Catatan Editor: Pharmaceutical Online dengan senang hati mempersembahkan artikel empat bagian tentang pengelasan orbital perpipaan bioproses oleh pakar industri Barbara Henon dari Arc Machines. Artikel ini diadaptasi dari presentasi Dr. Henon pada konferensi ASME akhir tahun lalu.
Cegah hilangnya ketahanan korosi. Air dengan kemurnian tinggi seperti DI atau WFI adalah pengetsa yang sangat agresif untuk baja tahan karat. Selain itu, WFI grade farmasi berputar pada suhu tinggi (80°C) untuk mempertahankan kemandulan. Ada perbedaan halus antara menurunkan suhu yang cukup untuk mendukung organisme hidup yang mematikan produk dan menaikkan suhu yang cukup untuk mendorong produksi "pemerah". Pemerah adalah film berwarna coklat dengan komposisi bervariasi yang disebabkan oleh korosi pada komponen sistem perpipaan baja tahan karat. Kotoran dan oksida besi mungkin merupakan komponen utama, tetapi berbagai bentuk besi, kromium dan nikel juga dapat hadir. Kehadiran pemerah pipi mematikan bagi beberapa produk dan kehadirannya dapat menyebabkan korosi lebih lanjut, meskipun kehadirannya di sistem lain tampaknya tidak berbahaya.
Pengelasan dapat mempengaruhi ketahanan korosi secara negatif.Warna panas adalah hasil dari bahan pengoksidasi yang diendapkan pada las dan HAZ selama pengelasan, sangat merugikan, dan terkait dengan pembentukan pemerah pipi dalam sistem air farmasi.Pembentukan kromium oksida dapat menyebabkan semburat panas, meninggalkan lapisan tanpa kromium yang rentan terhadap korosi.Warna panas dapat dihilangkan dengan pengawetan dan penggerindaan, menghilangkan logam dari permukaan, termasuk lapisan yang kekurangan kromium di bawahnya, dan memulihkan ketahanan korosi ke tingkat yang mendekati level logam dasar. Namun, pengawetan dan penggilingan merusak permukaan akhir.Passivasi sistem perpipaan dengan asam nitrat atau formulasi bahan pengkelat dilakukan untuk mengatasi efek buruk dari pengelasan dan fabrikasi sebelum sistem perpipaan dioperasikan.Analisis elektron auger menunjukkan bahwa pasivasi khelasi dapat memulihkan perubahan permukaan dalam distribusi oksigen, kromium, besi, nikel, dan mangan yang terjadi pada zona yang terkena las dan panas ke keadaan pra-las.Namun, pasivasi hanya memengaruhi lapisan permukaan luar dan tidak menembus di bawah 50 angstrom, sedangkan pewarnaan termal dapat memperpanjang 1000 angstrom atau lebih di bawah permukaan.
Oleh karena itu, untuk memasang sistem perpipaan tahan korosi di dekat substrat yang tidak dilas, penting untuk mencoba membatasi pengelasan dan kerusakan akibat fabrikasi ke tingkat yang dapat dipulihkan secara substansial dengan pasivasi. Hal ini memerlukan penggunaan gas pembersih dengan kandungan oksigen minimal dan pengiriman ke diameter dalam sambungan las tanpa kontaminasi oleh oksigen atau kelembapan atmosfer. Kontrol input panas yang akurat dan menghindari panas berlebih selama pengelasan juga penting untuk mencegah hilangnya ketahanan korosi. Mengontrol proses pembuatan untuk mencapai las berkualitas tinggi yang dapat diulang dan konsisten, seperti serta penanganan yang hati-hati terhadap pipa dan komponen baja tahan karat selama pembuatan untuk mencegah kontaminasi, merupakan persyaratan penting untuk sistem perpipaan berkualitas tinggi yang tahan korosi dan menyediakan layanan produktif jangka panjang.
Bahan yang digunakan dalam sistem perpipaan baja tahan karat biofarmasi dengan kemurnian tinggi telah mengalami evolusi menuju ketahanan korosi yang lebih baik selama dekade terakhir. Sebagian besar baja tahan karat yang digunakan sebelum tahun 1980 adalah baja tahan karat 304 karena harganya relatif murah dan merupakan peningkatan dari tembaga yang digunakan sebelumnya.Bahkan, baja tahan karat seri 300 relatif mudah dikerjakan, dapat dilas fusi tanpa kehilangan ketahanan korosi yang tidak semestinya, dan tidak memerlukan perlakuan panas awal dan pasca panas khusus.
