Redaktørens bemærkning: Pharmaceutical Online er glade for at præsentere denne artikel i fire dele om orbital svejsning af bioprocesrør af brancheekspert Barbara Henon fra Arc Machines. Denne artikel er tilpasset fra Dr. Henons præsentation på ASME-konferencen sidst på året.
Forhindrer tab af korrosionsbestandighed. Vand med høj renhed, såsom DI eller WFI, er et meget aggressivt ætsemiddel til rustfrit stål. Derudover cykles WFI af farmaceutisk kvalitet ved høj temperatur (80 °C) for at opretholde sterilitet. Der er en subtil forskel mellem at sænke temperaturen nok til at understøtte levende organismer, der er dødelige for produktet, og at hæve temperaturen nok til at fremme produktionen af ​​"rouge". Rouge er en brun film af varierende sammensætning forårsaget af korrosion af komponenter i rørsystemer i rustfrit stål. Snavs og jernoxider kan være hovedkomponenterne, men forskellige former for jern, krom og nikkel kan også være til stede. Tilstedeværelsen af ​​rouge er dødelig for nogle produkter, og dens tilstedeværelse kan føre til yderligere korrosion, selvom dens tilstedeværelse i andre systemer synes at være ret godartet.
Svejsning kan have en negativ indflydelse på korrosionsbestandigheden. Varm farve er resultatet af oxiderende materiale, der aflejres på svejsninger og HAZ'er under svejsning, er særligt skadelig og er forbundet med dannelsen af ​​rouge i farmaceutiske vandsystemer. Dannelse af kromoxid kan forårsage en varm farvetone, der efterlader et kromfattigt lag, der er modtageligt for korrosion. Varm farve kan fjernes ved bejdsning og slibning, fjernelse af metal fra overfladen, inklusive det underliggende kromfattige lag, og genoprettelse af korrosionsbestandighed til niveauer tæt på basismetalniveauer. Bejdsning og slibning er dog skadeligt for overfladefinishen. Passivering af rørsystemet med salpetersyre eller chelateringsmiddelformuleringer udføres for at overvinde de negative virkninger af svejsning og fremstilling, før rørsystemet tages i brug. Auger-elektronanalyse viste, at chelateringspassivering kunne genoprette overfladeændringerne i fordelingen af ​​ilt, krom, jern, nikkel og mangan, der opstod i svejsningen og den varmepåvirkede zone, til tilstanden før svejsning. Passivering påvirker dog kun det ydre overfladelag og trænger ikke ind under 50 Å, hvorimod termisk farvning kan strække sig... 1000 Ångstrøm eller mere under overfladen.
For at installere korrosionsbestandige rørsystemer tæt på ikke-svejsede underlag er det derfor vigtigt at forsøge at begrænse svejsnings- og fabrikationsinducerede skader til niveauer, der i væsentlig grad kan genoprettes ved passivering. Dette kræver brug af en rensegas med minimalt iltindhold og tilførsel til den indvendige diameter af den svejsede samling uden kontaminering af atmosfærisk ilt eller fugt. Præcis kontrol af varmetilførsel og undgåelse af overophedning under svejsning er også vigtigt for at forhindre tab af korrosionsbestandighed. Kontrol af fremstillingsprocessen for at opnå repeterbare og ensartede svejsninger af høj kvalitet, samt omhyggelig håndtering af rør og komponenter i rustfrit stål under fremstillingen for at forhindre kontaminering, er væsentlige krav til et rørsystem af høj kvalitet, der modstår korrosion og yder langvarig produktiv service.
Materialer, der anvendes i rørsystemer af rustfrit stål med høj renhed, biofarmaceutisk materiale, har gennemgået en udvikling mod forbedret korrosionsbestandighed i løbet af det seneste årti. Det meste rustfrit stål, der blev brugt før 1980, var 304 rustfrit stål, fordi det var relativt billigt og en forbedring i forhold til det kobber, der tidligere blev brugt. Faktisk er rustfrit stål i 300-serien relativt nemt at bearbejde, kan smeltesvejses uden unødigt tab af korrosionsbestandighed og kræver ikke særlig forvarmning og eftervarmebehandling.
