Shënim i redaktorit: Pharmaceutical Online ka kënaqësinë të paraqesë këtë artikull me katër pjesë mbi saldimin orbital të tubacioneve bioprocesuese nga ekspertja e industrisë Barbara Henon e Arc Machines. Ky artikull është përshtatur nga prezantimi i Dr. Henon në konferencën ASME në fund të vitit të kaluar.
Parandaloni humbjen e rezistencës ndaj korrozionit. Uji me pastërti të lartë si DI ose WFI është një gdhendës shumë agresiv për çelikun inox. Përveç kësaj, WFI i gradës farmaceutike ciklohet në temperaturë të lartë (80°C) për të ruajtur sterilitetin. Ekziston një ndryshim i vogël midis uljes së temperaturës mjaftueshëm për të mbështetur organizmat e gjallë vdekjeprurës për produktin dhe rritjes së temperaturës mjaftueshëm për të nxitur prodhimin e "kuqes". Kuqeja është një film kafe me përbërje të ndryshme të shkaktuar nga korrozioni i komponentëve të sistemit të tubacioneve prej çeliku inox. Papastërtia dhe oksidet e hekurit mund të jenë përbërësit kryesorë, por mund të jenë të pranishme edhe forma të ndryshme të hekurit, kromit dhe nikelit. Prania e kuqërremtë është vdekjeprurëse për disa produkte dhe prania e saj mund të çojë në korrozion të mëtejshëm, megjithëse prania e saj në sisteme të tjera duket të jetë mjaft e mirë.
Saldimi mund të ndikojë negativisht në rezistencën ndaj korrozionit. Ngjyra e nxehtë është rezultat i materialit oksidues të depozituar në saldime dhe HAZ gjatë saldimit, është veçanërisht e dëmshme dhe shoqërohet me formimin e të kuqërremtës në sistemet farmaceutike të ujit. Formimi i oksidit të kromit mund të shkaktojë një nuancë të nxehtë, duke lënë pas një shtresë të varfër me krom që është e ndjeshme ndaj korrozionit. Ngjyra e nxehtë mund të hiqet me anë të turshisë dhe bluarjes, duke hequr metalin nga sipërfaqja, duke përfshirë shtresën themelore të varfër me krom, dhe duke rikthyer rezistencën ndaj korrozionit në nivele afër niveleve të metaleve bazë. Megjithatë, turshia dhe bluarja janë të dëmshme për përfundimin e sipërfaqes. Pasivizimi i sistemit të tubacioneve me acid nitrik ose formulime të agjentëve kelues bëhet për të kapërcyer efektet negative të saldimit dhe fabrikimit para se sistemi i tubacioneve të vihet në shërbim. Analiza e elektroneve Auger tregoi se pasivizimi i kelacionit mund të rikthejë ndryshimet sipërfaqësore në shpërndarjen e oksigjenit, kromit, hekurit, nikelit dhe manganit që ndodhën në zonën e saldimit dhe të prekur nga nxehtësia në gjendjen para saldimit. Megjithatë, pasivizimi ndikon vetëm në shtresën e jashtme sipërfaqësore dhe nuk depërton nën 50 angstrom, ndërsa ngjyrosja termike mund të shtrihet. 1000 angstrom ose më shumë nën sipërfaqe.
Prandaj, për të instaluar sisteme tubacionesh rezistente ndaj korrozionit pranë substrateve të pa salduara, është e rëndësishme të përpiqeni të kufizoni dëmtimet e shkaktuara nga saldimi dhe fabrikimi në nivele që mund të rikuperohen në mënyrë të konsiderueshme nga pasivizimi. Kjo kërkon përdorimin e një gazi pastrimi me përmbajtje minimale oksigjeni dhe shpërndarje në diametrin e brendshëm të nyjes së salduar pa ndotje nga oksigjeni atmosferik ose lagështia. Kontrolli i saktë i hyrjes së nxehtësisë dhe shmangia e mbinxehjes gjatë saldimit është gjithashtu i rëndësishëm për të parandaluar humbjen e rezistencës ndaj korrozionit. Kontrollimi i procesit të prodhimit për të arritur saldime me cilësi të lartë të përsëritshme dhe të qëndrueshme, si dhe trajtimi i kujdesshëm i tubave dhe komponentëve prej çeliku inox gjatë prodhimit për të parandaluar ndotjen, janë kërkesa thelbësore për një sistem tubacionesh me cilësi të lartë që i reziston korrozionit dhe ofron shërbim produktiv afatgjatë.
