Σημείωση συντάκτη: Η Pharmaceutical Online παρουσιάζει με χαρά αυτό το άρθρο τεσσάρων μερών σχετικά με την τροχιακή συγκόλληση σωληνώσεων βιοδιεργασίας από την εμπειρογνώμονα του κλάδου Barbara Henon της Arc Machines. Αυτό το άρθρο προσαρμόστηκε από την παρουσίαση του Δρ. Henon στο συνέδριο ASME στα τέλη του περασμένου έτους.
Αποτρέψτε την απώλεια αντοχής στη διάβρωση. Το νερό υψηλής καθαρότητας, όπως το DI ή το WFI, είναι ένα πολύ επιθετικό χαρακτικό για τον ανοξείδωτο χάλυβα. Επιπλέον, το WFI φαρμακευτικής ποιότητας ανακυκλώνεται σε υψηλή θερμοκρασία (80°C) για να διατηρηθεί η στειρότητα. Υπάρχει μια λεπτή διαφορά μεταξύ της μείωσης της θερμοκρασίας αρκετά για να υποστηρίξει τους ζωντανούς οργανισμούς που προάγουν την παραγωγή αρκετά θανατηφόρα για το προϊόν. διαφορετική σύνθεση που προκαλείται από τη διάβρωση των εξαρτημάτων του συστήματος σωληνώσεων από ανοξείδωτο χάλυβα. Η βρωμιά και τα οξείδια του σιδήρου μπορεί να είναι τα κύρια συστατικά, αλλά μπορεί να υπάρχουν και διάφορες μορφές σιδήρου, χρωμίου και νικελίου. Η παρουσία του ρουζ είναι θανατηφόρος για ορισμένα προϊόντα και η παρουσία του μπορεί να οδηγήσει σε περαιτέρω διάβρωση, αν και η παρουσία του σε άλλα συστήματα φαίνεται να είναι αρκετά καλοήθης.
Η συγκόλληση μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την αντοχή στη διάβρωση. Το ζεστό χρώμα είναι το αποτέλεσμα του οξειδωτικού υλικού που εναποτίθεται σε συγκολλήσεις και HAZs κατά τη συγκόλληση, είναι ιδιαίτερα επιζήμιο και σχετίζεται με το σχηματισμό ρουζ στα φαρμακευτικά συστήματα νερού. Ο σχηματισμός οξειδίου του χρωμίου μπορεί να προκαλέσει μια ζεστή απόχρωση, αφήνοντας πίσω ένα στρώμα που αφαιρείται από χρώμιο. μέταλλο από την επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένου του υποκείμενου στρώματος χωρίς χρώμιο, και αποκατάστασης της αντοχής στη διάβρωση σε επίπεδα κοντά στα επίπεδα του βασικού μετάλλου. Ωστόσο, η αποξήρανση και η λείανση είναι επιζήμια για το φινίρισμα της επιφάνειας. Η παθητικοποίηση του συστήματος σωληνώσεων με νιτρικό οξύ ή χηλικές συνθέσεις γίνεται για να ξεπεραστούν οι αρνητικές επιπτώσεις της ηλεκτροσυγκόλλησης και της κατασκευής. οι επιφανειακές αλλαγές στην κατανομή οξυγόνου, χρωμίου, σιδήρου, νικελίου και μαγγανίου που εμφανίστηκαν στη ζώνη συγκόλλησης και θερμότητας στην κατάσταση προ-συγκόλλησης. Ωστόσο, η παθητικοποίηση επηρεάζει μόνο το εξωτερικό επιφανειακό στρώμα και δεν διεισδύει κάτω από 50 angstroms, ενώ ο θερμικός χρωματισμός μπορεί να επεκταθεί 1000 angstroms κάτω από την επιφάνεια ή περισσότερο.
Επομένως, για να εγκαταστήσετε συστήματα σωληνώσεων ανθεκτικά στη διάβρωση κοντά σε μη συγκολλημένα υποστρώματα, είναι σημαντικό να προσπαθήσετε να περιορίσετε τις ζημιές που προκαλούνται από τη συγκόλληση και την κατασκευή σε επίπεδα που μπορούν να ανακτηθούν ουσιαστικά με παθητικοποίηση. Η υπερθέρμανση κατά τη συγκόλληση είναι επίσης σημαντική για την αποφυγή απώλειας αντοχής στη διάβρωση. Ο έλεγχος της διαδικασίας κατασκευής για την επίτευξη επαναλαμβανόμενων και συνεπών συγκολλήσεων υψηλής ποιότητας, καθώς και ο προσεκτικός χειρισμός των σωλήνων και εξαρτημάτων από ανοξείδωτο χάλυβα κατά την κατασκευή για την αποφυγή μόλυνσης, είναι βασικές απαιτήσεις για ένα σύστημα σωληνώσεων υψηλής ποιότητας που παρέχει μακροχρόνια αντοχή στη διάβρωση.
Τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε συστήματα σωληνώσεων από βιοφαρμακευτικό ανοξείδωτο χάλυβα υψηλής καθαρότητας έχουν εξελιχθεί προς βελτιωμένη αντοχή στη διάβρωση την τελευταία δεκαετία. Οι περισσότεροι ανοξείδωτοι χάλυβες που χρησιμοποιήθηκαν πριν από το 1980 ήταν ανοξείδωτος χάλυβας 304 επειδή ήταν σχετικά φθηνός και μια βελτίωση σε σχέση με τον χαλκό που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως. Στην πραγματικότητα, οι σειρές 300 είναι σχετικά εύκολοι στη διάβρωση. αντοχή στη διάβρωση και δεν απαιτούν ειδική προθέρμανση και μετα-θερμική επεξεργασία.
Πρόσφατα, η χρήση του ανοξείδωτου χάλυβα 316 σε εφαρμογές σωληνώσεων υψηλής καθαρότητας έχει αυξηθεί. Ο τύπος 316 είναι παρόμοιος σε σύνθεση με τον Τύπο 304, αλλά εκτός από τα στοιχεία κράματος χρωμίου και νικελίου που είναι κοινά και στα δύο, το 316 περιέχει περίπου 2% μολυβδαίνιο, το οποίο βελτιώνει σημαντικά την αντίσταση 316's L και το 316's L. ποιότητες, έχουν χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα από τις τυπικές ποιότητες (0,035% έναντι 0,08%). Αυτή η μείωση της περιεκτικότητας σε άνθρακα προορίζεται να μειώσει την ποσότητα της κατακρήμνισης καρβιδίου που μπορεί να προκύψει λόγω της συγκόλλησης. Αυτός είναι ο σχηματισμός καρβιδίου του χρωμίου, το οποίο εξαντλεί τα όρια κόκκων του χρωμίου, που ονομάζεται ορατότητα του βασικού μετάλλου του χρωμίου. εξαρτάται από τον χρόνο και τη θερμοκρασία και είναι μεγαλύτερο πρόβλημα κατά τη συγκόλληση με το χέρι. Έχουμε δείξει ότι η τροχιακή συγκόλληση του υπερωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα AL-6XN παρέχει πιο ανθεκτικές στη διάβρωση συγκολλήσεις από παρόμοιες συγκολλήσεις που γίνονται με το χέρι. 304 και 316 ουσιαστικά εξαλείφει την καθίζηση καρβιδίου ως παράγοντα στην ανάπτυξη διάβρωσης στα συστήματα σωληνώσεων.
Διακύμανση θερμότητας σε θερμότητα του ανοξείδωτου χάλυβα. Αν και οι παράμετροι συγκόλλησης και άλλοι παράγοντες μπορούν να διατηρηθούν εντός αρκετά αυστηρών ανοχών, εξακολουθούν να υπάρχουν διαφορές στην εισροή θερμότητας που απαιτείται για τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα από θερμότητα σε θερμότητα. Ένας αριθμός θερμότητας είναι ο αριθμός παρτίδας που αποδίδεται σε ένα συγκεκριμένο τήγμα ανοξείδωτου χάλυβα στο εργοστάσιο. αριθμός θερμότητας. Ο καθαρός σίδηρος τήκεται στους 1538°C (2800°F), ενώ τα κραματοποιημένα μέταλλα τήκονται σε ένα εύρος θερμοκρασιών, ανάλογα με τον τύπο και τη συγκέντρωση κάθε κράματος ή ιχνοστοιχείου που υπάρχει. Δεδομένου ότι καμία θερμότητα ανοξείδωτου χάλυβα δεν θα περιέχει ακριβώς την ίδια συγκέντρωση σε κάθε στοιχείο, τα χαρακτηριστικά συγκόλλησης θα διαφέρουν από κλίβανο σε κλίβανο.
