowej, a wynikająca z tego detonacja ogrzewa i przyspiesza proszek do prędkości naddźwiękowej przez lufę. Impuls azotu jest używany do oczyszczenia lufy po każdej detonacji. Proces ten powtarza się wiele razy na sekundę. Wysoka energia kinetyczna cząstek gorącego proszku przy zderzeniu z podłożem powoduje powstanie bardzo gęstej i mocnej powłoki. Powłoka przylega poprzez wiązanie mechaniczne wynikające z odkształcenia podłoża bazowego owijającego się wokół rozpylonych cząstek po uderzeniu z dużą prędkością.
Rozpylanie plazmowe
W procesie natryskiwania plazmowego materiał, który ma być osadzony (surowiec) — zwykle w postaci proszku , czasami jako ciecz , zawiesina lub drut — jest wprowadzany do strumienia plazmy pochodzącego z palnika plazmowego . W strumieniu, w temperaturze rzędu 10 000 K, materiał jest topiony i wypychany w kierunku podłoża. Tam stopione kropelki spłaszczają się, szybko krzepną i tworzą osad. Zwykle osady pozostają przylegające do podłoża jako powłoki; wolnostojące części można również wytwarzać, usuwając podłoże. Istnieje duża liczba parametrów technologicznych, które wpływają na oddziaływanie cząstek ze strumieniem plazmy i podłożem, a tym samym na właściwości osadu. Parametry te obejmują rodzaj surowca, skład gazu plazmowego i natężenie przepływu, pobór energii, odległość przesunięcia palnika, chłodzenie podłoża itp.
Właściwości depozytu
Osady składają się z wielu przypominających naleśniki „plamek” zwanych blaszkami , utworzonych przez spłaszczenie kropelek cieczy. Ponieważ proszki surowca zazwyczaj mają rozmiary od mikrometrów do ponad 100 mikrometrów, płytki mają grubość w zakresie mikrometrów i wymiar boczny od kilku do setek mikrometrów. Pomiędzy tymi płytkami znajdują się małe puste przestrzenie, takie jak pory, pęknięcia i obszary niepełnego wiązania. W wyniku tej unikalnej struktury osady mogą mieć właściwości znacząco odbiegające od materiałów sypkich. Są to na ogół właściwości mechaniczne, takie jak mniejsza wytrzymałość i moduł sprężystości , wyższą tolerancję na odkształcenia oraz niższą przewodność cieplną i elektryczną . Również ze względu na szybkie krzepnięcie w osadach mogą występować fazy metastabilne .
Aplikacje
Technika ta jest najczęściej stosowana do wytwarzania powłok na materiałach konstrukcyjnych. Takie powłoki zapewniają ochronę przed wysokimi temperaturami (na przykład termiczne powłoki barierowe do zarządzania ciepłem spalin ), korozją , erozją , zużyciem ; mogą również zmieniać wygląd, właściwości elektryczne lub tribologiczne powierzchni, zastępować zużyty materiał itp. Po natryśnięciu na podłoża o różnych kształtach i usunięciu można wytworzyć wolnostojące części w postaci płyt, rur, powłok itp. . Może być również stosowany do obróbki proszków (sferoidyzacja, homogenizacja, modyfikacja chemii itp.). W tym przypadku nie ma podłoża do osadzania, a cząstki zestalają się podczas lotu lub w kontrolowanym środowisku (np. wodzie). Ta technika z różnymi odmianami może być również stosowana do tworzenia porowatych struktur, odpowiednich do wrastania kości, jako powłoka dla implantów medycznych. Aerozol dyspersji polimeru można wstrzykiwać do wyładowania plazmowego w celu utworzenia szczepienia tego polimeru na powierzchni podłoża. Ta aplikacja służy głównie do modyfikowania chemii powierzchni polimerów.
Wariacje
Systemy natryskiwania plazmowego można podzielić według kilku kryteriów.
