لوله کشی استنلس استیل بهداشتی با جوشکاری تمام اتوماتیک اربیتال ولدینگ
[caption id="attachment_4799" align="alignleft" width="300"] جوشکاری اوربیتال[/caption]جلوگیری از کاهش مقاومت در برابر خوردگی :
آب با خلوص بالا مانند DI یا WFI یک خورنده بسیار تهاجمی برای فولاد ضد زنگ است. علاوه بر این، درجه دارویی WFI در دماهای بالا (80 درجه سانتیگراد) به گردش در می آید تا استریل بودنش حفظ شود. مرز باریکی بین پایین آوردن درجه حرارت به اندازه کافی برای حمایت از موجودات زنده که برای محصول کشنده است و بالا بردن درجه حرارت به اندازه کافی برای ترویج تولید براده های زنگ زده وجود دارد.
براده های زنگ زده یک قشر نازک مایل به قهوه ای با ترکیب متغیر ناشی از خوردگی اجزای سیستم لوله کشی فولاد ضد زنگ است. خاک و اکسیدهای آهن احتمالاً اجزای اصلی هستند، اما آهن، کروم و نیکل به اشکال مختلف نیز ممکن است وجود داشته باشند. وجود براده های زنگ زده برای برخی از محصولات کشنده است . وجود آن ممکن است منجر به خوردگی بیشتر شود، اگرچه وجود آن در سیستم های دیگر نسبتاً مشکلی به وجود نمی آورد.
جوشکاری می تواند تأثیر مخربی بر مقاومت در برابر خوردگی داشته باشد
رنگ حرارتی که در نتیجه مواد اکسید رسوبی روی جوش و HAZ در حین جوشکاری بوجود می آید، بسیار مضر است. در تشکیل براد های زنگی در سیستم های آب دارویی نقش دارد. تشکیل اکسیدهای کروم، که به رنگ گرما کمک می کنند، یک لایه زیرین خالی از کروم ایجاد می کند. که در برابر خوردگی آسیب پذیر است. رنگ حرارتی را می توان با اسید شویی و سنگ زنی که فلز را از سطح از جمله لایه زیرین فاقد کروم حذف می کند. و مقاومت در برابر خوردگی را به سطوح نزدیک به فلز پایه باز می گرداند. با این حال، اسید شویی و سنگ زنی برای پرداخت سطح مضر است. غیرفعال سازی سیستم های لوله کشی با اسید نیتریک یا فرمولاسیون کلانت برای غلبه بر اثرات مضر جوشکاری و ساخت قبل از قرار گرفتن سیستم های لوله کشی انجام می شود.
تجزیه و تحلیل الکترون اوگر می گوید که غیرفعال سازی کلانت می تواند تغییرات سطحی در توزیع اکسیژن، کروم، آهن، نیکل و منگنز را که در سراسر ناحیه جوش و گرما رخ می دهد تا شرایط پیش جوش بازگرداند. با این حال، غیرفعال شدن فقط بر لایه سطح خارجی تأثیر می گذارد. و زیر 50A نفوذ نمی کند، در حالی که رنگ حرارتی می تواند 1000Å یا بیشتر در زیر سطح گسترش یابد.
نتیجه
بنابراین، به منظور نصب یک سیستم لولهکشی که به مقاومت خوردگی مواد پایه جوشنشده نزدیک میشود. تلاش برای محدود کردن آسیبهای ناشی از جوشکاری و ساخت به سطحی که اساساً بتوان با غیرفعال کردن آن را بازسازی کرد، مهم است. این مستلزم استفاده از گاز پاکسازی با حداقل میزان اکسیژن و تحویل آن به شناسه اتصال جوش بدون آلودگی توسط اکسیژن یا رطوبت اتمسفر است. کنترل دقیق حرارت ورودی در حین جوشکاری و اجتناب از گرمای بیش از حد نیز برای جلوگیری از کاهش مقاومت در برابر خوردگی مهم است. کنترل فرآیند ساخت به منظور دستیابی به جوشهای با کیفیت بالا و بهطور مداوم، و رسیدگی دقیق لولهها و قطعات فولادی ضد زنگ در طول ساخت برای جلوگیری از آلودگی، الزامات ضروری برای دستیابی به یک سیستم لولهکشی با کیفیت بالا است که در برابر خوردگی مقاوم بوده و خدمات تولیدی طولانیمدت ارائه میکند.