Baru-baru ini, penggunaan baja tahan karat 316 dalam aplikasi perpipaan dengan kemurnian tinggi telah meningkat. Tipe 316 memiliki komposisi yang mirip dengan Tipe 304, tetapi selain elemen paduan kromium dan nikel yang umum untuk keduanya, 316 mengandung sekitar 2% molibdenum, yang secara signifikan meningkatkan ketahanan korosi 316. Tipe 304L dan 316L, disebut sebagai grade "L", memiliki kandungan karbon lebih rendah daripada grade standar (0,0 35% vs. 0,08%). Pengurangan kandungan karbon ini dimaksudkan untuk mengurangi jumlah presipitasi karbida yang mungkin terjadi akibat pengelasan.Ini adalah pembentukan karbida kromium, yang menghabiskan batas butir logam dasar kromium, membuatnya rentan terhadap korosi.Pembentukan karbida kromium, yang disebut “sensitisasi”, bergantung pada waktu dan suhu dan merupakan masalah yang lebih besar saat penyolderan tangan.Kami telah menunjukkan bahwa pengelasan orbital baja tahan karat super-austenitik AL-6XN memberikan ketahanan korosi yang lebih baik las daripada lasan serupa yang dilakukan dengan tangan. Hal ini karena pengelasan orbital memberikan kontrol arus listrik, pulsasi, dan waktu yang tepat, menghasilkan input panas yang lebih rendah dan lebih seragam daripada pengelasan manual. Pengelasan orbital dalam kombinasi dengan "L" nilai 304 dan 316 secara virtual menghilangkan presipitasi karbida sebagai faktor dalam perkembangan korosi pada sistem perpipaan.
Variasi panas-ke-panas dari baja tahan karat.Meskipun parameter pengelasan dan faktor lainnya dapat dijaga dalam toleransi yang cukup ketat, masih ada perbedaan dalam input panas yang diperlukan untuk mengelas baja tahan karat dari panas ke panas.Nomor panas adalah nomor lot yang ditetapkan untuk peleburan baja tahan karat tertentu di pabrik.Komposisi kimiawi yang tepat dari setiap batch dicatat pada Laporan Uji Pabrik (MTR) bersama dengan identifikasi batch atau nomor panas.Besi murni meleleh pada suhu 1538°C (2800°F), sedangkan logam campuran meleleh dalam kisaran suhu , tergantung pada jenis dan konsentrasi setiap paduan atau elemen jejak yang ada. Karena tidak ada dua panas baja tahan karat yang mengandung konsentrasi yang persis sama dari setiap elemen, karakteristik pengelasan akan bervariasi dari satu tungku ke tungku lainnya.
SEM las orbital pipa 316L pada pipa AOD (atas) dan material EBR (bawah) menunjukkan perbedaan kehalusan manik las yang signifikan.
Sementara prosedur pengelasan tunggal dapat bekerja untuk sebagian besar panas dengan OD dan ketebalan dinding yang serupa, beberapa panas membutuhkan arus listrik yang lebih sedikit dan beberapa memerlukan arus listrik yang lebih tinggi dari biasanya. Untuk alasan ini, pemanasan bahan yang berbeda di lokasi kerja harus dilacak dengan hati-hati untuk menghindari potensi masalah. Seringkali, panas baru hanya memerlukan sedikit perubahan arus listrik untuk mencapai prosedur pengelasan yang memuaskan.
Masalah belerang. Unsur belerang adalah pengotor terkait bijih besi yang sebagian besar dihilangkan selama proses pembuatan baja. Baja tahan karat AISI Tipe 304 dan 316 ditentukan dengan kandungan belerang maksimum 0,030%. Dengan perkembangan proses pemurnian baja modern, seperti Argon Oxygen Decarburization (AOD) dan praktik peleburan vakum ganda seperti Peleburan Induksi Vakum diikuti dengan Peleburan Busur Vakum (VIM+VAR), telah memungkinkan untuk menghasilkan baja yang sangat istimewa di cara berikut.komposisi kimianya. Telah dicatat bahwa sifat kolam las berubah ketika kandungan belerang baja di bawah sekitar 0,008%. Hal ini disebabkan oleh pengaruh belerang dan pada tingkat yang lebih rendah elemen lain pada koefisien suhu tegangan permukaan kolam las, yang menentukan karakteristik aliran kolam cairan.
