Redakteur se Nota: Pharmaceutical Online is bly om hierdie vierdelige artikel oor orbitale sweising van bioprosespype deur bedryfskenner Barbara Henon van Arc Machines aan te bied. Hierdie artikel is aangepas uit Dr. Henon se aanbieding by die ASME-konferensie laat verlede jaar.
Voorkom verlies aan korrosieweerstand. Hoë suiwer water soos DI of WFI is 'n baie aggressiewe etsmiddel vir vlekvrye staal. Daarbenewens word farmaseutiese graad WFI by hoë temperatuur (80°C) gesirkuleer om steriliteit te handhaaf. Daar is 'n subtiele verskil tussen die verlaging van die temperatuur genoeg om lewende organismes wat dodelik vir die produk is, te ondersteun en die verhoging van die temperatuur genoeg om "rouge"-produksie te bevorder. Rouge is 'n bruin film van wisselende samestelling wat veroorsaak word deur korrosie van vlekvrye staalpypstelselkomponente. Vuil en ysteroksiede kan die hoofkomponente wees, maar verskillende vorme van yster, chroom en nikkel kan ook teenwoordig wees. Die teenwoordigheid van rouge is dodelik vir sommige produkte en die teenwoordigheid daarvan kan lei tot verdere korrosie, hoewel die teenwoordigheid daarvan in ander stelsels redelik goedaardig blyk te wees.
Sweiswerk kan korrosiebestandheid nadelig beïnvloed. Warm kleur is die gevolg van oksiderende materiaal wat tydens sweiswerk op sweislasse en HAZ's neergelê word, is veral nadelig en word geassosieer met die vorming van rouge in farmaseutiese waterstelsels. Chroomoksiedvorming kan 'n warm tint veroorsaak, wat 'n chroom-uitgeputte laag agterlaat wat vatbaar is vir korrosie. Warm kleur kan verwyder word deur te beit en te slyp, metaal van die oppervlak te verwyder, insluitend die onderliggende chroom-uitgeputte laag, en korrosiebestandheid te herstel tot vlakke naby basismetaalvlakke. Beit en slyp is egter nadelig vir die oppervlakafwerking. Passivering van die pypstelsel met salpetersuur of chelaatformulerings word gedoen om die nadelige effekte van sweiswerk en vervaardiging te oorkom voordat die pypstelsel in gebruik geneem word. Auger-elektronanalise het getoon dat chelaatpassivering die oppervlakveranderinge in die verspreiding van suurstof, chroom, yster, nikkel en mangaan wat in die sweis- en hitte-geaffekteerde sone plaasgevind het, na die toestand voor die sweiswerk kan herstel. Passivering beïnvloed egter slegs die buitenste oppervlaklaag en penetreer nie onder 50 Ångström nie, terwyl termiese kleuring kan uitbrei. 1000 Ångstrom of meer onder die oppervlak.
Om korrosiebestande pypstelsels naby ongesweisde substrate te installeer, is dit dus belangrik om te probeer om sweis- en vervaardigingsgeïnduseerde skade te beperk tot vlakke wat wesenlik deur passivering herstel kan word. Dit vereis die gebruik van 'n spoelgas met minimale suurstofinhoud en aflewering aan die binnediameter van die gesweisde las sonder kontaminasie deur atmosferiese suurstof of vog. Akkurate beheer van hitte-invoer en vermyding van oorverhitting tydens sweiswerk is ook belangrik om verlies aan korrosiebestandheid te voorkom. Die beheer van die vervaardigingsproses om herhaalbare en konsekwente hoëgehalte-sweislasse te verkry, sowel as die versigtige hantering van vlekvrye staalpype en -komponente tydens vervaardiging om kontaminasie te voorkom, is noodsaaklike vereistes vir 'n hoëgehalte-pypstelsel wat korrosie weerstaan ​​en langtermyn produktiewe diens lewer.