Το SEM των τροχιακών συγκολλήσεων σωλήνων 316L σε σωλήνα AOD (επάνω) και υλικό EBR (κάτω) έδειξε σημαντική διαφορά στην ομαλότητα του σφαιριδίου συγκόλλησης.
Ενώ μια μεμονωμένη διαδικασία συγκόλλησης μπορεί να λειτουργήσει για τις περισσότερες θερμότητες με παρόμοιο πάχος OD και τοιχώματος, ορισμένες θερμότητες απαιτούν λιγότερη ένταση και άλλες υψηλότερη από την τυπική. Για αυτόν τον λόγο, η θέρμανση διαφορετικών υλικών στο εργοτάξιο πρέπει να παρακολουθείται προσεκτικά για να αποφευχθούν πιθανά προβλήματα. Συχνά, η νέα θερμότητα απαιτεί μόνο μια μικρή αλλαγή στο ρεύμα για να επιτευχθεί μια ικανοποιητική διαδικασία συγκόλλησης.
Το πρόβλημα του θείου. Το θείο είναι μια ακαθαρσία που σχετίζεται με το σιδηρομεταλλεύμα που απομακρύνεται σε μεγάλο βαθμό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χαλύβδινης παραγωγής. Τύπος 304 και 316 ανοξείδωτους χάλυβες καθορίζονται με μέγιστη περιεκτικότητα σε θείο 0.030%. , έχει γίνει δυνατή η παραγωγή χάλυβες που είναι πολύ ξεχωριστοί με τους ακόλουθους τρόπους. Η χημική σύνθεσή τους. Έχει σημειωθεί ότι οι ιδιότητες της μεταβολής της πισίνας συγκόλλησης όταν η περιεκτικότητα σε θείο του χάλυβα είναι κάτω από περίπου 0,008%.
Σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις θείου (0,001% – 0,003%), η διείσδυση της λακκούβας συγκόλλησης γίνεται πολύ ευρεία σε σύγκριση με παρόμοιες συγκολλήσεις που γίνονται σε υλικά μεσαίας περιεκτικότητας σε θείο. Το ρεύμα συγκόλλησης επαρκεί για να δημιουργήσει μια συγκόλληση με πλήρη διείσδυση. Αυτό καθιστά πιο δύσκολο να συγκολληθούν υλικά με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο, ειδικά με παχύτερα τοιχώματα. Στο υψηλότερο άκρο της συγκέντρωσης θείου σε ανοξείδωτο χάλυβα 304 ή 316, το σφαιρίδιο συγκόλλησης τείνει να είναι λιγότερο ρευστό σε εμφάνιση και πιο τραχύ από το μεσαίο θείο θα ήταν περίπου το εύρος περιεκτικότητας σε θείο. σε 0,017%, όπως ορίζεται στο ASTM A270 S2 για σωλήνες φαρμακευτικής ποιότητας.
Οι παραγωγοί ηλεκτρογυαλισμένων σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα έχουν παρατηρήσει ότι ακόμη και μέτρια επίπεδα θείου σε ανοξείδωτο χάλυβα 316 ή 316 λίτρων καθιστούν δύσκολη την κάλυψη των αναγκών των πελατών ημιαγωγών και βιοφαρμακευτικών προϊόντων τους για λείες εσωτερικές επιφάνειες χωρίς λακκούβες. εγκλείσματα ή «χορδές» θειούχου μαγγανίου (MnS) που αφαιρούνται κατά την ηλεκτροστίλβωση και αφήνουν κενά στην περιοχή 0,25-1,0 micron.
Οι κατασκευαστές και οι προμηθευτές ηλεκτρογυαλισμένων σωλήνων οδηγούν την αγορά προς τη χρήση υλικών εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις τους για φινίρισμα επιφανειών. Ωστόσο, το πρόβλημα δεν περιορίζεται στους σωλήνες με ηλεκτροστίλβωση, καθώς στους μη ηλεκτρογυαλισμένους σωλήνες τα εγκλείσματα αφαιρούνται κατά την παθητικοποίηση του συστήματος σωληνώσεων. υλικά.
