Noto de la Redaktoro: Pharmaceutical Online plaĉe prezentas ĉi tiun kvarpartan artikolon pri orbita veldado de bioprocezaj tubaroj far industria fakulo Barbara Henon de Arc Machines. Ĉi tiu artikolo estas adaptita de la prezento de Dr. Henon ĉe la ASME-konferenco fine de la pasinta jaro.
Malhelpi perdon de korodrezisto. Alta pureca akvo kiel DI aŭ WFI estas tre agresema detranĉilo por rustorezista ŝtalo. Krome, farmacia grado WFI estas ciklita je alta temperaturo (80 °C) por konservi sterilecon. Ekzistas subtila diferenco inter malaltigi la temperaturon sufiĉe por subteni vivantajn organismojn mortigajn por la produkto kaj altigi la temperaturon sufiĉe por antaŭenigi la produktadon de "ruĝo". Ruĝo estas bruna filmo de varia konsisto kaŭzita de korodo de rustorezistaŝtalaj tubaraj sistemoj. Malpuraĵo kaj feroksidoj povas esti la ĉefaj komponantoj, sed diversaj formoj de fero, kromo kaj nikelo ankaŭ povas ĉeesti. La ĉeesto de ruĝo estas mortiga por iuj produktoj kaj ĝia ĉeesto povas konduki al plia korodo, kvankam ĝia ĉeesto en aliaj sistemoj ŝajnas esti sufiĉe benigna.
Veldado povas negative influi korodreziston. Varma koloro estas la rezulto de oksidiga materialo deponita sur veldsuturoj kaj HAZ-oj dum veldado, estas precipe malutila, kaj estas asociita kun la formado de ruĝo en farmaciaj akvosistemoj. Kromoksida formado povas kaŭzi varman nuancon, lasante kromo-malplenigitan tavolon, kiu estas sentema al korodo. Varma koloro povas esti forigita per piklado kaj muelado, forigante metalon de la surfaco, inkluzive de la subesta kromo-malplenigita tavolo, kaj restarigante korodreziston al niveloj proksimaj al bazmetalaj niveloj. Tamen, piklado kaj muelado estas malutilaj por la surfaca finpoluro. Pasivigo de la tubaro per nitrata acido aŭ kelatigaj agentaj formuloj estas farita por superi la malutilajn efikojn de veldado kaj fabrikado antaŭ ol la tubaro estas ekfunkciigita. Auger-elektrona analizo montris, ke kelata pasivigo povus restarigi la surfacajn ŝanĝojn en la distribuado de oksigeno, kromo, fero, nikelo kaj mangano, kiuj okazis en la veldo kaj varme trafita zono, al la antaŭvelda stato. Tamen, pasivigo nur influas la eksteran surfacan tavolon kaj ne penetras sub 50 angstromojn, dum termika kolorigo povas etendiĝi. 1000 angstromojn aŭ pli sub la surfaco.
Tial, por instali korod-rezistajn tubarsistemojn proksime al nevelditaj substratoj, gravas provi limigi veldadon kaj fabrikad-induktitan difekton al niveloj, kiujn oni povas konsiderinde reakiri per pasivigo. Tio postulas la uzon de puriggaso kun minimuma oksigenenhavo kaj liveron al la interna diametro de la veldita junto sen poluado per atmosfera oksigeno aŭ humideco. Preciza kontrolo de varmenigo kaj evitado de trovarmiĝo dum veldado ankaŭ gravas por malhelpi perdon de korodrezisto. Kontroli la fabrikadan procezon por atingi ripeteblajn kaj koherajn altkvalitajn veldsuturojn, same kiel la zorgema manipulado de rustorezistŝtalaj tuboj kaj komponantoj dum fabrikado por malhelpi poluadon, estas esencaj postuloj por altkvalita tubarsistemo, kiu rezistas korodon kaj provizas longdaŭran produktivan servon.