Materiale wat in hoë-suiwerheid biofarmaseutiese vlekvrye staal pypstelsels gebruik word, het die afgelope dekade 'n evolusie ondergaan na verbeterde korrosieweerstand. Die meeste vlekvrye staal wat voor 1980 gebruik is, was 304 vlekvrye staal omdat dit relatief goedkoop was en 'n verbetering was op die koper wat voorheen gebruik is. Trouens, 300-reeks vlekvrye staal is relatief maklik om te bewerk, kan gesweis word sonder onnodige verlies aan hul korrosieweerstand, en benodig nie spesiale voorverhitting en na-hittebehandelings nie.
Onlangs het die gebruik van 316 vlekvrye staal in hoë-suiwerheid pyptoepassings toegeneem. Tipe 316 is soortgelyk in samestelling aan Tipe 304, maar benewens die chroom- en nikkellegeringselemente wat algemeen is vir beide, bevat 316 ongeveer 2% molibdeen, wat 316 se korrosiebestandheid aansienlik verbeter. Tipe 304L en 316L, waarna verwys word as "L" grade, het 'n laer koolstofinhoud as standaardgrade (0.035% teenoor 0.08%). Hierdie vermindering in koolstofinhoud is bedoel om die hoeveelheid karbiedpresipitasie wat as gevolg van sweiswerk kan voorkom, te verminder. Dit is die vorming van chroomkarbied, wat die korrelgrense van die chroombasismetaal uitput, wat dit vatbaar maak vir korrosie. Die vorming van chroomkarbied, genaamd "sensitisering", is tyd- en temperatuurafhanklik en is 'n groter probleem wanneer handsoldeer word. Ons het getoon dat orbitale sweising van super-austenitiese vlekvrye staal AL-6XN meer korrosiebestande sweislasse bied as soortgelyke sweislasse wat met die hand gedoen word. Dit is omdat orbitale sweising presiese beheer van stroomsterkte bied, pulsasie en tydsberekening, wat lei tot 'n laer en meer eenvormige hitte-invoer as handmatige sweiswerk. Orbitale sweiswerk in kombinasie met "L" grade 304 en 316 elimineer feitlik karbiedpresipitasie as 'n faktor in die ontwikkeling van korrosie in pypstelsels.
Hitte-tot-hitte-variasie van vlekvrye staal. Alhoewel sweisparameters en ander faktore binne redelik noue toleransies gehou kan word, is daar steeds verskille in die hitte-invoer wat benodig word om vlekvrye staal van hitte tot hitte te sweis. 'n Hittenommer is die lotnommer wat aan 'n spesifieke vlekvrye staalsmelt by die fabriek toegeken word. Die presiese chemiese samestelling van elke bondel word op die Fabriekstoetsverslag (MTR) aangeteken, saam met die bondelidentifikasie of hittenommer. Suiwer yster smelt by 1538°C (2800°F), terwyl gelegeerde metale binne 'n reeks temperature smelt, afhangende van die tipe en konsentrasie van elke legering of spoorelement wat teenwoordig is. Aangesien geen twee hittes van vlekvrye staal presies dieselfde konsentrasie van elke element sal bevat nie, sal sweiseienskappe van oond tot oond verskil.
SEM van 316L pyp orbitale sweislasse op AOD pyp (bo) en EBR materiaal (onder) het 'n beduidende verskil in die gladheid van die sweiskraal getoon.
Alhoewel 'n enkele sweisprosedure vir die meeste hittes met soortgelyke buitediameter en wanddikte kan werk, benodig sommige hittes minder stroomsterkte en sommige hoër stroomsterkte as tipies. Om hierdie rede moet die verhitting van verskillende materiale op die werkplek noukeurig dopgehou word om potensiële probleme te vermy. Dikwels benodig nuwe hitte slegs 'n klein verandering in stroomsterkte om 'n bevredigende sweisprosedure te verkry.