[caption id="attachment_4800" align="alignleft" width="300"] جوشکاری اوربیتال[/caption]قابلیت جوشکاری فولاد ضد زنگ 316 لیتری
مواد مورد استفاده برای سیستمهای لولهکشی فولاد ضد زنگ بیودارویی با خلوص بالا در طول دهه گذشته به سمت بهبود مقاومت تکامل یافتهاند. بیشتر فولاد ضد زنگ که قبل از سال 1980 استفاده می شد، فولاد ضد زنگ 304 بود . زیرا نسبتاً ارزان است و نسبت به مسی که قبلاً استفاده می شد بهبود یافت. در واقع، فولاد ضد زنگ سری 300 ماشینکاری نسبتاً آسانی دارد. و می توان آن را بدون از دست دادن بیش از حد مقاومت در برابر خوردگی جوش داد و نیازی به پیش گرمایش یا عملیات پس از گرما ندارد.
روند صعودی
اخیراً، یک روند صعودی در استفاده از ضد زنگ 316 در کاربردهای لوله کشی با خلوص بالا وجود داشته است. نوع 316 از نظر ترکیب مشابه با نوع 304 است، اما علاوه بر عناصر آلیاژی کروم و نیکل مشترک در هر دو، 316 حاوی حدود 2٪ مولیبدن است که به طور قابل توجهی مقاومت خوردگی 316 را بهبود می بخشد. انواع 304L و 316L، به نام گریدهای "L" ، با کربن کمتر (0.035٪ در مقایسه با 0.08٪) نسبت به گریدهای استاندارد توسعه یافتند.
این کاهش مجدد در محتوای کربن برای کاهش میزان رسوب کاربید که ممکن است در نتیجه جوشکاری رخ دهد در نظر می گیریم. این تشکیل کاربید کروم است که مرزهای دانه فلز پایه کروم را از بین می برد و آن را در برابر حملات خورنده آسیب پذیر می کند. تشکیل کاربیدهای کروم که «حساسسازی» نام دارد، وابست به زمان و دما است و زمانی که جوشها به صورت دستی انجام میشد مشکل بسیار بزرگتری بود.
فولاد ضد زنگ فوق آستنیتی
ما نشان دادهایم که جوش اوربیتال یک فولاد ضد زنگ فوق آستنیتی، AL-6XN، نسبت به جوشهای مشابهی که به صورت دستی انجام میشوند، جوشهای مقاومتر در برابر خوردگی را به طور قابل توجهی فراهم میکند. این به این دلیل است که جوش مداری کنترل دقیق آمپر، ضربان و زمان را فراهم میکند که در نتیجه گرمای ورودی بسیار کمتر و یکنواختتری نسبت به جوشکاری دستی ایجاد میکند. جوشکاری مداری در ترکیب با استفاده از گریدهای "L" 304 و 316 عملاً رسوب کاربید را به عنوان عاملی در ایجاد خوردگی در سیستم های لوله کشی حذف کرده است.
تغییرات گرما به گرما در فولادهای ضد زنگ
اگر چه پارامترهای جوش و سایر عوامل را می توان در تلورانس های نسبتاً محکمی نگه داشت، هنوز تغییراتی در گرمای ورودی مورد نیاز برای جوشکاری حرارت های مختلف فولاد ضد زنگ وجود دارد.
شماره حرارتی شماره دسته ای است که به مذاب خاصی از فولاد ضد زنگ در آسیاب اختصاص داده می شود. ترکیب شیمیایی دقیق هر دسته در یک گزارش آزمایش آسیاب (MTR) به همراه شماره شناسایی یا حرارت برای دسته ثبت می شود. در حالی که آهن خالص در دمای 1538 درجه سانتیگراد (2800 درجه فارنهایت) ذوب می شود، فلزات آلیاژی بسته به نوع و غلظت هر عنصر آلیاژی یا کمیاب موجود در طیف وسیعی از دما ذوب می شوند. از آنجایی که هیچ دو حرارتی از فولاد ضد زنگ حاوی غلظت های یکسانی از هر عنصر نیست، ویژگی های جوشکاری از گرما به گرما تا حدودی متفاوت است.
SEMهای جوش مداری روی لوله 316 لیتری انجام شده روی لوله AOD (بالا) و مواد EBR (زیر) تفاوت های قابل توجهی را در صافی مهره جوش نشان می دهند.
در حالی که یک برنامه جوش منفرد ممکن است برای اکثر گرماهای مشابه OD و ضخامت دیواره کار کند، برخی از گرماها به آمپر کمتری نیاز دارند و برخی به آمپراژ بیشتری نسبت به معمول نیاز دارند. به همین دلیل، برای جلوگیری از مشکلات احتمالی، باید به دقت از گرمای مواد مختلف در محل کار نگهداری شود. معمولاً یک گرمای جدید فقط به تغییرات جزئی در آمپر نیاز دارد تا به یک برنامه جوش رضایت بخش برسد.
