Muharrir eslatmasi: Pharmaceutical Online Arc Machines kompaniyasining sanoat mutaxassisi Barbara Xenonning bioprosess quvurlarini orbital payvandlash bo'yicha ushbu to'rt qismli maqolasini taqdim etishdan mamnun. Ushbu maqola doktor Xenonning o'tgan yil oxirida ASME konferensiyasidagi taqdimotidan olingan.
Korroziyaga chidamlilikning yo'qolishining oldini oling. DI yoki WFI kabi yuqori toza suv zanglamaydigan po'lat uchun juda agressiv aşındırıcıdır. Bundan tashqari, farmatsevtik darajadagi WFI sterillikni saqlab qolish uchun yuqori haroratda (80°C) sikllanadi. Mahsulot uchun halokatli bo'lgan tirik organizmlarni qo'llab-quvvatlash uchun haroratni pasaytirish va "qizil" ishlab chiqarishni rag'batlantirish uchun haroratni oshirish o'rtasida nozik farq bor. Qizil - bu zanglamaydigan po'lat quvur tizimi komponentlarining korroziyasi natijasida kelib chiqadigan turli xil tarkibdagi jigarrang plyonka. Axloqsizlik va temir oksidlari asosiy komponentlar bo'lishi mumkin, ammo temir, xrom va nikelning turli shakllari ham mavjud bo'lishi mumkin. Qizilning mavjudligi ba'zi mahsulotlar uchun halokatli va uning mavjudligi keyingi korroziyaga olib kelishi mumkin, garchi uning boshqa tizimlarda mavjudligi ancha zararsiz ko'rinsa ham.
Payvandlash korroziyaga chidamliligiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Issiq rang payvandlash paytida payvandlash va HAZlarga oksidlovchi materialning tushishi natijasida hosil bo'ladi, bu ayniqsa zararli va farmatsevtika suv tizimlarida qizil rang hosil bo'lishi bilan bog'liq. Xrom oksidi hosil bo'lishi issiq rangga olib kelishi mumkin, bu esa korroziyaga moyil bo'lgan xrom miqdori kamaygan qatlamni qoldiradi. Issiq rangni tuzlash va maydalash orqali olib tashlash, metallni sirtdan, shu jumladan ostidagi xrom miqdori kamaygan qatlamdan olib tashlash va korroziyaga chidamlilikni asosiy metall darajalariga yaqin darajaga qaytarish mumkin. Biroq, tuzlash va maydalash sirt qoplamasiga zararli ta'sir ko'rsatadi. Quvur tizimini nitrat kislota yoki xelatlovchi agent formulalari bilan passivatsiya qilish quvur tizimi ishga tushirilishidan oldin payvandlash va ishlab chiqarishning salbiy ta'sirini bartaraf etish uchun amalga oshiriladi. Burger elektron tahlili shuni ko'rsatdiki, xelat passivatsiyasi payvandlash va issiqlik ta'sirlangan zonada yuzaga kelgan kislorod, xrom, temir, nikel va marganetsning taqsimlanishidagi sirt o'zgarishlarini payvandlashdan oldingi holatga qaytarishi mumkin. Biroq, passivatsiya faqat tashqi sirt qatlamiga ta'sir qiladi va 50 angstromdan pastga kirmaydi, termal rang berish esa... sirt ostida 1000 angstrom yoki undan ko'proqqa cho'ziladi.
Shuning uchun, payvandlanmagan substratlarga yaqin joyda korroziyaga chidamli quvur tizimlarini o'rnatish uchun payvandlash va ishlab chiqarish natijasida kelib chiqadigan shikastlanishlarni passivatsiya orqali sezilarli darajada tiklanishi mumkin bo'lgan darajalar bilan cheklashga harakat qilish muhimdir. Bu minimal kislorod miqdoriga ega tozalash gazidan foydalanishni va atmosfera kislorodi yoki namlik bilan ifloslanmasdan payvandlangan bo'g'inning ichki diametriga yetkazib berishni talab qiladi. Korroziyaga chidamlilikning yo'qolishining oldini olish uchun issiqlik kirishini aniq nazorat qilish va payvandlash paytida qizib ketishning oldini olish ham muhimdir. Takrorlanadigan va izchil yuqori sifatli payvandlarga erishish uchun ishlab chiqarish jarayonini boshqarish, shuningdek, ifloslanishning oldini olish uchun ishlab chiqarish jarayonida zanglamaydigan po'lat quvurlar va komponentlarga ehtiyotkorlik bilan ishlov berish korroziyaga chidamli va uzoq muddatli samarali xizmat ko'rsatadigan yuqori sifatli quvur tizimi uchun muhim talablardir.