Swaelprobleem. Elementêre swael is 'n ysterertsverwante onsuiwerheid wat grootliks tydens die staalvervaardigingsproses verwyder word. AISI Tipe 304 en 316 vlekvrye staal word gespesifiseer met 'n maksimum swaelinhoud van 0.030%. Met die ontwikkeling van moderne staalraffineringsprosesse, soos Argon Suurstof Decarburisasie (AOD) en dubbele vakuumsmeltpraktyke soos Vakuuminduksiesmelting gevolg deur Vakuumbooghersmelting (VIM+VAR), het dit moontlik geword om staal te produseer wat op die volgende maniere baie spesiaal is. hul chemiese samestelling. Daar is opgemerk dat die eienskappe van die sweispoel verander wanneer die swaelinhoud van die staal onder ongeveer 0.008% is. Dit is as gevolg van die effek van swael en in 'n mindere mate ander elemente op die temperatuurkoëffisiënt van oppervlakspanning van die sweispoel, wat die vloei-eienskappe van die vloeistofpoel bepaal.
By baie lae swaelkonsentrasies (0.001% – 0.003%) word die penetrasie van die sweisplas baie wyd in vergelyking met soortgelyke sweislasse wat op medium swaelinhoud-materiale gemaak word. Sweislasse wat op lae-swael vlekvrye staalpype gemaak word, sal wyer sweislasse hê, terwyl daar op dikkerwandige pype (0.065 duim, of 1.66 mm of meer) 'n groter neiging sal wees om sweislasse te maak. Uitsparingssweising. Wanneer die sweisstroom voldoende is om 'n volledig gepenetreerde sweislas te produseer, maak dit materiale met 'n baie lae swaelinhoud moeiliker om te sweis, veral met dikker wande. Aan die hoër kant van die swaelkonsentrasie in 304- of 316-vlekvrye staal, is die sweiskraal geneig om minder vloeibaar van voorkoms en growwer te wees as medium swaelinhoud-materiale. Daarom, vir sweisbaarheid, sal die ideale swaelinhoud in die reeks van ongeveer 0.005% tot 0.017% wees, soos gespesifiseer in ASTM A270 S2 vir farmaseutiese kwaliteit buise.
Produsente van elektropoleerde vlekvrye staalpype het opgemerk dat selfs matige vlakke van swael in 316- of 316L-vlekvrye staal dit moeilik maak om aan die behoeftes van hul halfgeleier- en biofarmaseutiese kliënte te voldoen vir gladde, putjievrye binneoppervlaktes. Die gebruik van skanderingselektronmikroskopie om die gladheid van die buisoppervlakafwerking te verifieer, word toenemend algemeen. Daar is getoon dat swael in basismetale nie-metaalagtige insluitsels of mangaansulfied (MnS) "stringers" vorm wat tydens elektropolering verwyder word en leemtes in die 0.25-1.0 mikron-reeks laat.
Vervaardigers en verskaffers van elektrogepoleerde buise dryf die mark na die gebruik van ultra-lae swaelmateriale om aan hul oppervlakafwerkingvereistes te voldoen. Die probleem is egter nie beperk tot elektrogepoleerde buise nie, aangesien die insluitsels in nie-elektrogepoleerde buise tydens passivering van die pypstelsel verwyder word. Daar is getoon dat holtes meer geneig is tot putjies as gladde oppervlaktes. Daar is dus 'n paar geldige redes vir die neiging tot lae-swael, "skoner" materiale.