گوگرد
گوگرد عنصری ناخالصی همراه با سنگ آهن است و تا حد زیادی در طی فرآیند تولید فولاد حذف می شود. فولادهای ضد زنگ نوع 304 و 316 AISI دارای حداکثر میزان گوگرد مشخص 0.030 درصد هستند. با توسعه فرآیندهای مدرن پالایش فولاد مانند کربن زدایی با اکسیژن آرگون (AOD) و روش های ذوب خلاء مضاعف مانند مذاب در خلاء القایی و به دنبال آن ذوب مجدد قوس خلاء (VIM+VAR) امکان تولید فولادهای بسیار خاص در ترکیبات شیمیایی آنها است که وقتی میزان گوگرد فولاد به کمتر از 0.008 درصد می رسد، خواص گودال جوش تغییر می کند. این امر به تأثیری نسبت داده شده است که گوگرد و تا حدی کمتر عناصر دیگر بر ضریب دمایی کشش سطحی حوضچه جوش دارند که مشخصه های جریان حوضچه مایع را تعیین می کند.
در غلظت های بسیار کم گوگرد
در غلظت های بسیار کم گوگرد (0.001٪ - 0.003٪)، حوضچه جوش نسبت به عمق نفوذ در مقایسه با جوش مشابهی که روی مواد با سطوح متوسط گوگرد انجام می شود، بسیار گسترده می شود. جوشی که بر روی یک لوله فولادی ضد زنگ لوسولفور انجام می شود دارای مهره جوش عریض تری خواهد بود و در لوله های با دیواره ضخیم تر (0.065 اینچ یا 1.66 میلی متر یا بیشتر)، میزان بازدهی بیشتر برای داشتن یک جوش مقعر روی لوله وجود خواهد داشت.
زمانی که جریان جوش برای تولید جوش کاملاً نفوذپذیر کافی باشد. این امر باعث میشود که جوشکاری مواد لوسولفور سختتر شود، به خصوص با دیوارههای لوله ضخیمتر.
در انتهای بالاتر غلظت گوگرد برای فولادهای زنگ نزن 304 یا 316، مهره جوش از نظر ظاهری سیال کمتری دارد و تا حدودی زبرتر از مواد متوسط در گوگرد است. بنابراین برای جوش پذیری، محتوای گوگرد ایده آل از حدود 0.005٪ تا 0.017٪ است که در ASTM A270 S2 برای لوله های با کیفیت دارویی مشخص می شود.
تولید کنندگان لوله های فولادی ضد زنگ الکتروپولیش شده اشاره کرده اند که
حتی با سطوح متوسط گوگرد در فولادهای زنگ نزن316 یا 316ال برآورده کردن خواسته های مشتریان نیمه هادی و بیودارویی آنها برای سطح داخلی صاف و بدون گودال دشوار است. بررسی صافی سطح لوله با میکروسکوپ الکترونی روبشی به طور فزاینده ای رایج است. نشان داده شده است که گوگرد موجود در فلز پایه، اجزای غیرفلزی یا "طبقههای سولفید منگنز" (MnS) را تشکیل میدهد که در حین پولیش الکتریکی حذف میشوند و حفرههایی در محدوده 0.25-1.0 میکرون ایجاد میکنند
تولید کنندگان و تامین کنندگان لوله های الکتروپولیش بازار را به سمت استفاده از مواد لوسولفور برای برآوردن نیازهای پرداخت سطح خود سوق می دهند. با این حال، مشکل به لوله های الکتروپولیش محدود نمی شود، زیرا در لوله های غیرالکتروپلی ، آخال ها در طول غیرفعال شدن سیستم لوله کشی حذف می شوند. نشان داده شده است که حفره ها عمدتاً به مناطق سطح صاف حفره دارند. بنابراین دلایل معتبری برای گرایش به سولفور پایین تر، مواد "تمیز" وجود دارد.
[caption id="attachment_4801" align="alignleft" width="300"] جوشکاری اوربیتال[/caption]انحراف قوس
وجود مقداری گوگرد علاوه بر بهبود قابلیت جوشکاری فولاد ضد زنگ، قابلیت ماشینکاری را نیز افزایش می دهد. بنابراین سازندگان تمایل دارند مواد را در انتهای بالاتر محدوده گوگرد مشخص انتخاب کنند. جوشکاری لوله هایی با غلظت گوگرد بسیار کم به اتصالات، شیرها یا لوله های دیگری که محتوای گوگرد بیشتری دارند، یک مشکل جوشکاری ایجاد می کند، زیرا قوس به سمت لوله با محتوای لوسولفور منحرف می شود.