Generacja strumienia plazmy:
- prąd stały ( plazma DC ), gdzie energia jest przenoszona do strumienia plazmy przez łuk elektryczny prądu stałego o dużej mocy
- plazma indukcyjna lub plazma RF, w której energia jest przenoszona przez indukcję z cewki wokół strumienia plazmy, przez którą przepływa zmienny prąd o częstotliwości radiowej
Ośrodek plazmotwórczy:
- plazma stabilizowana gazem (GSP), w której plazma powstaje z gazu; zazwyczaj argon , wodór , hel lub ich mieszaniny
- plazma stabilizowana wodą (WSP), w której plazma powstaje z wody (poprzez parowanie, dysocjację i jonizację) lub innej odpowiedniej cieczy
- plazma hybrydowa – z kombinowaną stabilizacją gazową i cieczową, zazwyczaj argonem i wodą
Środowisko natryskiwania:
- atmosferyczne natryskiwanie plazmowe (APS), wykonywane w otaczającym powietrzu
- natryskiwanie plazmowe w kontrolowanej atmosferze (CAPS), zwykle wykonywane w zamkniętej komorze, wypełnionej gazem obojętnym lub próżniowej
- odmiany CAPS: wysokociśnieniowe natryskiwanie plazmowe (HPPS), niskociśnieniowe natryskiwanie plazmowe (LPPS), którego skrajnym przypadkiem jest próżniowe natryskiwanie plazmowe (VPS, patrz poniżej)
- podwodne natryskiwanie plazmowe
Inna odmiana polega na posiadaniu płynnego surowca zamiast stałego proszku do topienia, technika ta jest znana jako natrysk plazmowy prekursora roztworu
Próżniowe natryskiwanie plazmowe
Próżniowe natryskiwanie plazmowe (VPS) to technologia wytrawiania i modyfikacji powierzchni w celu tworzenia warstw porowatych o wysokiej powtarzalności oraz do czyszczenia i inżynierii powierzchni tworzyw sztucznych, gumy i włókien naturalnych, a także zastępowania CFC do czyszczenia elementów metalowych. Ta inżynieria powierzchni może poprawić właściwości, takie jak zachowanie tarcia, odporność na ciepło , przewodność elektryczna powierzchni , smarowność , wytrzymałość kohezyjna filmów lub stała dielektryczna , lub może sprawić, że materiały staną się hydrofilowe lub hydrofobowe .
Proces zwykle przebiega w temperaturze 39–120 ° C, aby uniknąć uszkodzeń termicznych. Może indukować nietermicznie aktywowane reakcje powierzchniowe, powodując zmiany powierzchniowe, które nie mogą wystąpić w chemii molekularnej pod ciśnieniem atmosferycznym. Obróbka plazmy odbywa się w kontrolowanym środowisku, w zamkniętej komorze, przy średniej próżni, około 13–65 Pa . Gaz lub mieszanina gazów jest zasilana polem elektrycznym o częstotliwościach od prądu stałego do mikrofal , zwykle 1–500 W przy 50 V. Obrabiane elementy są zwykle izolowane elektrycznie . Lotne produkty uboczne plazmy są usuwane z komory przez pompą próżniową , aw razie potrzeby można go zneutralizować w płuczce spalin .
W przeciwieństwie do chemii molekularnej plazma wykorzystuje:
- Molekularne, atomowe, metastabilne i wolne rodniki dla efektów chemicznych .
- Jony dodatnie i elektrony dla efektów kinetycznych .
Plazma generuje również promieniowanie elektromagnetyczne w postaci próżniowych fotonów UV, które penetrują polimery w masie na głębokość około 10 μm. Może to spowodować rozerwanie łańcucha i usieciowanie.
Plazma oddziałuje na materiały na poziomie atomowym. Techniki, takie jak rentgenowska spektroskopia fotoelektronów i skaningowa mikroskopia elektronowa, są wykorzystywane do analizy powierzchni w celu identyfikacji wymaganych procesów i oceny ich skutków. Jako proste wskazanie energii powierzchniowej , a zatem adhezji lub zwilżalności, często stosuje się test kąta zwilżania kropli wody . Im mniejszy kąt zwilżania, tym wyższa energia powierzchniowa i bardziej hydrofilowy materiał.