Boogdefleksie. Benewens die verbetering van die sweisbaarheid van vlekvrye staal, verbeter die teenwoordigheid van 'n bietjie swael ook die bewerkbaarheid. Gevolglik is vervaardigers geneig om materiale aan die hoër kant van die gespesifiseerde swaelinhoudreeks te kies. Die sweis van buise met baie lae swaelinhoud aan toebehore, kleppe of ander buise met 'n hoër swaelinhoud kan sweisprobleme skep omdat die boog na buise met 'n lae swaelinhoud gekant sal wees. Wanneer boogdefleksie plaasvind, word die penetrasie dieper aan die lae-swaelkant as aan die hoë-swaelkant, wat die teenoorgestelde is van wat gebeur wanneer pype met ooreenstemmende swaelinhoud gesweis word. In uiterste gevalle kan die sweiskraal die lae-swaelmateriaal heeltemal binnedring en die binnekant van die sweislas heeltemal onversmelt laat (Fihey en Simeneau, 1982). Om die swaelinhoud van die toebehore by die swaelinhoud van die pyp te pas, het die Carpenter Steel Division van Carpenter Technology Corporation van Pennsilvanië 'n lae-swael (0.005% maksimum) 316 staafvoorraad (Tipe 316L-SCQ) (VIM+VAR) bekendgestel vir die vervaardiging van toebehore en ander ... Komponente wat bedoel is om aan lae-swael pype gesweis te word. Om twee baie lae-swael materiale aan mekaar te sweis, is baie makliker as om 'n baie lae-swael materiaal aan 'n hoër-swael materiaal te sweis.
Die verskuiwing na die gebruik van lae-swael buise is grootliks te wyte aan die behoefte om gladde elektrogepoleerde binnebuisoppervlaktes te verkry. Terwyl oppervlakafwerking en elektropolering belangrik is vir beide die halfgeleierbedryf en die biotegnologie/farmaseutiese bedryf, het SEMI, toe hulle die halfgeleierbedryfspesifikasie geskryf het, gespesifiseer dat 316L-buise vir prosesgaslyne 'n 0.004% swaelindop moet hê vir optimale werkverrigting. Oppervlak-eindpunte. ASTM, aan die ander kant, het hul ASTM 270-spesifikasie gewysig om farmaseutiese graad buise in te sluit wat die swaelinhoud beperk tot 'n reeks van 0.005 tot 0.017%. Dit behoort minder sweisprobleme tot gevolg te hê in vergelyking met laer-reeks swaels. Daar moet egter op gelet word dat selfs binne hierdie beperkte reeks, boogbuiging steeds kan voorkom wanneer lae-swael pype aan hoë-swael pype of toebehore gesweis word, en installeerders moet die verhitting van die materiaal noukeurig dophou en voor vervaardiging die soldeerversoenbaarheid tussen verhitting nagaan. Produksie van sweislasse.
ander spoorelemente. Spoorelemente, insluitend swael, suurstof, aluminium, silikon en mangaan, beïnvloed penetrasie. Spoorhoeveelhede aluminium, silikon, kalsium, titanium en chroom wat in die basismetaal as oksiedinsluitsels teenwoordig is, word geassosieer met slakvorming tydens sweiswerk.
Die effekte van die verskillende elemente is kumulatief, dus kan die teenwoordigheid van suurstof sommige van die lae swael-effekte verreken. Hoë vlakke van aluminium kan die positiewe effek op swaelpenetrasie teenwerk. Mangaan vervlugtig by sweistemperatuur en deponeer in die sweishitte-geaffekteerde sone. Hierdie mangaanafsettings word geassosieer met 'n verlies aan korrosieweerstand. (Sien Cohen, 1997). Die halfgeleierbedryf eksperimenteer tans met lae mangaan- en selfs ultra-lae mangaan 316L-materiale om hierdie verlies aan korrosieweerstand te voorkom.