Materialet e përdorura në sistemet e tubacioneve prej çeliku inox biofarmaceutik me pastërti të lartë kanë pësuar një evolucion drejt rezistencës së përmirësuar ndaj korrozionit gjatë dekadës së fundit. Shumica e çelikut inox të përdorur para vitit 1980 ishte çelik inox 304 sepse ishte relativisht i lirë dhe një përmirësim në krahasim me bakrin e përdorur më parë. Në fakt, çelikët inox të serisë 300 janë relativisht të lehtë për t'u përpunuar, mund të saldohen me shkrirje pa humbje të panevojshme të rezistencës së tyre ndaj korrozionit dhe nuk kërkojnë trajtime të veçanta paraprake dhe pas ngrohjes.
Kohët e fundit, përdorimi i çelikut inox 316 në aplikimet e tubacioneve me pastërti të lartë ka qenë në rritje. Tipi 316 është i ngjashëm në përbërje me Tipin 304, por përveç elementëve të përbashkët të lidhjeve të kromit dhe nikelit për të dy, 316 përmban rreth 2% molibden, i cili përmirëson ndjeshëm rezistencën e 316 ndaj korrozionit. Tipet 304L dhe 316L, të referuara si klasat "L", kanë një përmbajtje më të ulët karboni sesa klasat standarde (0.035% kundrejt 0.08%). Ky reduktim i përmbajtjes së karbonit ka për qëllim të zvogëlojë sasinë e reshjeve të karbidit që mund të ndodhë për shkak të saldimit. Ky është formimi i karbidit të kromit, i cili varfëron kufijtë e kokrrizave të metalit bazë të kromit, duke e bërë atë të ndjeshëm ndaj korrozionit. Formimi i karbidit të kromit, i quajtur "sensibilizim", varet nga koha dhe temperatura dhe është një problem më i madh kur bëhet saldimi me dorë. Ne kemi treguar se saldimi orbital i çelikut inox super-austenitik AL-6XN ofron saldime më rezistente ndaj korrozionit sesa saldime të ngjashme të bëra me dorë. Kjo ndodh sepse saldimi orbital siguron kontroll të saktë të amperazh, pulsim dhe kohëzim, duke rezultuar në një hyrje nxehtësie më të ulët dhe më uniforme sesa saldimi manual. Saldimi orbital në kombinim me klasat "L" 304 dhe 316 praktikisht eliminon reshjet e karbidit si një faktor në zhvillimin e korrozionit në sistemet e tubacioneve.
Variacioni nga nxehtësia në nxehtësi i çelikut inox. Edhe pse parametrat e saldimit dhe faktorë të tjerë mund të mbahen brenda tolerancave mjaft të ngushta, ka ende ndryshime në hyrjen e nxehtësisë së kërkuar për të salduar çelikun inox nga nxehtësia në nxehtësi. Një numër nxehtësie është numri i lotit i caktuar për një shkrirje specifike çeliku inox në fabrikë. Përbërja e saktë kimike e secilës seri regjistrohet në Raportin e Testit të Fabrikës (MTR) së bashku me identifikimin e serisë ose numrin e nxehtësisë. Hekuri i pastër shkrihet në 1538 °C (2800 °F), ndërsa metalet e aliazhuara shkrihen brenda një diapazoni temperaturash, varësisht nga lloji dhe përqendrimi i secilës aliazh ose element gjurmë i pranishëm. Meqenëse asnjë dy nxehtësi e çelikut inox nuk do të përmbajë saktësisht të njëjtin përqendrim të secilit element, karakteristikat e saldimit do të ndryshojnë nga furra në furrë.
SEM e saldimeve orbitale të tubit 316L në tubin AOD (sipër) dhe materialin EBR (poshtë) tregoi një ndryshim të rëndësishëm në lëmimin e rruazës së saldimit.
Ndërsa një procedurë e vetme saldimi mund të funksionojë për shumicën e ngrohjes me diametër të ngjashëm OD dhe trashësi muri, disa ngrohje kërkojnë më pak amperazh dhe disa kërkojnë amperazh më të lartë se zakonisht. Për këtë arsye, ngrohja e materialeve të ndryshme në vendin e punës duhet të monitorohet me kujdes për të shmangur problemet e mundshme. Shpesh, nxehtësia e re kërkon vetëm një ndryshim të vogël në amperazh për të arritur një procedurë të kënaqshme saldimi.
