Vodiči za zavarivanje

Što je čišćenje zavara?

Čišćenje zavara je tehnika koja se koristi za izradu visokokvalitetnih zavara uz minimalnu oksidaciju i promjenu boje. Uključuje upotrebu inertnih plinova kao što su argon, helij ili dušik za zaštitu područja zavara od kisika dok se zagrijava ili je u temperaturnom rasponu sklonom oksidaciji.

Proces čišćenja zavara pomaže u uklanjanju kisika koji može uzrokovati nedostatke u zavarenom spoju i također smanjuje promjenu boje uzrokovanu oksidacijom metala.

Najčešća metoda pročišćavanja zavarivanja naziva se “povratno pročišćavanje”. U ovoj tehnici, inertni plin se nanosi na stražnju stranu spoja prije početka zavarivanja.

To sprječava ulazak kisika u zonu zavara i štiti je od onečišćenja. Dodatno, povratno pročišćavanje može pomoći u smanjenju izobličenja metala zavarivanja zbog prekomjernog unosa topline tijekom zavarivanja.

Zašto je potrebno čišćenje zavarenih spojeva?

Metali kao što su krom (glavni legirajući elementi za nehrđajući čelik), aluminij, magnezij itd. vrlo su reaktivni s kisikom kada se zagrijavaju. Zagrijavanje se uglavnom događa tijekom zavarivanja i stoga je potrebno spriječiti da vrući metal dođe u dodir s kisikom.

Kod zavarivanja nehrđajućeg čelika, titana i drugih metala otpornih na koroziju (magnezij, tantal), pročišćavanje je potrebno kako bi se očuvala izvorna namjena metala u svojstvima otpornosti na koroziju kako bi se stvorilo potpuno okruženje za zavarivanje, što je najvažnije.

Jedina mogućnost da se to prevlada je korištenje povratnog pročišćavanja zavara kako bi se eliminirala oksidacija. Napomena– Ako se pročišćavanje ne izvede ispravno, zavareni šav će biti izložen kisiku i oksidima zbog topline zavara tijekom zavarivanja.

Oksidacija se mora unaprijed spriječiti ili kasnije tretirati kiseljenjem i pasiviranjem ili mljevenjem. Iako su ove kasnije metode skupe i možda neće dobro funkcionirati ako je razina oksidacije vrlo visoka. Uspješno zavarivanje zahtijeva odgovarajuću opremu i tehniku za čišćenje.

Sprječavanje oksidacije tijekom zavarivanja

Oksidacija zavarenog šava tijekom zavarivanja metala događa se ako kisik nije spriječen na mjestu zavarivanja. Ova situacija čini titan, cirkonij, magnezij i druge reaktivne metale i legure osjetljivijima. Rezultirajuća oksidirana površina više nije trajno otporna na koroziju i zahtijeva daljnju obradu.

Uklanjanje oksidiranih dijelova brušenjem također uklanja pasivnu zaštitu metala od korozije. Ostali mehanički postupci, kao što su četkanje, pjeskarenje i luženje, eliminiraju oksidaciju i ovaj proces može povećati otpornost na koroziju, ali povećati troškove.

Međutim, u slučaju zavarivanja cijevi može biti teško ili nemoguće ukloniti oksidaciju nakon zavarivanja. Oksidi koji nastaju tijekom zavarivanja obično se nalaze na mjestima koja su gotovo nedostupna.

Na primjer, pristup unutarnjim zavarima kalemova cijevi od 3 metra s cijevi promjera 4 inča ne bi bio moguć. Dekapiranje povećava otpornost na koroziju, ali zahtijeva vrijeme i neće biti moguće, osobito u udaljenim radionicama na gradilištu.

