Nota do editor: A Pharmaceutical Online tem o prazer de apresentar este artigo de quatro partes sobre soldagem orbital de tubulações de bioprocessos pela especialista do setor Barbara Henon, da Arc Machines. Este artigo é uma adaptação da apresentação da Dra. Henon na conferência ASME no final do ano passado.
Evite a perda de resistência à corrosão. Água de alta pureza, como DI ou WFI, é um agente de corrosão muito agressivo para aço inoxidável. Além disso, o WFI de grau farmacêutico é ciclado em alta temperatura (80 °C) para manter a esterilidade. Há uma diferença sutil entre diminuir a temperatura o suficiente para suportar organismos vivos letais ao produto e aumentar a temperatura o suficiente para promover a produção de "rouge". Rouge é uma película marrom de composição variável causada pela corrosão de componentes do sistema de tubulação de aço inoxidável. Sujeira e óxidos de ferro podem ser os principais componentes, mas várias formas de ferro, cromo e níquel também podem estar presentes. A presença de rouge é letal para alguns produtos e sua presença pode levar a mais corrosão, embora sua presença em outros sistemas pareça ser bastante benigna.
A soldagem pode afetar negativamente a resistência à corrosão. A cor quente é o resultado do material oxidante depositado em soldas e zonas de risco durante a soldagem, é particularmente prejudicial e está associada à formação de rouge em sistemas de água farmacêutica. A formação de óxido de cromo pode causar uma tonalidade quente, deixando para trás uma camada pobre em cromo que é suscetível à corrosão. A cor quente pode ser removida por decapagem e retificação, removendo o metal da superfície, incluindo a camada pobre em cromo subjacente, e restaurando a resistência à corrosão a níveis próximos aos níveis do metal base. No entanto, decapagem e retificação são prejudiciais ao acabamento da superfície. A passivação do sistema de tubulação com ácido nítrico ou formulações de agentes quelantes é feita para superar os efeitos adversos da soldagem e da fabricação antes que o sistema de tubulação seja colocado em serviço. A análise eletrônica de Auger mostrou que a passivação por quelação pode restaurar as mudanças superficiais na distribuição de oxigênio, cromo, ferro, níquel e manganês que ocorreram na solda e na zona afetada pelo calor para o estado pré-soldagem. No entanto, a passivação afeta apenas a parte externa camada superficial e não penetra abaixo de 50 angstroms, enquanto a coloração térmica pode se estender 1000 angstroms ou mais abaixo da superfície.
Portanto, para instalar sistemas de tubulação resistentes à corrosão perto de substratos não soldados, é importante tentar limitar os danos induzidos pela soldagem e fabricação a níveis que podem ser substancialmente recuperados pela passivação. Isso requer o uso de um gás de purga com conteúdo mínimo de oxigênio e fornecimento ao diâmetro interno da junta soldada sem contaminação por oxigênio atmosférico ou umidade. O controle preciso da entrada de calor e a prevenção do superaquecimento durante a soldagem também são importantes para evitar a perda de resistência à corrosão. Controlar o processo de fabricação para obter soldas de alta qualidade repetíveis e consistentes, bem como o manuseio cuidadoso de tubos e componentes de aço inoxidável durante a fabricação para evitar contaminação, são requisitos essenciais para um sistema de tubulação de alta qualidade que resista à corrosão e forneça serviço produtivo de longo prazo.
Os materiais usados ​​em sistemas de tubulação de aço inoxidável biofarmacêutico de alta pureza passaram por uma evolução em direção à melhor resistência à corrosão na última década. A maior parte do aço inoxidável usado antes de 1980 era o aço inoxidável 304 porque era relativamente barato e uma melhoria em relação ao cobre usado anteriormente. Na verdade, os aços inoxidáveis ​​da série 300 são relativamente fáceis de usinar, podem ser soldados por fusão sem perda indevida de sua resistência à corrosão e não exigem tratamentos especiais de pré-aquecimento e pós-aquecimento.