Problemi i squfurit. Squfuri elementar është një papastërti që lidhet me xeherorin e hekurit që hiqet kryesisht gjatë procesit të prodhimit të çelikut. Çeliqet inox AISI Tip 304 dhe 316 specifikohen me një përmbajtje maksimale squfuri prej 0.030%. Me zhvillimin e proceseve moderne të rafinimit të çelikut, siç është Dekarburizimi i Argonit me Oksigjen (AOD) dhe praktikat e shkrirjes me vakum të dyfishtë siç është Shkrirja me Induksion në Vakum e ndjekur nga Rishkrirja me Hark Vakumi (VIM+VAR), është bërë e mundur të prodhohen çelikë që janë shumë të veçantë në mënyrat e mëposhtme. përbërja e tyre kimike. Është vërejtur se vetitë e pishinës së saldimit ndryshojnë kur përmbajtja e squfurit të çelikut është nën rreth 0.008%. Kjo për shkak të efektit të squfurit dhe në një masë më të vogël të elementëve të tjerë në koeficientin e temperaturës së tensionit sipërfaqësor të pishinës së saldimit, i cili përcakton karakteristikat e rrjedhjes së pishinës së lëngshme.
Në përqendrime shumë të ulëta të squfurit (0.001% – 0.003%), depërtimi i pellgut të saldimit bëhet shumë i gjerë krahasuar me saldime të ngjashme të bëra në materiale me përmbajtje mesatare squfuri. Saldimet e bëra në tub çeliku inox me squfur të ulët do të kenë saldime më të gjera, ndërsa në tub me mure më të trasha (0.065 inç, ose 1.66 mm ose më shumë) do të ketë një tendencë më të madhe për të bërë saldime me saldim të thelluar. Kur rryma e saldimit është e mjaftueshme për të prodhuar një saldim të depërtuar plotësisht, kjo i bën materialet me përmbajtje shumë të ulët squfuri më të vështira për t'u bashkuar, veçanërisht me mure më të trasha. Në skajin më të lartë të përqendrimit të squfurit në çelik inox 304 ose 316, rruaza e saldimit tenton të jetë më pak fluide në pamje dhe më e ashpër se materialet me përmbajtje mesatare squfuri. Prandaj, për saldueshmërinë, përmbajtja ideale e squfurit do të ishte në rangun prej afërsisht 0.005% deri në 0.017%, siç specifikohet në ASTM A270 S2 për tubat me cilësi farmaceutike.
Prodhuesit e tubave prej çeliku inox të elektro-lëmuar kanë vënë re se edhe nivelet e moderuara të squfurit në çelikun inox 316 ose 316L e bëjnë të vështirë përmbushjen e nevojave të klientëve të tyre gjysmëpërçues dhe biofarmaceutikë për sipërfaqe të brendshme të lëmuara dhe pa gropëza. Përdorimi i mikroskopisë elektronike skanuese për të verifikuar lëmimin e sipërfaqes së tubit është gjithnjë e më i zakonshëm. Squfuri në metalet bazë është treguar se formon përfshirje jo-metalike ose "stringues" të sulfurit të manganit (MnS) që hiqen gjatë elektro-lëmimit dhe lënë boshllëqe në rangun 0.25-1.0 mikron.
Prodhuesit dhe furnizuesit e tubave të elektro-lëmuar po e nxisin tregun drejt përdorimit të materialeve me përmbajtje ultra të ulët squfuri për të përmbushur kërkesat e tyre për përfundimin e sipërfaqes. Megjithatë, problemi nuk kufizohet vetëm tek tubat e elektro-lëmuar, pasi në tubat jo të elektro-lëmuar, përfshirjet hiqen gjatë pasivizimit të sistemit të tubacioneve. Është treguar se boshllëqet janë më të prirura ndaj gropëzave sesa sipërfaqet e lëmuara. Pra, ka disa arsye të vlefshme për trendin drejt materialeve me përmbajtje të ulët squfuri dhe "më të pastra".