Umjesto kasnijeg uklanjanja oksidacije, drugi način je spriječiti oksidaciju na prvom mjestu korištenjem povratnog pročišćavanja inertnim plinom tijekom zavarivanja. Inertni plin za pročišćavanje koristi se za zaštitu zavarenih šavova njihovim hlađenjem sve dok više ne dođe do oksidacije. Koristi plin argon (Ar), inertni plin koji je teži od normalnog zraka. (Pogledajte sliku 1 u nastavku za učinak čistoće plina za pročišćavanje na razinu oksidacije.)

Dušik, drugi plin za pročišćavanje i smjese dušik/vodik također se mogu koristiti. Za male cjevovode uglavnom se koristi argon za pročišćavanje zavara.

Oprema za čišćenje zavarenih spojeva.

Uobičajeni pristup je zalijepiti krajeve i pročistiti cijelu duljinu cijevi plinom za pročišćavanje prije početka zavarivanja. Međutim, ove metode mogu biti dugotrajne, a neekonomične metode mogu rezultirati izgubljenim plinom za pročišćavanje, neproduktivnim radnim satima i manje poželjnim rezultatima.

Odgovarajuća oprema i pribor za čišćenje zavara uključivat će:

1. Jedinica za pročišćavanje. (oprema za pročišćavanje)
2. Aluminijska traka. (Za blokiranje zavara)
3. Indikator kisika. (oksimetar)

Jedinica za pročišćavanje trebala bi smanjiti količinu unutarnjeg kisika, osigurati dobro zabrtvljen prostor i ne proizvoditi kontaminante. Plin za pročišćavanje mora se polako ubrizgavati odgovarajućom brzinom u komoru za pročišćavanje kako bi se smanjilo miješanje argona i kisika i smanjila izlazna konvekcija, što je glavni čimbenik u kvaliteti operacije pročišćavanja.

Istodobno, mjesto koje se čisti mora biti zapečaćeno kako bi se spriječio daljnji prodor kisika. Kako bi se povećala brzina vremena pročišćavanja, gubitak plina argona mora se smanjiti što je više moguće i mora se spriječiti ulazak novog kisika na mjesto zavarivanja.

Vanjska strana spoja cijevi mora biti zabrtvljena aluminijskom trakom koja može izdržati temperature zavarivanja i ne sadrži halogene. Konvencionalne trake ne smiju se koristiti jer sadrže halogene, posebice klor. Poput vodika i kisika, klor apsorbiraju reaktivni metali na visokim temperaturama, uzrokujući krtost na površini zavara.

Stoga sve komponente korištene u proizvodnji ovog mehanizma za čišćenje moraju biti bez halogena, otporne na toplinu i ne smiju sadržavati različite metale. Otvor za ispuštanje kisika mora biti uključen za ispuštanje kisika iz okoline za pročišćavanje i za ulazak plina za pročišćavanje.

Prilikom zavarivanja i čišćenja materijala otpornih na koroziju potrebno je konfigurirati sljedeće:

1. Pročišćavanje sadržaja plina tijekom zavarivanja.

2. Prodiranje i difuzija kisika kroz unutarnje vodove za opskrbu plinom, spojne mehanizme, regulatore, mehanizme za pročišćavanje, zavarene otvore uključujući plinska crijeva, mehanizme za brtvljenje, priključke na strojeve za zavarivanje

Preostali kisik mjeri se na spoju gdje je završno mjerenje zavareno i može sadržavati tragove sadržaja kisika zbog tragova curenja u spoju crijeva/regulatoru ili ugradnje kroz zavareni otvor.

Zbog toga je važno uspostaviti postupke za indikatore kisika. Senzor ovog indikatora kisika mora biti dovoljno točan za mjerenje kisika u PPM. Ako je indikator kisika mjerljiv na 0,1 posto (1000 PPM) ili 0,01 posto (100 PPM), možda neće biti dovoljno točan jer većina razina zavarivanja može raditi znatno ispod 70 PPM. Visoka točnost omogućuje identifikaciju svakog dodatnog sadržaja kisika i sprječava kvarove pri zavarivanju ili preradu.