Εκτροπή τόξου. Εκτός από τη βελτίωση της συγκολλησιμότητας του ανοξείδωτου χάλυβα, η παρουσία κάποιου θείου βελτιώνει επίσης τη μηχανική ικανότητα. Ως αποτέλεσμα, οι κατασκευαστές και οι κατασκευαστές τείνουν να επιλέγουν υλικά στο υψηλότερο άκρο της καθορισμένης περιοχής περιεκτικότητας σε θείο. Οι σωλήνες συγκόλλησης με πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις θείου σε εξαρτήματα, βαλβίδες ή άλλες σωλήνες με χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα με χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο .Όταν συμβαίνει εκτροπή τόξου, η διείσδυση γίνεται βαθύτερη στην πλευρά με χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο παρά στην πλευρά με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο, πράγμα το αντίθετο από αυτό που συμβαίνει κατά τη συγκόλληση σωλήνων με αντίστοιχες συγκεντρώσεις θείου. λόγω της περιεκτικότητας του σωλήνα σε θείο, το Carpenter Steel Division της Car-penter Technology Corporation της Πενσυλβάνια παρουσίασε ένα απόθεμα χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο (0,005% μέγιστο) 316 bar (Τύπος 316L-SCQ) (VIM+VAR) για την κατασκευή εξαρτημάτων και άλλων υλικών που προορίζονται για πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε σωλήνες. πολύ πιο εύκολη από τη συγκόλληση ενός υλικού πολύ χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο σε ένα υλικό υψηλότερου θείου.
Η στροφή στη χρήση σωλήνων χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην ανάγκη να αποκτηθούν λείες ηλεκτρογυαλισμένες εσωτερικές επιφάνειες σωλήνων. Ενώ το φινίρισμα της επιφάνειας και η ηλεκτροστίλβωση είναι σημαντικά τόσο για τη βιομηχανία ημιαγωγών όσο και για τη βιομηχανία βιοτεχνολογίας/φαρμακευτικής, η SEMI, κατά τη σύνταξη των προδιαγραφών της βιομηχανίας ημιαγωγών, διευκρίνισε ότι η σωλήνωση 316L πρέπει να έχει απόδοση 316L gasfa04% Η ASTM, από την άλλη πλευρά, τροποποίησε την προδιαγραφή ASTM 270 για να συμπεριλάβει σωλήνες φαρμακευτικής ποιότητας που περιορίζουν την περιεκτικότητα σε θείο σε ένα εύρος από 0,005 έως 0,017%. Αυτό θα οδηγήσει σε λιγότερες δυσκολίες συγκόλλησης σε σύγκριση με τα θεία χαμηλότερης κλίμακας. s ή εξαρτήματα, και οι εγκαταστάτες θα πρέπει να παρακολουθούν προσεκτικά τη θέρμανση του υλικού και να ελέγχουν πριν από την κατασκευή τη συμβατότητα συγκόλλησης μεταξύ θέρμανσης. Παραγωγή συγκολλήσεων.
Άλλα ιχνοστοιχεία.Ιχνοστοιχεία όπως το θείο, το οξυγόνο, το αλουμίνιο, το πυρίτιο και το μαγγάνιο έχει βρεθεί ότι επηρεάζουν τη διείσδυση. Ίχνη ποσότητες αλουμινίου, πυριτίου, ασβεστίου, τιτανίου και χρωμίου που υπάρχουν στο βασικό μέταλλο ως εγκλείσματα οξειδίων σχετίζονται με το σχηματισμό σκωρίας κατά τη συγκόλληση.
Οι επιδράσεις των διαφόρων στοιχείων είναι σωρευτικές, επομένως η παρουσία οξυγόνου μπορεί να αντισταθμίσει ορισμένες από τις επιδράσεις χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο. Τα υψηλά επίπεδα αλουμινίου μπορούν να εξουδετερώσουν τη θετική επίδραση στη διείσδυση του θείου. Το μαγγάνιο εξατμίζεται στη θερμοκρασία συγκόλλησης και εναποτίθεται στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα συγκόλλησης. πειραματίζονται με υλικά χαμηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και ακόμη και εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο 316L για την αποφυγή αυτής της απώλειας αντοχής στη διάβρωση.