For nylig er brugen af ​​316 rustfrit stål i rørledninger med høj renhed steget. Type 316 har en lignende sammensætning som type 304, men ud over de krom- og nikkellegeringselementer, der er fælles for begge, indeholder 316 ca. 2% molybdæn, hvilket forbedrer 316's korrosionsbestandighed betydeligt. Type 304L og 316L, kaldet "L"-kvaliteter, har et lavere kulstofindhold end standardkvaliteter (0,035% vs. 0,08%). Denne reduktion i kulstofindhold har til formål at reducere mængden af ​​karbidudfældning, der kan forekomme på grund af svejsning. Dette er dannelsen af ​​kromkarbid, som udtømmer korngrænserne for krombasismetallet, hvilket gør det modtageligt for korrosion. Dannelsen af ​​kromkarbid, kaldet "sensibilisering", er tids- og temperaturafhængig og er et større problem ved håndlodning. Vi har vist, at orbitalsvejsning af superaustenitisk rustfrit stål AL-6XN giver mere korrosionsbestandige svejsninger end lignende svejsninger udført i hånden. Dette skyldes, at orbitalsvejsning giver præcis kontrol af strømstyrken, pulsering og timing, hvilket resulterer i en lavere og mere ensartet varmetilførsel end manuel svejsning. Orbital svejsning i kombination med "L" kvaliteterne 304 og 316 eliminerer stort set karbidudfældning som en faktor i udviklingen af ​​korrosion i rørsystemer.
Variation fra varme til varme i rustfrit stål. Selvom svejseparametre og andre faktorer kan holdes inden for forholdsvis snævre tolerancer, er der stadig forskelle i den varmetilførsel, der kræves for at svejse rustfrit stål fra varme til varme. Et varmenummer er det lotnummer, der tildeles en specifik rustfri stålsmelte på fabrikken. Den nøjagtige kemiske sammensætning af hver batch registreres på fabrikkens testrapport (MTR) sammen med batchidentifikationen eller varmenummeret. Rent jern smelter ved 1538 °C (2800 °F), mens legerede metaller smelter inden for et temperaturområde, afhængigt af typen og koncentrationen af ​​hver tilstedeværende legering eller sporstof. Da ingen to varmetyper af rustfrit stål vil indeholde nøjagtig den samme koncentration af hvert element, vil svejseegenskaberne variere fra ovn til ovn.
SEM af orbitale svejsninger i 316L-rør på AOD-rør (øverst) og EBR-materiale (nederst) viste en signifikant forskel i svejsesømmens glathed.
Selvom en enkelt svejseprocedure kan fungere for de fleste svejsetyper med lignende yderdiameter og vægtykkelse, kræver nogle svejsetyper mindre strømstyrke, og nogle kræver højere strømstyrke end typisk. Af denne grund skal opvarmning af forskellige materialer på arbejdsstedet overvåges nøje for at undgå potentielle problemer. Ofte kræver ny svejseprocedure kun en lille ændring i strømstyrke for at opnå en tilfredsstillende svejseprocedure.
Svovlproblem. Elementært svovl er en jernmalmrelateret urenhed, der i vid udstrækning fjernes under stålfremstillingsprocessen. AISI type 304 og 316 rustfrit stål er specificeret med et maksimalt svovlindhold på 0,030 %. Med udviklingen af ​​moderne stålraffineringsprocesser, såsom argon-oxygenafkulning (AOD) og dobbelt vakuumsmeltningspraksis såsom vakuuminduktionssmeltning efterfulgt af vakuumbueomsmeltning (VIM+VAR), er det blevet muligt at producere stål, der er meget specielle på følgende måder. deres kemiske sammensætning. Det er blevet bemærket, at smeltebadets egenskaber ændrer sig, når stålets svovlindhold er under ca. 0,008 %. Dette skyldes svovls og i mindre grad andre elementers effekt på temperaturkoefficienten for overfladespændingen i smeltebadet, hvilket bestemmer væskebadets strømningsegenskaber.