Kako bi se osigurala optimalna kvaliteta zavara, elektrode za TIG zavarivanje ili također poznate kao elektrode za elektrolučno zavarivanje s plinskim volframom (GTAW) moraju biti dugačko brušene s prednje strane po obodu. Geometrija brušenog vrha mora biti dovršena na visokoj razini kako bi se osigurala pravilna stabilnost luka.

Elektrode brušene brusilicom za volframove elektrode s dijamantnim kotačima osiguravaju bolje prodiranje luka za dugotrajnije i optimalnu kvalitetu zavara.

Tehnike čišćenja zavara.

Čest problem s pročišćavanjem tiče se brzine protoka kojom zavarivač pročišćava. Ovaj protok uvelike ovisi o stvarno pročišćenoj količini.

U stvari, zavarivač mora težiti dovoljnom protoku kako bi održao protok u kojem se kisik poslušno ispušta, a gdje se ispušta, kako bi pritisak unutar bio jači od vanjskog. Ova radnja sprječava ulazak novog kisika u zavareni šav i istovremeno minimizira prekomjernu konvekciju koja destabilizira zavareni luk.

Drugi uobičajeni problem odnosi se na duljinu vremena čišćenja. Osim korištenja praktičnog iskustva za određivanje vremena pročišćavanja, zavarivači mogu koristiti mnoge izračunate formule kako bi pronašli točan trenutak zavarivanja. Međutim, kvaliteta zavara zapravo ovisi o mnogim čimbenicima kao što su vlaga, količina i materijali, a ne samo o nekoliko razmatranja.

ISPRAVNA DULJINA TIPIČNOG VREMENA ČIŠĆENJA JE ISPOD 70 PPM S OKSIMETROM ZA NEHRĐAJUĆI ČELIK I 50 PPM ZA TITAN. U tom slučaju može proći 2-4 dodatna sata kada se koristi jedinica za čišćenje. (Iako ovisi o veličini). Ostale industrije, kao što je poluvodič, zahtijevaju razine ispod 10 PPM. Bit će potrebno više vremena da se dosegnu ti rasponi.

Parametre zavarivanja mora odrediti inženjer zavarivanja, a nadzirati inspektor kvalitete. Osim toga, čišćenje zahtijeva da zavareni šav bude dovoljno ohlađen kako bi se spriječila daljnja oksidacija. Za spojeve koji se sastoje od više zavarenih slojeva, u skladu s posebnim postupkom zavarivanja i elastičnosti materijala, zavareni šav mora održavati protok plina za pročišćavanje debljine 3/8 ~ 1/2 inča.

Ponekad se preporučuje da cijevi prethodno zagrijane na visokim temperaturama imaju sadržaj zaostalog kisika ispod 100 PPM kako bi se stvorio krom oksid.

Propuštanja u crijevima za kisik i dovodnim vodovima treba pažljivo pratiti. Vlaga prisutna u kisiku može prodrijeti u vodove za opskrbu plinom i spriječiti usklađenost s čistim procesima koje zahtijevaju kodovi i specifikacije.

To se posebno može dogoditi kada se cijevi za plin za pročišćavanje nisu koristile dulje vrijeme ili kada se koriste u vlažnom okruženju. U tom slučaju, zaostali plin mora se ispustiti prije zavarivanja prije upotrebe za odgovarajući protok plina.

Kvaliteta zavara.

Nehrđajući čelik, titan, nikal, cirkonij, molibden, tantal i nuklearna, rafinerska, farmaceutska, poluvodička, zrakoplovna i industrija hrane i pića zahtijevaju odgovarajuće alate za stvaranje potpunog okruženja za zavarivanje za učinkovito zavarivanje ovih legura.

Oprema za pročišćavanje i njihova pravilna uporaba mogu biti glavni čimbenici u poboljšanju konačne kvalitete zavara i sprječavanju oksidacije.