Yuqori tozalikdagi biofarmatsevtik zanglamaydigan po'lat quvurlar tizimlarida ishlatiladigan materiallar so'nggi o'n yillikda korroziyaga chidamlilikni oshirish yo'lida evolyutsiyadan o'tdi. 1980-yilgacha ishlatilgan zanglamaydigan po'latning aksariyati 304 zanglamaydigan po'lat edi, chunki u nisbatan arzon edi va ilgari ishlatilgan misga nisbatan yaxshilandi. Darhaqiqat, 300 seriyali zanglamaydigan po'latlarni ishlov berish nisbatan oson, korroziyaga chidamliligini ortiqcha yo'qotmasdan eritib payvandlash mumkin va maxsus oldindan qizdirish va issiqlikdan keyingi ishlov berishni talab qilmaydi.
So'nggi paytlarda yuqori tozalikdagi quvurlarni qo'llashda 316 zanglamaydigan po'latdan foydalanish tobora ommalashib bormoqda. 316 turi tarkibi jihatidan 304 turiga o'xshash, ammo ikkalasiga ham xos bo'lgan xrom va nikel qotishma elementlaridan tashqari, 316 tarkibida taxminan 2% molibden mavjud bo'lib, bu 316 ning korroziyaga chidamliligini sezilarli darajada yaxshilaydi. "L" navlari deb ataladigan 304L va 316L turlari standart navlarga qaraganda kamroq uglerod miqdoriga ega (0,035% va 0,08%). Uglerod miqdorining bu kamayishi payvandlash natijasida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan karbid cho'kma miqdorini kamaytirishga qaratilgan. Bu xrom karbidining hosil bo'lishi bo'lib, u xrom asosli metallning dona chegaralarini kamaytiradi va uni korroziyaga moyil qiladi. "Sensibilizatsiya" deb ataladigan xrom karbidining hosil bo'lishi vaqt va haroratga bog'liq va qo'lda lehimlashda katta muammo hisoblanadi. Biz super-ostenitik AL-6XN zanglamaydigan po'latini orbital payvandlash qo'lda bajarilgan shunga o'xshash payvandlarga qaraganda ko'proq korroziyaga chidamli payvandlarni ta'minlashini ko'rsatdik. Buning sababi, orbital payvandlash. amperaj, pulsatsiya va vaqtni aniq boshqarishni ta'minlaydi, natijada qo'lda payvandlashga qaraganda pastroq va bir xil issiqlik kiritiladi. Orbital payvandlash "L" 304 va 316 darajalari bilan birgalikda quvur tizimlarida korroziya rivojlanishida omil sifatida karbid cho'kmasini deyarli yo'q qiladi.
Zanglamaydigan po'latning issiqlikdan issiqlikka o'zgarishi. Payvandlash parametrlari va boshqa omillarni ancha qattiq bardoshlik doirasida saqlash mumkin bo'lsa-da, zanglamaydigan po'latni issiqlikdan issiqlikka payvandlash uchun zarur bo'lgan issiqlik sarfida hali ham farqlar mavjud. Issiqlik raqami - bu zavodda ma'lum bir zanglamaydigan po'lat eritmasiga berilgan partiya raqami. Har bir partiyaning aniq kimyoviy tarkibi zavod sinov hisobotida (MTR) partiya identifikatsiyasi yoki issiqlik raqami bilan birga qayd etiladi. Sof temir 1538°C (2800°F) da eriydi, qotishma metallar esa har bir qotishma yoki iz elementining turi va konsentratsiyasiga qarab turli harorat oralig'ida eriydi. Zanglamaydigan po'latning ikkita qizishi har bir elementning bir xil konsentratsiyasini o'z ichiga olmasligi sababli, payvandlash xususiyatlari pechdan pechga farq qiladi.
AOD quvurida (yuqori) va EBR materialida (pastki) 316L quvur orbital payvandlarining SEM usuli payvandlash boncukining silliqligida sezilarli farqni ko'rsatdi.
OD va devor qalinligi o'xshash ko'pgina qizdirishlar uchun bitta payvandlash usuli ish berishi mumkin bo'lsa-da, ba'zi qizdirishlar odatdagidan kamroq amperajni, ba'zilari esa yuqori amperajni talab qiladi. Shu sababli, ish joyida turli materiallarning qizdirilishini potentsial muammolardan qochish uchun diqqat bilan kuzatib borish kerak. Ko'pincha, yangi qizdirish qoniqarli payvandlash usuliga erishish uchun amperajda ozgina o'zgarishni talab qiladi.