Ved meget lave svovlindhold (0,001 % – 0,003 %) bliver indtrængningen af ​​svejsebadet meget bred sammenlignet med lignende svejsninger foretaget på materialer med middel svovlindhold. Svejsninger foretaget på rør af rustfrit stål med lavt svovlindhold vil have bredere svejsninger, mens der på rør med tykkere vægge (0,065 tommer eller 1,66 mm eller mere) vil være en større tendens til at lave svejsninger. Fordybningssvejsning. Når svejsestrømmen er tilstrækkelig til at producere en fuldt penetreret svejsning, gør dette materialer med meget lavt svovlindhold vanskeligere at svejse, især med tykkere vægge. I den højere ende af svovlindholdet i rustfrit stål 304 eller 316 har svejsevulsten en tendens til at være mindre flydende i udseende og ruere end materialer med middel svovlindhold. Derfor vil det ideelle svovlindhold for svejseevne ligge i området fra ca. 0,005 % til 0,017 %, som specificeret i ASTM A270 S2 for rør af farmaceutisk kvalitet.
Producenter af elektropolerede rør af rustfrit stål har bemærket, at selv moderate niveauer af svovl i rustfrit stål 316 eller 316L gør det vanskeligt at imødekomme deres halvleder- og biofarmaceutiske kunders behov for glatte, hulfri indvendige overflader. Brugen af ​​scanningselektronmikroskopi til at verificere glatheden af ​​røroverfladen bliver stadig mere almindelig. Svovl i basismetaller har vist sig at danne ikke-metalliske indeslutninger eller mangansulfid (MnS) "stringere", der fjernes under elektropolering og efterlader hulrum i området 0,25-1,0 mikron.
Producenter og leverandører af elektropolerede rør driver markedet mod brugen af ​​materialer med ultralavt svovlindhold for at opfylde deres krav til overfladefinish. Problemet er dog ikke begrænset til elektropolerede rør, da indeslutningerne i ikke-elektropolerede rør fjernes under passivering af rørsystemet. Hulrum har vist sig at være mere tilbøjelige til grubetæring end glatte overflader. Så der er nogle gyldige grunde til tendensen mod materialer med lavt svovlindhold, "renere" materialer.
Bueafbøjning. Ud over at forbedre svejseevnen af ​​rustfrit stål forbedrer tilstedeværelsen af ​​en vis mængde svovl også bearbejdeligheden. Som følge heraf har producenter og producent en tendens til at vælge materialer i den højere ende af det specificerede svovlindholdsområde. Svejsning af rør med meget lave svovlindhold til fittings, ventiler eller andre rør med højere svovlindhold kan skabe svejseproblemer, fordi buen vil være forspændt mod rør med lavt svovlindhold. Når der opstår bueafbøjning, bliver penetrationen dybere på siden med lavt svovlindhold end på siden med højt svovlindhold, hvilket er det modsatte af, hvad der sker, når man svejser rør med matchende svovlindhold. I ekstreme tilfælde kan svejsestrengen trænge fuldstændigt ind i materialet med lavt svovlindhold og efterlade svejsningens indre fuldstændig usmeltet (Fihey og Simeneau, 1982). For at matche svovlindholdet i fittings med rørets svovlindhold har Carpenter Steel Division of Carpenter Technology Corporation of Pennsylvania introduceret et lavsvovlholdigt (maks. 0,005 %) 316 stangmateriale (Type 316L-SCQ) (VIM+VAR) til fremstilling af fittings og andre... Komponenter beregnet til at blive svejset til rør med lavt svovlindhold. Det er meget nemmere at svejse to materialer med meget lavt svovlindhold til hinanden end at svejse et materiale med meget lavt svovlindhold til et materiale med højere svovlindhold.