Recentemente, o uso de aço inoxidável 316 em aplicações de tubulação de alta pureza tem aumentado. O tipo 316 é semelhante em composição ao tipo 304, mas além dos elementos de liga de cromo e níquel comuns a ambos, o 316 contém cerca de 2% de molibdênio, o que melhora significativamente a resistência à corrosão do 316. Os tipos 304L e 316L, chamados de graus "L", têm um teor de carbono menor do que os graus padrão (0,035% vs. 0,08%). Essa redução no teor de carbono visa reduzir a quantidade de precipitação de carboneto que pode ocorrer devido à soldagem. Esta é a formação de carboneto de cromo, que esgota os contornos de grão do metal base de cromo, tornando-o suscetível à corrosão. A formação de carboneto de cromo, chamada de "sensibilização", depende do tempo e da temperatura e é um problema maior na soldagem manual. Mostramos que a soldagem orbital do aço inoxidável superaustenítico AL-6XN proporciona mais corrosão soldas mais resistentes do que soldas similares feitas à mão. Isso ocorre porque a soldagem orbital fornece controle preciso de amperagem, pulsação e tempo, resultando em uma entrada de calor menor e mais uniforme do que a soldagem manual. A soldagem orbital em combinação com os graus “L” 304 e 316 praticamente elimina a precipitação de carboneto como um fator no desenvolvimento de corrosão em sistemas de tubulação.
Variação de calor para calor do aço inoxidável. Embora os parâmetros de soldagem e outros fatores possam ser mantidos dentro de tolerâncias bastante rigorosas, ainda há diferenças na entrada de calor necessária para soldar aço inoxidável de calor para calor. Um número de calor é o número de lote atribuído a uma fusão específica de aço inoxidável na fábrica. A composição química exata de cada lote é registrada no Relatório de Teste de Fábrica (MTR) junto com a identificação do lote ou número de calor. O ferro puro funde a 1538 °C (2800 °F), enquanto metais ligados fundem dentro de uma faixa de temperaturas, dependendo do tipo e concentração de cada liga ou oligoelemento presente. Como nenhuma das duas corridas de aço inoxidável conterá exatamente a mesma concentração de cada elemento, as características de soldagem variam de forno para forno.
SEM de soldas orbitais de tubo 316L em tubo AOD (superior) e material EBR (inferior) mostrou uma diferença significativa na suavidade do cordão de solda.
Embora um único procedimento de soldagem possa funcionar para a maioria dos aquecimentos com diâmetro externo e espessura de parede semelhantes, alguns aquecimentos exigem menos amperagem e outros exigem uma amperagem maior do que o normal. Por esse motivo, o aquecimento de diferentes materiais no local de trabalho deve ser monitorado cuidadosamente para evitar possíveis problemas. Muitas vezes, um novo aquecimento exige apenas uma pequena alteração na amperagem para atingir um procedimento de soldagem satisfatório.
Problema de enxofre. O enxofre elementar é uma impureza relacionada ao minério de ferro que é amplamente removida durante o processo de fabricação de aço. Os aços inoxidáveis ​​AISI tipo 304 e 316 são especificados com um teor máximo de enxofre de 0,030%. Com o desenvolvimento de processos modernos de refino de aço, como a descarbonetação por oxigênio e argônio (AOD) e práticas de fusão a vácuo duplo, como a fusão por indução a vácuo seguida pela refusão a arco a vácuo (VIM + VAR), tornou-se possível produzir aços que são muito especiais nas seguintes maneiras. sua composição química. Foi observado que as propriedades da poça de solda mudam quando o teor de enxofre do aço está abaixo de cerca de 0,008%. Isso se deve ao efeito do enxofre e, em menor extensão, de outros elementos no coeficiente de temperatura da tensão superficial da poça de solda, que determina as características de fluxo da poça de líquido.