Oltingugurt muammosi. Elementar oltingugurt temir rudasi bilan bog'liq aralashma bo'lib, po'lat quyish jarayonida asosan olib tashlanadi. AISI 304 va 316 turdagi zanglamaydigan po'latlar maksimal oltingugurt miqdori 0,030% bilan belgilanadi. Argon kislorodini dekarburizatsiya qilish (AOD) kabi zamonaviy po'latni qayta ishlash jarayonlari va vakuum induksion eritish va undan keyin vakuum yoyini qayta eritish (VIM+VAR) kabi ikki tomonlama vakuum eritish amaliyotlarining rivojlanishi bilan quyidagi usullar bilan juda o'ziga xos bo'lgan po'latlarni ishlab chiqarish mumkin bo'ldi. Ularning kimyoviy tarkibi. Po'latning oltingugurt miqdori taxminan 0,008% dan past bo'lganda payvandlash hovuzining xususiyatlari o'zgarishi qayd etilgan. Bu oltingugurt va ozroq darajada boshqa elementlarning payvandlash hovuzining sirt tarangligi harorat koeffitsientiga ta'siri bilan bog'liq, bu esa suyuqlik hovuzining oqim xususiyatlarini belgilaydi.
Juda past oltingugurt konsentratsiyasida (0,001% – 0,003%), o'rtacha oltingugurt miqdori bo'lgan materiallarda qilingan shunga o'xshash payvandlarga nisbatan payvandlash ko'lmakining kirib borishi juda keng bo'ladi. Kam oltingugurtli zanglamaydigan po'lat quvurda qilingan payvandlar kengroq payvandlarga ega bo'ladi, qalinroq devor quvurida (0,065 dyuym yoki 1,66 mm yoki undan ko'p) esa payvandlashning chuqurchaga tushishiga moyillik yuqori bo'ladi. Payvandlash oqimi to'liq kirib boradigan payvand hosil qilish uchun yetarli bo'lganda. Bu juda past oltingugurt miqdori bo'lgan materiallarni, ayniqsa qalin devorlar bilan payvandlashni qiyinlashtiradi. 304 yoki 316 zanglamaydigan po'latda oltingugurt konsentratsiyasining yuqori qismida, payvandlash boncuklari tashqi ko'rinishi jihatidan kamroq suyuq va o'rtacha oltingugurt miqdori bo'lgan materiallarga qaraganda qo'polroq bo'ladi. Shuning uchun, payvandlash qobiliyati uchun ideal oltingugurt miqdori ASTM A270 S2 da farmatsevtika sifatli quvurlar uchun ko'rsatilganidek, taxminan 0,005% dan 0,017% gacha bo'ladi.
Elektrojilolangan zanglamaydigan po'lat quvurlar ishlab chiqaruvchilari 316 yoki 316L zanglamaydigan po'latdagi oltingugurtning o'rtacha miqdori ham yarimo'tkazgich va biofarmatsevtika mijozlarining silliq, chuqursiz ichki yuzalarga bo'lgan ehtiyojlarini qondirishni qiyinlashtirishini payqashdi. Quvur yuzasining silliqligini tekshirish uchun skanerlash elektron mikroskopiyasidan foydalanish tobora keng tarqalgan. Asos metallardagi oltingugurt elektrojilo paytida olib tashlanadigan va 0,25-1,0 mikron oralig'ida bo'shliqlar qoldiradigan metall bo'lmagan qo'shimchalar yoki marganets sulfidi (MnS) "torlari" ni hosil qilishi ko'rsatilgan.
Elektrojilolangan quvurlar ishlab chiqaruvchilari va yetkazib beruvchilari bozorni sirt qoplamasi talablarini qondirish uchun juda kam oltingugurtli materiallardan foydalanishga undamoqdalar. Biroq, muammo faqat elektrojilolangan quvurlar bilan cheklanib qolmaydi, chunki elektrojilolanmagan quvurlarda qo'shimchalar quvur tizimini passivatsiya qilish paytida olib tashlanadi. Bo'shliqlar silliq sirtlarga qaraganda chuqurchalarga ko'proq moyil ekanligi ko'rsatilgan. Shunday qilib, kam oltingugurtli, "toza" materiallarga moyillikning ba'zi asosli sabablari mavjud.