Skiftet til brug af rør med lavt svovlindhold skyldes i høj grad behovet for at opnå glatte elektropolerede indvendige røroverflader. Mens overfladefinish og elektropolering er vigtige for både halvlederindustrien og biotek-/farmaceutisk industri, specificerede SEMI, da de skrev halvlederindustriens specifikationer, at 316L-rør til procesgasledninger skal have en svovlhætte på 0,004% for optimal ydeevne. Overfladeender. ASTM ændrede derimod deres ASTM 270-specifikation til at inkludere rør af farmaceutisk kvalitet, der begrænser svovlindholdet til et område på 0,005 til 0,017%. Dette burde resultere i færre svejsevanskeligheder sammenlignet med svovl i lavere områder. Det skal dog bemærkes, at selv inden for dette begrænsede område kan der stadig forekomme bueafbøjning ved svejsning af rør med lavt svovlindhold til rør eller fittings med højt svovlindhold, og installatører bør omhyggeligt spore opvarmningen af ​​materialet og kontrollere loddekompatibiliteten mellem opvarmning inden fremstilling. Produktion af svejsninger.
andre sporstoffer. Sporstoffer, herunder svovl, ilt, aluminium, silicium og mangan, har vist sig at påvirke indtrængningen. Spormængder af aluminium, silicium, calcium, titanium og krom, der er til stede i basismetallet som oxidindeslutninger, er forbundet med slaggedannelse under svejsning.
Effekterne af de forskellige elementer er kumulative, så tilstedeværelsen af ​​ilt kan opveje nogle af de lave svovleffekter. Høje niveauer af aluminium kan modvirke den positive effekt på svovlpenetration. Mangan fordamper ved svejsetemperatur og aflejres i den svejsevarmepåvirkede zone. Disse manganaflejringer er forbundet med tab af korrosionsbestandighed. (Se Cohen, 1997). Halvlederindustrien eksperimenterer i øjeblikket med 316L-materialer med lavt manganindhold og endda ultralavt manganindhold for at forhindre dette tab af korrosionsbestandighed.
Slaggedannelse. Slaggeøer optræder lejlighedsvis på rustfrit stålperler ved nogle svejsetemperaturer. Dette er i sagens natur et materialeproblem, men nogle gange kan ændringer i svejseparametre minimere dette, eller ændringer i argon/hydrogen-blandingen kan forbedre svejsningen. Pollard fandt, at forholdet mellem aluminium og silicium i basismetallet påvirker slaggedannelsen. For at forhindre dannelse af uønsket plaklignende slagge anbefaler han at holde aluminiumindholdet på 0,010 % og siliciumindholdet på 0,5 %. Men når Al/Si-forholdet er over dette niveau, kan der dannes sfærisk slagge i stedet for plaklignende slagge. Denne type slagge kan efterlade huller efter elektropolering, hvilket er uacceptabelt til applikationer med høj renhed. Slaggeøer, der dannes på svejsningens yderside, kan forårsage ujævn indtrængning af den indvendige svejsesømme og kan resultere i utilstrækkelig indtrængning. Slaggeøerne, der dannes på den indvendige svejsesømme, kan være modtagelige for korrosion.
Enkeltløbssvejsning med pulsering. Standard automatisk orbitalrørsvejsning er en enkeltløbssvejsning med pulserende strøm og kontinuerlig rotation med konstant hastighed. Denne teknik er egnet til rør med udvendige diametre fra 1/8″ til ca. 7″ og vægtykkelser på 0,083″ og derunder. Efter en tidsbestemt forrensning forekommer lysbuedannelse. Penetration af rørvæggen opnås under en tidsbestemt forsinkelse, hvor lysbuedannelse er til stede, men ingen rotation forekommer. Efter denne rotationsforsinkelse roterer elektroden omkring svejsefugen, indtil svejsningen slutter sig til eller overlapper den indledende del af svejsningen under det sidste svejselag. Når forbindelsen er færdig, aftager strømmen i et tidsbestemt fald.