Pada konsentrasi belerang yang sangat rendah (0,001% – 0,003%), penetrasi genangan las menjadi sangat luas dibandingkan dengan las serupa yang dilakukan pada bahan dengan kandungan belerang sedang. Lasan yang dilakukan pada pipa stainless steel belerang rendah akan memiliki lasan yang lebih lebar, sedangkan pada dinding pipa yang lebih tebal (0,065 inci, atau 1,66 mm atau lebih) akan ada kecenderungan yang lebih besar untuk membuat las Recess welding. Ketika arus las cukup untuk menghasilkan las yang tembus penuh. Hal ini membuat bahan dengan sangat rendah kandungan belerang lebih sulit untuk dilas, terutama dengan dinding yang lebih tebal. Pada akhir konsentrasi belerang yang lebih tinggi pada baja tahan karat 304 atau 316, manik las cenderung kurang cair dalam penampilan dan lebih kasar daripada bahan belerang sedang. Oleh karena itu, untuk kemampuan las, kandungan belerang yang ideal berada di kisaran sekitar 0,005% hingga 0,017%, sebagaimana ditentukan dalam ASTM A270 S2 untuk tabung kualitas farmasi.
Produsen pipa baja tahan karat yang dipoles secara elektro telah menyadari bahwa tingkat sulfur yang moderat pada baja tahan karat 316 atau 316L menyulitkan untuk memenuhi kebutuhan pelanggan semikonduktor dan biofarmasi mereka untuk permukaan interior yang halus dan bebas lubang. Penggunaan pemindaian mikroskop elektron untuk memverifikasi kehalusan permukaan akhir tabung semakin umum. Belerang dalam logam dasar telah terbukti membentuk inklusi nonlogam atau "stringer" mangan sulfida (MnS) yang dihilangkan selama pemolesan elektro dan meninggalkan rongga dalam kisaran 0,25-1,0 mikron.
Produsen dan pemasok tabung yang dipoles dengan elektro mendorong pasar ke arah penggunaan bahan belerang ultra rendah untuk memenuhi persyaratan penyelesaian permukaannya. Namun, masalahnya tidak terbatas pada tabung yang dipoles dengan elektro, karena pada tabung yang tidak dipoles dengan elektro, inklusi dihilangkan selama pasivasi dari sistem perpipaan. Void telah terbukti lebih rentan terhadap pitting daripada area permukaan yang halus. Jadi, ada beberapa alasan yang sah untuk tren bahan "lebih bersih" dengan sulfur rendah.
Defleksi busur.Selain meningkatkan kemampuan las baja tahan karat, adanya beberapa belerang juga meningkatkan kemampuan mesin.Akibatnya, pabrikan dan pabrikan cenderung memilih bahan pada ujung yang lebih tinggi dari kisaran kandungan belerang yang ditentukan.Pipa las dengan konsentrasi belerang yang sangat rendah ke fiting, katup atau pipa lain dengan kandungan belerang yang lebih tinggi dapat menimbulkan masalah pengelasan karena busur akan condong ke arah tabung dengan kandungan belerang rendah.Ketika defleksi busur terjadi, penetrasi menjadi lebih dalam di sisi belerang rendah daripada di sisi belerang tinggi, yaitu kebalikan dari apa yang terjadi ketika mengelas pipa dengan konsentrasi belerang yang sesuai. Dalam kasus ekstrim, manik las dapat benar-benar menembus bahan belerang rendah dan membiarkan bagian dalam las benar-benar tidak menyatu (Fihey and Simeneau, 1982). VIM+VAR) ) untuk pembuatan fiting dan komponen lain yang dimaksudkan untuk dilas ke pipa belerang rendah. Mengelas dua bahan belerang yang sangat rendah satu sama lain jauh lebih mudah daripada mengelas bahan belerang yang sangat rendah ke bahan belerang yang lebih tinggi.