هنگامی که انحراف قوس رخ می دهد چه اتفاقی می افتد؟
هنگامی که انحراف قوس رخ می دهد، نفوذ در سمت لوسولفور در مقایسه با سمت گوگرد بالاتر عمیق تر می شود، که برعکس چیزی است که هنگام جوشکاری لوله با غلظت های گوگرد منطبق اتفاق می افتد. در یک حالت شدید، یک مهره جوش می تواند به طور کامل به مواد لوسولفور نفوذ کند و اتصال جوش را کاملاً در داخل بدون ذوب باقی بگذارد (Fihey and Simeneau, 1982). در تلاشی برای تطبیق محتوای گوگرد اتصالات با لولهها، بخش فولاد کارپنتر از شرکت فناوری Car-penter در پنسیلوانیا یک انبار گوگرد کم (0.005٪ حداکثر) 316 بار (نوع 316L-SCQ) (VIM+VAR) را معرفی کرده است. ) برای ساخت اتصالات و سایر اجزای مورد نظر برای جوشکاری به لوله های گوگرد کم. جوش دادن دو حرارت از مواد گوگرد بسیار کم به یکدیگر بسیار اسان تر از جوش دادن گرمایی با گوگرد بسیار کم به گرمای بالاتر است.
تغییر به سمت استفاده از لولههای لوسولفور عمدتاً ناشی از چیست؟
نیاز به دستیابی به سطح لوله داخلی صاف و صیقلی می باشد. در حالی که پرداخت سطح و قابلیت پرداخت الکتریکی هم برای صنعت نیمه هادی و هم برای صنایع بیوتکنولوژی/داروسازی مهم است، SEMI که مشخصات صنعت نیمه هادی ها را می نویسد، مشخص کرده است که لوله های 316 لیتری برای خطوط گاز فرآیندی باید دارای حد بالایی 0.004 درصد گوگرد برای سطح بهینه باشد.
از سوی دیگر، ASTM مشخصات ASTM 270 خود را با گنجاندن یک لوله دارویی که گوگرد را در محدوده 0.005 تا 0.017 درصد محدود می کند، اصلاح کرده است. این باید منجر به مشکلات جوشکاری کمتری نسبت به محدوده کمتر گوگرد شود. با این حال، لازم به ذکر است که حتی در این محدوده محدود، هنوز امکان انحراف قوس در هنگام جوشکاری لوله گوگرد پایینی به لوله یا اتصالات گوگردی بالاتر وجود دارد . نصاب ها باید قبل از ساختن، گرمای مواد را به دقت ردیابی کنند و سازگاری جوش بین حرارت ها را بررسی کنند.
سایر عناصر کمیاب
سایر عناصر کمیاب از جمله گوگرد، اکسیژن، آلومینیوم، سیلیکون و منگنز بر نفوذ تاثیر می گذارند. مقادیر کمی از آلومینیوم، سیلیکون، کلسیم، تیتانیوم و کروم که به صورت ترکیبات اکسیدی در فلز پایه وجود دارند، با تشکیل سرباره در طول جوشکاری مرتبط هستند.
اثرات عناصر مختلف تجمعی است، بنابراین وجود اکسیژن می تواند برخی از اثرات گوگرد کم را خنثی کند. اثرات مثبت بر نفوذ گوگرد را می توان با سطوح بالای آلومینیوم جبران کرد. منگنز در دماهای جوشکاری تبخیر می شود و در جوش HAZ رسوب می کند. این رسوبات منگنز در از دست دادن مقاومت از خوردگی نقش دارند. (نگاه کنید به کوهن، 1997). صنعت نیمه هادی در حال حاضر در حال آزمایش با مواد 316L کم منگنز و حتی منگنز بسیار کم است تا از این کاهش مقاومت در برابر خوردگی جلوگیری کند.
تشکیل سرباره
سرباره گاهی در امتداد مهره جوش از گرمای فولاد ضد زنگ ظاهر می شوند. این اساساً یک مشکل مادی است، اما گاهی اوقات تغییر در پارامترهای جوش میتواند شرایط را به حداقل برساند، یا تغییر به مخلوط گاز آرگون/هیدروژن ممکن است جوش را بهبود بخشد.