Em concentrações muito baixas de enxofre (0,001% – 0,003%), a penetração da poça de solda se torna muito ampla em comparação com soldas semelhantes feitas em materiais com médio teor de enxofre. Soldas feitas em tubos de aço inoxidável com baixo teor de enxofre terão soldas mais largas, enquanto em tubos com paredes mais espessas (0,065 polegadas ou 1,66 mm ou mais) haverá uma tendência maior de fazer soldas Soldagem de recesso. Quando a corrente de soldagem é suficiente para produzir uma solda totalmente penetrada. Isso torna os materiais com teor de enxofre muito baixo mais difíceis de soldar, especialmente com paredes mais espessas. Na extremidade superior da concentração de enxofre em aço inoxidável 304 ou 316, o cordão de solda tende a ter uma aparência menos fluida e mais áspera do que os materiais com médio teor de enxofre. Portanto, para soldabilidade, o teor de enxofre ideal estaria na faixa de aproximadamente 0,005% a 0,017%, conforme especificado na ASTM A270 S2 para tubos de qualidade farmacêutica.
Os produtores de tubos de aço inoxidável eletropolidos notaram que mesmo níveis moderados de enxofre no aço inoxidável 316 ou 316L dificultam o atendimento às necessidades de seus clientes de semicondutores e biofarmacêuticos por superfícies internas lisas e sem corrosão. O uso de microscopia eletrônica de varredura para verificar a lisura do acabamento da superfície do tubo é cada vez mais comum. Foi demonstrado que o enxofre em metais básicos forma inclusões não metálicas ou "stringers" de sulfeto de manganês (MnS) que são removidos durante o eletropolimento e deixam vazios na faixa de 0,25 a 1,0 mícron.
Fabricantes e fornecedores de tubos eletropolidos estão direcionando o mercado para o uso de materiais com teor ultrabaixo de enxofre para atender aos seus requisitos de acabamento de superfície. No entanto, o problema não se limita aos tubos eletropolidos, pois em tubos não eletropolidos as inclusões são removidas durante a passivação do sistema de tubulação. Foi demonstrado que os vazios são mais propensos à corrosão do que áreas de superfície lisa. Portanto, há algumas razões válidas para a tendência para materiais com baixo teor de enxofre e "mais limpos".
Deflexão do arco. Além de melhorar a soldabilidade do aço inoxidável, a presença de um pouco de enxofre também melhora a usinabilidade. Como resultado, fabricantes e fabricantes tendem a escolher materiais na extremidade superior da faixa de teor de enxofre especificada. Soldar tubos com concentrações muito baixas de enxofre em conexões, válvulas ou outros tubos com maior teor de enxofre pode criar problemas de soldagem, pois o arco será direcionado para tubos com baixo teor de enxofre. Quando ocorre a deflexão do arco, a penetração se torna mais profunda no lado com baixo teor de enxofre do que no lado com alto teor de enxofre, o que é o oposto do que acontece ao soldar tubos com concentrações de enxofre correspondentes. Em casos extremos, o cordão de solda pode penetrar completamente no material com baixo teor de enxofre e deixar o interior da solda completamente sem fusão (Fihey e Simeneau, 1982). Para combinar o teor de enxofre das conexões com o teor de enxofre do tubo, a Carpenter Steel Division da Carpenter Technology Corporation da Pensilvânia introduziu um estoque de barra 316 com baixo teor de enxofre (máximo de 0,005%) (Tipo 316L-SCQ) (VIM+VAR) ) para a fabricação de conexões e outros componentes destinados à soldagem em tubos com baixo teor de enxofre. Soldar dois materiais com teor muito baixo de enxofre entre si é muito mais fácil do que soldar um material com teor muito baixo de enxofre a um com alto teor de enxofre.