Σχηματισμός σκωρίας. Περιστασιακά εμφανίζονται νησίδες σκωρίας στο σφαιρίδιο από ανοξείδωτο χάλυβα για ορισμένες θερμοκρασίες. Αυτό είναι εγγενώς ένα ζήτημα υλικού, αλλά μερικές φορές οι αλλαγές στις παραμέτρους συγκόλλησης μπορούν να το ελαχιστοποιήσουν ή αλλαγές στο μείγμα αργού/υδρογόνου μπορούν να βελτιώσουν τη συγκόλληση. Ο Pollard διαπίστωσε ότι η αναλογία αλουμινίου προς πυρίτιο στο βασικό μέταλλο επηρεάζει τη διατήρηση της μορφής σκωρίας. η περιεκτικότητα σε αλουμίνιο στο 0,010% και η περιεκτικότητα σε πυρίτιο στο 0,5%. Ωστόσο, όταν η αναλογία Al/Si είναι πάνω από αυτό το επίπεδο, μπορεί να σχηματιστεί σφαιρική σκωρία και όχι ο τύπος πλάκας. Αυτός ο τύπος σκωρίας μπορεί να αφήσει κοιλώματα μετά την ηλεκτροστίλβωση, κάτι που είναι απαράδεκτο για εφαρμογές υψηλής καθαρότητας. επαρκής διείσδυση. Οι νησίδες σκωρίας που σχηματίζονται στο σφαιρίδιο συγκόλλησης ID μπορεί να είναι επιρρεπείς στη διάβρωση.
Συγκόλληση μονής λειτουργίας με παλμό. Η τυπική αυτόματη συγκόλληση τροχιακού σωλήνα είναι συγκόλληση μονής διέλευσης με παλμικό ρεύμα και συνεχή περιστροφή σταθερής ταχύτητας. Αυτή η τεχνική είναι κατάλληλη για σωλήνες με εξωτερική διάμετρο από 1/8″ έως περίπου 7″ και πάχη τοιχώματος 0,083″ και κάτω. d καθυστέρηση στην οποία υπάρχει τόξο αλλά δεν εμφανίζεται περιστροφή. Μετά από αυτήν την περιστροφική καθυστέρηση, το ηλεκτρόδιο περιστρέφεται γύρω από την άρθρωση συγκόλλησης έως ότου η συγκόλληση ενώσει ή επικαλύψει το αρχικό τμήμα της συγκόλλησης κατά την τελευταία στρώση συγκόλλησης. Όταν ολοκληρωθεί η σύνδεση, το ρεύμα μειώνεται με χρονική πτώση.
Βήμα («συγχρονισμένη» συγκόλληση). Για συγκόλληση με σύντηξη υλικών με παχύτερο τοίχωμα, συνήθως μεγαλύτερο από 0,083 ίντσες, η πηγή ισχύος συγκόλλησης σύντηξης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σύγχρονη ή βηματική λειτουργία. Στη σύγχρονη ή βηματική λειτουργία, ο παλμός του ρεύματος συγκόλλησης συγχρονίζεται με τη διαδρομή, έτσι για το μέγιστο ρεύμα παλμού κατά τη διάρκεια της κίνησης του ρότορα είναι υψηλό. Οι ροκανιστικές τεχνικές χρησιμοποιούν μεγαλύτερους χρόνους παλμού, της τάξης του 0,5 έως 1,5 δευτερολέπτου, σε σύγκριση με το δέκατο ή το εκατοστό του δευτερολέπτου χρόνου παλμού για τη συμβατική συγκόλληση. Αυτή η τεχνική μπορεί αποτελεσματικά να συγκολλήσει αποτελεσματικά 0,154″ ή 6″ πάχος 40 gauge 40 λεπτό τοίχωμα, κάνοντας τον σωλήνα με πλάτος τοιχώματος 0,154″ ή πάχος 6″. Εξαιρετικά ανεκτική και χρήσιμη για τη συγκόλληση ακανόνιστων εξαρτημάτων, όπως εξαρτήματα σωλήνων σε σωλήνες, όπου μπορεί να υπάρχουν διαφορές στις ανοχές διαστάσεων, κάποια κακή ευθυγράμμιση ή θερμική ασυμβατότητα υλικού. Αυτός ο τύπος συγκόλλησης απαιτεί περίπου διπλάσιο χρόνο τόξου από τη συμβατική συγκόλληση και είναι λιγότερο κατάλληλος για εφαρμογές εξαιρετικά υψηλής καθαρότητας (UHP) λόγω της μεγαλύτερης σκληρότητας.