Zmiana efektów za pomocą plazmy
Przy wyższych energiach jonizacja występuje częściej niż dysocjacje chemiczne . W typowym gazie reaktywnym 1 na 100 cząsteczek tworzy wolne rodniki , podczas gdy tylko 1 na 10 6 jonizuje. Dominującym efektem jest tu powstawanie wolnych rodników. Efekty jonowe mogą dominować przy doborze parametrów procesu iw razie potrzeby zastosowaniu gazów szlachetnych.
Spray łukowy
Natryskiwanie łukiem drutowym jest formą natryskiwania termicznego, w której dwa zużywalne druty metalowe są podawane niezależnie do pistoletu natryskowego. Przewody te są następnie ładowane, a między nimi generowany jest łuk. Ciepło z tego łuku topi wchodzący drut, który jest następnie porywany w strumieniu powietrza z pistoletu. Ten porwany stopiony surowiec jest następnie osadzany na podłożu za pomocą sprężonego powietrza. Proces ten jest powszechnie stosowany w przypadku metalicznych, ciężkich powłok.
Łuk drutowy przenoszony plazmowo
Łuk drutowy z przenoszeniem plazmy (PTWA) to inna forma natryskiwania łukiem drutowym, która osadza powłokę na wewnętrznej powierzchni cylindra lub na zewnętrznej powierzchni części o dowolnej geometrii. Jest znany przede wszystkim ze swojego zastosowania do powlekania otworów cylindrów silnika, umożliwiając stosowanie aluminiowych bloków silnika bez konieczności stosowania ciężkich żeliwnych tulei. Pojedynczy przewód przewodzący jest używany jako „surowiec” dla systemu. Naddźwiękowy strumień plazmy topi drut, rozpyla go i wyrzuca na podłoże. Strumień plazmy jest tworzony przez przenoszony łuk między nietopliwą katodą a rodzajem drutu. Po rozpyleniu wymuszone powietrze przenosi strumień stopionych kropel na ściankę otworu. Cząstki spłaszczają się, gdy uderzają w powierzchnię podłoża, ze względu na wysoką energię kinetyczną. Cząsteczki szybko zestalają się w kontakcie. Ułożone w stos cząstki tworzą powłokę o wysokiej odporności na ścieranie. Proces natryskiwania termicznego PTWA wykorzystuje pojedynczy drut jako materiał wsadowy. Wszystkie druty przewodzące o średnicy do 0,0625 cala (1,6 mm) mogą być używane jako materiał wsadowy, w tym druty rdzeniowe. PTWA można stosować do nakładania powłoki na zużywające się powierzchnie elementów silnika lub przekładni w celu wymiany tulei lub łożyska. Na przykład użycie PTWA do powlekania powierzchni nośnej korbowodu zapewnia szereg korzyści, w tym zmniejszenie masy, kosztów, potencjału tarcia i naprężeń w korbowodzie.
Rozpylanie paliwa tlenowego z dużą prędkością (HVOF)
W latach 80. opracowano klasę procesów natryskiwania termicznego zwaną natryskiwaniem tlenowo-paliwowym z dużą prędkością. Mieszanina paliwa gazowego lub ciekłego i tlenu jest podawana do komory spalania , gdzie następuje ich zapłon i spalanie w sposób ciągły. Powstały gorący gaz o ciśnieniu bliskim 1 MPa wydostaje się przez zbieżno-rozbieżną dyszę i przechodzi przez prosty odcinek. Paliwami mogą być gazy ( wodór , metan , propan , propylen , acetylen , gaz ziemny itp.) lub płynów ( nafta itp.). Prędkość strumienia na wyjściu z lufy (>1000 m/s) przekracza prędkość dźwięku . Do strumienia gazu wtryskiwany jest surowiec proszkowy, który przyspiesza proszek do 800 m/s. Strumień gorącego gazu i proszku kierowany jest w stronę malowanej powierzchni. Proszek częściowo topi się w strumieniu i osadza na podłożu. Otrzymana powłoka ma niską porowatość i wysoką siłę wiązania .