Slakvorming. Slak-eilande verskyn soms op die vlekvrye staalkraal vir sommige hittes. Dit is inherent 'n materiaalprobleem, maar soms kan veranderinge in sweisparameters dit verminder, of veranderinge in die argon/waterstofmengsel kan die sweislas verbeter. Pollard het bevind dat die verhouding van aluminium tot silikon in die basismetaal slakvorming beïnvloed. Om die vorming van ongewenste plaaktipe slak te voorkom, beveel hy aan om die aluminiuminhoud op 0.010% en die silikoninhoud op 0.5% te hou. Wanneer die Al/Si-verhouding egter bo hierdie vlak is, kan sferiese slak vorm eerder as die plaaktipe. Hierdie tipe slak kan putjies laat na elektropolering, wat onaanvaarbaar is vir hoë-suiwerheid toepassings. Slak-eilande wat op die buitediameter van die sweislas vorm, kan ongelyke penetrasie van die binneste deurgang veroorsaak en kan lei tot onvoldoende penetrasie. Die slak-eilande wat op die binneste sweiskraal vorm, kan vatbaar wees vir korrosie.
Enkellopie-las met pulsasie. Standaard outomatiese orbitale buissweiswerk is 'n enkellopie-las met gepulseerde stroom en deurlopende konstante spoedrotasie. Hierdie tegniek is geskik vir pype met buitediameters van 1/8″ tot ongeveer 7″ en wanddiktes van 0.083″ en minder. Na 'n getimede voorspoeling vind boogvorming plaas. Penetrasie van die buiswand word bewerkstellig tydens 'n getimede vertraging waarin boogvorming teenwoordig is, maar geen rotasie plaasvind nie. Na hierdie rotasievertraging roteer die elektrode om die sweislas totdat die sweislas by die aanvanklike gedeelte van die sweislas aansluit of dit oorvleuel tydens die laaste sweislaag. Wanneer die verbinding voltooi is, neem die stroom af in 'n getimede daling.
Stapmodus ("gesinchroniseerde" sweiswerk). Vir smeltsweiswerk van dikkerwandige materiale, tipies groter as 0.083 duim, kan die smeltsweiskragbron in sinchrone of stapmodus gebruik word. In sinchrone of stapmodus word die sweisstroompuls gesinchroniseer met die slag, sodat die rotor stilstaan ​​vir maksimum penetrasie tydens hoëstroompulse en beweeg tydens laestroompulse. Sinchrone tegnieke gebruik langer pulstye, in die orde van 0.5 tot 1.5 sekondes, in vergelyking met die tiende of honderdste van 'n sekonde pulstyd vir konvensionele sweiswerk. Hierdie tegniek kan effektief 0.154″ of 6″ dik 40 gauge 40 dunwandpyp met 0.154″ of 6″ wanddikte sweis. Die staptegniek produseer 'n wyer sweiswerk, wat dit fouttolerant en nuttig maak vir die sweis van onreëlmatige dele soos pyptoebehore aan pype waar daar verskille in dimensionele toleransies, 'n mate van wanbelyning of materiaaltermiese onverenigbaarheid kan wees. Hierdie tipe sweiswerk vereis ongeveer twee keer die boogtyd van konvensionele sweiswerk en is minder geskik vir ultra-hoë suiwerheid (UHP) toepassings as gevolg van die wyer, growwer naat.
Programmeerbare veranderlikes. Die huidige generasie sweiskragbronne is mikroverwerker-gebaseerd en stoor programme wat numeriese waardes vir sweisparameters spesifiseer vir 'n spesifieke deursnee (OD) en wanddikte van die pyp wat gesweis moet word, insluitend spoeltyd, sweisstroom, bewegingspoed (RPM)), aantal lae en tyd per laag, pulstyd, afdraande tyd, ens. Vir orbitale buislasse met bygevoegde vuldraad, sal programparameters draadtoevoerspoed, fakkel-ossillasie-amplitude en -verblyftyd, AVC (boogspanningsbeheer om konstante booggaping te verskaf), en opwaartse helling insluit. Om smeltsweiswerk uit te voer, installeer die sweiskop met die toepaslike elektrode en pypkleminsette op die pyp en roep die sweisskedule of program uit die kragbrongeheue op. Die sweisvolgorde word begin deur 'n knoppie of membraanpaneelsleutel te druk en die sweiswerk gaan voort sonder operateuringryping.