Devijimi i harkut. Përveç përmirësimit të saldueshmërisë së çelikut inox, prania e një sasie të caktuar squfuri përmirëson gjithashtu përpunimin. Si rezultat, prodhuesit dhe prodhuesit kanë tendencë të zgjedhin materiale në skajin më të lartë të diapazonit të specifikuar të përmbajtjes së squfurit. Tubat e saldimit me përqendrime shumë të ulëta squfuri në pajisje, valvola ose tuba të tjerë me përmbajtje më të lartë squfuri mund të krijojnë probleme saldimi sepse harku do të jetë i prirur drejt tubave me përmbajtje të ulët squfuri. Kur ndodh devijimi i harkut, depërtimi bëhet më i thellë në anën me squfur të ulët sesa në anën me squfur të lartë, gjë që është e kundërta e asaj që ndodh kur saldohen tuba me përqendrime të përputhshme squfuri. Në raste ekstreme, rruaza e saldimit mund të depërtojë plotësisht në materialin me squfur të ulët dhe ta lërë pjesën e brendshme të saldimit plotësisht të pashkrirë (Fihey dhe Simeneau, 1982). Për të përputhur përmbajtjen e squfurit të pajisjeve me përmbajtjen e squfurit të tubit, Divizioni i Çelikut Carpenter i Carpenter Technology Corporation të Pensilvanisë ka prezantuar një material 316 bar me squfur të ulët (maksimumi 0.005%) (Tipi 316L-SCQ) (VIM+VAR) për prodhimi i aksesorëve dhe komponentëve të tjerë të destinuar për t'u salduar në tuba me squfur të ulët. Saldimi i dy materialeve me squfur shumë të ulët me njëri-tjetrin është shumë më i lehtë sesa saldimi i një materiali me squfur shumë të ulët me një material me squfur më të lartë.
Kalimi në përdorimin e tubave me përmbajtje të ulët squfuri është kryesisht për shkak të nevojës për të marrë sipërfaqe të brendshme të lëmuara të tubave të elektro-lëmuar. Ndërsa përfundimi i sipërfaqes dhe elektro-lëmimi janë të rëndësishme si për industrinë e gjysmëpërçuesve ashtu edhe për industrinë bioteknologjike/farmaceutike, SEMI, kur shkroi specifikimin e industrisë së gjysmëpërçuesve, specifikoi që tubat 316L për linjat e gazit të procesit duhet të kenë një kapak squfuri prej 0.004% për performancë optimale. Skajet e sipërfaqes. ASTM, nga ana tjetër, modifikoi specifikimin e tyre ASTM 270 për të përfshirë tubat e gradës farmaceutike që kufizojnë përmbajtjen e squfurit në një interval prej 0.005 deri në 0.017%. Kjo duhet të rezultojë në më pak vështirësi saldimi krahasuar me squfurët e intervalit më të ulët. Megjithatë, duhet të theksohet se edhe brenda këtij diapazoni të kufizuar, devijimi i harkut mund të ndodhë ende kur saldohen tuba me përmbajtje të ulët squfuri në tuba ose pajisje me përmbajtje të lartë squfuri, dhe instaluesit duhet të ndjekin me kujdes ngrohjen e materialit dhe të kontrollojnë para fabrikimit Pajtueshmërinë e saldimit midis ngrohjes. Prodhimi i saldimeve.
elementë të tjerë gjurmë. Elementët gjurmë duke përfshirë squfur, oksigjen, alumin, silic dhe mangan janë gjetur të ndikojnë në depërtim. Sasitë gjurmë të aluminit, silicit, kalciumit, titanit dhe kromit të pranishme në metalin bazë si përfshirje oksidi shoqërohen me formimin e skorjeve gjatë saldimit.
Efektet e elementëve të ndryshëm janë kumulative, kështu që prania e oksigjenit mund të kompensojë disa nga efektet e ulëta të squfurit. Nivelet e larta të aluminit mund të kundërveprojnë efektin pozitiv në depërtimin e squfurit. Mangani avullohet në temperaturën e saldimit dhe depozitohet në zonën e prekur nga nxehtësia e saldimit. Këto depozita mangani shoqërohen me humbjen e rezistencës ndaj korrozionit. (Shih Cohen, 1997). Industria e gjysmëpërçuesve aktualisht po eksperimenton me materiale 316L me mangan të ulët dhe madje edhe me mangan ultra të ulët për të parandaluar këtë humbje të rezistencës ndaj korrozionit.