Pol-lard دریافت که نسبت آلومینیوم به سیلیکون در فلز پایه بر تشکیل سرباره تأثیر می گذارد. برای جلوگیری از تشکیل سرباره های نامطلوب از نوع پچ، او توصیه کرد که محتوای آلومینیوم در 0.010٪ برای محتوای سیلیکون 0.5٪ حفظ شود. با این حال، زمانی که نسبت آلومینیوم/سیلیکون بالاتر از این سطح باشد، سرباره های کروی به جای نوع وصله ممکن است تشکیل شوند. این نوع سرباره میتواند پس از پرداخت الکتریکی، گودالهایی را ترک کند که برای کاربردهای با خلوص بالا غیرقابل قبول است. سربارههایی که روی OD جوش تشکیل میشوند ممکن است منجر به نفوذ غیریکنواخت مهره جوش ID شوند و ممکن است باعث عدم نفوذ شوند. جزایر سرباره ای که بر روی مهره جوش ID تشکیل می شوند ممکن است مستعد خوردگی باشند.
تکنیک های جوشکاری لوله فیوژن
جوش تک پاس با ضربان
جوش لوله مداری اتوماتیک استاندارد یک جوش تک پاس با جریان پالسی و چرخش سرعت ثابت مداوم است. این تکنیک برای لوله کشی از 1/8 اینچ تا تقریباً 7 اینچ OD با ضخامت دیواره 0.083 اینچ و کمتر مناسب است. پس از یک پیش پاکسازی زمانبندی ، یک قوس ایجاد میشود. نفوذ دیواره لوله طی یک تاخیر زمانی انجام می شود که در آن یک قوس وجود دارد، اما چرخش صورت نمی گیرد. پس از این تأخیر چرخش، الکترود در اطراف محل اتصال جوش می چرخد تا زمانی که در آخرین سطح جوش، جوش به قسمت اولیه جوش متصل شود یا روی آن قرار گیرد. هنگامی که اتصال کامل شد، جریان به تدریج در یک شیب زمانبندی کاهش مییابد.
حالت مرحله ای (جوش های "Synchro")
برای جوشکاری ذوبی مواد با دیواره سنگین تر، معمولاً با ضخامت دیواره بیشتر از 0.083 اینچ، می توان از منابع تغذیه جوش ذوبی در حالت همگام یا مرحله استفاده کرد.
در حالت سنکرو یا مرحله ای، ضربان جریان جوشکاری با حرکت هماهنگ می شود به طوری که روتور در طول پالس جریان بالا ساکن است تا حداکثر نفوذ را به دست آورد و در طول پالس جریان پایین حرکت می کند. تکنیک همگام از زمانهای پالس بسیار طولانیتر، در حدود 0.5 تا 1.5 ثانیه در مقایسه با ضربات دهم یا صدم ثانیه برای جوشهای معمولی استفاده میکند.
این تکنیک برای جوشکاری لوله های جدار نازک تا حدود 2 اینچ، برنامه 40 که دارای ضخامت دیواره 0.154 اینچ یا 6 اینچ است، زمانبندی 5 موثر است. تکنیک گام، مهره جوش گسترده تری را تولید می کند که باعث کمک به آن می شود. برای جوش دادن قطعات نامنظم مانند اتصالات به لوله ها که ممکن است تفاوتی در تلورانس های ابعادی بین لوله و اتصالات وجود داشته باشد، مقداری ناهماهنگی یا ناسازگاری گرمای مواد وجود داشته باشد.
این نوع جوش تقریباً دو برابر بیشتر از جوش معمولی زمان قوس الکتریکی نیاز دارد و به دلیل پهنتر بودن مهره جوش تا حدودی خشنتر، برای کاربردهای با خلوص فوقالعاده (UHP) مناسب نیست.
پارامترهای جوش / برنامه های جوش
متغیرهای قابل برنامه ریزی
نسل کنونی منابع تغذیه جوشکاری مبتنی بر ریزپردازنده و برنامههای ذخیرهسازی هستند که مقادیر عددی پارامترهای جوش را برای قطر خاص (OD) و ضخامت دیواره لولهای که قرار است جوش داده شود، از جمله زمانهای تصفیه، جریانهای جوشکاری، مشخص میکنند. سرعت سفر (RPM)، تعداد سطوح و زمان برای هر سطح، زمانهای ضربان، زمان پایین شیب، و غیره. برای جوشهای لوله مداری با سیم پرکننده، پارامترهای برنامه شامل سرعت تغذیه سیم، دامنه نوسان مشعل و زمانهای توقف، AVC (قوس) میشود. کنترل ولتاژ برای ایجاد شکاف قوس ثابت) و شیب.