Yoyning burilishi. Zanglamaydigan po'latning payvandlash qobiliyatini oshirishdan tashqari, ozgina oltingugurtning mavjudligi ham ishlov berish qobiliyatini yaxshilaydi. Natijada, ishlab chiqaruvchilar va ishlab chiqaruvchilar belgilangan oltingugurt miqdori oralig'ining yuqori qismida materiallarni tanlashga moyildirlar. Juda past oltingugurt konsentratsiyasiga ega bo'lgan quvurlarni armatura, klapan yoki yuqori oltingugurt miqdoriga ega boshqa quvurlarga payvandlash payvandlash muammolarini keltirib chiqarishi mumkin, chunki yoy past oltingugurt miqdoriga ega quvurlarga yo'naltiriladi. Yoyning burilishi sodir bo'lganda, penetratsiya yuqori oltingugurt miqdoriga qaraganda past oltingugurtli tomonda chuqurroq bo'ladi, bu esa mos keladigan oltingugurt konsentratsiyasiga ega quvurlarni payvandlashda sodir bo'ladigan narsaning aksi. Haddan tashqari holatlarda, payvandlash boncuklari past oltingugurtli materialga to'liq kirib, payvandning ichki qismini butunlay erimagan holda qoldirishi mumkin (Fihey va Simeneau, 1982). Armaturalarning oltingugurt miqdorini quvurning oltingugurt miqdoriga moslashtirish uchun Pensilvaniya shtatining Car-penter Technology Corporation kompaniyasining Carpenter Steel bo'limi past oltingugurtli (maksimal 0,005%) 316 barli (316L-SCQ turi) (VIM+VAR) ni taqdim etdi. oltingugurt miqdori kam bo'lgan quvurlarga payvandlash uchun mo'ljallangan armatura va boshqa komponentlarni ishlab chiqarish uchun. Ikkita juda kam oltingugurtli materialni bir-biriga payvandlash juda kam oltingugurtli materialni yuqori oltingugurtli materialga payvandlashdan ancha osonroq.
Kam oltingugurtli naychalardan foydalanishga o'tish asosan silliq elektropoliatsiyalangan ichki naycha yuzalarini olish zarurati bilan bog'liq. Sirtni pardozlash va elektropolilash ham yarimo'tkazgich sanoati, ham biotexnologiya/farmatsevtika sanoati uchun muhim bo'lsa-da, SEMI yarimo'tkazgich sanoati spetsifikatsiyasini yozishda texnologik gaz liniyalari uchun 316L naychalari optimal ishlash uchun 0,004% oltingugurt qopqog'iga ega bo'lishi kerakligini ko'rsatdi. Sirt uchlari. Boshqa tomondan, ASTM o'zining ASTM 270 spetsifikatsiyasini oltingugurt miqdorini 0,005 dan 0,017% gacha cheklaydigan farmatsevtika darajasidagi naychalarni kiritish uchun o'zgartirdi. Bu quyi diapazondagi oltingugurtlarga nisbatan kamroq payvandlash qiyinchiliklariga olib kelishi kerak. Biroq, shuni ta'kidlash kerakki, hatto bu cheklangan diapazonda ham kam oltingugurtli quvurlarni yuqori oltingugurtli quvurlar yoki armaturalarga payvandlashda yoyning og'ishi hali ham sodir bo'lishi mumkin va o'rnatuvchilar materialning qizishini diqqat bilan kuzatib borishlari va ishlab chiqarishdan oldin isitish o'rtasida lehimning mosligini tekshirishlari kerak. Payvandlashlarni ishlab chiqarish.
boshqa mikroelementlar. Oltingugurt, kislorod, alyuminiy, kremniy va marganets kabi mikroelementlar penetratsiyaga ta'sir qilishi aniqlangan. Asosiy metallda oksid qo'shilishi sifatida mavjud bo'lgan alyuminiy, kremniy, kaltsiy, titan va xromning oz miqdori payvandlash paytida shlak hosil bo'lishi bilan bog'liq.
Turli elementlarning ta'siri kümülatifdir, shuning uchun kislorodning mavjudligi oltingugurtning past ta'sirini qoplashi mumkin. Alyuminiyning yuqori miqdori oltingugurtning kirib borishiga ijobiy ta'sirni bartaraf etishi mumkin. Marganets payvandlash haroratida uchib ketadi va payvandlash issiqligi ta'sirlangan zonada cho'kadi. Bu marganets konlari korroziyaga chidamlilikning yo'qolishi bilan bog'liq. (Qarang: Cohen, 1997). Yarimo'tkazgichlar sanoati hozirda korroziyaga chidamlilikning yo'qolishining oldini olish uchun past marganetsli va hatto juda past marganetsli 316L materiallari bilan tajriba o'tkazmoqda.