Formimi i skorjeve. Ishujt e skorjeve shfaqen herë pas here në rruazën e çelikut inox për disa nxehtësi. Ky është në thelb një problem materiali, por ndonjëherë ndryshimet në parametrat e saldimit mund ta minimizojnë këtë, ose ndryshimet në përzierjen argon/hidrogjen mund ta përmirësojnë saldimin. Pollard zbuloi se raporti i aluminit me silikonin në metalin bazë ndikon në formimin e skorjeve. Për të parandaluar formimin e skorjeve të padëshiruara të tipit pllakë, ai rekomandon mbajtjen e përmbajtjes së aluminit në 0.010% dhe përmbajtjes së silikonit në 0.5%. Megjithatë, kur raporti Al/Si është mbi këtë nivel, mund të formohet skorje sferike në vend të tipit pllakë. Ky lloj skorjeje mund të lërë gropa pas elektro-lëmimit, gjë që është e papranueshme për aplikimet me pastërti të lartë. Ishujt e skorjeve që formohen në OD të saldimit mund të shkaktojnë depërtim të pabarabartë të kalimit ID dhe mund të rezultojnë në depërtim të pamjaftueshëm. Ishujt e skorjeve që formohen në rruazën e saldimit ID mund të jenë të ndjeshëm ndaj korrozionit.
Saldim me një kalim të vetëm me pulsim. Saldimi standard automatik i tubit orbital është një saldim me një kalim të vetëm me rrymë pulsuese dhe rrotullim të vazhdueshëm me shpejtësi konstante. Kjo teknikë është e përshtatshme për tuba me diametër të jashtëm nga 1/8″ deri në afërsisht 7″ dhe trashësi muri prej 0.083″ dhe më poshtë. Pas një pastrimi paraprak të kohëzuar, ndodh hark. Depërtimi i murit të tubit kryhet gjatë një vonese të kohëzuar në të cilën është i pranishëm hark, por nuk ndodh rrotullim. Pas kësaj vonese rrotulluese, elektroda rrotullohet rreth nyjes së saldimit derisa saldimi të bashkohet ose të mbivendoset me pjesën fillestare të saldimit gjatë shtresës së fundit të saldimit. Kur lidhja është e plotë, rryma zvogëlohet në një rënie të kohëzuar.
Modaliteti hap pas hapi (saldim i sinkronizuar). Për saldimin me shkrirje të materialeve me mure më të trasha, zakonisht më të mëdha se 0.083 inç, burimi i energjisë së saldimit me shkrirje mund të përdoret në modalitetin sinkron ose hap pas hapi. Në modalitetin sinkron ose hap pas hapi, pulsi i rrymës së saldimit sinkronizohet me goditjen, kështu që rotori është i palëvizshëm për depërtim maksimal gjatë pulseve me rrymë të lartë dhe lëviz gjatë pulseve me rrymë të ulët. Teknikat sinkrone përdorin kohë më të gjata pulsesh, në rendin prej 0.5 deri në 1.5 sekonda, krahasuar me të dhjetën ose të qindtën e sekondës kohën e pulsit për saldimin konvencional. Kjo teknikë mund të saldojë në mënyrë efektive tuba me mure të hollë 40 gauge 40 me trashësi 0.154″ ose 6″ me trashësi muri 0.154″ ose 6″. Teknika hap pas hapi prodhon një saldim më të gjerë, duke e bërë atë tolerant ndaj defekteve dhe të dobishëm për saldimin e pjesëve të parregullta siç janë pajisjet e tubave në tuba ku mund të ketë ndryshime në tolerancat dimensionale, disa mosvendosje ose papajtueshmëri termike të materialit. Ky lloj saldimi kërkon afërsisht dyfishin e kohës së harkut të saldimit konvencional dhe është më pak i përshtatshëm për aplikime me pastërti ultra të lartë (UHP) për shkak të gjerësisë, shtresë më e ashpër.
Variablat e programueshëm. Gjenerata aktuale e burimeve të energjisë së saldimit janë programe të bazuara në mikroprocesorë dhe ruajnë që specifikojnë vlerat numerike për parametrat e saldimit për një diametër specifik (OD) dhe trashësi muri të tubit që do të saldohet, duke përfshirë kohën e pastrimit, rrymën e saldimit, shpejtësinë e lëvizjes (RPM)), numrin e shtresave dhe kohën për shtresë, kohën e pulsit, kohën e zbritjes, etj. Për saldimet e tubave orbitalë me tela mbushës të shtuar, parametrat e programit do të përfshijnë shpejtësinë e furnizimit me tela, amplitudën e lëkundjes së pishtarit dhe kohën e qëndrimit, AVC (kontrolli i tensionit të harkut për të siguruar boshllëk konstant të harkut) dhe pjerrësinë lart. Për të kryer saldim me shkrirje, instaloni kokën e saldimit me futjet e duhura të elektrodës dhe kapëses së tubit në tub dhe thirrni orarin ose programin e saldimit nga memoria e burimit të energjisë. Sekuenca e saldimit iniciohet duke shtypur një buton ose çelës të panelit të membranës dhe saldimi vazhdon pa ndërhyrjen e operatorit.
