Аўтагеннае GTAW-зварванне тонкастанных трубак з нікелевага сплава: параметры і пасторажныя моманты

Аўтагеннае GTAW-зварванне тонкастанных трубак з нікелевага сплава: параметры і пасторажныя моманты

Пры працы з тонкостаннымі трубкамі з Hastelloy C276 — часта ў дыяпазоне таўшчыні сценкі ад 0,028" да 0,065" — укараненне прутка для зваркі часам можа прынесці больш шкоды, чым карысці. У крывіжных прыкладаннях, дзе патрабуюцца гладкія, безшваўныя ўнутраныя паверхні (для прадухілення забруджвання ці турбулентнасці), аўтагенная газавая вольфрамавая дугавая зварка (GTAW) з’яўляецца асноўным працэсам.

Аднак зварка тонкіх сектараў сплаваў з высокім утрыманнем молібдэну без прысадачнай правады — гэта балансаванне. Вы, па сутнасці, плаўлі асноўны матэрыял, каб злучыць яго. Калі вы выбярэце няправільныя параметры, вы атрымаеце не проста слабую зварную шво, а стварыце металаўруджую слабую кропку, якая падвяргаецца карозіі.

Ніжэй апісана, як выканаць ідэальную аўтагенную зварку на тонкастанных трубах з Hastelloy C276 і, што важней, як убягнуць распаўсюджаных пасткоў.

Зразуменне выклікаў аўтагеннай зваркі

Аўтагенная зварка цалкам залежыць ад хімічнага складу асноўнага металу для ўтварэння зварнога «зярнятка». Пры стандартнай зварцы TIG з прысадай вы можаце карыгаваць хімічны склад зварной ванны з дапамогай прысадачнай правады (напрыклад, дадаючы больш молібдэну). Пры аўтагеннай зварцы што бачыш — тое й атрымліваеш — або, верней, што плаўліш, тое й закрэпіцца.

Для Hastelloy C276 гэта двухпалосны мяч:

• Перавага: Вы ўбягаеце рызыкі разводжвання асноўнага металу непадыходзячай прысадай.

• Недастатак: Вы на 100 % залежыце ад кантролю цяпла, каб прадухіліць сегрэгацыю элементаў.

Крытычныя параметры для тонкастэннай трубкі C276

Паколькі ў вас няма прылады для запаўнення, якой можна было б скарыстаць у якасці рэзерву, наладкі вашага апарату і тэхніка выканання павінны быць дакладнымі.

1. Тып току: аргументы на карысць імпульснага рэжыму

Хоць стандартны рэжым DCEN (пастаянны ток з адмоўным электродам) працуе, GTAW з імпульсным токам (PCGTAW) пераважны для тонкастэннай трубкі, асабліва ў аўтагенных умовах .

• Чаму імпульсны рэжым? Імпульсны рэжым пераключаецца паміж высокім вяршынным токам (для пранікнення) і нізкім фонавым токам (для ахалоджвання). У выпадку тонкіх трубак гэта дазваляе шваўнай ваначцы часткова затварацца паміж імпульсамі. Гэта прадухіляе «пратыканне» або «праседанне» ўнутры трубкі.

• Металургічная выгада: Даследаванні C276 паказваюць, што зварка імпульсным токам удасканальвае структуру зерна ў зоне сплавлення і змяншае мікрасегрэгацыю элементаў, такіх як молібдэн і вольфрам. Аўтагеннае зварка імпульсным токам з тарчковай аркам (PCGTAW) дазваляе атрымаць злучэнні з найлепшым камбінацыяй міцнасці і адсутнасцю непажаданых другасных фаз. .

2. Цеплавы ўвод і хуткасць перамяшчэння

Тоўшча сценак невялікая — таму цеплавая ёмістасць нізкая. Цеплыня нагромаджаецца хутка.