Shlak hosil bo'lishi. Ba'zan zanglamaydigan po'latdan yasalgan munchoqda ba'zi qizdirishlar uchun shlak orollari paydo bo'ladi. Bu tabiiy ravishda material muammosi, ammo ba'zida payvandlash parametrlaridagi o'zgarishlar buni minimallashtirishi yoki argon/vodorod aralashmasidagi o'zgarishlar payvandlashni yaxshilashi mumkin. Pollard asosiy metalldagi alyuminiyning kremniyga nisbati shlak hosil bo'lishiga ta'sir qilishini aniqladi. Keraksiz blyashka tipidagi shlak hosil bo'lishining oldini olish uchun u alyuminiy miqdorini 0,010% va kremniy miqdorini 0,5% da saqlashni tavsiya qiladi. Biroq, Al/Si nisbati bu darajadan yuqori bo'lganda, blyashka turi o'rniga sharsimon shlak hosil bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi shlak elektropolyatsiyadan keyin chuqurlarni qoldirishi mumkin, bu esa yuqori tozalikdagi ilovalar uchun qabul qilinishi mumkin emas. Payvandning OD qismida hosil bo'lgan shlak orollari ID o'tish joyining notekis kirib borishiga olib kelishi va yetarli darajada kirib borishga olib kelishi mumkin. ID payvandlash munchog'ida hosil bo'lgan shlak orollari korroziyaga moyil bo'lishi mumkin.
Pulsatsiyali bir martalik payvandlash. Standart avtomatik orbital naychali payvandlash - bu pulsatsiyalanuvchi tok va uzluksiz doimiy tezlikda aylanishga ega bo'lgan bitta o'tishli payvandlashdir. Ushbu usul tashqi diametrlari 1/8 dyuymdan taxminan 7 dyuymgacha va devor qalinligi 0,083 dyuym va undan past bo'lgan quvurlar uchun mos keladi. Vaqt bo'yicha oldindan tozalashdan so'ng, yoy hosil bo'ladi. Naycha devorining teshilishi yoy hosil bo'ladigan, ammo aylanish bo'lmaydigan vaqt bo'yicha kechikish paytida amalga oshiriladi. Ushbu aylanish kechikishidan so'ng, elektrod payvandlashning oxirgi qatlami davomida payvandlashning dastlabki qismiga qo'shilguncha yoki ustma-ust tushguncha payvandlash bo'g'ini atrofida aylanadi. Ulanish tugagach, tok vaqt bo'yicha pasayadi.
Bosqichli rejim (“sinxronlashtirilgan” payvandlash). Odatda 0,083 dyuymdan katta qalin devorli materiallarni eritish orqali payvandlash uchun eritish orqali payvandlash quvvat manbai sinxron yoki bosqichli rejimda ishlatilishi mumkin. Sinxron yoki bosqichli rejimda payvandlash oqimining impulsi zarba bilan sinxronlashtiriladi, shuning uchun rotor yuqori oqim impulslari paytida maksimal penetratsiya uchun harakatsiz bo'ladi va past oqim impulslari paytida harakatlanadi. Sinxron usullar an'anaviy payvandlash uchun sekund impuls vaqtining o'ndan bir qismiga yoki yuzdan bir qismiga nisbatan 0,5 dan 1,5 soniyagacha bo'lgan uzunroq impuls vaqtlaridan foydalanadi. Ushbu usul 0,154 yoki 6 dyuym qalinlikdagi 40 o'lchovli 40 yupqa devorli quvurni 0,154 yoki 6 dyuym devor qalinligi bilan samarali payvandlashi mumkin. Bosqichli usul kengroq payvandlashni hosil qiladi, bu uni xatolarga chidamli qiladi va o'lchovli toleranslarda farqlar, ba'zi bir noto'g'ri hizalanish yoki materialning termal mos kelmasligi bo'lishi mumkin bo'lgan quvurlarga quvur armaturalari kabi notekis qismlarni payvandlash uchun foydalidir. Ushbu turdagi payvandlash an'anaviy payvandlashdan taxminan ikki baravar ko'proq yoy vaqtini talab qiladi va ultra yuqori tozalik (UHP) ilovalari uchun kamroq mos keladi, chunki... kengroq, qo'polroq chok.
Dasturlashtiriladigan o'zgaruvchilar. Payvandlash quvvat manbalarining joriy avlodi mikroprotsessorga asoslangan va payvandlanadigan quvurning ma'lum bir diametri (OD) va devor qalinligi uchun payvandlash parametrlari uchun raqamli qiymatlarni, jumladan, tozalash vaqti, payvandlash oqimi, harakatlanish tezligi (RPM), qatlamlar soni va har bir qatlam uchun vaqt, impuls vaqti, pastga tushish vaqti va boshqalarni belgilaydigan saqlash dasturlari hisoblanadi. To'ldiruvchi sim qo'shilgan orbital naychali payvandlar uchun dastur parametrlari sim uzatish tezligi, mash'ala tebranish amplitudasi va to'xtash vaqti, AVC (doimiy yoy oralig'ini ta'minlash uchun yoy kuchlanishini boshqarish) va yuqoriga ko'tarilishni o'z ichiga oladi. Eritma bilan payvandlashni amalga oshirish uchun payvandlash boshini quvurga tegishli elektrod va quvur qisqichlari qo'shimchalari bilan o'rnating va quvvat manbai xotirasidan payvandlash jadvali yoki dasturini chaqiring. Payvandlash ketma-ketligi tugma yoki membrana paneli tugmachasini bosish orqali boshlanadi va payvandlash operator aralashuvisiz davom etadi.