Powłoki HVOF mogą mieć grubość nawet 12 mm (1/2"). Zwykle stosuje się je do osadzania powłok odpornych na zużycie i korozję na materiałach, takich jak warstwy ceramiczne i metalowe. Typowe proszki obejmują WC -Co, węglik chromu , MCrAlY i tlenek glinu Proces ten jest najbardziej skuteczny w przypadku osadzania materiałów cermetalowych (WC-Co itp.) i innych stopów odpornych na korozję ( stale nierdzewne , stopy na bazie niklu, aluminium, hydroksyapatyt do implantów medycznych itp.).
Paliwo powietrzne o dużej prędkości (HVAF)
Technologia powlekania HVAF to spalanie propanu w strumieniu sprężonego powietrza. Podobnie jak HVOF, wytwarza to jednolity strumień o dużej prędkości. HVAF różni się tym, że zawiera przegrodę cieplną w celu dalszej stabilizacji mechanizmów natryskiwania termicznego. Materiał jest wtryskiwany do strumienia powietrza i paliwa, a cząsteczki powłoki są kierowane w kierunku części. HVAF ma maksymalną temperaturę płomienia od 3560° do 3650°F i średnią prędkość cząstek 3300 stóp/sek. Ponieważ maksymalna temperatura płomienia jest stosunkowo zbliżona do temperatury topnienia większości materiałów natryskowych, HVAF daje bardziej jednorodną, ciągliwą powłokę. Pozwala to również na typową grubość powłoki 0,002-0,050". Powłoki HVAF mają również wytrzymałość wiązania mechanicznego większą niż 12 000 psi. Typowe materiały powłokowe HVAF obejmują, ale nie są do nich ograniczone; węglik wolframu , węglik chromu, stal nierdzewna , hastelloy i inconel . Ze względu na swój plastyczny charakter powłoki hvaf mogą pomóc w przeciwdziałaniu uszkodzeniom kawitacyjnym .
Spray i bezpiecznik
Natrysk i bezpiecznik wykorzystuje wysoką temperaturę, aby zwiększyć wiązanie między powłoką natryskiwaną termicznie a podłożem części. W przeciwieństwie do innych rodzajów natryskiwania termicznego, natryskiwanie i utrwalanie tworzy metalurgiczne wiązanie między powłoką a powierzchnią. Oznacza to, że zamiast opierać się na tarciu dla przyczepności powłoki, łączy ona powierzchnię i materiał powłoki w jeden materiał. Spray i bezpiecznik sprowadzają się do różnicy między przyczepnością a kohezją.
Proces ten zwykle obejmuje natryskiwanie sproszkowanego materiału na element, a następnie zastosowanie palnika acetylenowego. Palnik topi materiał powłokowy i wierzchnią warstwę materiału składowego; łącząc je ze sobą. Z powodu wysokiej temperatury sprayu i bezpiecznika mogą wystąpić pewne odkształcenia cieplne i należy zachować ostrożność, aby określić, czy komponent jest dobrym kandydatem. Te wysokie temperatury są podobne do tych stosowanych w spawaniu. To spoiwo metalurgiczne tworzy niezwykle odporną na zużycie i ścieranie powłokę. Natryskiwanie i bezpiecznik zapewnia korzyści spawania napawającego z łatwością natryskiwania termicznego.
Natryskiwanie na zimno
Natryskiwanie na zimno (lub dynamiczne natryskiwanie na zimno gazowe) zostało wprowadzone na rynek w latach 90-tych. Metoda została pierwotnie opracowana w Związku Radzieckim – podczas eksperymentów z erozją tarczy, która była narażona na dwufazowy przepływ drobnego proszku z dużą prędkością w tunelu aerodynamicznym, naukowcy zaobserwowali przypadkowe szybkie tworzenie się powłok.