Trinvis tilstand ("synkroniseret" svejsning). Til smeltesvejsning af tykkere væggede materialer, typisk større end 0,083 tommer, kan smeltesvejsestrømkilden bruges i synkron eller trinvis tilstand. I synkron eller trinvis tilstand synkroniseres svejsestrømpulsen med slaget, så rotoren er stationær for maksimal penetration under høje strømpulser og bevæger sig under lave strømpulser. Synkrone teknikker bruger længere pulstider, i størrelsesordenen 0,5 til 1,5 sekunder, sammenlignet med en tiendedel eller hundrededel af et sekunds pulstid til konventionel svejsning. Denne teknik kan effektivt svejse 0,154″ eller 6″ tykke 40 gauge 40 tyndvæggede rør med 0,154″ eller 6″ vægtykkelse. Trinvise teknikker producerer en bredere svejsning, hvilket gør den fejltolerant og nyttig til svejsning af uregelmæssige dele såsom rørfittings til rør, hvor der kan være forskelle i dimensionstolerancer, en vis forskydning eller materialets termiske inkompatibilitet. Denne type svejsning kræver cirka dobbelt så meget lysbuetid som konventionel svejsning og er mindre egnet til ultra-høj renhed (UHP) applikationer på grund af den bredere, ruere... søm.
Programmerbare variabler. Den nuværende generation af svejsestrømkilder er mikroprocessorbaserede og lagrer programmer, der specificerer numeriske værdier for svejseparametre for en specifik diameter (OD) og vægtykkelse på det rør, der skal svejses, inklusive skylletid, svejsestrøm, bevægelseshastighed (RPM)), antal lag og tid pr. lag, pulstid, nedadgående tid osv. For orbitale rørsvejsninger med tilføjet svejsetråd vil programparametrene omfatte trådfremføringshastighed, brænderoscillationsamplitude og dvæletid, AVC (buespændingskontrol for at give konstant buegab) og upslope. For at udføre smeltesvejsning skal du installere svejsehovedet med den passende elektrode og rørklemmeindsatser på røret og hente svejseplanen eller programmet fra strømkildens hukommelse. Svejsesekvensen startes ved at trykke på en knap eller membranpaneltast, og svejsningen fortsætter uden operatørindgriben.
Ikke-programmerbare variabler. For at opnå ensartet god svejsekvalitet skal svejseparametrene kontrolleres omhyggeligt. Dette opnås gennem nøjagtigheden af ​​svejsestrømkilden og svejseprogrammet, som er et sæt instruktioner, der indtastes i strømkilden, bestående af svejseparametre, til svejsning af en bestemt størrelse rør eller rør. Der skal også være et effektivt sæt svejsestandarder, der specificerer svejseacceptkriterier og et svejseinspektions- og kvalitetskontrolsystem for at sikre, at svejsningen opfylder de aftalte standarder. Imidlertid skal visse faktorer og procedurer ud over svejseparametre også kontrolleres omhyggeligt. Disse faktorer omfatter brugen af ​​godt udstyr til endeforberedelse, god rengøring og håndteringspraksis, gode dimensionstolerancer for rør eller andre dele, der svejses, ensartet wolframtype og -størrelse, højt rensede inerte gasser og omhyggelig opmærksomhed på materialevariationer. - høj temperatur.
Forberedelseskravene til rørendesvejsning er mere kritiske for orbitalsvejsning end manuel svejsning. Svejsede samlinger til orbitalsvejsning af rør er normalt firkantede stumpsamlinger. For at opnå den ønskede repeterbarhed ved orbitalsvejsning kræves præcis, ensartet, maskinbearbejdet endeforberedelse. Da svejsestrømmen afhænger af vægtykkelsen, skal enderne være firkantede uden grater eller affasninger på den ydre eller indre diameter (OD eller ID), hvilket ville resultere i forskellige vægtykkelser.
Rørenderne skal passe sammen i svejsehovedet, så der ikke er noget mærkbart mellemrum mellem enderne af den firkantede stødsamling. Selvom svejsede samlinger med små mellemrum kan opnås, kan svejsekvaliteten blive negativt påvirket. Jo større mellemrummet er, desto mere sandsynligt er der et problem. Dårlig samling kan resultere i en fuldstændig fejl i lodningen. Rørsave fremstillet af George Fischer og andre, der skærer røret og vender mod rørenderne i samme operation, eller bærbare drejebænke til endeforberedelse som dem fremstillet af Protem, Wachs og andre, bruges ofte til at lave glatte orbitale svejsninger, der er egnede til bearbejdning. Kapsave, nedstrygere, båndsave og rørskærere er ikke egnede til dette formål.