A mudança para o uso de tubos com baixo teor de enxofre se deve em grande parte à necessidade de obter superfícies de tubo interno eletropolidas e lisas. Embora o acabamento de superfície e o eletropolimento sejam importantes tanto para a indústria de semicondutores quanto para a indústria biotecnológica/farmacêutica, a SEMI, ao escrever a especificação da indústria de semicondutores, especificou que a tubulação 316L para linhas de gás de processo deve ter uma tampa de 0,004% de enxofre para desempenho ideal Extremidades da superfície. A ASTM, por outro lado, modificou sua especificação ASTM 270 para incluir tubos de grau farmacêutico que limitam o teor de enxofre a uma faixa de 0,005 a 0,017%. Isso deve resultar em menos dificuldades de soldagem em comparação com enxofres de faixa inferior. No entanto, deve-se observar que, mesmo dentro dessa faixa limitada, a deflexão do arco ainda pode ocorrer ao soldar tubos com baixo teor de enxofre a tubos ou conexões com alto teor de enxofre, e os instaladores devem monitorar cuidadosamente o aquecimento do material e verificar antes da fabricação Compatibilidade da solda entre aquecimento. Produção de soldas.
outros oligoelementos. Oligoelementos, incluindo enxofre, oxigênio, alumínio, silício e manganês, afetam a penetração. Traços de alumínio, silício, cálcio, titânio e cromo presentes no metal base como inclusões de óxido estão associados à formação de escória durante a soldagem.
Os efeitos dos vários elementos são cumulativos, portanto a presença de oxigênio pode compensar alguns dos efeitos do baixo teor de enxofre. Altos níveis de alumínio podem neutralizar o efeito positivo na penetração de enxofre. O manganês se volatiliza na temperatura de soldagem e se deposita na zona afetada pelo calor da soldagem. Esses depósitos de manganês estão associados à perda de resistência à corrosão. (Consulte Cohen, 1997). A indústria de semicondutores está atualmente experimentando materiais 316L com baixo teor de manganês e até mesmo ultrabaixo teor de manganês para evitar essa perda de resistência à corrosão.
Formação de escória. Ilhas de escória ocasionalmente aparecem no cordão de aço inoxidável para algumas corridas. Isso é inerentemente um problema de material, mas às vezes mudanças nos parâmetros de soldagem podem minimizar isso, ou mudanças na mistura argônio/hidrogênio podem melhorar a solda. Pollard descobriu que a proporção de alumínio para silício no metal base afeta a formação de escória. Para evitar a formação de escória indesejada do tipo placa, ele recomenda manter o teor de alumínio em 0,010% e o teor de silício em 0,5%. No entanto, quando a proporção Al/Si está acima desse nível, escória esférica pode se formar em vez do tipo placa. Esse tipo de escória pode deixar pites após o eletropolimento, o que é inaceitável para aplicações de alta pureza. Ilhas de escória que se formam no diâmetro externo da solda podem causar penetração irregular do passe interno e podem resultar em penetração insuficiente. As ilhas de escória que se formam no cordão de solda interno podem ser suscetíveis à corrosão.
Soldagem de passagem única com pulsação. A soldagem automática padrão de tubos orbitais é uma soldagem de passagem única com corrente pulsada e rotação contínua de velocidade constante. Essa técnica é adequada para tubos com diâmetros externos de 1/8″ a aproximadamente 7″ e espessuras de parede de 0,083″ e menos. Após uma pré-purga temporizada, ocorre a formação de arco. A penetração da parede do tubo é realizada durante um atraso temporizado no qual o arco está presente, mas não ocorre rotação. Após esse atraso rotacional, o eletrodo gira em torno da junta de solda até que a solda se junte ou se sobreponha à porção inicial da solda durante a última camada de soldagem. Quando a conexão é concluída, a corrente diminui em uma queda temporizada.
Modo passo a passo (soldagem "sincronizada"). Para soldagem por fusão de materiais com paredes mais espessas, tipicamente maiores que 0,083 polegadas, a fonte de energia de soldagem por fusão pode ser usada no modo síncrono ou passo a passo. No modo síncrono ou passo a passo, o pulso de corrente de soldagem é sincronizado com o curso, de modo que o rotor fica estacionário para penetração máxima durante pulsos de alta corrente e se move durante pulsos de baixa corrente. As técnicas síncronas usam tempos de pulso mais longos, na ordem de 0,5 a 1,5 segundos, em comparação com o tempo de pulso de um décimo ou centésimo de segundo para soldagem convencional. Esta técnica pode soldar efetivamente tubos de parede fina de calibre 40 de 0,154" ou 6" de espessura com espessura de parede de 0,154" ou 6". A técnica escalonada produz uma solda mais ampla, tornando-a tolerante a falhas e útil para soldar peças irregulares, como conexões de tubos, a tubos onde pode haver diferenças nas tolerâncias dimensionais, algum desalinhamento ou incompatibilidade térmica do material. Este tipo de soldagem requer aproximadamente o dobro do tempo de arco. da soldagem convencional e é menos adequado para aplicações de ultra-alta pureza (UHP) devido à costura mais larga e áspera.