Προγραμματιζόμενες μεταβλητές. Η τρέχουσα γενιά πηγών ισχύος συγκόλλησης βασίζεται σε μικροεπεξεργαστή και αποθηκεύει προγράμματα που καθορίζουν αριθμητικές τιμές για τις παραμέτρους συγκόλλησης για μια συγκεκριμένη διάμετρο (OD) και πάχος τοιχώματος του σωλήνα που πρόκειται να συγκολληθεί, συμπεριλαμβανομένου του χρόνου εκκένωσης, του ρεύματος συγκόλλησης, της ταχύτητας διαδρομής (RPM) ), του αριθμού στρώσεων και του χρόνου ανά στρώση, κατωφέρεια, παλμικό πρόγραμμα κλπ. Οι παράμετροι θα περιλαμβάνουν ταχύτητα τροφοδοσίας καλωδίου, πλάτος ταλάντωσης και χρόνο παραμονής, AVC (έλεγχος τάσης τόξου για παροχή σταθερού χάσματος τόξου) και ανοδική κλίση. Για να πραγματοποιήσετε συγκόλληση με σύντηξη, εγκαταστήστε την κεφαλή συγκόλλησης με τα κατάλληλα ένθετα ηλεκτροδίου και σφιγκτήρα σωλήνα στον σωλήνα και ανακαλέστε το πρόγραμμα συγκόλλησης με την πηγή τροφοδοσίας ή το πρόγραμμα τροφοδοσίας. η συγκόλληση συνεχίζεται χωρίς παρέμβαση χειριστή.
Μη προγραμματιζόμενες μεταβλητές. Για να επιτευχθεί σταθερά καλή ποιότητα συγκόλλησης, οι παράμετροι συγκόλλησης πρέπει να ελέγχονται προσεκτικά. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της ακρίβειας της πηγής ισχύος συγκόλλησης και του προγράμματος συγκόλλησης, το οποίο είναι ένα σύνολο οδηγιών που εισάγονται στην πηγή ισχύος, που αποτελούνται από παραμέτρους συγκόλλησης, για τη συγκόλληση ενός συγκεκριμένου μεγέθους σωλήνων ή προδιαγραφών συγκόλλησης. Επιθεώρηση συγκόλλησης και σύστημα ποιοτικού ελέγχου για να διασφαλιστεί ότι η συγκόλληση πληροί τα συμφωνημένα πρότυπα. Ωστόσο, ορισμένοι παράγοντες και διαδικασίες εκτός από τις παραμέτρους συγκόλλησης πρέπει επίσης να ελέγχονται προσεκτικά. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν τη χρήση καλού εξοπλισμού προετοιμασίας άκρων, καλές πρακτικές καθαρισμού και χειρισμού, καλές διαστάσεις ανοχής σωλήνων ή άλλων εξαρτημάτων που συγκολλώνται, σταθερή προσοχή σε υψηλή θερμοκρασία βολφραμίου και μέγεθος.
Οι απαιτήσεις προετοιμασίας για τη συγκόλληση άκρου σωλήνων είναι πιο κρίσιμες για την τροχιακή συγκόλληση από τη χειροκίνητη. Οι συγκολλημένες αρμοί για τη συγκόλληση τροχιακών σωλήνων είναι συνήθως τετράγωνοι σύνδεσμοι. .
Τα άκρα του σωλήνα πρέπει να ταιριάζουν μεταξύ τους στην κεφαλή συγκόλλησης, έτσι ώστε να μην υπάρχει αξιοσημείωτο κενό μεταξύ των άκρων του τετράγωνου αρμού. λειτουργία ή φορητοί τόρνοι προετοιμασίας άκρων όπως αυτοί που κατασκευάζονται από την Protem, την Wachs και άλλους, που χρησιμοποιούνται συχνά για την κατασκευή τροχιακών συγκολλήσεων με λεία άκρα κατάλληλες για μηχανική κατεργασία.
Εκτός από τις παραμέτρους συγκόλλησης που εισάγουν την ισχύ στη συγκόλληση, υπάρχουν και άλλες μεταβλητές που μπορούν να έχουν βαθιά επίδραση στη συγκόλληση, αλλά δεν αποτελούν μέρος της πραγματικής διαδικασίας συγκόλλησης. Αυτό περιλαμβάνει τον τύπο και το μέγεθος του βολφραμίου, τον τύπο και την καθαρότητα του αερίου που χρησιμοποιείται για τη θωράκιση του τόξου και τον καθαρισμό του εσωτερικού της άρθρωσης συγκόλλησης, την ισχύ ροής αερίου που χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση. Ονομάζουμε αυτές τις μεταβλητές «μη προγραμματιζόμενες» και τις καταγράφουμε στο χρονοδιάγραμμα συγκόλλησης. Για παράδειγμα, ο τύπος αερίου θεωρείται βασική μεταβλητή στις Προδιαγραφές Διαδικασίας Συγκόλλησης (WPS) για τις διαδικασίες συγκόλλησης ώστε να συμμορφώνονται με τον Κώδικα ASME Section IX Boiler and Pressure Boisel Code.