Nie-programmeerbare veranderlikes. Om konsekwent goeie sweiskwaliteit te verkry, moet die sweisparameters noukeurig beheer word. Dit word bereik deur die akkuraatheid van die sweiskragbron en die sweisprogram, wat 'n stel instruksies is wat in die kragbron ingevoer word, bestaande uit sweisparameters, vir die sweis van 'n spesifieke grootte pyp of pyp. Daar moet ook 'n effektiewe stel sweisstandaarde wees, wat sweisaanvaardingskriteria en 'n sweisinspeksie- en kwaliteitsbeheerstelsel spesifiseer om te verseker dat sweiswerk aan die ooreengekome standaarde voldoen. Sekere faktore en prosedures anders as sweisparameters moet egter ook noukeurig beheer word. Hierdie faktore sluit in die gebruik van goeie eindvoorbereidingstoerusting, goeie skoonmaak- en hanteringspraktyke, goeie dimensionele toleransies van buise of ander onderdele wat gesweis word, konsekwente wolframtipe en -grootte, hoogs gesuiwerde inerte gasse, en noukeurige aandag aan materiaalvariasies. - hoë temperatuur.
Die voorbereidingsvereistes vir pyp-eindsweiswerk is meer krities vir orbitale sweiswerk as vir handmatige sweiswerk. Gelaste verbindings vir orbitale pypsweiswerk is gewoonlik vierkantige stompverbindings. Om die herhaalbaarheid wat in orbitale sweiswerk verlang word, te bereik, is presiese, konsekwente, bewerkte eindvoorbereiding nodig. Aangesien die sweisstroom van die wanddikte afhang, moet die punte vierkantig wees sonder brame of skuinshede op die buite- of binne-diameter (OD of ID), wat tot verskillende wanddiktes sal lei.
Die pyp-eindstukke moet in die laslaskop bymekaar pas sodat daar geen merkbare gaping tussen die punte van die vierkantige stomplas is nie. Alhoewel sweislasse met klein gapings bereik kan word, kan die sweiskwaliteit nadelig beïnvloed word. Hoe groter die gaping, hoe meer waarskynlik is daar 'n probleem. Swak montering kan lei tot 'n volledige mislukking van die soldeerwerk. Pypsae gemaak deur George Fischer en ander wat die pyp sny en die pyp-eindstukke in dieselfde bewerking belig, of draagbare eindvoorbereidingsdraaibanke soos dié gemaak deur Protem, Wachs en ander, word dikwels gebruik om gladde-einde orbitale sweislasse te maak wat geskik is vir bewerking. Kapsae, ystersae, bandsae en pypsnyers is nie geskik vir hierdie doel nie.
Benewens die sweisparameters wat die krag invoer om te sweis, is daar ander veranderlikes wat 'n diepgaande uitwerking op sweiswerk kan hê, maar hulle is nie deel van die werklike sweisprosedure nie. Dit sluit in die tipe en grootte van wolfram, die tipe en suiwerheid van die gas wat gebruik word om die boog te beskerm en die binnekant van die sweislas te suiwer, die gasvloeitempo wat vir suiwering gebruik word, die tipe kop en kragbron wat gebruik word, die konfigurasie van die las, en enige ander relevante inligting. Ons noem hierdie "nie-programmeerbare" veranderlikes en teken dit op die sweisskedule aan. Byvoorbeeld, die tipe gas word as 'n noodsaaklike veranderlike in die Sweisprosedurespesifikasie (WPS) beskou vir sweisprosedures om te voldoen aan die ASME Afdeling IX Ketel- en Drukvatkode. Veranderinge in gastipe of gasmengselpersentasies, of die uitskakeling van ID-suiwering, vereis hervalidering van die sweisprosedure.