Variáveis ​​programáveis. A geração atual de fontes de energia de soldagem é baseada em microprocessador e armazena programas que especificam valores numéricos para parâmetros de soldagem para um diâmetro específico (OD) e espessura de parede do tubo a ser soldado, incluindo tempo de purga, corrente de soldagem, velocidade de deslocamento (RPM) ), número de camadas e tempo por camada, tempo de pulso, tempo de descida, etc. Para soldas de tubo orbital com arame de enchimento adicionado, os parâmetros do programa incluirão velocidade de alimentação do arame, amplitude de oscilação da tocha e tempo de permanência, AVC (controle de tensão do arco para fornecer abertura de arco constante) e subida. Para executar a soldagem por fusão, instale o cabeçote de soldagem com o eletrodo apropriado e inserções de braçadeira de tubo no tubo e recupere o cronograma ou programa de soldagem da memória da fonte de energia. A sequência de soldagem é iniciada pressionando um botão ou tecla do painel de membrana e a soldagem continua sem intervenção do operador.
Variáveis ​​não programáveis. Para obter uma qualidade de soldagem consistentemente boa, os parâmetros de soldagem devem ser cuidadosamente controlados. Isso é alcançado por meio da precisão da fonte de energia de soldagem e do programa de soldagem, que é um conjunto de instruções inseridas na fonte de energia, consistindo em parâmetros de soldagem, para soldar um tamanho específico de tubo ou cano. Também deve haver um conjunto eficaz de padrões de soldagem, especificando critérios de aceitação de soldagem e algum sistema de inspeção e controle de qualidade de soldagem para garantir que a soldagem atenda aos padrões acordados. No entanto, certos fatores e procedimentos além dos parâmetros de soldagem também devem ser cuidadosamente controlados. Esses fatores incluem o uso de bons equipamentos de preparação final, boas práticas de limpeza e manuseio, boas tolerâncias dimensionais de tubos ou outras peças sendo soldadas, tipo e tamanho de tungstênio consistentes, gases inertes altamente purificados e atenção cuidadosa às variações do material.- alta temperatura.
Os requisitos de preparação para soldagem de extremidades de tubos são mais críticos para soldagem orbital do que para soldagem manual. As juntas soldadas para soldagem orbital de tubos são geralmente juntas de topo quadradas. Para atingir a repetibilidade desejada na soldagem orbital, é necessária uma preparação de extremidade precisa, consistente e usinada. Como a corrente de soldagem depende da espessura da parede, as extremidades devem ser quadradas, sem rebarbas ou chanfros no DE ou DI (DE ou DI), o que resultaria em diferentes espessuras de parede.
As extremidades do tubo devem se encaixar na cabeça de solda para que não haja nenhuma folga perceptível entre as extremidades da junta de topo quadrada. Embora juntas soldadas com pequenas folgas possam ser obtidas, a qualidade da solda pode ser afetada negativamente. Quanto maior a folga, maior a probabilidade de haver um problema. Uma montagem ruim pode resultar em falha completa da soldagem. Serras de tubo feitas por George Fischer e outros que cortam o tubo e faceiam as extremidades do tubo na mesma operação, ou tornos portáteis de preparação de extremidades como os feitos pela Protem, Wachs e outros, geralmente usados ​​para fazer soldas orbitais de extremidade lisa adequadas para usinagem. Serras de corte, serras de arco, serras de fita e cortadores de tubos não são adequados para essa finalidade.