Variabla jo të programueshëm. Për të marrë cilësi të mirë të saldimit vazhdimisht, parametrat e saldimit duhet të kontrollohen me kujdes. Kjo arrihet përmes saktësisë së burimit të energjisë së saldimit dhe programit të saldimit, i cili është një grup udhëzimesh të futura në burimin e energjisë, që përbëhet nga parametrat e saldimit, për saldimin e një madhësie specifike të tubit ose tubit. Duhet gjithashtu të ketë një grup efektiv standardesh saldimi, që specifikojnë kriteret e pranimit të saldimit dhe një sistem inspektimi dhe kontrolli të cilësisë së saldimit për të siguruar që saldimi përmbush standardet e dakorduara. Megjithatë, faktorë dhe procedura të caktuara përveç parametrave të saldimit duhet gjithashtu të kontrollohen me kujdes. Këta faktorë përfshijnë përdorimin e pajisjeve të mira të përgatitjes së skajeve, praktikat e mira të pastrimit dhe trajtimit, tolerancat e mira dimensionale të tubave ose pjesëve të tjera që saldohen, llojin dhe madhësinë konsistente të tungstenit, gazrat inerte shumë të pastruara dhe vëmendje të kujdesshme ndaj ndryshimeve të materialit. - temperaturë e lartë.
Kërkesat e përgatitjes për saldimin e skajeve të tubave janë më kritike për saldimin orbital sesa për saldimin manual. Lidhjet e salduara për saldimin orbital të tubave janë zakonisht nyje katrore me fund të pasmë. Për të arritur përsëritshmërinë e dëshiruar në saldimin orbital, kërkohet përgatitje e saktë, e qëndrueshme dhe e përpunuar e skajeve. Meqenëse rryma e saldimit varet nga trashësia e murit, skajet duhet të jenë katrore pa gunga ose pjerrësi në OD ose ID (OD ose ID), gjë që do të rezultonte në trashësi të ndryshme të murit.
Skajet e tubave duhet të përshtaten së bashku në kokën e saldimit në mënyrë që të mos ketë boshllëk të dukshëm midis skajeve të bashkimit katror të anës së pasme. Edhe pse mund të arrihen nyje të salduara me boshllëqe të vogla, cilësia e saldimit mund të ndikohet negativisht. Sa më i madh të jetë boshllëku, aq më shumë ka gjasa të ketë një problem. Montimi i dobët mund të rezultojë në një dështim të plotë të saldimit. Sharrat e tubave të prodhuara nga George Fischer dhe të tjerë që presin tubin dhe përballen me skajet e tubave në të njëjtin operacion, ose torno portative për përgatitjen e skajeve si ato të prodhuara nga Protem, Wachs dhe të tjerë, shpesh përdoren për të bërë saldime orbitale me skaje të lëmuara, të përshtatshme për përpunim mekanik. Sharrat prerëse, sharrat hekuri, sharrat me shirit dhe prerësit e tubave nuk janë të përshtatshëm për këtë qëllim.
Përveç parametrave të saldimit që japin fuqi për saldim, ka edhe variabla të tjerë që mund të kenë një efekt të thellë në saldim, por ato nuk janë pjesë e procedurës aktuale të saldimit. Kjo përfshin llojin dhe madhësinë e tungstenit, llojin dhe pastërtinë e gazit të përdorur për të mbrojtur harkun dhe për të pastruar pjesën e brendshme të nyjes së saldimit, shkallën e rrjedhjes së gazit të përdorur për pastrim, llojin e kokës dhe burimin e energjisë të përdorur, konfigurimin e nyjes dhe çdo informacion tjetër përkatës. Ne i quajmë këto variabla "jo të programueshëm" dhe i regjistrojmë ato në orarin e saldimit. Për shembull, lloji i gazit konsiderohet një variabël thelbësor në Specifikimin e Procedurës së Saldimit (WPS) për procedurat e saldimit në përputhje me Kodin e Kaldajave dhe Enëve nën Presion të Seksionit IX të ASME. Ndryshimet në llojin e gazit ose përqindjet e përzierjes së gazit, ose eliminimi i pastrimit ID kërkojnë rivalidimin e procedurës së saldimit.