Pergeseran ke penggunaan tabung belerang rendah sebagian besar disebabkan oleh kebutuhan untuk mendapatkan permukaan tabung bagian dalam yang dipoles dengan elektro halus. Sementara pelapisan permukaan dan pelapisan elektro penting untuk industri semikonduktor dan industri biotek/farmasi, SEMI, saat menulis spesifikasi industri semikonduktor, menetapkan bahwa pipa 316L untuk saluran gas proses harus memiliki tutup belerang 0,004% untuk kinerja optimal Ujung permukaan. ASTM, di sisi lain, memodifikasi spesifikasi ASTM 270 mereka untuk memasukkan kelas farmasi tubing yang membatasi kandungan belerang hingga kisaran 0,005 hingga 0,017%. Hal ini seharusnya menghasilkan lebih sedikit kesulitan pengelasan dibandingkan dengan belerang dengan kisaran yang lebih rendah. Namun, perlu dicatat bahwa bahkan dalam kisaran terbatas ini, defleksi busur masih dapat terjadi saat mengelas pipa belerang rendah ke pipa atau alat kelengkapan belerang tinggi, dan pemasang harus dengan hati-hati melacak pemanasan material dan memeriksa sebelum fabrikasi Kompatibilitas solder antara pemanasan. Produksi las.
elemen jejak lainnya. Elemen jejak termasuk belerang, oksigen, aluminium, silikon, dan mangan telah ditemukan mempengaruhi penetrasi. Jumlah jejak aluminium, silikon, kalsium, titanium, dan kromium yang ada dalam logam dasar sebagai inklusi oksida dikaitkan dengan pembentukan terak selama pengelasan.
Efek dari berbagai elemen bersifat kumulatif, sehingga kehadiran oksigen dapat mengimbangi beberapa efek belerang rendah. Tingkat aluminium yang tinggi dapat menetralkan efek positif pada penetrasi belerang. Mangan menguap pada suhu pengelasan dan mengendap di zona yang terkena panas pengelasan. Endapan mangan ini dikaitkan dengan hilangnya ketahanan korosi. (Lihat Cohen, 1997). Industri semikonduktor saat ini bereksperimen dengan mangan rendah dan bahkan bahan mangan 316L yang sangat rendah untuk mencegah hilangnya ketahanan korosi ini.
Pembentukan terak. Pulau terak kadang-kadang muncul pada manik-manik baja tahan karat untuk beberapa panas. Ini pada dasarnya adalah masalah material, tetapi kadang-kadang perubahan parameter pengelasan dapat meminimalkan hal ini, atau perubahan dalam campuran argon/hidrogen dapat meningkatkan pengelasan. Pollard menemukan bahwa rasio aluminium terhadap silikon dalam logam dasar mempengaruhi pembentukan terak. Rasio Al/Si berada di atas tingkat ini, slag bulat dapat terbentuk daripada jenis plakat. Jenis slag ini dapat meninggalkan lubang setelah elektropolishing, yang tidak dapat diterima untuk aplikasi dengan kemurnian tinggi. Pulau slag yang terbentuk pada OD las dapat menyebabkan penetrasi ID pass yang tidak merata dan dapat menyebabkan penetrasi yang tidak mencukupi. Pulau slag yang terbentuk pada manik las ID mungkin rentan terhadap korosi.
Pengelasan single-run dengan pulsasi. Pengelasan tabung orbit otomatis standar adalah las lintasan tunggal dengan arus pulsa dan putaran kecepatan konstan yang terus menerus. Teknik ini cocok untuk pipa dengan diameter luar dari 1/8″ hingga kira-kira 7″ dan ketebalan dinding 0,083″ dan di bawahnya. Setelah pra-pembersihan berjangka waktu, terjadi busur api. Penetrasi dinding tabung dilakukan selama penundaan waktu di mana busur api muncul tetapi tidak terjadi rotasi. Setelah penundaan rotasi ini, elektroda berputar di sekitar sambungan las sampai sambungan las atau tumpang tindih dengan bagian awal las selama lapisan terakhir pengelasan. Saat sambungan selesai, arus mengecil dalam penurunan waktu.