به منظور ایجاد یک جوش ذوبی، سر جوش با درج الکترود و گیره لوله مناسب بر روی لوله نصب می شود و برنامه یا برنامه جوش از حافظه منبع تغذیه فراخوانی می شود. توالی جوش با فشار دادن یک کلید یا پانل غشایی آغاز می شود و جوش بدون دخالت اپراتور است.
متغیرهای غیرقابل برنامه ریزی
برای اینکه به طور مداوم کیفیت جوش خوب به دست آید، پارامترهای جوش باید به دقت کنترل شوند. این امر با دقت منبع تغذیه جوش و برنامه جوش انجام می شود، که مجموعه دستورالعمل های وارد به منبع تغذیه است که شامل پارامترهای جوش برای جوشکاری خاصی از لوله یا لوله است.
همچنین باید مجموعه ای از استانداردهای جوش وجود داشته باشد که معیارهای پذیرش جوش و سیستمی را برای بازرسی جوش و QC مشخص کند تا اطمینان حاصل شود که جوش ها معیارهای مورد توافق را برآورده می کنند. با این حال، عوامل و رویه های خاصی به غیر از پارامترهای جوش نیز باید به دقت کنترل شوند.
این عوامل عبارتند از استفاده از تجهیزات آماده سازی نهایی خوب، روش های تمیز کردن و جابجایی خوب، تحمل ابعادی خوب لوله یا سایر اجزای در حال جوش، نوع و ابعاد تنگستن منسجم، گاز خنثی بسیار خالص و توجه دقیق به تغییرات مواد با حرارت های شدید
الزامات برای آماد سازی انتهای لوله
الزامات برای آماد سازی انتهای لوله برای جوشکاری برای جوش دو بیتی بسیار مهمتر از جوشکاری دستی است. اتصال جوش برای جوشکاری لوله مداری معمولاً یک اتصال لب به لب مربع است. برای دستیابی به تکرارپذیری مورد انتظار از جوشکاری مداری، به یک آماد سازی انتهایی دقیق، منسجم و ماشینکاری نیاز است. انتهای آن باید بدون فرز یا اریب بر روی OD یا ID (قطر بیرونی یا داخلی) مربع شود که باعث ایجاد تفاوت در ضخامت دیواره می شود، زیرا جریان های جوشکاری بر اساس ضخامت دیواره است.
انتهای لوله باید در سر جوش با هم قرار گیرند تا هیچ شکاف قابل مشاهده ای بین دو سر اتصال لب به لب مربعی ظاهر نشود. اگرچه ممکن است بتوان یک اتصال جوش را با یک شکاف کوچک تکمیل کرد، اما کیفیت جوش ممکن است تحت تأثیر نامطلوب قرار گیرد. هر چه شکاف بزرگتر باشد، احتمال بروز مشکل بیشتر است. تناسب ضعیف می تواند منجر به شکست کامل جوش شود. اره های لوله ای توسط جورج فیشر و دیگران که لوله را برش می دهند و در همان عملیات رو به انتهای لوله قرار می گیرند، یا تراش های آماد سازی انتهایی قابل حمل مانند آنهایی که توسط Protem، Wachs و دیگران درست می شوند، معمولاً برای ساختن انتهای ماشینکاری صاف و مناسب به کار میگیرند. جوش مداری ارههای خرد کن، ارهبر، اره نواری و برش لوله برای این کار مناسب نیستند.
متغیرهای دیگری
علاوه بر پارامترهای جوشی که برای ایجاد جوش وارد منبع تغذیه می شوند، متغیرهای دیگری نیز وجود دارند که می توانند تأثیر عمیقی بر جوش داشته باشند و در عین حال بخشی از برنامه واقعی جوش نیستند. اینها شامل نوع و ابعاد تنگستن، نوع و خلوص گاز مورد استفاده برای محافظت از قوس و پاکسازی داخل اتصال جوش، نرخ جریان گاز مورد استفاده برای تصفیه، نوع سر جوش و منبع تغذیه مورد استفاده، پیکربندی اتصال، و هر گونه اطلاعات مرتبط دیگر ما اینها را متغیرهای "غیرقابل برنامه ریزی" می نامیم و آنها را در برگه زمانبندی جوش ثبت می کنیم.
به عنوان مثال، نوع گاز به عنوان یک متغیر اساسی برای مشخصات روش جوش (WPS) در نظر می گیریم که برای واجد شرایط بودن یک روش جوشکاری به بخش ASME بخش IX آیین نامه بویلر و مخزن تحت فشار انجام می شود. تغییر در نوع گاز یا تغییر در درصد مخلوط گاز، یا حذف پاکسازی ID مستلزم این است که روش جوشکاری مجدداً صلاحیت شود.