Além dos parâmetros de soldagem que fornecem energia para soldar, existem outras variáveis ​​que podem ter um efeito profundo na soldagem, mas elas não fazem parte do procedimento de soldagem em si. Isso inclui o tipo e o tamanho do tungstênio, o tipo e a pureza do gás usado para proteger o arco e purgar o interior da junta soldada, a vazão de gás usada para purga, o tipo de cabeça e fonte de energia usados, a configuração da junta e qualquer outra informação relevante. Chamamos essas variáveis ​​de "não programáveis" e as registramos no cronograma de soldagem. Por exemplo, o tipo de gás é considerado uma variável essencial na Especificação de Procedimento de Soldagem (WPS) para que os procedimentos de soldagem estejam em conformidade com o Código de Caldeiras e Vasos de Pressão da Seção IX da ASME. Alterações no tipo de gás ou nas porcentagens da mistura de gases, ou eliminação da purga de DI, exigem a revalidação do procedimento de soldagem.
Gás de soldagem. O aço inoxidável é resistente à oxidação do oxigênio atmosférico à temperatura ambiente. Quando aquecido até seu ponto de fusão (1530 °C ou 2800 °F para ferro puro), oxida facilmente. O argônio inerte é mais comumente usado como gás de proteção e para purgar juntas soldadas internas por meio do processo orbital GTAW. A pureza do gás em relação ao oxigênio e à umidade determina a quantidade de descoloração induzida pela oxidação que ocorre na solda ou próximo a ela após a soldagem. Se o gás de purga não for da mais alta qualidade ou se o sistema de purga não estiver completamente livre de vazamentos, de modo que uma pequena quantidade de ar vaze para o sistema de purga, a oxidação pode ser levemente azulada ou azulada. É claro que nenhuma limpeza resultará na superfície preta e crocante comumente chamada de "adoçada". O argônio para soldagem fornecido em cilindros tem pureza de 99,996 a 99,997%, dependendo do fornecedor, e contém de 5 a 7 ppm de oxigênio e outras impurezas, incluindo H2O, O2, CO2, hidrocarbonetos, etc., para um total de 40 ppm no máximo. Argônio de alta pureza em um cilindro ou argônio líquido em um Dewar pode ter 99,999% de pureza ou 10 ppm de impurezas totais, com um máximo de 2 ppm de oxigênio. NOTA: Purificadores de gás como Nanochem ou Gatekeeper podem ser usados ​​durante a purga para reduzir os níveis de contaminação para a faixa de partes por bilhão (ppb).
Composição mista. Misturas de gases como 75% hélio/25% argônio e 95% argônio/5% hidrogênio podem ser usadas como gases de proteção para aplicações especiais. As duas misturas produziram soldas mais quentes do que aquelas feitas sob as mesmas configurações de programa do argônio. As misturas de hélio são particularmente adequadas para penetração máxima por soldagem por fusão em aço carbono. Um consultor da indústria de semicondutores defende o uso de misturas de argônio/hidrogênio como gases de proteção para aplicações UHP. As misturas de hidrogênio têm várias vantagens, mas também algumas desvantagens sérias. A vantagem é que produz uma poça mais úmida e uma superfície de solda mais lisa, o que é ideal para implementar sistemas de fornecimento de gás de ultra-alta pressão com uma superfície interna o mais lisa possível. A presença de hidrogênio fornece uma atmosfera redutora, portanto, se traços de oxigênio estiverem presentes na mistura de gases, a solda resultante parecerá mais limpa com menos descoloração do que uma concentração de oxigênio semelhante em argônio puro. Este efeito é ótimo em cerca de 5% de teor de hidrogênio. Alguns usam uma mistura de 95/5% argônio/hidrogênio como Purga de ID para melhorar a aparência do cordão de solda interno.