Mode langkah (pengelasan "sinkronisasi"). Untuk pengelasan fusi bahan berdinding tebal, biasanya lebih besar dari 0,083 inci, sumber daya pengelasan fusi dapat digunakan dalam mode sinkron atau langkah. Dalam mode sinkron atau langkah, pulsa arus pengelasan disinkronkan dengan stroke, sehingga rotor diam untuk penetrasi maksimum selama pulsa arus tinggi dan bergerak selama pulsa arus rendah. Teknik sinkron menggunakan waktu pulsa lebih lama, sekitar 0,5 hingga 1,5 detik, dibandingkan dengan sepersepuluh atau seperseratus dari waktu pulsa kedua untuk pengelasan konvensional. Teknik ini dapat secara efektif mengelas pipa dinding tipis 0,154″ atau 6″ tebal 40 gauge 40 dengan ketebalan dinding 0,154″ atau 6″. Teknik bertahap menghasilkan lasan yang lebih luas, membuatnya toleran terhadap kesalahan dan membantu untuk mengelas bagian yang tidak beraturan seperti alat kelengkapan pipa ke pipa di mana mungkin ada perbedaan dalam toleransi dimensi, beberapa misalignment atau ketidakcocokan termal Bahan. Jenis pengelasan ini membutuhkan sekitar dua kali waktu busur pengelasan konvensional dan kurang cocok untuk aplikasi ultra-high-purity (UHP) karena lapisan yang lebih lebar dan kasar.
Variabel yang dapat diprogram. Generasi sumber daya pengelasan saat ini berbasis mikroprosesor dan menyimpan program yang menentukan nilai numerik untuk parameter pengelasan untuk diameter tertentu (OD) dan ketebalan dinding pipa yang akan dilas, termasuk waktu pembersihan, arus pengelasan, kecepatan perjalanan (RPM) ), jumlah lapisan dan waktu per lapisan, waktu pulsa, waktu menurun, dll. celah busur konstan), dan lereng atas. Untuk melakukan pengelasan fusi, pasang kepala pengelasan dengan elektroda yang sesuai dan sisipan klem pipa pada pipa dan ingat jadwal atau program pengelasan dari memori sumber daya. Urutan pengelasan dimulai dengan menekan tombol atau kunci panel membran dan pengelasan berlanjut tanpa campur tangan operator.
Variabel yang tidak dapat diprogram.Untuk mendapatkan kualitas las yang baik secara konsisten, parameter pengelasan harus dikontrol dengan hati-hati.Hal ini dicapai melalui keakuratan sumber daya pengelasan dan program pengelasan, yang merupakan seperangkat instruksi yang dimasukkan ke dalam sumber daya, yang terdiri dari parameter pengelasan, untuk pengelasan ukuran pipa atau pipa tertentu.Juga harus ada seperangkat standar pengelasan yang efektif, menentukan kriteria penerimaan pengelasan dan beberapa inspeksi pengelasan dan sistem kontrol kualitas untuk memastikan bahwa pengelasan memenuhi standar yang disepakati.Namun, faktor dan prosedur tertentu selain parameter pengelasan juga harus dikontrol dengan hati-hati. Faktor-faktor ini termasuk penggunaan peralatan persiapan akhir yang baik, praktik pembersihan dan penanganan yang baik, toleransi dimensi yang baik dari tabung atau bagian lain yang dilas, jenis dan ukuran tungsten yang konsisten, gas lembam yang sangat murni, dan perhatian cermat terhadap variasi material.- suhu tinggi.
Persyaratan persiapan untuk pengelasan ujung pipa lebih penting untuk pengelasan orbital daripada pengelasan manual. Sambungan las untuk pengelasan pipa orbital biasanya sambungan butt persegi. Untuk mencapai pengulangan yang diinginkan dalam pengelasan orbital, diperlukan persiapan ujung mesin yang presisi, konsisten. Karena arus pengelasan tergantung pada ketebalan dinding, ujungnya harus persegi tanpa gerinda atau bevel pada OD atau ID (OD atau ID), yang akan menghasilkan ketebalan dinding yang berbeda.
Ujung pipa harus pas bersama di kepala las sehingga tidak ada celah yang terlihat antara ujung sambungan butt persegi. Meskipun sambungan las dengan celah kecil dapat dicapai, kualitas las dapat terpengaruh. Semakin besar celah, semakin besar kemungkinan ada masalah. Rakitan yang buruk dapat mengakibatkan kegagalan total penyolderan. Gergaji pipa dibuat oleh George Fischer dan lainnya yang memotong pipa dan menghadap ujung pipa dalam operasi yang sama, atau mesin bubut persiapan ujung portabel seperti yang dibuat oleh Protem, Wachs, dan lainnya, sering digunakan untuk membuat lasan orbital ujung halus yang cocok untuk pemesinan. Gergaji potong, gergaji besi, gergaji pita, dan pemotong pipa tidak cocok untuk tujuan ini.