αέριο συγκόλλησης. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ανθεκτικός στην οξείδωση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου σε θερμοκρασία δωματίου. Όταν θερμαίνεται στο σημείο τήξεώς του (1530°C ή 2800°F για καθαρό σίδηρο) οξειδώνεται εύκολα. Το αδρανές αργό χρησιμοποιείται συνηθέστερα ως προστατευτικό αέριο και για τον καθαρισμό της εσωτερικής διεργασίας ή των συγκολλημένων αρμών σε αέριο. Η στάθμη καθορίζει την ποσότητα του αποχρωματισμού που προκαλείται από την οξείδωση που εμφανίζεται πάνω ή κοντά στη συγκόλληση μετά τη συγκόλληση. Εάν το αέριο καθαρισμού δεν είναι της υψηλότερης ποιότητας ή εάν το σύστημα καθαρισμού δεν είναι εντελώς απαλλαγμένο από διαρροές, έτσι ώστε μια μικρή ποσότητα αέρα να διαρρέει στο σύστημα καθαρισμού, η οξείδωση μπορεί να είναι ανοιχτόχρωμη ή μπλε. που βρίσκεται σε κυλίνδρους είναι 99,996-99,997% καθαρό, ανάλογα με τον προμηθευτή, και περιέχει 5-7 ppm οξυγόνου και άλλες ακαθαρσίες, συμπεριλαμβανομένων H2O, O2, CO2, υδρογονανθράκων κ.λπ., για συνολικά 40 ppm το μέγιστο. Το αργό υψηλής καθαρότητας σε έναν κύλινδρο ακατέργαστο p9 ή 900 οξυγόνου, με μέγιστο 2 ppm οξυγόνου. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι καθαριστές αερίου όπως η Nanochem ή η Gatekeeper μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά τη διάρκεια του καθαρισμού για τη μείωση των επιπέδων μόλυνσης στο εύρος μερών ανά δισεκατομμύριο (ppb).
Μείγματα αερίων όπως 75% ήλιο/25% αργό και 95% αργό/5% υδρογόνο μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αέρια θωράκισης για ειδικές εφαρμογές. Τα δύο μείγματα παρήγαγαν θερμότερες συγκολλήσεις από εκείνα που γίνονται με τις ίδιες ρυθμίσεις προγράμματος με το αργό. Τα μίγματα υδρογόνου έχουν πολλά πλεονεκτήματα, αλλά και ορισμένα σοβαρά μειονεκτήματα. Το πλεονέκτημα είναι ότι παράγει μια πιο υγρή λακκούβα και μια πιο λεία επιφάνεια συγκόλλησης, η οποία είναι ιδανική για την εφαρμογή συστημάτων παροχής αερίου εξαιρετικά υψηλής πίεσης με όσο το δυνατόν πιο λεία εσωτερική επιφάνεια. Η παρουσία υδρογόνου παρέχει μια μειωμένη ατμόσφαιρα συγκέντρωση οξυγόνου σε καθαρό αργό. Αυτό το αποτέλεσμα είναι βέλτιστο σε περίπου 5% περιεκτικότητα σε υδρογόνο. Μερικοί χρησιμοποιούν ένα μείγμα αργού/υδρογόνου 95/5% ως καθαρισμό ID για να βελτιώσουν την εμφάνιση του εσωτερικού σφαιριδίου συγκόλλησης.
Το σφαιρίδιο συγκόλλησης που χρησιμοποιεί μίγμα υδρογόνου ως προστατευτικό αέριο είναι στενότερο, εκτός από το ότι ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο και παράγει περισσότερη θερμότητα στη συγκόλληση από την ίδια ρύθμιση ρεύματος με μη αναμεμειγμένο αργό. Ένα σημαντικό μειονέκτημα των μιγμάτων αργού/υδρογόνου είναι ότι το τόξο είναι πολύ λιγότερο σταθερό από το καθαρό αργό. Χρησιμοποιείται διαφορετική πηγή μικτού αερίου, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να προκαλείται από μόλυνση ή κακή ανάμειξη. Επειδή η θερμότητα που παράγεται από το τόξο ποικίλλει ανάλογα με τη συγκέντρωση υδρογόνου, μια σταθερή συγκέντρωση είναι απαραίτητη για την επίτευξη επαναλαμβανόμενων συγκολλήσεων και υπάρχουν διαφορές στο προαναμεμιγμένο εμφιαλωμένο αέριο. Το αέριο δεν έχει προσδιοριστεί, έχει αναφερθεί ότι το τόξο είναι πιο δύσκολο και το βολφράμιο μπορεί να χρειαστεί να αντικατασταθεί μετά από μία ή δύο συγκολλήσεις. Τα μείγματα αργού/υδρογόνου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα ή τιτανίου.
Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της διεργασίας TIG είναι ότι δεν καταναλώνει ηλεκτρόδια. Το βολφράμιο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης από οποιοδήποτε μέταλλο (6098°F, 3370°C) και είναι ένας καλός εκπομπός ηλεκτρονίων, καθιστώντας το ιδιαίτερα κατάλληλο για χρήση ως μη αναλώσιμο ηλεκτρόδιο. Οι ιδιότητές του βελτιώνονται με την προσθήκη 2% ορισμένων οξειδίων σπάνιων γαιών ή οξειδίων του ορυκτού ελαίου. και σταθερότητα τόξου. Το καθαρό βολφράμιο χρησιμοποιείται σπάνια στο GTAW λόγω των ανώτερων ιδιοτήτων του βολφραμίου δημητρίου, ειδικά για τις τροχιακές εφαρμογές GTAW. Το βολφράμιο θορίου χρησιμοποιείται λιγότερο από ό,τι στο παρελθόν επειδή είναι κάπως ραδιενεργό.
Τα ηλεκτρόδια με γυαλισμένο φινίρισμα έχουν πιο ομοιόμορφο μέγεθος. Μια λεία επιφάνεια είναι πάντα προτιμότερη από μια τραχιά ή ασυνεπή επιφάνεια, καθώς η συνέπεια στη γεωμετρία των ηλεκτροδίων είναι κρίσιμη για σταθερά, ομοιόμορφα αποτελέσματα συγκόλλησης. Τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από το άκρο (DCEN) μεταφέρουν θερμότητα από το άκρο βολφραμίου στη συγκόλληση. Είναι σημαντικό να τρίψετε μηχανικά το άκρο του ηλεκτροδίου για να εξασφαλιστεί η επαναληψιμότητα της γεωμετρίας του βολφραμίου και η επαναληψιμότητα της συγκόλλησης. Το αμβλύ άκρο πιέζει το τόξο από τη συγκόλληση στο ίδιο σημείο στο βολφράμιο. Η διάμετρος του άκρου ελέγχει το σχήμα του τόξου και την ποσότητα διείσδυσης σε ένα συγκεκριμένο ρεύμα. Το ngsten μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ορίσετε το διάκενο τόξου. Το διάκενο τόξου για μια συγκεκριμένη τιμή ρεύματος καθορίζει την τάση και επομένως την ισχύ που εφαρμόζεται στη συγκόλληση.
Το μέγεθος του ηλεκτροδίου και η διάμετρος του άκρου του επιλέγονται ανάλογα με την ένταση του ρεύματος συγκόλλησης. Εάν το ρεύμα είναι πολύ υψηλό για το ηλεκτρόδιο ή το άκρο του, μπορεί να χάσει μέταλλο από το άκρο και η χρήση ηλεκτροδίων με διάμετρο άκρου πολύ μεγάλη για το ρεύμα μπορεί να προκαλέσει μετατόπιση τόξου. Καθορίζουμε τις διαμέτρους ηλεκτροδίου και αιχμής από το πάχος τοιχώματος του συνδέσμου συγκόλλησης και χρησιμοποιούμε 0,03″ μέχρι το πάχος του συνδέσμου. Για χρήση με ηλεκτρόδια διαμέτρου 0,040″ για συγκόλληση εξαρτημάτων μικρής ακρίβειας. Για επαναληψιμότητα της διαδικασίας συγκόλλησης, ο τύπος και το φινίρισμα βολφραμίου, το μήκος, η γωνία κωνικότητας, η διάμετρος, η διάμετρος του άκρου και το διάκενο τόξου πρέπει να καθορίζονται και να ελέγχονται. ε.
Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε με την Barbara Henon, Technical Publications Manager, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Τηλέφωνο: 818-896-9556. Φαξ: 818-890-3724.