Dasturlashtirilmaydigan o'zgaruvchilar. Doimiy ravishda yaxshi payvandlash sifatiga erishish uchun payvandlash parametrlarini diqqat bilan nazorat qilish kerak. Bunga payvandlash quvvat manbai va payvandlash dasturining aniqligi orqali erishiladi, bu ma'lum bir o'lchamdagi quvur yoki trubani payvandlash uchun quvvat manbaiga kiritilgan ko'rsatmalar to'plami bo'lib, payvandlash parametrlaridan iborat. Shuningdek, payvandlashning kelishilgan standartlarga javob berishini ta'minlash uchun payvandlashni qabul qilish mezonlarini va ba'zi payvandlash tekshiruvi va sifatni nazorat qilish tizimini belgilaydigan samarali payvandlash standartlari to'plami ham bo'lishi kerak. Biroq, payvandlash parametrlaridan tashqari ba'zi omillar va protseduralar ham diqqat bilan nazorat qilinishi kerak. Bu omillarga yaxshi tayyorgarlik uskunalaridan foydalanish, yaxshi tozalash va ishlov berish amaliyotlari, payvandlanayotgan quvurlar yoki boshqa qismlarning yaxshi o'lchovli tolerantliklari, doimiy volfram turi va o'lchami, yuqori darajada tozalangan inert gazlar va material o'zgarishlariga ehtiyotkorlik bilan e'tibor berish kiradi. - yuqori harorat.
Quvur uchlarini payvandlash uchun tayyorgarlik talablari qo'lda payvandlashdan ko'ra orbital payvandlash uchun muhimroqdir. Orbital quvurlarni payvandlash uchun payvandlangan bo'g'inlar odatda kvadrat dumba bo'g'inlari bo'ladi. Orbital payvandlashda kerakli takrorlanishga erishish uchun uchlarini aniq, izchil, ishlov berilgan holda tayyorlash talab qilinadi. Payvandlash oqimi devor qalinligiga bog'liq bo'lgani uchun, uchlari OD yoki ID (OD yoki ID) da burmalar yoki qiyshiqliklarsiz kvadrat shaklida bo'lishi kerak, bu esa devor qalinligining har xil bo'lishiga olib keladi.
Quvur uchlari payvandlash boshiga bir-biriga mos kelishi kerak, shunda kvadrat kesma bo'g'imning uchlari orasida sezilarli bo'shliq bo'lmaydi. Kichik bo'shliqlar bilan payvandlangan bo'g'inlarni amalga oshirish mumkin bo'lsa-da, payvandlash sifatiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bo'shliq qanchalik katta bo'lsa, muammo yuzaga kelish ehtimoli shuncha yuqori bo'ladi. Yomon yig'ish lehimning to'liq ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Jorj Fischer va boshqalar tomonidan ishlab chiqarilgan, quvurni kesib, quvur uchlariga qaragan, xuddi shu operatsiyada ishlaydigan quvur arralari yoki Protem, Wachs va boshqalar tomonidan ishlab chiqarilgan ko'chma uch tayyorlash tornalari, ko'pincha ishlov berish uchun mos keladigan silliq uchli orbital payvandlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Kesish arralari, qoziq arralar, lentali arralar va naycha kesgichlar bu maqsad uchun mos emas.
Payvandlash quvvatini kiritadigan payvandlash parametrlaridan tashqari, payvandlashga chuqur ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan boshqa o'zgaruvchilar ham mavjud, ammo ular haqiqiy payvandlash protsedurasining bir qismi emas. Bunga volframning turi va o'lchami, yoyni himoya qilish va payvandlash bo'g'inining ichki qismini tozalash uchun ishlatiladigan gazning turi va sofligi, tozalash uchun ishlatiladigan gaz oqimi tezligi, ishlatiladigan kallak va quvvat manbai turi, bo'g'inning konfiguratsiyasi va boshqa har qanday tegishli ma'lumotlar kiradi. Biz bu "dasturlashtirilmaydigan" o'zgaruvchilar deb ataymiz va ularni payvandlash jadvaliga yozib qo'yamiz. Masalan, gaz turi payvandlash protseduralari ASME IX bo'lim qozon va bosimli idish kodeksiga muvofiq bo'lishi uchun payvandlash protseduralari spetsifikatsiyasida (WPS) muhim o'zgaruvchi hisoblanadi. Gaz turi yoki gaz aralashmasi foizlaridagi o'zgarishlar yoki ID tozalashni bekor qilish payvandlash protsedurasini qayta tasdiqlashni talab qiladi.