O cordão de solda que usa uma mistura de hidrogênio como gás de proteção é mais estreito, exceto que o aço inoxidável tem um teor de enxofre muito baixo e gera mais calor na solda do que a mesma configuração de corrente com argônio não misturado. Uma desvantagem significativa das misturas de argônio/hidrogênio é que o arco é muito menos estável do que o argônio puro, e há uma tendência de o arco se desviar, grave o suficiente para causar falha de fusão. A deriva do arco pode desaparecer quando uma fonte de gás misto diferente é usada, sugerindo que pode ser causada por contaminação ou mistura inadequada. Como o calor gerado pelo arco varia com a concentração de hidrogênio, uma concentração constante é essencial para obter soldas repetíveis, e há diferenças no gás engarrafado pré-misturado. Outra desvantagem é que a vida útil do tungstênio é bastante reduzida quando uma mistura de hidrogênio é usada. Embora o motivo da deterioração do tungstênio do gás misto não tenha sido determinado, foi relatado que o arco é mais difícil e o tungstênio pode precisar ser substituído após uma ou duas soldas. Misturas de argônio/hidrogênio não pode ser usado para soldar aço carbono ou titânio.
Uma característica distintiva do processo TIG é que ele não consome eletrodos. O tungstênio tem o ponto de fusão mais alto de todos os metais (6098 °F; 3370 °C) e é um bom emissor de elétrons, o que o torna particularmente adequado para uso como um eletrodo não consumível. Suas propriedades são melhoradas pela adição de 2% de certos óxidos de terras raras, como céria, óxido de lantânio ou óxido de tório para melhorar a partida e a estabilidade do arco. O tungstênio puro raramente é usado em GTAW devido às propriedades superiores do tungstênio de cério, especialmente para aplicações GTAW orbitais. O tungstênio de tório é usado menos do que no passado porque é um pouco radioativo.
Eletrodos com acabamento polido são mais uniformes em tamanho. Uma superfície lisa é sempre preferível a uma superfície áspera ou inconsistente, pois a consistência na geometria do eletrodo é crítica para resultados de soldagem consistentes e uniformes. Os elétrons emitidos pela ponta (DCEN) transferem calor da ponta de tungstênio para a solda. Uma ponta mais fina permite que a densidade de corrente seja mantida muito alta, mas pode resultar em uma vida útil mais curta do tungstênio. Para soldagem orbital, é importante retificar mecanicamente a ponta do eletrodo para garantir a repetibilidade da geometria do tungstênio e a repetibilidade da solda. A ponta romba força o arco da solda para o mesmo ponto no tungstênio. O diâmetro da ponta controla o formato do arco e a quantidade de penetração em uma corrente específica. O ângulo de conicidade afeta as características de corrente/tensão do arco e deve ser especificado e controlado. O comprimento do tungstênio é importante porque um comprimento conhecido de tungstênio pode ser usado para definir a abertura do arco. A abertura do arco para um valor de corrente específico determina a tensão e, portanto, a potência aplicada ao solda.
O tamanho do eletrodo e o diâmetro da ponta são selecionados de acordo com a intensidade da corrente de soldagem. Se a corrente for muito alta para o eletrodo ou sua ponta, ele pode perder metal da ponta, e usar eletrodos com um diâmetro de ponta muito grande para a corrente pode causar desvio do arco. Especificamos os diâmetros do eletrodo e da ponta pela espessura da parede da junta soldada e usamos 0,0625 de diâmetro para quase tudo até 0,093" de espessura de parede, a menos que o uso seja projetado para ser usado com eletrodos de 0,040" de diâmetro para soldar pequenos componentes de precisão. Para repetibilidade do processo de soldagem, o tipo e acabamento de tungstênio, comprimento, ângulo de conicidade, diâmetro, diâmetro da ponta e abertura do arco devem ser especificados e controlados. Para aplicações de soldagem de tubos, o tungstênio de cério é sempre recomendado porque este tipo tem uma vida útil muito mais longa do que outros tipos e tem excelentes características de ignição de arco. O tungstênio de cério não é radioativo.
Para mais informações, entre em contato com Barbara Henon, gerente de publicações técnicas, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefone: 818-896-9556. Fax: 818-890-3724.