گاز جوشکاری
فولاد ضد زنگ در برابر اکسیداسیون توسط اکسیژن اتمسفر در دمای اتاق مقاوم است. هنگامی که تا نقطه ذوب حرارت می دهیم به شدت در معرض اکسیداسیون قرار می گیرد.(1530 درجه سانتیگراد یا 2800 درجه فارنهایت برای آهن خالص). گاز آرگون خنثی بیشتر برای گاز محافظ و همچنین برای پاکسازی محل جوش داخلی با فرآیند GTAW مداری استفاده می شود.
خلوص گاز از نظر اکسیژن و رطوبت، میزان تغییر رنگ ناشی از اکسیداسیونی را تعیین می کند. اکسیداسیون ممکن است به رنگ چای روشن یا آبی کم رنگ باشد. اگر گاز تصفیه کننده با بالاترین کیفیت نباشد . یا اگر سیستم تصفیه کاملاً بدون نشتی نباشد به طوری که مقدار کمی هوا به سیستم تصفیه نشت کند.
البته عدم وجود هرگونه پاکسازی منجر به یک سطح پوسته سیاه رنگ می شود. که معمولاً به آن "شوگرینگ" می گویند.
آرگون گرید جوشکاری که به صورت سیلندر است دارای خلوص 99.996-99.997% بست به تامین کنند با 5-7 ppm اکسیژن و سایر ناخالصی ها است. که شامل H20، 02، C02، هیدروکربن ها و غیره می شود که در مجموع ppm 40 می باشد.
یک مادر حداکثر آرگون با خلوص بالا در سیلندر یا آرگون مایع در دوار می تواند خلوص 99.999 درصد یا مجموعاً 10 ppm ناخالصی با حداکثر 2 ppm اکسیژن داشته باشد.
توجه: تصفیهکنندههای گاز مانند Nanochem یا Gatekeeper را میتوان در حین پاکسازی استفاده کرد تا سطح آلایندهها را به محدوده پایین قسمتهای در میلیارد کاهش دهند.
گازهای مخلوط
مخلوط های گازی مانند 75% هلیوم/25% آرگون و 95% آرگون/5% هیدروژن ممکن است به عنوان گازهای محافظ برای کاربردهای خاص استفاده شوند.
هر دوی این مخلوطها جوش گرمتری نسبت به جوشی که با تنظیم برنامه مشابه با آرگون انجام میشود، ایجاد میکنند. مخلوط هلیوم به ویژه برای دستیابی به حداکثر نفوذ با جوش های همجوشی روی فولاد کربنی مفید است. مشاور صنعت نیمه هادی استفاده از مخلوط آرگون/هیدروژن را به عنوان گاز محافظ برای کاربردهای UHP تبلیغ کرده است. مخلوط هیدروژن دارای چندین مزیت است اما برخی از معایب جدی نیز دارد.
مزایا این است که:
گودال مرطوبتر و سطح جوش صافتری تولید میکند که برای دستیابی به یک سیستم انتقال گاز UHP با سطح داخلی صافتری مطلوب است.
وجود هیدروژن یک اتمسفر کاهنده فراهم می کند. به طوری که اگر اکسیژن به مقدار کمی در مخلوط گاز وجود داشته باشد. جوش حاصل تمیزتر با تغییر رنگ کمتر از غلظت اکسیژن در آرگون خالص است.
این اثر در حدود 5 درصد هیدروژن بهینه است. مخلوط 95/5% آرگون/هیدروژن توسط برخی به عنوان پاکسازی ID برای بهبود ظاهر مهره جوش داخلی به کار می گیریم.
مهره جوش
مهره جوش با مخلوط هیدروژن که به عنوان گاز محافظ استفاده می شود باریک تر است . مگر با گرمای بسیار کم گوگرد حاوی فولاد ضدزنگ و گرمای بیشتری در جوش نسبت به آمپراژ مشابه با آرگون مخلوط نشده تولید می شود. یک نقطه ضعف قابل توجه مخلوط آرگون/هیدروژن این است که قوس به طور قابل توجهی پایدارتر از آرگون خالص است . و تمایل به سرگردانی قوس وجود دارد که می تواند به اندازه کافی شدید باشد که منجر به عدم همجوشی شود. سرگردانی قوس ممکن است زمانی که از منبع متفاوتی از گاز مخلوط استفاده میشود ناپدید شود . و این نشان می دهد که ممکن است ناشی از آلودگی یا اختلاط ضعیف باشد.