Gaz saldimi. Çeliku inox është rezistent ndaj oksidimit të oksigjenit atmosferik në temperaturën e dhomës. Kur nxehet në pikën e tij të shkrirjes (1530°C ose 2800°F për hekur të pastër), ai oksidohet lehtë. Argoni inert përdoret më së shpeshti si gaz mbrojtës dhe për pastrimin e nyjeve të brendshme të salduara përmes procesit orbital GTAW. Pastërtia e gazit në lidhje me oksigjenin dhe lagështinë përcakton sasinë e njollosjes së shkaktuar nga oksidimi që ndodh në ose afër saldimit pas saldimit. Nëse gazi i pastrimit nuk është i cilësisë më të lartë ose nëse sistemi i pastrimit nuk është plotësisht pa rrjedhje, në mënyrë që një sasi e vogël ajri të rrjedhë në sistemin e pastrimit, oksidimi mund të jetë i kaltër i çelët ose kaltërosh. Sigurisht, asnjë pastrim nuk do të rezultojë në sipërfaqen e zezë të korezuar që zakonisht quhet "e ëmbëlsuar". Argoni i gradës së saldimit i furnizuar në cilindra është 99.996-99.997% i pastër, varësisht nga furnizuesi, dhe përmban 5-7 ppm oksigjen dhe papastërti të tjera, duke përfshirë H2O, O2, CO2, hidrokarbure, etj., për një total prej 40 ppm në vit. maksimumi. Argoni me pastërti të lartë në një cilindër ose argoni i lëngshëm në një Dewar mund të jetë 99.999% i pastër ose 10 ppm papastërti totale, me një maksimum prej 2 ppm oksigjen. SHËNIM: Pastruesit e gazit si Nanochem ose Gatekeeper mund të përdoren gjatë pastrimit për të ulur nivelet e ndotjes në diapazonin e pjesëve për miliard (ppb).
përbërje e përzier. Përzierjet e gazrave si 75% helium/25% argon dhe 95% argon/5% hidrogjen mund të përdoren si gazra mbrojtës për aplikime të veçanta. Të dy përzierjet prodhuan saldime më të nxehta sesa ato të bëra nën të njëjtat cilësime programi si argoni. Përzierjet e heliumit janë veçanërisht të përshtatshme për depërtimin maksimal me anë të saldimit me shkrirje në çelik karboni. Një konsulent i industrisë gjysmëpërçuese mbështet përdorimin e përzierjeve argon/hidrogjen si gazra mbrojtës për aplikimet UHP. Përzierjet e hidrogjenit kanë disa avantazhe, por edhe disa disavantazhe serioze. Avantazhi është se prodhon një pellg më të lagësht dhe një sipërfaqe saldimi më të lëmuar, e cila është ideale për zbatimin e sistemeve të shpërndarjes së gazit me presion ultra të lartë me një sipërfaqe të brendshme sa më të lëmuar të jetë e mundur. Prania e hidrogjenit siguron një atmosferë reduktuese, kështu që nëse gjurmë oksigjeni janë të pranishme në përzierjen e gazit, saldimi që rezulton do të duket më i pastër me më pak njollosje sesa një përqendrim i ngjashëm oksigjeni në argon të pastër. Ky efekt është optimal në rreth 5% përmbajtje hidrogjeni. Disa përdorin një përzierje 95/5% argon/hidrogjen si një pastrim ID për të përmirësuar pamjen e rruazës së brendshme të saldimit.
Rruaza e saldimit që përdor një përzierje hidrogjeni si gaz mbrojtës është më e ngushtë, përveç se çeliku inox ka një përmbajtje shumë të ulët squfuri dhe gjeneron më shumë nxehtësi në saldim sesa e njëjta cilësim rryme me argon të papërzier. Një disavantazh i rëndësishëm i përzierjeve argon/hidrogjen është se harku është shumë më pak i qëndrueshëm se argoni i pastër, dhe ekziston një tendencë që harku të devijojë, mjaftueshëm e rëndë sa të shkaktojë keqbashkim. Devijimi i harkut mund të zhduket kur përdoret një burim i ndryshëm gazi i përzier, duke sugjeruar se mund të shkaktohet nga ndotja ose përzierja e dobët. Për shkak se nxehtësia e gjeneruar nga harku ndryshon me përqendrimin e hidrogjenit, një përqendrim konstant është thelbësor për të arritur saldime të përsëritshme, dhe ka ndryshime në gazin e parapërzier në shishe. Një disavantazh tjetër është se jetëgjatësia e tungstenit shkurtohet shumë kur përdoret një përzierje hidrogjeni. Ndërsa arsyeja për përkeqësimin e tungstenit nga gazi i përzier nuk është përcaktuar, është raportuar se harku është më i vështirë dhe tungsteni mund të duhet të zëvendësohet pas një ose dy saldimeve. Përzierjet argon/hidrogjen nuk mund të përdoren për të salduar çelik karboni ose titan.