Ud over de svejseparametre, der tilfører strøm til svejsning, er der andre variabler, der kan have en dybtgående effekt på svejsningen, men de er ikke en del af selve svejseproceduren. Dette inkluderer typen og størrelsen af ​​wolfram, typen og renheden af ​​den gas, der bruges til at afskærme lysbuen og rense indersiden af ​​svejsefugen, gasstrømmen, der bruges til rensning, typen af ​​hoved og strømkilde, der bruges, samlingens konfiguration og alle andre relevante oplysninger. Vi kalder disse "ikke-programmerbare" variabler og registrerer dem på svejseplanen. For eksempel betragtes gastypen som en væsentlig variabel i svejseprocedurespecifikationen (WPS) for svejseprocedurer, der overholder ASME Section IX Boiler and Pressure Vessel Code. Ændringer i gastype eller gasblandingsprocenter eller eliminering af ID-rensning kræver fornyet validering af svejseproceduren.
Svejsegas. Rustfrit stål er modstandsdygtigt over for atmosfærisk iltoxidation ved stuetemperatur. Når det opvarmes til dets smeltepunkt (1530 °C eller 2800 °F for rent jern), oxideres det let. Inert argon bruges oftest som beskyttelsesgas og til at rense indvendige svejsede samlinger gennem den orbitale GTAW-proces. Gassens renhed i forhold til ilt og fugt bestemmer mængden af ​​oxidationsinduceret misfarvning, der opstår på eller i nærheden af ​​svejsningen efter svejsning. Hvis rensegassen ikke er af højeste kvalitet, eller hvis rensesystemet ikke er fuldstændig lækagefrit, således at en lille mængde luft lækker ind i rensesystemet, kan oxidationen være lys blågrøn eller blålig. Selvfølgelig vil ingen rengøring resultere i den skorpede sorte overflade, der almindeligvis omtales som "sødet". Svejsekvalitetsargon, der leveres i cylindre, er 99,996-99,997 % ren, afhængigt af leverandøren, og indeholder 5-7 ppm ilt og andre urenheder, herunder H2O, O2, CO2, kulbrinter osv., i alt 40 ppm a maksimum. Højrent argon i en cylinder eller flydende argon i en Dewar kan være 99,999% ren eller 10 ppm totale urenheder, med et maksimum på 2 ppm ilt. BEMÆRK: Gasrensere som Nanochem eller Gatekeeper kan bruges under rensning for at reducere forureningsniveauer til milliarddele (ppb)-området.
Blandet sammensætning. Gasblandinger såsom 75% helium/25% argon og 95% argon/5% hydrogen kan bruges som beskyttelsesgasser til specielle anvendelser. De to blandinger producerede varmere svejsninger end dem, der blev udført under de samme programindstillinger som argon. Heliumblandinger er særligt velegnede til maksimal penetration ved smeltesvejsning på kulstofstål. En konsulent fra halvlederindustrien anbefaler brugen af ​​argon/hydrogenblandinger som beskyttelsesgasser til UHP-applikationer. Hydrogenblandinger har flere fordele, men også nogle alvorlige ulemper. Fordelen er, at det producerer en vådere pøl og en glattere svejseoverflade, hvilket er ideelt til implementering af ultrahøjtryksgasleveringssystemer med en så glat indre overflade som muligt. Tilstedeværelsen af ​​hydrogen giver en reducerende atmosfære, så hvis der er spor af ilt til stede i gasblandingen, vil den resulterende svejsning se renere ud med mindre misfarvning end en lignende iltkoncentration i ren argon. Denne effekt er optimal ved ca. 5% hydrogenindhold. Nogle bruger en 95/5% argon/hydrogenblanding som en ID-rensning for at forbedre udseendet af den indre svejsestreng.