Selain parameter pengelasan yang memasukkan daya ke las, ada variabel lain yang dapat memiliki efek mendalam pada pengelasan, tetapi bukan bagian dari prosedur pengelasan yang sebenarnya. Ini termasuk jenis dan ukuran tungsten, jenis dan kemurnian gas yang digunakan untuk melindungi busur dan membersihkan bagian dalam sambungan las, laju aliran gas yang digunakan untuk pembersihan, jenis kepala dan sumber daya yang digunakan, konfigurasi sambungan, dan informasi relevan lainnya. Kami menyebutnya variabel "tidak dapat diprogram" dan mencatatnya pada jadwal pengelasan.Untuk misalnya, jenis gas dianggap sebagai variabel penting dalam Spesifikasi Prosedur Pengelasan (WPS) untuk prosedur pengelasan agar sesuai dengan ASME Section IX Boiler and Pressure Vessel Code. Perubahan jenis gas atau persentase campuran gas, atau penghapusan pembersihan ID memerlukan validasi ulang prosedur pengelasan.
gas pengelasan.Baja tahan karat tahan terhadap oksidasi oksigen atmosfer pada suhu kamar.Ketika dipanaskan hingga titik lelehnya (1530°C atau 2800°F untuk besi murni), ia mudah teroksidasi. Argon lembam paling sering digunakan sebagai gas pelindung dan untuk membersihkan sambungan las internal melalui proses GTAW orbital. Kemurnian gas relatif terhadap oksigen dan kelembapan menentukan jumlah perubahan warna akibat oksidasi yang terjadi pada atau di dekat las setelah pengelasan.Jika gas pembersih bukan dari kualitas tertinggi atau jika sistem pembersihan tidak sepenuhnya bebas bocor sehingga sejumlah kecil udara bocor ke dalam sistem pembersihan, oksidasi mungkin berwarna kuning kehijauan atau kebiruan. Tentu saja, tidak ada pembersihan akan menghasilkan permukaan hitam berkerak yang biasa disebut sebagai "dimaniskan". Tingkat pengelasan argon yang disuplai dalam silinder murni 99,996-99,997%, tergantung pemasoknya, dan mengandung 5-7 ppm oksigen dan kotoran lainnya, termasuk H2O, O2, CO2, hidrokarbon, dll. ., dengan total maksimum 40 ppm. Argon dengan kemurnian tinggi dalam silinder atau argon cair dalam Dewar dapat 99,999% murni atau total pengotor 10 ppm, dengan oksigen maksimum 2 ppm. CATATAN: Pemurni gas seperti Nanochem atau Gatekeeper dapat digunakan selama pembersihan untuk mengurangi tingkat kontaminasi ke kisaran bagian per miliar (ppb).
komposisi campuran. Campuran gas seperti 75% helium/25% argon dan 95% argon/5% hidrogen dapat digunakan sebagai gas pelindung untuk aplikasi khusus. Kedua campuran tersebut menghasilkan las yang lebih panas daripada yang dilakukan dengan pengaturan program yang sama seperti argon. Campuran helium sangat cocok untuk penetrasi maksimum dengan pengelasan fusi pada baja karbon. Konsultan industri semikonduktor menganjurkan penggunaan campuran argon/hidrogen sebagai gas pelindung untuk aplikasi UHP. Campuran hidrogen memiliki beberapa keuntungan, tetapi juga beberapa kelemahan serius. Keuntungannya adalah menghasilkan genangan air yang lebih basah dan permukaan las yang lebih halus, yang ideal untuk menerapkan sistem penyaluran gas bertekanan sangat tinggi dengan permukaan bagian dalam sehalus mungkin. Kehadiran hidrogen memberikan atmosfir pereduksi, jadi jika jejak oksigen ada dalam campuran gas, las yang dihasilkan akan terlihat lebih bersih dengan lebih sedikit perubahan warna daripada konsentrasi oksigen serupa dalam argon murni. Efek ini optimal pada kandungan hidrogen sekitar 5%. Beberapa menggunakan campuran argon/hidrogen 95/5% sebagai pembersihan ID untuk meningkatkan munculnya manik las internal.