sweisgas. Vlekvrye staal is bestand teen atmosferiese suurstofoksidasie by kamertemperatuur. Wanneer dit tot sy smeltpunt verhit word (1530°C of 2800°F vir suiwer yster), word dit maklik geoksideer. Inerte argon word meestal as 'n beskermingsgas gebruik en vir die suiwering van interne sweislasse deur die orbitale GTAW-proses. Die suiwerheid van die gas relatief tot suurstof en vog bepaal die hoeveelheid oksidasie-geïnduseerde verkleuring wat op of naby die sweislas na sweising plaasvind. As die suiweringsgas nie van die hoogste gehalte is nie, of as die suiweringstelsel nie heeltemal lekvry is nie, sodat 'n klein hoeveelheid lug in die suiweringstelsel lek, kan die oksidasie liggroen of blouerig wees. Natuurlik sal geen skoonmaak lei tot die korsagtige swart oppervlak wat algemeen na verwys word as "versoet". Sweisgraadargon wat in silinders verskaf word, is 99.996-99.997% suiwer, afhangende van die verskaffer, en bevat 5-7 dpm suurstof en ander onsuiwerhede, insluitend H2O, O2, CO2, koolwaterstowwe, ens., vir 'n totaal van 40 dpm a maksimum. Hoë suiwerheid argon in 'n silinder of vloeibare argon in 'n Dewar kan 99.999% suiwer of 10 dpm totale onsuiwerhede wees, met 'n maksimum van 2 dpm suurstof. LET WEL: Gassuiweraars soos Nanochem of Gatekeeper kan tydens suiwering gebruik word om kontaminasievlakke tot die dele per miljard (ppb) reeks te verminder.
gemengde samestelling. Gasmengsels soos 75% helium/25% argon en 95% argon/5% waterstof kan as beskermingsgasse vir spesiale toepassings gebruik word. Die twee mengsels het warmer sweislasse geproduseer as dié wat onder dieselfde programinstellings as argon gedoen is. Heliummengsels is veral geskik vir maksimum penetrasie deur smeltsweis op koolstofstaal. 'n Konsultant in die halfgeleierbedryf bepleit die gebruik van argon/waterstofmengsels as beskermingsgasse vir UHP-toepassings. Waterstofmengsels het verskeie voordele, maar ook 'n paar ernstige nadele. Die voordeel is dat dit 'n natter plas en 'n gladder sweisoppervlak produseer, wat ideaal is vir die implementering van ultrahoëdruk-gasleweringstelsels met 'n so gladde binneoppervlak as moontlik. Die teenwoordigheid van waterstof bied 'n reduserende atmosfeer, so as spore van suurstof in die gasmengsel teenwoordig is, sal die gevolglike sweislas skoner lyk met minder verkleuring as 'n soortgelyke suurstofkonsentrasie in suiwer argon. Hierdie effek is optimaal teen ongeveer 5% waterstofinhoud. Sommige gebruik 'n 95/5% argon/waterstofmengsel as 'n ID-spoelmiddel om die voorkoms van die interne sweiskraal te verbeter.
Die sweiskraal wat 'n waterstofmengsel as die beskermingsgas gebruik, is smaller, behalwe dat die vlekvrye staal 'n baie lae swaelinhoud het en meer hitte in die sweislas genereer as dieselfde stroominstelling met onvermengde argon. 'n Beduidende nadeel van argon/waterstofmengsels is dat die boog baie minder stabiel is as suiwer argon, en daar is 'n neiging dat die boog dryf, erg genoeg om misfusie te veroorsaak. Boogdrywing kan verdwyn wanneer 'n ander gemengde gasbron gebruik word, wat daarop dui dat dit veroorsaak kan word deur kontaminasie of swak vermenging. Omdat die hitte wat deur die boog gegenereer word, wissel met die waterstofkonsentrasie, is 'n konstante konsentrasie noodsaaklik om herhaalbare sweislasse te verkry, en daar is verskille in voorafgemengde gebottelde gas. Nog 'n nadeel is dat die leeftyd van wolfram aansienlik verkort word wanneer 'n waterstofmengsel gebruik word. Terwyl die rede vir die agteruitgang van wolfram uit die gemengde gas nie bepaal is nie, is daar berig dat die boog moeiliker is en die wolfram moontlik na een of twee sweislasse vervang moet word. Argon/waterstofmengsels kan nie gebruik word om koolstofstaal of titanium te sweis nie.