Materialoj uzataj en altpurecaj biofarmaciaj rustorezistaŝtalaj tubsistemoj spertis evoluon al plibonigita korodrezisto dum la pasinta jardeko. Plejparto de rustorezista ŝtalo uzata antaŭ 1980 estis 304 rustorezista ŝtalo ĉar ĝi estis relative malmultekosta kaj plibonigo kompare kun la kupro uzata antaŭe. Fakte, 300-seriaj rustorezistaj ŝtaloj estas relative facile maŝineblaj, povas esti fandvelditaj sen nepravigebla perdo de sia korodrezisto, kaj ne postulas specialan antaŭvarmigon kaj postvarmotraktadojn.
Lastatempe, la uzo de rustorezista ŝtalo 316 en altpurecaj tubaplikaĵoj pliiĝis. Tipo 316 similas laŭ konsisto al Tipo 304, sed krom la kromaj kaj nikelaj alojelementoj komunaj al ambaŭ, 316 enhavas ĉirkaŭ 2% da molibdeno, kiu signife plibonigas la korodreziston de 316. Tipoj 304L kaj 316L, nomataj "L" gradoj, havas pli malaltan karbonan enhavon ol normaj gradoj (0,035% kontraŭ 0,08%). Ĉi tiu redukto de karbona enhavo celas redukti la kvanton de karbida precipitaĵo, kiu povas okazi pro veldado. Ĉi tio estas la formado de kroma karbido, kiu malplenigas la grenlimojn de la kroma bazmetalo, igante ĝin sentema al korodo. La formado de kroma karbido, nomata "sentemigo", dependas de tempo kaj temperaturo kaj estas pli granda problemo dum mana lutado. Ni montris, ke orbita veldado de super-aŭstenita rustorezista ŝtalo AL-6XN provizas pli korodrezistajn veldsuturojn ol similaj veldsuturoj faritaj permane. Ĉi tio estas ĉar orbita veldado provizas precizan kontrolon de... amperaĝo, pulsado kaj tempigo, rezultante en pli malalta kaj pli unuforma varmo-enigo ol mana veldado. Orbita veldado kombine kun "L" gradoj 304 kaj 316 preskaŭ eliminas karbidan precipitaĵon kiel faktoron en la evoluo de korodo en tubaroj.
Vario de neoksidebla ŝtalo inter varmoj. Kvankam veldaj parametroj kaj aliaj faktoroj povas esti tenataj ene de sufiĉe striktaj tolerancoj, ankoraŭ ekzistas diferencoj en la varmenigo bezonata por veldi neoksideblan ŝtalon de varmo al varmo. Varmonumero estas la lotnumero asignita al specifa fandita neoksidebla ŝtalo en la fabriko. La preciza kemia konsisto de ĉiu aro estas registrita en la Fabrika Testa Raporto (MTR) kune kun la ara identigo aŭ varmonumero. Pura fero fandiĝas je 1538 °C (2800 °F), dum alojitaj metaloj fandiĝas ene de gamo da temperaturoj, depende de la tipo kaj koncentriĝo de ĉiu alojo aŭ spurelemento ĉeestanta. Ĉar neniuj du varmoj de neoksidebla ŝtalo enhavos precize la saman koncentriĝon de ĉiu elemento, veldaj karakterizaĵoj varios de forno al forno.
SEM de orbitaj veldsuturoj el 316L-tuboj sur AOD-tubo (supre) kaj EBR-materialo (sube) montris signifan diferencon en la glateco de la veldsuturo.
Dum ununura veldproceduro povas funkcii por plej multaj varmoj kun simila ekstera diametro kaj murdikeco, iuj varmoj postulas malpli da amperaĝo kaj iuj postulas pli altan amperaĝon ol tipe. Pro ĉi tiu kialo, varmigo de malsamaj materialoj sur la laborejo devas esti zorge spurita por eviti eblajn problemojn. Ofte, nova varmo postulas nur malgrandan ŝanĝon en amperaĝo por atingi kontentigan veldproceduron.
Problemo pri sulfuro. Elementa sulfuro estas fererco-rilata malpuraĵo, kiu estas plejparte forigita dum la ŝtalfarada procezo. Neoksideblaj ŝtaloj AISI Tipo 304 kaj 316 estas specifitaj kun maksimuma sulfura enhavo de 0,030%. Kun la disvolviĝo de modernaj ŝtalrafinaj procezoj, kiel ekzemple Argona Oksigena Dekarbonigo (AOD) kaj duoblaj vakuaj fandpraktikoj kiel Vakua Indukta Fandado sekvata de Vakua Arka Refandado (VIM+VAR), fariĝis eble produkti ŝtalojn, kiuj estas tre specialaj laŭ la jenaj manieroj. ilia kemia konsisto. Oni rimarkis, ke la ecoj de la veldflako ŝanĝiĝas kiam la sulfura enhavo de la ŝtalo estas sub ĉirkaŭ 0,008%. Ĉi tio ŝuldiĝas al la efiko de sulfuro kaj malpligrade aliaj elementoj sur la temperaturkoeficiento de surfaca tensio de la veldflako, kiu determinas la fluajn karakterizaĵojn de la likva flakaĵo.
Ĉe tre malaltaj sulfurkoncentriĝoj (0,001% - 0,003%), la penetro de la veldsuturo fariĝas tre larĝa kompare kun similaj veldsuturoj faritaj sur mezsulfurenhavaj materialoj. Veldsuturoj faritaj sur malaltsulfuraj rustorezista ŝtalaj tuboj havos pli larĝajn veldsuturojn, dum sur pli dikaj muroj (0,065 coloj, aŭ 1,66 mm aŭ pli) estos pli granda tendenco fari veldsuturojn. Niĉa veldado. Kiam la veldfluo sufiĉas por produkti plene penetritan veldsuturon. Ĉi tio malfaciligas veldi materialojn kun tre malalta sulfurenhavo, precipe kun pli dikaj muroj. Ĉe la pli alta fino de la sulfurkoncentriĝo en rustorezista ŝtalo 304 aŭ 316, la veldperlo emas esti malpli fluida laŭ aspekto kaj pli malglata ol mezsulfuraj materialoj. Tial, por veldeblo, la ideala sulfurenhavo estus en la intervalo de proksimume 0,005% ĝis 0,017%, kiel specifite en ASTM A270 S2 por farmacikvalitaj tuboj.
Produktantoj de elektropoluritaj rustorezista ŝtalaj tuboj rimarkis, ke eĉ moderaj niveloj de sulfuro en rustorezista ŝtalo 316 aŭ 316L malfaciligas plenumi la bezonojn de iliaj duonkonduktaĵaj kaj biofarmaciaj klientoj por glataj, senkavaj internaj surfacoj. La uzo de skana elektrona mikroskopio por kontroli la glatecon de la tubsurfaca finpoluro estas ĉiam pli ofta. Sulfuro en bazmetaloj montriĝis formi nemetalajn enfermaĵojn aŭ manganajn sulfidajn (MnS) "ŝnurojn", kiuj estas forigitaj dum elektropolurado kaj lasas malplenojn en la intervalo de 0,25-1,0 mikrometroj.
Fabrikistoj kaj provizantoj de elektropoluritaj tuboj pelas la merkaton al la uzo de ultra-malsulfuraj materialoj por plenumi siajn surfacajn finpolurpostulojn. Tamen, la problemo ne limiĝas al elektropoluritaj tuboj, ĉar en ne-elektropoluritaj tuboj la enfermaĵoj estas forigitaj dum pasivigo de la tubaro. Malplenoj montriĝis pli emaj al kaviĝado ol glataj surfacaj areoj. Do ekzistas kelkaj validaj kialoj por la tendenco al malalt-sulfuraj, pli "puraj" materialoj.
Arka dekliniĝo. Aldone al plibonigo de la veldeblo de rustorezista ŝtalo, la ĉeesto de iom da sulfuro ankaŭ plibonigas maŝineblecon. Rezulte, fabrikantoj emas elekti materialojn ĉe la pli alta fino de la specifita sulfura enhava gamo. Veldado de tuboj kun tre malaltaj sulfurkoncentriĝoj al armaturoj, valvoj aŭ aliaj tuboj kun pli alta sulfurenhavo povas krei veldajn problemojn, ĉar la arko estos klinita al tuboj kun malalta sulfurenhavo. Kiam arka dekliniĝo okazas, la penetrado fariĝas pli profunda ĉe la malalt-sulfura flanko ol ĉe la alt-sulfura flanko, kio estas la malo de tio, kio okazas dum veldado de tuboj kun egalaj sulfurkoncentriĝoj. En ekstremaj kazoj, la veldperlo povas tute penetri la malalt-sulfuran materialon kaj lasi la internon de la veldo tute nefandita (Fihey kaj Simeneau, 1982). Por kongruigi la sulfurenhavon de la armaturoj kun la sulfurenhavo de la tubo, la Ĉarpentista Ŝtala Divizio de Ĉarpentista Teknologia Korporacio de Pensilvanio enkondukis malalt-sulfuran (0,005% maks.) 316-baran materialon (Tipo 316L-SCQ) (VIM+VAR)) por la fabrikado. de armaturoj kaj aliaj komponantoj destinitaj por veldado al malalt-sulfuraj tuboj. Veldado de du tre malalt-sulfuraj materialoj unu al la alia estas multe pli facila ol veldado de tre malalt-sulfura materialo al pli alt-sulfura.
La ŝanĝo al la uzo de malalt-sulfuraj tuboj estas plejparte pro la bezono akiri glatajn elektropoluritajn internajn tubsurfacojn. Dum surfaca finpoluro kaj elektropolurado gravas kaj por la duonkonduktaĵa industrio kaj por la bioteknologia/farmacia industrio, SEMI, dum verkado de la specifo por la duonkonduktaĵa industrio, specifis, ke 316L-tuboj por procezaj gaslinioj devas havi 0,004%-sulfuran ĉapon por optimuma funkciado. Surfacaj finaĵoj. ASTM, aliflanke, modifis sian ASTM 270-specifon por inkluzivi farmaci-kvalitajn tubojn, kiuj limigas la sulfuran enhavon al intervalo de 0,005 ĝis 0,017%. Ĉi tio devus rezultigi malpli da veldaj malfacilaĵoj kompare kun pli malaltaj sulfuroj. Tamen, oni notu, ke eĉ ene de ĉi tiu limigita intervalo, arka dekliniĝo ankoraŭ povas okazi dum veldado de malalt-sulfuraj tuboj al alt-sulfuraj tuboj aŭ armaturoj, kaj instalistoj devus zorge spuri la varmiĝon de la materialo kaj kontroli antaŭ fabrikado la kongruecon de lutaĵo inter varmigoj. Produktado de veldsuturoj.
aliaj spurelementoj. Spurelementoj inkluzive de sulfuro, oksigeno, aluminio, silicio kaj mangano influas penetron. Spuroj de aluminio, silicio, kalcio, titanio kaj kromo ĉeestantaj en la bazmetalo kiel oksidaj enfermaĵoj estas asociitaj kun ŝlakformado dum veldado.
La efikoj de la diversaj elementoj estas akumulaj, do la ĉeesto de oksigeno povas kompensi iujn el la malaltaj sulfuraj efikoj. Altaj niveloj de aluminio povas kontraŭagi la pozitivan efikon sur sulfura penetrado. Mangano vaporiĝas je velda temperaturo kaj deponiĝas en la velda varmo-trafita zono. Ĉi tiuj manganaj deponaĵoj estas asociitaj kun perdo de korodrezisto. (Vidu Cohen, 1997). La duonkonduktaĵa industrio nuntempe eksperimentas kun malalta mangano kaj eĉ ultra-malalta mangano 316L materialoj por malhelpi ĉi tiun perdon de korodrezisto.
Skorio-formado. Skoriaj insuloj foje aperas sur la rustorezista ŝtala perlo dum iuj varmoj. Ĉi tio estas esence materiala problemo, sed foje ŝanĝoj en veldaj parametroj povas minimumigi ĉi tion, aŭ ŝanĝoj en la argono/hidrogena miksaĵo povas plibonigi la veldsuturon. Pollard trovis, ke la proporcio de aluminio al silicio en la bazmetalo influas skorian formadon. Por malhelpi la formadon de nedezirata plak-tipa skorio, li rekomendas teni la aluminian enhavon je 0.010% kaj la silician enhavon je 0.5%. Tamen, kiam la Al/Si-proporcio estas super ĉi tiu nivelo, sfera skorio povas formiĝi anstataŭ la plak-tipa. Ĉi tiu tipo de skorio povas lasi kavaĵojn post elektropolurado, kio estas neakceptebla por altpurecaj aplikoj. Skoriaj insuloj, kiuj formiĝas sur la ekstera diametro de la veldsuturo, povas kaŭzi neegalan penetron de la interna trapaso kaj povas rezultigi nesufiĉan penetron. La skoriaj insuloj, kiuj formiĝas sur la interna veldsuturo, povas esti sentemaj al korodo.
Unu-traira veldo kun pulsado. Norma aŭtomata orbita tubveldado estas unu-traira veldo kun pulsa kurento kaj kontinua konstanta rapido de rotacio. Ĉi tiu tekniko taŭgas por tuboj kun eksteraj diametroj de 1/8″ ĝis proksimume 7″ kaj murdikecoj de 0.083″ kaj malpli. Post tempigita antaŭpurigado, arkado okazas. Penetro de la tubmuro estas plenumita dum tempigita prokrasto, en kiu arkado ĉeestas sed neniu rotacio okazas. Post ĉi tiu rotacia prokrasto, la elektrodo rotacias ĉirkaŭ la veldjunto ĝis la veldo kuniĝas aŭ interkovras la komencan parton de la veldo dum la lasta tavolo de veldado. Kiam la konekto estas kompleta, la kurento malpliiĝas en tempigita falo.
Paŝa reĝimo ("sinkronigita" veldado). Por fuzia veldado de materialoj kun pli dikaj muroj, tipe pli grandaj ol 0,083 coloj, la fonto de energio por fuzia veldado povas esti uzata en sinkrona aŭ paŝa reĝimo. En sinkrona aŭ paŝa reĝimo, la pulso de la velda kurento estas sinkronigita kun la bato, do la rotoro estas senmova por maksimuma penetro dum altaj kurentaj pulsoj kaj moviĝas dum malaltaj kurentaj pulsoj. Sinkronaj teknikoj uzas pli longajn pulstempojn, de la ordo de 0,5 ĝis 1,5 sekundoj, kompare kun la dekono aŭ centono de sekundo pulstempo por konvencia veldado. Ĉi tiu tekniko povas efike veldi 0,154″ aŭ 6″ dikan 40-mezurilan maldikan muran tubon kun 0,154″ aŭ 6″ mura dikeco. La paŝa tekniko produktas pli larĝan veldsuturon, igante ĝin erar-tolerema kaj helpema por veldi neregulajn partojn kiel tubkonektilojn al tuboj kie povas esti diferencoj en dimensiaj tolerancoj, iu misalineco aŭ materiala termika nekongrueco. Ĉi tiu tipo de veldado postulas proksimume duoble la arktempon de konvencia veldado kaj estas malpli taŭga por ultra-altpurecaj (UHP) aplikoj pro la pli larĝa, pli malglata junto.
Programeblaj variabloj. La nuna generacio de veldaj energifontoj estas mikroprocesor-bazitaj kaj stokas programojn, kiuj specifas numerajn valorojn por veldaj parametroj por specifa diametro (OD) kaj mura dikeco de la veldota tubo, inkluzive de purigtempo, veldfluo, vojaĝrapideco (RPM)), nombro da tavoloj kaj tempo po tavolo, pulsa tempo, malsuprenira tempo, ktp. Por orbitaj tubveldoj kun aldonita pleniga drato, programparametroj inkluzivos dratan nutradrapidecon, torĉan osciladan amplitudon kaj restadtempon, AVC (arktensian kontrolon por provizi konstantan arkan interspacon), kaj supreniran deklivon. Por plenumi fuzian veldadon, instalu la veldkapon kun la taŭga elektrodo kaj tubkrampaj enigaĵoj sur la tubon kaj revoku la veldhoraron aŭ programon el la memoro de la energifonto. La velda sekvenco estas iniciatita per premado de butono aŭ membrana panela klavo kaj la veldado daŭras sen interveno de la funkciigisto.
Ne-programeblaj variabloj. Por atingi konstante bonan veldkvaliton, la veldparametroj devas esti zorge kontrolitaj. Ĉi tio estas atingita per la precizeco de la veldfonto kaj la veldprogramo, kiu estas aro da instrukcioj enigitaj en la energifonton, konsistantaj el veldparametroj, por veldi specifan grandecon de tubo aŭ tubo. Devas ankaŭ ekzisti efika aro da veldnormoj, specifante kriteriojn por akcepto de veldado kaj iujn veldinspektajn kaj kvalitkontrolajn sistemojn por certigi, ke veldado plenumas la interkonsentitajn normojn. Tamen, certaj faktoroj kaj proceduroj krom veldparametroj ankaŭ devas esti zorge kontrolitaj. Ĉi tiuj faktoroj inkluzivas la uzon de bona ekipaĵo por fina preparado, bonajn purigajn kaj manipulajn praktikojn, bonajn dimensiajn tolerancojn de tuboj aŭ aliaj veldataj partoj, konstantan tipon kaj grandecon de volframo, tre purigitajn inertajn gasojn kaj zorgeman atenton al materialaj varioj. - alta temperaturo.
La preparpostuloj por veldado de tubfinaj elementoj estas pli kritikaj por orbita veldado ol por mana veldado. Velditaj juntoj por orbita tubveldado estas kutime kvadrataj pugaj juntoj. Por atingi la ripeteblon deziratan en orbita veldado, necesas preciza, kohera, maŝinprilaborita fina preparado. Ĉar la veldfluo dependas de la murdikeco, la finoj devas esti kvadrataj sen lapoj aŭ beveloj sur la ekstera aŭ interna diametro (OD aŭ ID), kio rezultigus malsamajn murdikecon.
La tubfinoj devas konveni kune en la veldkapo tiel ke ne estas videbla interspaco inter la finoj de la kvadrata puga junto. Kvankam velditaj juntoj kun malgrandaj interspacoj povas esti atingitaj, la veldkvalito povas esti negative trafita. Ju pli granda la interspaco, des pli verŝajne estas problemo. Malbona muntado povas rezultigi kompletan fiaskon de la lutado. Tubsegiloj fabrikitaj de George Fischer kaj aliaj, kiuj tranĉas la tubon kaj alfrontas la tubfinojn en la sama operacio, aŭ porteblaj finpreparaj torniloj kiel tiuj fabrikitaj de Protem, Wachs kaj aliaj, ofte uzataj por fari glatajn finajn orbitajn veldsuturojn taŭgajn por maŝinado. Haksegiloj, metalsegiloj, bendsegiloj kaj tubtranĉiloj ne taŭgas por ĉi tiu celo.
Aldone al la veldaj parametroj, kiuj enigas potencon por veldi, ekzistas aliaj variabloj, kiuj povas havi profundan efikon sur veldado, sed ili ne estas parto de la efektiva velda proceduro. Tio inkluzivas la tipon kaj grandecon de volframo, la tipon kaj purecon de la gaso uzata por ŝirmi la arkon kaj purigi la internon de la velda junto, la gasan flukvanton uzatan por purigado, la tipon de kapo kaj energifonto uzata, la konfiguracion de la junto, kaj ajnan alian gravan informon. Ni nomas ĉi tiujn "ne-programeblajn" variablojn kaj registras ilin en la velda horaro. Ekzemple, la tipo de gaso estas konsiderata esenca variablo en la Velda Procedura Specifo (WPS) por veldaj proceduroj por konformiĝi al la ASME Sekcio IX Vaporkaldrono kaj Premujo-Kodo. Ŝanĝoj en gastipo aŭ gasmiksaĵo-procentoj, aŭ forigo de ID-purigado postulas revalidigon de la velda proceduro.
veldgaso. Neoksidebla ŝtalo rezistas al atmosfera oksigena oksidiĝo je ĉambra temperaturo. Kiam ĝi estas varmigita ĝis sia fandopunkto (1530 °C aŭ 2800 °F por pura fero), ĝi facile oksidiĝas. Inerta argono estas plej ofte uzata kiel ŝirma gaso kaj por purigi internajn velditajn juntojn per la orbita GTAW-procezo. La pureco de la gaso rilate al oksigeno kaj humideco determinas la kvanton de oksidiĝo-induktita miskoloriĝo, kiu okazas sur aŭ proksime al la veldo post veldado. Se la puriggaso ne estas de la plej alta kvalito aŭ se la purigsistemo ne estas tute sen liko, tiel ke malgranda kvanto da aero likas en la purigsistemon, la oksidiĝo povas esti helverda aŭ blueta. Kompreneble, neniu purigado rezultigos la krustecan nigran surfacon ofte nomatan "dolĉigita". Veldgrada argono provizita en cilindroj estas 99,996-99,997% pura, depende de la provizanto, kaj enhavas 5-7 ppm da oksigeno kaj aliaj malpuraĵoj, inkluzive de H2O, O2, CO2, hidrokarbidoj, ktp., por totalo de 40 ppm. maksimumo. Alt-pura argono en cilindro aŭ likva argono en Dewar-ujo povas esti 99,999% pura aŭ 10 ppm da totalaj malpuraĵoj, kun maksimumo de 2 ppm da oksigeno. NOTO: Gaspurigiloj kiel Nanochem aŭ Gatekeeper povas esti uzataj dum purigado por redukti poluadnivelojn al la intervalo de partoj po miliardo (ppb).
miksita konsisto. Gasmiksaĵoj kiel 75% heliumo/25% argono kaj 95% argono/5% hidrogeno povas esti uzataj kiel ŝirmaj gasoj por specialaj aplikoj. La du miksaĵoj produktis pli varmajn veldsuturojn ol tiuj faritaj sub la samaj programaj agordoj kiel argono. Heliummiksaĵoj estas aparte taŭgaj por maksimuma penetro per fanda veldado sur karbonŝtalo. Konsultisto pri semikonduktaĵoj rekomendas la uzon de argono/hidrogenmiksaĵoj kiel ŝirmaj gasoj por UHP-aplikoj. Hidrogenmiksaĵoj havas plurajn avantaĝojn, sed ankaŭ kelkajn gravajn malavantaĝojn. La avantaĝo estas, ke ĝi produktas pli malsekan flakon kaj pli glatan veldsurfacon, kio estas ideala por efektivigi ultra-altpremajn gasliverajn sistemojn kun kiel eble plej glata interna surfaco. La ĉeesto de hidrogeno provizas reduktantan atmosferon, do se spuroj de oksigeno ĉeestas en la gasmiksaĵo, la rezulta veldo aspektos pli pura kun malpli da miskoloriĝo ol simila oksigenkoncentriĝo en pura argono. Ĉi tiu efiko estas optimuma je ĉirkaŭ 5% hidrogenenhavo. Kelkaj uzas 95/5% argono/hidrogenmiksaĵon kiel ID-purigilon por plibonigi la aspekton de la interna veldperlo.
La veldsuturo uzanta hidrogenan miksaĵon kiel ŝirman gason estas pli mallarĝa, escepte ke la rustorezista ŝtalo havas tre malaltan sulfuran enhavon kaj generas pli da varmo en la veldsuturo ol la sama kurenta agordo kun nemiksita argono. Signifa malavantaĝo de argono/hidrogenaj miksaĵoj estas, ke la arko estas multe malpli stabila ol pura argono, kaj ekzistas tendenco por la arko drivi, sufiĉe severa por kaŭzi misfuzion. Arkodrivo povas malaperi kiam malsama miksita gasfonto estas uzata, sugestante ke ĝi povas esti kaŭzita de poluado aŭ malbona miksado. Ĉar la varmo generita de la arko varias laŭ la hidrogena koncentriĝo, konstanta koncentriĝo estas esenca por atingi ripeteblajn veldsuturojn, kaj ekzistas diferencoj en antaŭmiksita botelgaso. Alia malavantaĝo estas, ke la vivdaŭro de volframo estas multe mallongigita kiam hidrogena miksaĵo estas uzata. Kvankam la kialo de la difektiĝo de volframo el la miksita gaso ne estis determinita, estis raportite, ke la arko estas pli malfacila kaj la volframo eble bezonos esti anstataŭigita post unu aŭ du veldsuturoj. Argono/hidrogenaj miksaĵoj ne povas esti uzataj por veldi karbonan ŝtalon aŭ titanion.
Karakteriza trajto de la TIG-procezo estas, ke ĝi ne konsumas elektrodojn. Volframo havas la plej altan fandopunkton el ĉiuj metaloj (3370 °C) kaj estas bona elektron-elsendanto, kio igas ĝin aparte taŭga por uzo kiel ne-konsumebla elektrodo. Ĝiaj ecoj estas plibonigitaj per aldono de 2% de certaj rarateraj oksidoj kiel cerio, lantana oksido aŭ torio-oksido por plibonigi arko-starton kaj arko-stabilecon. Pura volframo malofte estas uzata en GTAW pro la pli bonaj ecoj de ceria volframo, precipe por orbitaj GTAW-aplikoj. Toria volframo estas uzata malpli ol en la pasinteco ĉar ili estas iom radioaktivaj.
Elektrodoj kun polurita finpoluro estas pli unuformaj laŭ grandeco. Glata surfaco ĉiam estas preferinda al malglata aŭ malkonsekvenca surfaco, ĉar konsistenco en la elektroda geometrio estas kritika por koheraj, unuformaj veldadrezultoj. Elektronoj elsenditaj de la pinto (DCEN) transdonas varmon de la volframa pinto al la veldsuturo. Pli fajna pinto permesas konservi la kurentdensecon tre altan, sed povas rezultigi pli mallongan volframan vivdaŭron. Por orbita veldado, gravas meĥanike mueli la elektrodan pinton por certigi ripeteblon de la volframa geometrio kaj veldripeteblon. La malakra pinto devigas la arkon de la veldsuturo al la sama loko sur la volframo. La diametro de la pinto kontrolas la formon de la arko kaj la kvanton de penetrado ĉe specifa kurento. La konusforma angulo influas la kurento-/tensiajn karakterizaĵojn de la arko kaj devas esti specifita kaj kontrolita. La longo de la volframo estas grava ĉar konata longo de volframo povas esti uzata por agordi la arkan interspacon. La arka interspaco por specifa kurenta valoro determinas la tension kaj tiel la potencon aplikitan al la veldsuturo.
La grandeco de la elektrodo kaj ĝia diametro de la pinto estas elektitaj laŭ la intenseco de la veldfluo. Se la kurento estas tro alta por la elektrodo aŭ ĝia pinto, ĝi povas perdi metalon de la pinto, kaj uzi elektrodojn kun diametro de pinto tro granda por la kurento povas kaŭzi arkan drivon. Ni specifas la diametrojn de la elektrodo kaj pinto laŭ la dikeco de la veldjunto kaj uzas diametron de 0,0625 por preskaŭ ĉio ĝis dikeco de 0,093 coloj, krom se la uzo estas destinita por uzo kun elektrodoj kun diametro de 0,040 coloj por veldi malgrandajn precizajn komponantojn. Por ripeteblo de la veldprocezo, la tipo kaj finpoluro de volframo, longo, konusforma angulo, diametro, diametro de la pinto kaj arka interspaco devas ĉiuj esti specifitaj kaj kontrolitaj. Por tubveldaj aplikoj, ceria volframo ĉiam estas rekomendinda, ĉar ĉi tiu tipo havas multe pli longan servodaŭron ol aliaj tipoj kaj havas bonegajn karakterizaĵojn por arka ekbruligo. Ceria volframo estas ne-radioaktiva.
Por pliaj informoj, bonvolu kontakti Barbara Henon, Teknikan Publikaĵan Manaĝeron, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefono: 818-896-9556. Fakso: 818-890-3724.