Podczas natryskiwania na zimno cząsteczki są przyspieszane do bardzo dużych prędkości przez gaz nośny przetłaczany przez zbieżno-rozbieżną dyszę typu de Lavala . Po uderzeniu cząstki stałe o wystarczającej energii kinetycznej odkształcają się plastycznie i wiążą mechanicznie z podłożem, tworząc powłokę. Krytyczna prędkość potrzebna do utworzenia wiązania zależy od właściwości materiału, wielkości proszku i temperatury. Metale , polimery , ceramika , materiały kompozytowe i nanokrystaliczne proszki można osadzać za pomocą natrysku na zimno. Miękkie metale, takie jak Cu i Al, najlepiej nadają się do natryskiwania na zimno, ale odnotowano powlekanie innych materiałów (W, Ta, Ti, MCrAlY, WC-Co itp.) Przez natryskiwanie na zimno.
Wydajność osadzania jest zazwyczaj niska w przypadku proszków stopowych, a zakres parametrów procesu i odpowiednich rozmiarów proszku jest wąski. Aby przyspieszyć proszki do większej prędkości, stosuje się drobniejsze proszki (<20 mikrometrów). Możliwe jest przyspieszenie cząstek proszku do znacznie większej prędkości przy użyciu gazu procesowego o dużej prędkości dźwięku (hel zamiast azotu). Jednak hel jest kosztowny, a jego natężenie przepływu, a tym samym zużycie, jest wyższe. Aby poprawić zdolność przyspieszania, azot jest podgrzewany do temperatury około 900°C. W efekcie wzrasta wydajność osadzania i wytrzymałość osadów na rozciąganie.
Ciepłe natryskiwanie
Ciepłe natryskiwanie jest nowatorską modyfikacją wysokoobrotowego natryskiwania tlenowo-paliwowego, w którym temperatura gazów spalinowych jest obniżana poprzez mieszanie azotu z gazami spalinowymi, przybliżając tym samym proces do natryskiwania na zimno. Powstały gaz zawiera dużo pary wodnej, nieprzereagowanych węglowodorów i tlenu, przez co jest bardziej zanieczyszczony niż podczas natryskiwania na zimno. Jednak wydajność powlekania jest wyższa. Z drugiej strony niższe temperatury ciepłego natryskiwania zmniejszają topnienie i reakcje chemiczne proszku nadawczego w porównaniu z HVOF. Te zalety są szczególnie ważne w przypadku takich materiałów powłokowych, jak Ti, tworzywa sztuczne i metaliczne szkła, które szybko utleniają się lub niszczą w wysokich temperaturach.
Aplikacje
- Regeneracja lub kondycjonowanie wału korbowego
- przed korozją
- Ochrona przed zanieczyszczeniami
- Zmiana przewodności cieplnej lub przewodności elektrycznej
- Kontrola zużycia: powłoka utwardzająca (odporna na zużycie) lub ścieralna
- Naprawa uszkodzonych powierzchni
- Ochrona przed temperaturą/utlenianiem (powłoki termoizolacyjne)
- Powłoki implantów medycznych (przy użyciu ceramiki polimerowej )
- Produkcja materiałów o gradacji funkcjonalnej (do dowolnego z powyższych zastosowań)
Ograniczenia
Natryskiwanie termiczne jest procesem w linii wzroku, a mechanizm wiązania jest głównie mechaniczny. Aplikacja natryskiem termicznym nie jest kompatybilna z podłożem, jeśli obszar, na który jest nakładany, jest skomplikowany lub zablokowany przez inne ciała.
Bezpieczeństwo
Natryskiwanie termiczne nie musi być procesem niebezpiecznym, jeśli sprzęt jest traktowany ostrożnie i przestrzegane są prawidłowe praktyki natryskiwania. Podobnie jak w przypadku każdego procesu przemysłowego, istnieje szereg zagrożeń, których operator powinien być świadomy i przed którymi należy przedsięwziąć szczególne środki ostrożności. W idealnej sytuacji sprzęt powinien działać automatycznie w obudowach specjalnie zaprojektowanych do usuwania oparów, zmniejszania poziomu hałasu i zapobiegania bezpośredniemu obserwowaniu głowicy opryskowej. Takie techniki będą również wytwarzać powłoki, które są bardziej spójne. Istnieją sytuacje, w których rodzaj obrabianych elementów lub ich niski poziom produkcji wymagają ręcznej obsługi sprzętu. W tych warunkach oprócz tych powszechnie spotykanych w przemyśle produkcyjnym lub przetwórczym występuje szereg zagrożeń charakterystycznych dla natryskiwania termicznego.
Hałas
Urządzenia do natryskiwania metali wykorzystują sprężone gazy, które powodują hałas. Poziomy hałasu różnią się w zależności od typu sprzętu do natryskiwania, natryskiwanego materiału i parametrów roboczych. Typowe poziomy ciśnienia akustycznego są mierzone w odległości 1 metra za łukiem.
światło ultrafioletowe
Sprzęt do rozpylania spalin wytwarza intensywny płomień, który może mieć szczytową temperaturę ponad 3100 ° C i jest bardzo jasny. Natryskiwanie łukiem elektrycznym wytwarza światło ultrafioletowe, które może uszkodzić delikatne tkanki ciała. Plazma generuje również dość dużo promieniowania UV, łatwo spalając odsłoniętą skórę, a także może powodować „oparzenia błyskawiczne” oczu. Kabiny lakiernicze i obudowy powinny być wyposażone w ciemne szkło pochłaniające promieniowanie ultrafioletowe. Jeśli nie jest to możliwe, operatorzy i inne osoby znajdujące się w pobliżu powinni nosić gogle ochronne zawierające zielone szkło klasy BS 6. Wokół obszarów opryskiwania należy umieścić nieprzezroczyste ekrany. Dyszy pistoletu łukowego nigdy nie należy patrzeć bezpośrednio, chyba że jest pewne, że sprzęt nie jest zasilany.
Pył i opary
Atomizacja stopionych materiałów powoduje powstanie dużej ilości pyłów i oparów składających się z bardzo drobnych cząstek (ok. 80–95% liczby cząstek <100 nm). Właściwe urządzenia do ekstrakcji są niezbędne nie tylko dla bezpieczeństwa osobistego, ale także dla zminimalizowania uwięzienia ponownie zamrożonych cząstek w natryskiwanych powłokach. Zdecydowanie zaleca się stosowanie respiratorów wyposażonych w odpowiednie filtry tam, gdzie nie można odizolować sprzętu. Niektóre materiały wiążą się z określonymi znanymi zagrożeniami:
- Drobno rozdrobnione cząsteczki metalu są potencjalnie samozapalne i szkodliwe, gdy gromadzą się w organizmie.
- Niektóre materiały, np. aluminium, cynk i inne metale nieszlachetne, mogą reagować z wodą, wydzielając wodór. Jest to potencjalnie wybuchowe i konieczne są specjalne środki ostrożności w przypadku urządzeń do odprowadzania oparów.
- Opary niektórych materiałów, zwłaszcza stopów cynku i miedzi, mają nieprzyjemny zapach i mogą powodować u niektórych osób reakcję gorączkową (znaną jako gorączka oparów metali ). Może to nastąpić jakiś czas po oprysku i zwykle szybko ustępuje. Jeśli tak się nie dzieje, należy zasięgnąć porady lekarza.
- Opary reaktywnych związków mogą dysocjować i tworzyć szkodliwe gazy. W tych obszarach należy nosić maski oddechowe, a gazomierze powinny być używane do monitorowania powietrza przed zdjęciem respiratorów.
Ciepło
Spalinowe pistolety natryskowe wykorzystują tlen i gazy paliwowe. Gazy paliwowe są potencjalnie wybuchowe. W szczególności acetylen może być używany tylko w zatwierdzonych warunkach. Tlen, chociaż nie jest wybuchowy, podtrzymuje spalanie, a wiele materiałów ulegnie samozapłonowi, jeśli obecny będzie nadmierny poziom tlenu. Należy zachować ostrożność, aby uniknąć wycieków i odciąć dopływ tlenu i paliwa gazowego, gdy urządzenie nie jest używane.
Zagrożenie porażeniem
Pistolety łukowe działają przy niskich napięciach (poniżej 45 V prądu stałego), ale przy stosunkowo wysokich prądach. Można je bezpiecznie trzymać w ręku. Zasilacze są podłączone do źródeł prądu przemiennego 440 V i należy obchodzić się z nimi ostrożnie.