'n Onderskeidende kenmerk van die TIG-proses is dat dit nie elektrodes verbruik nie. Wolfram het die hoogste smeltpunt van enige metaal (6098°F; 3370°C) en is 'n goeie elektronemitter, wat dit veral geskik maak vir gebruik as 'n nie-verbruikbare elektrode. Die eienskappe daarvan word verbeter deur 2% van sekere seldsame aardoksiede soos ceria, lantaanoksied of toriumoksied by te voeg om die boogaanvang en boogstabiliteit te verbeter. Suiwer wolfram word selde in GTAW gebruik as gevolg van die superieure eienskappe van seriumwolfram, veral vir orbitale GTAW-toepassings. Thoriumwolfram word minder as in die verlede gebruik omdat dit ietwat radioaktief is.
Elektrodes met 'n gepoleerde afwerking is meer eenvormig in grootte. 'n Gladde oppervlak is altyd verkieslik bo 'n growwe of inkonsekwente oppervlak, aangesien konsekwentheid in elektrodegeometrie krities is vir konsekwente, eenvormige sweisresultate. Elektrone wat deur die punt (DCEN) uitgestraal word, dra hitte van die wolframpunt na die sweislas oor. 'n Fyner punt laat die stroomdigtheid baie hoog toe, maar kan lei tot 'n korter wolframleeftyd. Vir orbitale sweiswerk is dit belangrik om die elektrodepunt meganies te slyp om herhaalbaarheid van die wolframgeometrie en sweislasherhaalbaarheid te verseker. Die stomppunt dwing die boog van die sweislas na dieselfde plek op die wolfram. Die puntdeursnee beheer die vorm van die boog en die hoeveelheid penetrasie by 'n spesifieke stroom. Die tapsheidshoek beïnvloed die stroom-/spanningseienskappe van die boog en moet gespesifiseer en beheer word. Die lengte van die wolfram is belangrik omdat 'n bekende lengte wolfram gebruik kan word om die booggaping in te stel. Die booggaping vir 'n spesifieke stroomwaarde bepaal die spanning en dus die krag wat op die sweislas toegepas word.
Die elektrodegrootte en die puntdiameter word gekies volgens die sweisstroomintensiteit. As die stroom te hoog is vir die elektrode of die punt, kan dit metaal van die punt verloor, en die gebruik van elektrodes met 'n puntdiameter wat te groot is vir die stroom, kan boogdrywing veroorsaak. Ons spesifiseer elektrode- en puntdiameters volgens die wanddikte van die sweislas en gebruik 0.0625 deursnee vir byna alles tot 0.093″ wanddikte, tensy die gebruik ontwerp is om gebruik te word met 0.040″ deursnee-elektrodes vir die sweis van klein presisie-komponente. Vir herhaalbaarheid van die sweisproses moet die wolframtipe en -afwerking, lengte, tapshoek, deursnee, puntdiameter en booggaping almal gespesifiseer en beheer word. Vir buissweistoepassings word seriumwolfram altyd aanbeveel omdat hierdie tipe 'n baie langer lewensduur het as ander tipes en uitstekende boogontstekingseienskappe het. Seriumwolfram is nie-radioaktief.
Vir meer inligting, kontak asseblief Barbara Henon, Bestuurder van Tegniese Publikasies, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefoon: 818-896-9556. Faks: 818-890-3724.