Svejsestrengen, der bruger en hydrogenblanding som beskyttelsesgas, er smallere, bortset fra at rustfrit stål har et meget lavt svovlindhold og genererer mere varme i svejsningen end den samme strømindstilling med ublandet argon. En betydelig ulempe ved argon/hydrogenblandinger er, at lysbuen er langt mindre stabil end ren argon, og der er en tendens til, at lysbuen driver, alvorlig nok til at forårsage fejlfusion. Lysbuedrift kan forsvinde, når der anvendes en anden blandet gaskilde, hvilket tyder på, at det kan være forårsaget af forurening eller dårlig blanding. Fordi den varme, der genereres af lysbuen, varierer med hydrogenkoncentrationen, er en konstant koncentration afgørende for at opnå gentagelige svejsninger, og der er forskelle i forblandet flaskegas. En anden ulempe er, at wolframens levetid forkortes betydeligt, når der anvendes en hydrogenblanding. Selvom årsagen til forringelsen af ​​wolfram fra den blandede gas ikke er blevet fastslået, er det blevet rapporteret, at lysbuen er mere vanskelig, og wolframen skal muligvis udskiftes efter en eller to svejsninger. Argon/hydrogenblandinger kan ikke bruges til at svejse kulstofstål eller titanium.
Et kendetegn ved TIG-processen er, at den ikke forbruger elektroder. Wolfram har det højeste smeltepunkt af alle metaller (6098°F; 3370°C) og er en god elektronemitter, hvilket gør den særligt velegnet til brug som en ikke-forbrugelig elektrode. Dens egenskaber forbedres ved at tilsætte 2% af visse sjældne jordartsoxider såsom ceriumoxid, lanthanoxid eller thoriumoxid for at forbedre lysbuestart og lysbuestabilitet. Ren wolfram bruges sjældent i GTAW på grund af ceriumwolframs overlegne egenskaber, især til orbitale GTAW-applikationer. Thoriumwolfram bruges mindre end tidligere, fordi de er noget radioaktive.
Elektroder med en poleret finish er mere ensartede i størrelse. En glat overflade er altid at foretrække frem for en ru eller ujævn overflade, da ensartethed i elektrodegeometrien er afgørende for ensartede, ensartede svejseresultater. Elektroner, der udsendes fra spidsen (DCEN), overfører varme fra wolframspidsen til svejsningen. En finere spids gør det muligt at holde strømtætheden meget høj, men kan resultere i en kortere wolframlevetid. Ved orbitalsvejsning er det vigtigt at slibe elektrodespidsen mekanisk for at sikre repeterbarhed af wolframgeometrien og svejsningens repeterbarhed. Den stumpe spids tvinger buen fra svejsningen til det samme sted på wolframen. Spidsdiameteren styrer formen på buen og mængden af ​​indtrængning ved en bestemt strøm. Konusvinklen påvirker strøm-/spændingskarakteristikaene for buen og skal specificeres og kontrolleres. Wolframens længde er vigtig, fordi en kendt længde af wolfram kan bruges til at indstille buegabet. Buegabet for en specifik strømværdi bestemmer spændingen og dermed den effekt, der påføres svejsningen.
Elektrodestørrelsen og dens spidsdiameter vælges i henhold til svejsestrømmens intensitet. Hvis strømmen er for høj for elektroden eller dens spids, kan den miste metal fra spidsen, og brug af elektroder med en spidsdiameter, der er for stor til strømmen, kan forårsage lysbuedrift. Vi specificerer elektrode- og spidsdiametre efter svejsefugens vægtykkelse og bruger 0,0625 diameter til næsten alt op til 0,093" vægtykkelse, medmindre brugen er designet til at blive brugt med elektroder med en diameter på 0,040" til svejsning af små præcisionskomponenter. For at svejseprocessen kan gentages, skal wolframtype og -finish, længde, konusvinkel, diameter, spidsdiameter og lysbueafstand specificeres og kontrolleres. Til rørsvejsningsapplikationer anbefales ceriumwolfram altid, fordi denne type har en meget længere levetid end andre typer og har fremragende lysbuetændelsesegenskaber. Ceriumwolfram er ikke-radioaktivt.
For yderligere information, kontakt venligst Barbara Henon, chef for tekniske publikationer, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefon: 818-896-9556. Fax: 818-890-3724.