Manik las menggunakan campuran hidrogen karena gas pelindung lebih sempit, kecuali bahwa baja tahan karat memiliki kandungan belerang yang sangat rendah dan menghasilkan lebih banyak panas dalam las daripada pengaturan arus yang sama dengan argon yang tidak dicampur. Kerugian yang signifikan dari campuran argon/hidrogen adalah bahwa busur jauh lebih tidak stabil daripada argon murni, dan ada kecenderungan busur untuk melayang, cukup parah untuk menyebabkan misfusi. Penyimpangan busur dapat hilang ketika sumber gas campuran yang berbeda digunakan, menunjukkan bahwa hal itu mungkin disebabkan oleh kontaminasi atau pencampuran yang buruk. Karena panas dihasilkan oleh busur bervariasi dengan konsentrasi hidrogen, konsentrasi konstan sangat penting untuk mencapai lasan berulang, dan ada perbedaan dalam gas botol pra-campuran. Kerugian lainnya adalah masa pakai tungsten sangat dipersingkat ketika campuran hidrogen digunakan. Sementara alasan kerusakan tungsten dari gas campuran belum ditentukan, telah dilaporkan bahwa busur lebih sulit dan tungsten mungkin perlu diganti setelah satu atau dua lasan. Campuran argon/hidrogen tidak dapat digunakan untuk mengelas karbon baja atau titanium.
Fitur yang membedakan dari proses TIG adalah tidak mengkonsumsi elektroda. Tungsten memiliki titik leleh tertinggi dari semua logam (6098°F; 3370°C) dan merupakan pemancar elektron yang baik, membuatnya sangat cocok untuk digunakan sebagai elektroda yang tidak dapat dikonsumsi. Sifat-sifatnya ditingkatkan dengan menambahkan 2% oksida tanah jarang tertentu seperti ceria, lantanum oksida atau torium oksida untuk meningkatkan penyalaan busur dan stabilitas busur. Tungsten murni jarang digunakan di GTAW karena keunggulannya sifat-sifat cerium tungsten, terutama untuk aplikasi GTAW orbit. Thorium tungsten lebih jarang digunakan dibandingkan sebelumnya karena agak radioaktif.
Elektroda dengan permukaan yang dipoles memiliki ukuran yang lebih seragam.Permukaan yang halus selalu lebih disukai daripada permukaan yang kasar atau tidak konsisten, karena konsistensi dalam geometri elektroda sangat penting untuk hasil pengelasan yang konsisten dan seragam.Elektron yang dipancarkan dari ujung (DCEN) mentransfer panas dari ujung tungsten ke lasan.Ujung yang lebih halus memungkinkan kerapatan arus dijaga sangat tinggi, tetapi dapat mengakibatkan masa pakai tungsten lebih pendek.Untuk pengelasan orbital, penting untuk menggiling ujung elektroda secara mekanis untuk memastikan pengulangan geometri tungsten dan las pengulangan.Ujung tumpul memaksa busur dari las ke titik yang sama pada tungsten.Diameter ujung mengontrol bentuk busur dan jumlah penetrasi pada arus tertentu.Sudut lancip mempengaruhi karakteristik arus/tegangan busur dan harus ditentukan dan dikendalikan.Panjang tungsten penting karena panjang tungsten yang diketahui dapat digunakan untuk mengatur celah busur.Celah busur untuk nilai arus tertentu menentukan tegangan dan dengan demikian daya yang diterapkan pada las.
Ukuran elektroda dan diameter ujungnya dipilih sesuai dengan intensitas arus pengelasan. Jika arus terlalu tinggi untuk elektroda atau ujungnya, mungkin kehilangan logam dari ujungnya, dan menggunakan elektroda dengan diameter ujung yang terlalu besar untuk arus dapat menyebabkan penyimpangan busur. Kami menentukan diameter elektroda dan ujung dengan ketebalan dinding sambungan las dan menggunakan diameter 0,0625 untuk hampir semua hal hingga ketebalan dinding 0,093″, kecuali penggunaan dirancang untuk digunakan dengan elektroda berdiameter 0,040″ untuk mengelas Komponen presisi kecil.Untuk pengulangan proses pengelasan, jenis tungsten dan hasil akhir, panjang, sudut lancip, diameter, diameter ujung, dan celah busur semuanya harus ditentukan dan dikendalikan.Untuk aplikasi pengelasan tabung, cerium tungsten selalu direkomendasikan karena jenis ini memiliki masa pakai lebih lama daripada jenis lain dan memiliki karakteristik pengapian busur yang sangat baik.Cerium tungsten bersifat non-radioaktif.
Untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi Barbara Henon, Manajer Publikasi Teknis, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331.Telepon: 818-896-9556.Faks: 818-890-3724.