Një tipar dallues i procesit TIG është se nuk konsumon elektroda. Tungsteni ka pikën më të lartë të shkrirjes nga çdo metal (6098°F; 3370°C) dhe është një emetues i mirë elektronesh, duke e bërë atë veçanërisht të përshtatshëm për përdorim si një elektrodë jo-konsumuese. Vetitë e tij përmirësohen duke shtuar 2% të disa oksideve të rralla të tokës si ceriumi, oksidi i lantanit ose oksidi i toriumit për të përmirësuar fillimin e harkut dhe stabilitetin e harkut. Tungsteni i pastër përdoret rrallë në GTAW për shkak të vetive superiore të tungstenit të ceriumit, veçanërisht për aplikimet orbitale të GTAW. Tungsteni i toriumit përdoret më pak se në të kaluarën sepse është disi radioaktiv.
Elektrodat me një përfundim të lëmuar janë më uniforme në madhësi. Një sipërfaqe e lëmuar është gjithmonë e preferueshme sesa një sipërfaqe e ashpër ose e paqëndrueshme, pasi qëndrueshmëria në gjeometrinë e elektrodës është kritike për rezultate të qëndrueshme dhe uniforme të saldimit. Elektronet e emetuara nga maja (DCEN) transferojnë nxehtësi nga maja e tungstenit në saldim. Një majë më e hollë lejon që dendësia e rrymës të mbahet shumë e lartë, por mund të rezultojë në një jetëgjatësi më të shkurtër të tungstenit. Për saldimin orbital, është e rëndësishme të bluhet mekanikisht maja e elektrodës për të siguruar përsëritshmërinë e gjeometrisë së tungstenit dhe përsëritshmërinë e saldimit. Maja e topitur e detyron harkun nga saldimi në të njëjtin vend në tungsten. Diametri i majës kontrollon formën e harkut dhe sasinë e depërtimit në një rrymë të caktuar. Këndi i konit ndikon në karakteristikat e rrymës/tensionit të harkut dhe duhet të specifikohet dhe kontrollohet. Gjatësia e tungstenit është e rëndësishme sepse një gjatësi e njohur e tungstenit mund të përdoret për të vendosur boshllëkun e harkut. Boshllëku i harkut për një vlerë specifike të rrymës përcakton tensionin dhe kështu fuqinë e aplikuar në saldim.
Madhësia e elektrodës dhe diametri i majës së saj zgjidhen sipas intensitetit të rrymës së saldimit. Nëse rryma është shumë e lartë për elektrodën ose majën e saj, ajo mund të humbasë metal nga maja, dhe përdorimi i elektrodave me një diametër maje që është shumë i madh për rrymën mund të shkaktojë zhvendosje të harkut. Ne specifikojmë diametrat e elektrodës dhe majës sipas trashësisë së murit të bashkimit të saldimit dhe përdorim diametër 0.0625 për pothuajse gjithçka deri në trashësinë e murit 0.093″, përveç nëse përdorimi është projektuar të përdoret me elektroda me diametër 0.040″ për saldimin e komponentëve të vegjël precizë. Për përsëritshmërinë e procesit të saldimit, lloji dhe përfundimi i tungstenit, gjatësia, këndi i konit, diametri, diametri i majës dhe hapësira e harkut duhet të specifikohen dhe kontrollohen të gjitha. Për aplikimet e saldimit me tuba, tungsteni i ceriumit rekomandohet gjithmonë sepse ky lloj ka një jetëgjatësi shërbimi shumë më të gjatë se llojet e tjera dhe ka karakteristika të shkëlqyera të ndezjes së harkut. Tungsteni i ceriumit nuk është radioaktiv.
Për më shumë informacion, ju lutemi kontaktoni Barbara Henon, Menaxhere e Publikimeve Teknike, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefon: 818-896-9556. Faks: 818-890-3724.