از آنجایی که مقدار گرمای تولیدی توسط قوس با غلظت هیدروژن متفاوت است، غلظت ثابت برای دستیابی به جوشهای قابل تکرار ضروری است . در گاز بطری از قبل مخلوط تنوع وجود دارد. یکی دیگر از معایب این است که عمر تنگستن به طور قابل توجهی کوتاه تر زمانی که از مخلوط هیدروژن استفاده می شود. اگرچه علت زوال تنگستن با گاز مخلوط مشخص نیست، گزارش میشود که برخورد قوس دشوارتر است . تنگستن ممکن است تنها پس از یک یا دو جوش به جایگزین نیازمند شود. مخلوط های آرگون/هیدروژن را نمی توان برای جوشکاری فولاد کربنی یا تیتانیوم استفاده کرد.
اهمیت طول و هندسه تنگستن
یکی از ویژگی های مهم فرآیند TIG این است که الکترود مصرف نمی شود. تنگ استن بالاترین نقطه ذوب را در بین هر فلزی دارد (6098 درجه فارنهایت؛ 3370 درجه سانتیگراد) . آن تابشگر خوبی برای الکترونها است و به ویژه برای الکترودهای غیر مصرفی مناسب است. خواص آن با افزودن 2 درصد از اکسیدهای خاکی کمیاب مانند سریا، لانتانا یا توریا بهبود مییابد . در نتیجه باعث بهبود ضربه قوس و پایداری قوس میشود. تنگستن خالص به ندرت برای GTAW مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا تنگستن های دارای خواص برتر، به ویژه برای کاربردهای GTAW or-bital. تنگستن های توری دار کمتر از گذشته استفاده می شوند زیرا تا حدودی رادیواکتیو هستند.
الکترودهای با سطح زمین
الکترودهای با سطح زمین از نظر ابعادی یکنواخت تر هستند. یک روکش صاف همیشه به یک پرداخت خشن یا ناسازگارارجع است، زیرا ثبات در هندسه الکترود برای نتایج یکنواخت جوش ضروری است. الکترون های ساطع از نوک (DCEN) گرما را از نوک تنگستن به جوش منتقل می کنند. یک نوک ظریف تر اجازه می دهد تا چگالی جریان در سطح بسیار بالایی حفظ شود. اما ممکن است منجر به عمر تنگستن کوتاه تر شود. برای جوشکاری مداری، برای اطمینان از تکرارپذیری هندسه تنگستن و در نتیجه جوشها، بسیار مهم است که نوک الکترود ماشینی باشد. یک نوک صاف، قوس را مجبور میکند تا از همان نقطه روی تنگستن، از جوشی به جوش دیگر سرچشمه بگیرد.
قطر نوک شکل قوس و میزان نفوذ را در جریان جزئی کنترل می کند. زاویه مخروطی بر ویژگی های جریان/ولتاژ قوس تأثیر می گذارد و باید مشخص و کنترل شود. طول تنگستن قابل توجه است زیرا می توان از تنگستن با طول زیاد برای تنظیم شکاف قوس به کار برد. شکاف قوس در یک مقدار جریان خاص، ولتاژ و در نتیجه توان اعمالی به جوش را تعیین می کند.
اندازه الکترود و قطر نوک آن بر اساس آمپر جوش انتخاب می شود
. اگر جریان برای الکترود یا نوک آن خیلی زیاد باشد، ممکن است فلز را از نوک آن از دست بدهد. در حالی که استفاده از الکترود با قطر نوک بیش از حد برای جریان ممکن است باعث سرگردانی قوس شود. ما قطر الکترود و نوک را بر اساس ضخامت دیواره اتصال جوش مشخص می کنیم . از قطر 0.0625 برای تقریباً همه چیز زیر دیوار 0.093 اینچ به کار می گیریم.
با الکترودهای قطر 0.040 اینچ برای جوشکاری قطعات ظریف کوچک استفاده می شود. برای تکرارپذیری فرآیند جوش، نوع تنگستن و پایان، طول، زاویه مخروطی، قطر، قطر نوک و شکاف قوس باید مشخص و کنترل شوند. برای کاربردهای جوش لوله، تنگستن سریافته همیشه توصیه میشود. زیرا این نوع عمر طولانیتری نسبت به انواع دیگر دارد و ویژگیهای احتراق قوس الکتریکی عالی دارد. تنگستن سریافته غیر رادیواکتیو است.
تماس با ما:
تماس باما
برچسب:
لوله کشی استنلس استیل بهداشتی،
جوشکاری تمام اتوماتیک،
اربیتال ولدینگ،
ادامه مطلب
امتیاز دهید:
رتبه از پنج:
0
بازدید: