Redaktørens merknad: Pharmaceutical Online har gleden av å presentere denne artikkelen i fire deler om orbitalsveising av bioprosessrør av bransjeekspert Barbara Henon fra Arc Machines. Denne artikkelen er tilpasset fra Dr. Henons presentasjon på ASME-konferansen sent i fjor.
Forhindre tap av korrosjonsbestandighet. Høyrent vann som DI eller WFI er et svært aggressivt etsemiddel for rustfritt stål. I tillegg sykles WFI av farmasøytisk kvalitet ved høy temperatur (80 °C) for å opprettholde sterilitet. Det er en subtil forskjell mellom å senke temperaturen nok til å støtte levende organismer som er dødelige for produktet og å øke temperaturen nok til å fremme "rouge"-produksjon. Rouge er en brun film med varierende sammensetning forårsaket av korrosjon av komponenter i rørsystemet i rustfritt stål. Smuss og jernoksider kan være hovedkomponentene, men ulike former for jern, krom og nikkel kan også være tilstede. Tilstedeværelsen av rouge er dødelig for noen produkter, og dens tilstedeværelse kan føre til ytterligere korrosjon, selv om dens tilstedeværelse i andre systemer ser ut til å være ganske godartet.
Sveising kan påvirke korrosjonsmotstanden negativt. Varm farge er et resultat av oksiderende materiale som avsettes på sveiser og HAZ-er under sveising, er spesielt skadelig og er forbundet med dannelse av rouge i farmasøytiske vannsystemer. Kromoksiddannelse kan forårsake en varm fargetone, og etterlate et kromfattig lag som er utsatt for korrosjon. Varm farge kan fjernes ved beising og sliping, fjerne metall fra overflaten, inkludert det underliggende kromfattige laget, og gjenopprette korrosjonsmotstanden til nivåer nær basismetallnivåene. Beising og sliping er imidlertid skadelig for overflatefinishen. Passivering av rørsystemet med salpetersyre eller chelateringsmiddelformuleringer gjøres for å overvinne de negative effektene av sveising og fabrikasjon før rørsystemet tas i bruk. Auger-elektronanalyse viste at chelateringspassivering kunne gjenopprette overflateendringene i fordelingen av oksygen, krom, jern, nikkel og mangan som oppsto i sveisen og den varmepåvirkede sonen til tilstanden før sveising. Passivering påvirker imidlertid bare det ytre overflatelaget og trenger ikke inn under 50 Å, mens termisk farging kan strekke seg ut. 1000 Ångstrøm eller mer under overflaten.
For å installere korrosjonsbestandige rørsystemer nær usveisede underlag er det derfor viktig å forsøke å begrense sveise- og fabrikasjonsinduserte skader til nivåer som i vesentlig grad kan gjenopprettes ved passivering. Dette krever bruk av en spylegass med minimalt oksygeninnhold og tilførsel til den innvendige diameteren av den sveisede skjøten uten forurensning av atmosfærisk oksygen eller fuktighet. Nøyaktig kontroll av varmetilførsel og unngåelse av overoppheting under sveising er også viktig for å forhindre tap av korrosjonsmotstand. Kontroll av produksjonsprosessen for å oppnå repeterbare og konsistente sveiser av høy kvalitet, samt forsiktig håndtering av rør og komponenter i rustfritt stål under produksjon for å forhindre forurensning, er viktige krav for et rørsystem av høy kvalitet som motstår korrosjon og gir langsiktig produktiv tjeneste.
Materialer som brukes i rørsystemer i rustfritt stål med høy renhet i biofarmasøytiske materialer har gjennomgått en utvikling mot forbedret korrosjonsbestandighet det siste tiåret. Mesteparten av rustfritt stål som ble brukt før 1980 var rustfritt stål 304 fordi det var relativt billig og en forbedring i forhold til kobberet som ble brukt tidligere. Faktisk er rustfritt stål i 300-serien relativt enkelt å maskinere, kan smeltesveises uten unødig tap av korrosjonsbestandighet, og krever ikke spesiell forvarming og ettervarmebehandling.
Nylig har bruken av 316 rustfritt stål i rør med høy renhet vært økende. Type 316 har lignende sammensetning som type 304, men i tillegg til krom- og nikkellegeringselementene som er felles for begge, inneholder 316 omtrent 2 % molybden, noe som forbedrer 316s korrosjonsmotstand betydelig. Typene 304L og 316L, referert til som "L"-kvaliteter, har et lavere karboninnhold enn standardkvaliteter (0,035 % vs. 0,08 %). Denne reduksjonen i karboninnhold er ment å redusere mengden karbidutfelling som kan oppstå på grunn av sveising. Dette er dannelsen av kromkarbid, som utarmer korngrensene til krombasismetallet, noe som gjør det utsatt for korrosjon. Dannelsen av kromkarbid, kalt "sensibilisering", er tids- og temperaturavhengig og er et større problem ved håndlodding. Vi har vist at orbitalsveising av superaustenittisk rustfritt stål AL-6XN gir mer korrosjonsbestandige sveiser enn lignende sveiser utført for hånd. Dette er fordi orbitalsveising gir presis kontroll over strømstyrken, pulsering og timing, noe som resulterer i en lavere og mer jevn varmetilførsel enn manuell sveising. Orbitalsveising i kombinasjon med «L»-kvalitetene 304 og 316 eliminerer praktisk talt karbidutfelling som en faktor i utviklingen av korrosjon i rørsystemer.
Variasjon fra varme til varme i rustfritt stål. Selv om sveiseparametere og andre faktorer kan holdes innenfor ganske snevre toleranser, er det fortsatt forskjeller i varmetilførselen som kreves for å sveise rustfritt stål fra varme til varme. Et varmenummer er partinummeret som tilordnes en spesifikk smelte av rustfritt stål på fabrikken. Den nøyaktige kjemiske sammensetningen av hvert parti registreres i fabrikktestrapporten (MTR) sammen med partiidentifikasjonen eller varmenummeret. Rent jern smelter ved 1538 °C (2800 °F), mens legerte metaller smelter innenfor et temperaturområde, avhengig av typen og konsentrasjonen av hver legering eller sporstoff som er tilstede. Siden ingen to varmetyper av rustfritt stål vil inneholde nøyaktig samme konsentrasjon av hvert element, vil sveiseegenskapene variere fra ovn til ovn.
SEM av orbitale sveiser i 316L-rør på AOD-rør (øverst) og EBR-materiale (nederst) viste en signifikant forskjell i glattheten til sveisestrengen.
Selv om en enkelt sveiseprosedyre kan fungere for de fleste varmetyper med lignende ytterdiameter og veggtykkelse, krever noen varmetyper mindre strømstyrke og noen krever høyere strømstyrke enn vanlig. Av denne grunn må oppvarming av forskjellige materialer på arbeidsstedet spores nøye for å unngå potensielle problemer. Ofte krever ny varme bare en liten endring i strømstyrke for å oppnå en tilfredsstillende sveiseprosedyre.
Svovelproblem. Elementært svovel er en jernmalmrelatert urenhet som i stor grad fjernes under stålproduksjonsprosessen. Rustfritt stål av AISI type 304 og 316 er spesifisert med et maksimalt svovelinnhold på 0,030 %. Med utviklingen av moderne stålraffineringsprosesser, som argon-oksygenavkarbonisering (AOD) og doble vakuumsmeltemetoder som vakuuminduksjonssmelting etterfulgt av vakuumbueomsmelting (VIM+VAR), har det blitt mulig å produsere stål som er svært spesielle på følgende måter. deres kjemiske sammensetning. Det har blitt bemerket at egenskapene til smeltebadet endres når svovelinnholdet i stålet er under omtrent 0,008 %. Dette skyldes effekten av svovel og i mindre grad andre elementer på temperaturkoeffisienten for overflatespenningen til smeltebadet, som bestemmer flytegenskapene til væskebadet.
Ved svært lave svovelkonsentrasjoner (0,001 % – 0,003 %) blir inntrengningen av sveisebadet svært bred sammenlignet med lignende sveiser laget på materialer med middels svovelinnhold. Sveisesveiser laget på rør av rustfritt stål med lavt svovelinnhold vil ha bredere sveiser, mens det på rør med tykkere vegger (0,065 tommer, eller 1,66 mm eller mer) vil være en større tendens til å lage sveiser. Fordypningssveising. Når sveisestrømmen er tilstrekkelig til å produsere en fullstendig gjennomtrengt sveis, gjør dette materialer med svært lavt svovelinnhold vanskeligere å sveise, spesielt med tykkere vegger. Ved den høyere enden av svovelkonsentrasjonen i rustfritt stål 304 eller 316 har sveisestrengen en tendens til å være mindre flytende i utseende og grovere enn materialer med middels svovelinnhold. Derfor, for sveisbarhet, vil det ideelle svovelinnholdet være i området omtrent 0,005 % til 0,017 %, som spesifisert i ASTM A270 S2 for rør av farmasøytisk kvalitet.
Produsenter av elektropolerte rør i rustfritt stål har lagt merke til at selv moderate nivåer av svovel i rustfritt stål 316 eller 316L gjør det vanskelig å møte behovene til deres halvleder- og biofarmasøytiske kunder for glatte, gropfrie innvendige overflater. Bruk av skanningselektronmikroskopi for å verifisere glattheten på røroverflaten blir stadig mer vanlig. Svovel i basismetaller har vist seg å danne ikke-metalliske inneslutninger eller mangansulfid (MnS) "stringere" som fjernes under elektropolering og etterlater hulrom i området 0,25-1,0 mikron.
Produsenter og leverandører av elektropolerte rør driver markedet mot bruk av materialer med ultralavt svovelinnhold for å oppfylle kravene til overflatefinish. Problemet er imidlertid ikke begrenset til elektropolerte rør, ettersom inneslutningene i ikke-elektropolerte rør fjernes under passivering av rørsystemet. Hulrom har vist seg å være mer utsatt for gropdannelse enn glatte overflater. Så det er noen gyldige grunner til trenden mot materialer med lavt svovelinnhold, "renere" materialer.
Bueavbøyning. I tillegg til å forbedre sveiseevnen til rustfritt stål, forbedrer tilstedeværelsen av noe svovel også maskinbearbeidbarheten. Som et resultat har produsenter og produsenter en tendens til å velge materialer i den øvre enden av det spesifiserte svovelinnholdsområdet. Sveising av rør med svært lave svovelkonsentrasjoner til beslag, ventiler eller andre rør med høyere svovelinnhold kan skape sveiseproblemer fordi buen vil være forspent mot rør med lavt svovelinnhold. Når bueavbøyning oppstår, blir penetrasjonen dypere på siden med lavt svovelinnhold enn på siden med høyt svovelinnhold, noe som er det motsatte av hva som skjer når man sveiser rør med matchende svovelkonsentrasjoner. I ekstreme tilfeller kan sveisestrengen trenge helt inn i materialet med lavt svovelinnhold og etterlate det indre av sveisen fullstendig usmeltet (Fihey og Simeneau, 1982). For å matche svovelinnholdet i beslagene med svovelinnholdet i røret, har Carpenter Steel Division of Carpenter Technology Corporation of Pennsylvania introdusert et lavsvovelholdig (maks. 0,005 %) 316-stangmateriale (Type 316L-SCQ) (VIM+VAR) for produksjon av beslag og andre Komponenter som er ment å sveises til rør med lavt svovelinnhold. Det er mye enklere å sveise to materialer med svært lavt svovelinnhold til hverandre enn å sveise et materiale med svært lavt svovelinnhold til et med høyere svovelinnhold.
Overgangen til bruk av rør med lavt svovelinnhold skyldes i stor grad behovet for å oppnå glatte elektropolerte indre røroverflater. Selv om overflatefinish og elektropolering er viktig for både halvlederindustrien og bioteknologi-/farmasøytisk industri, spesifiserte SEMI, da de skrev spesifikasjonen for halvlederindustrien, at 316L-rør for prosessgassledninger må ha en svovelhette på 0,004 % for optimal ytelse. Overflateender. ASTM, derimot, modifiserte ASTM 270-spesifikasjonen sin for å inkludere rør av farmasøytisk kvalitet som begrenser svovelinnholdet til et område på 0,005 til 0,017 %. Dette bør resultere i mindre sveisevansker sammenlignet med svovel i lavere område. Det bør imidlertid bemerkes at selv innenfor dette begrensede området kan det fortsatt oppstå bueavbøyning når man sveiser rør med lavt svovelinnhold til rør eller beslag med høyt svovelinnhold, og installatører bør nøye spore oppvarmingen av materialet og kontrollere før fabrikasjon. Loddekompatibilitet mellom oppvarming. Produksjon av sveiser.
andre sporstoffer. Sporstoffer, inkludert svovel, oksygen, aluminium, silisium og mangan, har vist seg å påvirke penetrasjonen. Spormengder av aluminium, silisium, kalsium, titan og krom som finnes i grunnmetallet som oksidinneslutninger, er forbundet med slaggdannelse under sveising.
Effektene av de ulike elementene er kumulative, så tilstedeværelsen av oksygen kan oppveie noen av de lave svoveleffektene. Høye nivåer av aluminium kan motvirke den positive effekten på svovelinntrengning. Mangan fordamper ved sveisetemperatur og avsettes i den varmepåvirkede sonen for sveising. Disse manganavsetningene er forbundet med tap av korrosjonsbestandighet. (Se Cohen, 1997). Halvlederindustrien eksperimenterer for tiden med 316L-materialer med lavt manganinnhold og til og med ultralavt manganinnhold for å forhindre dette tapet av korrosjonsbestandighet.
Slaggdannelse. Slagøyer oppstår av og til på den rustfrie stålperlen for noen typer sveising. Dette er iboende et materialproblem, men noen ganger kan endringer i sveiseparametere minimere dette, eller endringer i argon/hydrogen-blandingen kan forbedre sveisen. Pollard fant at forholdet mellom aluminium og silisium i basismetallet påvirker slaggdannelsen. For å forhindre dannelse av uønsket plakk-lignende slagg anbefaler han å holde aluminiuminnholdet på 0,010 % og silisiuminnholdet på 0,5 %. Når Al/Si-forholdet er over dette nivået, kan det imidlertid dannes sfærisk slagg i stedet for plakk-typen. Denne typen slagg kan etterlate groper etter elektropolering, noe som er uakseptabelt for applikasjoner med høy renhet. Slagøyer som dannes på den ytre ytterkanten av sveisen kan forårsake ujevn penetrasjon av den indre sømmet og kan resultere i utilstrekkelig penetrasjon. Slagøyene som dannes på den indre sveiseperlen kan være utsatt for korrosjon.
Enkeltsveis med pulsering. Standard automatisk orbitalrørsveising er en enkeltsveis med pulsert strøm og kontinuerlig rotasjon med konstant hastighet. Denne teknikken er egnet for rør med utvendige diametre fra 1/8″ til omtrent 7″ og veggtykkelser på 0,083″ og mindre. Etter en tidsbestemt forrensing oppstår lysbuedannelse. Penetrering av rørveggen oppnås under en tidsbestemt forsinkelse der lysbuedannelse er tilstede, men ingen rotasjon oppstår. Etter denne rotasjonsforsinkelsen roterer elektroden rundt sveiseskjøten til sveisen slutter seg til eller overlapper den første delen av sveisen under det siste sveiselaget. Når tilkoblingen er fullført, avtar strømmen i et tidsbestemt fall.
Trinnmodus («synkronisert» sveising). For smeltesveising av tykkere veggmaterialer, vanligvis større enn 0,083 tommer, kan smeltesveisestrømkilden brukes i synkron eller trinnmodus. I synkron eller trinnmodus synkroniseres sveisestrømpulsen med slaget, slik at rotoren er stasjonær for maksimal penetrasjon under høye strømpulser og beveger seg under lave strømpulser. Synkrone teknikker bruker lengre pulstider, i størrelsesorden 0,5 til 1,5 sekunder, sammenlignet med tiendedelen eller hundredelen av et sekund for konvensjonell sveising. Denne teknikken kan effektivt sveise 0,154″ eller 6″ tykke 40 gauge 40 tynnveggede rør med 0,154″ eller 6″ veggtykkelse. Trinnteknikken produserer en bredere sveis, noe som gjør den feiltolerant og nyttig for sveising av uregelmessige deler som rørdeler til rør der det kan være forskjeller i dimensjonstoleranser, noe feiljustering eller termisk inkompatibilitet i materialet. Denne typen sveising krever omtrent dobbelt så mye lysbuetid som konvensjonell sveising og er mindre egnet for ultrahøy renhet (UHP) på grunn av den bredere, grovere søm.
Programmerbare variabler. Den nåværende generasjonen av sveisestrømkilder er mikroprosessorbaserte og lagrer programmer som spesifiserer numeriske verdier for sveiseparametere for en spesifikk diameter (OD) og veggtykkelse på røret som skal sveises, inkludert spyletid, sveisestrøm, bevegelseshastighet (RPM)), antall lag og tid per lag, pulstid, nedoverbakketid osv. For orbitalrørsveiser med tilsatt tilsetttråd vil programparametrene inkludere trådmatingshastighet, brennerens oscillasjonsamplitude og oppholdstid, AVC (buespenningskontroll for å gi konstant buegap) og oppstigning. For å utføre smeltesveising, installer sveisehodet med riktig elektrode og rørklemmeinnsatser på røret og hent frem sveiseplanen eller programmet fra strømkildens minne. Sveisesekvensen startes ved å trykke på en knapp eller membranpaneltast, og sveisingen fortsetter uten operatørinngripen.
Ikke-programmerbare variabler. For å oppnå gjennomgående god sveisekvalitet må sveiseparametrene kontrolleres nøye. Dette oppnås gjennom nøyaktigheten til sveisestrømkilden og sveiseprogrammet, som er et sett med instruksjoner som legges inn i strømkilden, bestående av sveiseparametre, for sveising av en bestemt størrelse rør eller rør. Det må også være et effektivt sett med sveisestandarder, som spesifiserer sveisegodkjenningskriterier og et sveiseinspeksjons- og kvalitetskontrollsystem for å sikre at sveisingen oppfyller de avtalte standardene. Imidlertid må visse faktorer og prosedyrer utover sveiseparametrene også kontrolleres nøye. Disse faktorene inkluderer bruk av godt endeforberedelsesutstyr, god rengjøring og håndteringspraksis, gode dimensjonstoleranser for rør eller andre deler som sveises, konsistent wolframtype og -størrelse, høyrensede inerte gasser og nøye oppmerksomhet på materialvariasjoner. - høy temperatur.
Forberedelseskravene for rørendesveising er mer kritiske for orbitalsveising enn manuell sveising. Sveisede skjøter for orbitalsveising av rør er vanligvis firkantede støtskjøter. For å oppnå den ønskede repeterbarheten ved orbitalsveising kreves det presis, konsistent og maskinert endeforberedelse. Siden sveisestrømmen avhenger av veggtykkelsen, må endene være firkantede uten grader eller fasetter på ytterdiameteren eller innerdiameteren (YD eller ID), noe som vil resultere i forskjellige veggtykkelser.
Rørendene må passe sammen i sveisehodet slik at det ikke er noe merkbart gap mellom endene av den firkantede stumpfugen. Selv om sveisede skjøter med små gap kan oppnås, kan sveisekvaliteten bli negativt påvirket. Jo større gap, desto mer sannsynlig er det at det er et problem. Dårlig montering kan føre til fullstendig loddingfeil. Rørsager laget av George Fischer og andre som kutter røret og vender mot rørendene i samme operasjon, eller bærbare dreiebenker for endeforberedelse som de som er laget av Protem, Wachs og andre, brukes ofte til å lage glatte orbitale sveiser som er egnet for maskinering. Kappsager, baufil, båndsager og rørkuttere er ikke egnet for dette formålet.
I tillegg til sveiseparametrene som tilfører strøm til sveising, finnes det andre variabler som kan ha en betydelig effekt på sveising, men de er ikke en del av selve sveiseprosedyren. Dette inkluderer typen og størrelsen på wolfram, typen og renheten til gassen som brukes til å skjerme lysbuen og rense innsiden av sveiseskjøten, gassstrømmen som brukes til spyling, typen hode og strømkilde som brukes, konfigurasjonen av skjøten og all annen relevant informasjon. Vi kaller disse "ikke-programmerbare" variablene og registrerer dem i sveiseplanen. For eksempel anses gasstypen som en viktig variabel i sveiseprosedyrespesifikasjonen (WPS) for at sveiseprosedyrer skal overholde ASME seksjon IX for kjele- og trykkfartøykode. Endringer i gasstype eller gassblandingsprosent, eller eliminering av ID-spyling, krever fornyet validering av sveiseprosedyren.
Sveisegass. Rustfritt stål er motstandsdyktig mot oksidasjon av atmosfærisk oksygen ved romtemperatur. Når det varmes opp til smeltepunktet (1530 °C eller 2800 °F for rent jern), oksideres det lett. Inert argon brukes oftest som beskyttelsesgass og for å rense innvendige sveisede skjøter gjennom den orbitale GTAW-prosessen. Gassens renhet i forhold til oksygen og fuktighet bestemmer mengden oksidasjonsindusert misfarging som oppstår på eller i nærheten av sveisen etter sveising. Hvis spylegassen ikke er av høyeste kvalitet, eller hvis spysystemet ikke er helt lekkasjefritt, slik at en liten mengde luft lekker inn i spysystemet, kan oksidasjonen være lys blågrønn eller blåaktig. Selvfølgelig vil ingen rengjøring resultere i den skorpete, svarte overflaten, ofte referert til som "søtet". Sveiseargon som leveres i sylindere er 99,996–99,997 % rent, avhengig av leverandøren, og inneholder 5–7 ppm oksygen og andre urenheter, inkludert H2O, O2, CO2, hydrokarboner osv., for totalt 40 ppm a maksimum. Høyrent argon i en sylinder eller flytende argon i en Dewar-tank kan være 99,999 % rent eller ha 10 ppm totale urenheter, med maksimalt 2 ppm oksygen. MERK: Gassrensere som Nanochem eller Gatekeeper kan brukes under rensing for å redusere forurensningsnivåene til deler per milliard (ppb)-området.
Blandet sammensetning. Gassblandinger som 75 % helium/25 % argon og 95 % argon/5 % hydrogen kan brukes som beskyttelsesgasser for spesielle applikasjoner. De to blandingene produserte varmere sveiser enn de som ble utført under samme programinnstillinger som argon. Heliumblandinger er spesielt egnet for maksimal penetrasjon ved smeltesveising på karbonstål. En konsulent i halvlederindustrien anbefaler bruk av argon/hydrogenblandinger som beskyttelsesgasser for UHP-applikasjoner. Hydrogenblandinger har flere fordeler, men også noen alvorlige ulemper. Fordelen er at det produserer en våtere sølepytt og en glattere sveiseoverflate, noe som er ideelt for å implementere ultrahøytrykksgassleveringssystemer med en så glatt indre overflate som mulig. Tilstedeværelsen av hydrogen gir en reduserende atmosfære, så hvis spor av oksygen er tilstede i gassblandingen, vil den resulterende sveisen se renere ut med mindre misfarging enn en lignende oksygenkonsentrasjon i ren argon. Denne effekten er optimal ved omtrent 5 % hydrogeninnhold. Noen bruker en 95/5 % argon/hydrogenblanding som en ID-spyling for å forbedre utseendet til den indre sveisestrengen.
Sveisestrengen som bruker en hydrogenblanding som beskyttelsesgass er smalere, bortsett fra at rustfritt stål har et veldig lavt svovelinnhold og genererer mer varme i sveisen enn samme strøminnstilling med ublandet argon. En betydelig ulempe med argon/hydrogenblandinger er at lysbuen er langt mindre stabil enn ren argon, og det er en tendens til at lysbuen driver, alvorlig nok til å forårsake feilsmelting. Lysbuedrift kan forsvinne når en annen blandet gasskilde brukes, noe som tyder på at det kan være forårsaket av forurensning eller dårlig blanding. Fordi varmen som genereres av lysbuen varierer med hydrogenkonsentrasjonen, er en konstant konsentrasjon viktig for å oppnå repeterbare sveiser, og det er forskjeller i forhåndsblandet flaskegass. En annen ulempe er at levetiden til wolfram forkortes kraftig når en hydrogenblanding brukes. Selv om årsaken til forringelsen av wolfram fra den blandede gassen ikke er bestemt, har det blitt rapportert at lysbuen er vanskeligere og at wolframen kanskje må byttes ut etter en eller to sveiser. Argon/hydrogenblandinger kan ikke brukes til å sveise karbonstål eller titan.
Et særtrekk ved TIG-prosessen er at den ikke forbruker elektroder. Wolfram har det høyeste smeltepunktet av alle metaller (6098 °F; 3370 °C) og er en god elektronemitter, noe som gjør den spesielt egnet for bruk som en ikke-forbrukbar elektrode. Egenskapene forbedres ved å tilsette 2 % av visse sjeldne jordartsoksider som ceria, lantanoksid eller thoriumoksid for å forbedre lysbuestart og lysbuestabilitet. Ren wolfram brukes sjelden i GTAW på grunn av de overlegne egenskapene til ceriumwolfram, spesielt for orbitale GTAW-applikasjoner. Thoriumwolfram brukes mindre enn tidligere fordi de er noe radioaktive.
Elektroder med polert overflate er mer ensartede i størrelse. En glatt overflate er alltid å foretrekke fremfor en ru eller ujevn overflate, ettersom konsistens i elektrodegeometrien er avgjørende for konsistente, ensartede sveiseresultater. Elektroner som sendes ut fra spissen (DCEN) overfører varme fra wolframspissen til sveisen. En finere spiss gjør at strømtettheten holdes svært høy, men kan resultere i en kortere levetid for wolframen. For orbitalsveising er det viktig å slipe elektrodespissen mekanisk for å sikre repeterbarhet av wolframgeometrien og sveisens repeterbarhet. Den butte spissen tvinger buen fra sveisen til samme sted på wolframen. Spissdiameteren styrer formen på buen og mengden penetrasjon ved en bestemt strøm. Konisk vinkel påvirker strøm-/spenningsegenskapene til buen og må spesifiseres og kontrolleres. Lengden på wolframen er viktig fordi en kjent lengde på wolfram kan brukes til å stille inn buegapet. Buegapet for en spesifikk strømverdi bestemmer spenningen og dermed effekten som påføres sveisen.
Elektrodestørrelsen og spissdiameteren velges i henhold til sveisestrømmens intensitet. Hvis strømmen er for høy for elektroden eller spissen, kan den miste metall fra spissen, og bruk av elektroder med en spissdiameter som er for stor for strømmen kan forårsake lysbueavdrift. Vi spesifiserer elektrode- og spissdiametere etter veggtykkelsen på sveiseskjøten og bruker 0,0625 diameter for nesten alt opp til 0,093 tommer veggtykkelse, med mindre bruken er designet for bruk med elektroder med en diameter på 0,040 tommer for sveising av små presisjonskomponenter. For repeterbarhet av sveiseprosessen må wolframtype og -finish, lengde, konisk vinkel, diameter, spissdiameter og lysbuegap spesifiseres og kontrolleres. For rørsveiseapplikasjoner anbefales alltid ceriumwolfram fordi denne typen har mye lengre levetid enn andre typer og har utmerkede lysbuetenningsegenskaper. Ceriumwolfram er ikke-radioaktivt.
For mer informasjon, vennligst kontakt Barbara Henon, leder for tekniske publikasjoner, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefon: 818-896-9556. Faks: 818-890-3724.