Payvandlash gazi. Zanglamaydigan po'lat xona haroratida atmosfera kislorodining oksidlanishiga chidamli. Erish nuqtasiga (sof temir uchun 1530°C yoki 2800°F) qizdirilganda u osongina oksidlanadi. Inert argon ko'pincha himoya gazi sifatida va orbital GTAW jarayoni orqali ichki payvandlangan bo'g'inlarni tozalash uchun ishlatiladi. Gazning kislorod va namlikka nisbatan sofligi payvandlashdan keyin payvand chokida yoki uning yonida sodir bo'ladigan oksidlanish natijasida rang o'zgarishi miqdorini belgilaydi. Agar tozalash gazi eng yuqori sifatli bo'lmasa yoki tozalash tizimi to'liq oqmasa, tozalash tizimiga oz miqdordagi havo oqib chiqsa, oksidlanish och ko'k yoki mavimsi bo'lishi mumkin. Albatta, hech qanday tozalash odatda "shirinlashtirilgan" deb ataladigan qobiqli qora sirtga olib kelmaydi. Ballonlarda yetkazib beriladigan payvandlash darajasidagi argon yetkazib beruvchiga qarab 99,996-99,997% sof bo'lib, 5-7 ppm kislorod va boshqa aralashmalarni, jumladan, H2O, O2, CO2, uglevodorodlar va boshqalarni o'z ichiga oladi, jami 40 ppm. maksimal. Dewardagi silindrdagi yuqori tozalikdagi argon yoki suyuq argon 99,999% sof yoki 10 ppm umumiy aralashmalar bo'lishi mumkin, maksimal 2 ppm kislorod bo'lishi mumkin. ESLATMA: Nanochem yoki Gatekeeper kabi gaz tozalagichlari ifloslanish darajasini milliardga to'g'ri keladigan qismlar (ppb) oralig'iga tushirish uchun tozalash paytida ishlatilishi mumkin.
aralash tarkib. 75% geliy/25% argon va 95% argon/5% vodorod kabi gaz aralashmalari maxsus qo'llanmalar uchun himoya gazlari sifatida ishlatilishi mumkin. Ikkala aralashma argon bilan bir xil dastur sozlamalarida bajarilgan payvandlarga qaraganda issiqroq payvandlarni hosil qildi. Geliy aralashmalari, ayniqsa, uglerod po'latida termoyadroviy payvandlash orqali maksimal penetratsiya uchun mos keladi. Yarimo'tkazgichlar sanoati bo'yicha maslahatchi UHP qo'llanmalari uchun himoya gazlari sifatida argon/vodorod aralashmalaridan foydalanishni qo'llab-quvvatlaydi. Vodorod aralashmalari bir qator afzalliklarga ega, ammo ba'zi jiddiy kamchiliklarga ham ega. Afzalligi shundaki, u namroq ko'lmak va silliqroq payvandlash yuzasini hosil qiladi, bu esa iloji boricha silliq ichki yuzasiga ega ultra yuqori bosimli gaz yetkazib berish tizimlarini amalga oshirish uchun idealdir. Vodorodning mavjudligi kamaytiruvchi atmosferani ta'minlaydi, shuning uchun agar gaz aralashmasida kislorod izlari mavjud bo'lsa, natijada hosil bo'lgan payvandlash sof argondagi shunga o'xshash kislorod konsentratsiyasiga qaraganda kamroq rang o'zgarishi bilan toza ko'rinadi. Bu effekt taxminan 5% vodorod miqdorida optimal hisoblanadi. Ba'zilar tashqi ko'rinishini yaxshilash uchun 95/5% argon/vodorod aralashmasini ID tozalash vositasi sifatida ishlatishadi. ichki payvandlash boncukining.
Himoya gazi sifatida vodorod aralashmasidan foydalanadigan payvandlash boncuklari torroq, faqat zanglamaydigan po'latda oltingugurt miqdori juda past va aralashmagan argon bilan bir xil oqim sozlamalariga qaraganda payvandlashda ko'proq issiqlik hosil qiladi. Argon/vodorod aralashmalarining muhim kamchiligi shundaki, yoy sof argonga qaraganda ancha barqaror emas va yoyning siljishiga moyilligi bor, bu esa noto'g'ri eritishga olib kelishi mumkin. Yoy siljishi boshqa aralash gaz manbai ishlatilganda yo'qolishi mumkin, bu esa ifloslanish yoki yomon aralashtirish natijasida yuzaga kelishi mumkinligini ko'rsatadi. Yoy tomonidan hosil bo'ladigan issiqlik vodorod konsentratsiyasiga qarab o'zgarib turadiganligi sababli, takrorlanadigan payvandlarga erishish uchun doimiy konsentratsiya zarur va oldindan aralashtirilgan shisha gazda farqlar mavjud. Yana bir kamchilik shundaki, vodorod aralashmasi ishlatilganda volframning ishlash muddati sezilarli darajada qisqaradi. Aralash gazdan volframning yomonlashuvining sababi aniqlanmagan bo'lsa-da, yoyning qiyinroq ekanligi va bir yoki ikkita payvandlashdan keyin volframni almashtirish kerak bo'lishi mumkinligi haqida xabar berilgan. Argon/vodorod aralashmalarini uglerod po'lati yoki titanni payvandlash uchun ishlatib bo'lmaydi.
TIG jarayonining ajralib turadigan xususiyati shundaki, u elektrodlarni iste'mol qilmaydi. Volfram har qanday metalning eng yuqori erish nuqtasiga ega (6098°F; 3370°C) va yaxshi elektron emitenti bo'lib, uni iste'mol qilinmaydigan elektrod sifatida foydalanish uchun ayniqsa mos qiladi. Uning xususiyatlari yoyning boshlanishini va yoyning barqarorligini yaxshilash uchun seriya, lantan oksidi yoki toriy oksidi kabi ba'zi noyob yer oksidlarining 2% ni qo'shish orqali yaxshilanadi. Sof volfram GTAWda seriy volframning yuqori xususiyatlari tufayli, ayniqsa orbital GTAW ilovalari uchun kamdan-kam ishlatiladi. Toriy volfram avvalgiga qaraganda kamroq ishlatiladi, chunki ular biroz radioaktivdir.
Jilolangan qoplamali elektrodlar o'lchamlari jihatidan bir xilroq bo'ladi. Silliq sirt har doim qo'pol yoki nomuvofiq sirtga qaraganda afzalroqdir, chunki elektrod geometriyasidagi izchillik izchil, bir xil payvandlash natijalari uchun juda muhimdir. Uchidan (DCEN) chiqadigan elektronlar volfram uchidan payvandga issiqlikni o'tkazadi. Yupqaroq uchi tok zichligini juda yuqori darajada ushlab turishga imkon beradi, ammo volframning ishlash muddatini qisqartirishi mumkin. Orbital payvandlash uchun volfram geometriyasi va payvandning takrorlanishini ta'minlash uchun elektrod uchini mexanik ravishda maydalash muhimdir. To'mtoq uchi yoyni payvanddan volframdagi bir xil joyga majbur qiladi. Uchi diametri yoyning shaklini va ma'lum bir tokda penetratsiya miqdorini boshqaradi. Konus burchagi yoyning tok/kuchlanish xususiyatlariga ta'sir qiladi va aniqlanishi va boshqarilishi kerak. Volframning uzunligi muhim, chunki ma'lum bir volfram uzunligi yoy oralig'ini o'rnatish uchun ishlatilishi mumkin. Muayyan tok qiymati uchun yoy oralig'i kuchlanishni va shuning uchun payvandga qo'llaniladigan quvvatni belgilaydi.
Elektrod o'lchami va uning uchi diametri payvandlash oqimining intensivligiga qarab tanlanadi. Agar oqim elektrod yoki uning uchi uchun juda yuqori bo'lsa, u uchidan metallni yo'qotishi mumkin va uchi diametri tok uchun juda katta bo'lgan elektrodlardan foydalanish yoyning siljishiga olib kelishi mumkin. Biz elektrod va uchi diametrlarini payvandlash bo'g'inining devor qalinligi bilan belgilaymiz va 0,093 dyuymgacha bo'lgan deyarli barcha devor qalinligi uchun 0,0625 diametrdan foydalanamiz, agar foydalanish kichik aniqlikdagi komponentlarni payvandlash uchun 0,040 dyuymli elektrodlar bilan ishlatish uchun mo'ljallanmagan bo'lsa. Payvandlash jarayonining takrorlanishi uchun volfram turi va pardozi, uzunligi, konusning burchagi, diametri, uchi diametri va yoy oralig'i ko'rsatilishi va nazorat qilinishi kerak. Naychali payvandlash uchun seriy volfram har doim tavsiya etiladi, chunki bu tur boshqa turlarga qaraganda ancha uzoqroq xizmat qilish muddatiga ega va ajoyib yoy ateşleme xususiyatlariga ega. Seriy volfram radioaktiv emas.
Qo'shimcha ma'lumot olish uchun, iltimos, Arc Machines, Inc. kompaniyasining texnik nashrlar bo'yicha menejeri Barbara Xenon bilan bog'laning, 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefon: 818-896-9556. Faks: 818-890-3724.