• Рыск: Калі вы рухаецеся занадта павольна, зона, уплыву цеплыні (HAZ), пашыраецца, а ваначка зваркі становіцца занадта вялікай, што прыводзіць да ўвагнутасці («засмоктвання») на ўнутраным дыяметры (ID).

• Выход: Выкарыстоўвайце большую хуткасць перамяшчэння, чым для нержавеючай сталі. У C276 электрычная супраціўнасць вышэйшая, чым у нержавеючай сталі, гэта азначае, што ён хутчэй награваецца пад дзеяннем дугі. Вам неабходна рухацца хутчэй, каб «аперадзіць» цеплыню.

3. Газ для абароны

• Асноўны газ (гарэлка): Чысты аргон з’яўляецца стандартным. Для лепшай пранікальнасці ў больш цяжкіх тонкастанных сектарах (напр., 0,065″) сумесь аргону і гелію (напр., 75/25) можа павялічыць цеплавы ўвод без павелічэння сілы току, што дазваляе павялічыць хуткасць перамяшчэння. .

• Падтрымліваючы газ (праганка):  Гэта нязменна. Унутраная частка трубкі павінна быць праганутая аргонам. Калі падчас зваркі ўнутры трубкі прысутнічае кісларод, коранёвая частка шва акісляецца. У сплаве C276 гэта «цукраванне» прыводзіць да ўтварэння аксідаў храма, якія знішчаюць карозійную стойкасць і могуць адшчыпвацца ў тэхналагічны паток. .

4. Падрыхтоўка электрода

Пры аўтагенных зварачных працэсах дуга павінна быць устойлівай і сфакусаванай.

• Парада: Выкарыстоўвайце востры (кут пры вяршыні 30–40°) вольфрамавы электрод з доўгачасовым выкарыстаннем 2 % тарыю або лантану. Сфакусаваная дуга забяспечвае дакладны кантроль над зонай плаўлення, што мае вырашальнае значэнне пры зварцы двух тонкіх краёў без іх працяжкі.

Пасторожныя месцы: што можа пайсці не так?

Нават пры правільных наладках аўтагенная зварка сплава C276 мае канкрэтныя віды адмоваў, на якія трэба звярнуць увагу.

Пасторожнае месца 1: Трэшчыны ў цэнтральнай лініі пры затварэнні

Паколькі адсутнічае напаўняльнік, які забяспечвае эфект «масла», зварны шов цалкам складаецца з асноўнага металу C276. Хоць C276 у агульным стойкі да ўтварэння трэшчын, пры выкарыстанні надмернага току ці шырокай дугі ўтвараецца вялікая слуповая зерністая структура. Гэтыя вялікія зёран сходзяцца ў цэнтральнай лініі, ствараючы плоскасць слабасці, дзе могуць сабрацца пашкоджанні. Калі ваначка зварной ванны занадта шырокая ў параўнанні з таўшчынёй трубкі, засталоўныя напружанні могуць разарваць яе па цэнтральнай лініі падчас астыгання.

Падводны камень 2: Мікрасегрэгацыя (зона зніжэння ўтрымання молібдэну)

Гэта схаваная небяспека. Падчас крывяння молібдэн і вальфрам маюць тэндэнцыю сегрэгавацца ў міждэндрытных прасторах. Калі хуткасць астыгання занадта нізкая (з-за высокага ўкладу цяпла), некаторыя ўчасткі зварнога шва стаюць беднымі на молібдэн.

• Вынік: У агрэсіўным асяроддзі гэтыя вобласці з нізкім утрыманнем молібдэну будуць карадавацца першапачаткова. Трэшчыны вы не ўбачыце, але ў працэсе эксплуатацыі можна заўважыць лакалізаванае ўшкоджанне. Імпульсны ток дапамагае знізіць гэта з'ява, разбураючы дэндрыты і спрыяючы раўнамернаму размеркаванню. .

Падводны камень 3: Увагнутасць (зваротнае прагінанне)

Пры зварцы труб з цонкімі сценкамі паверхневае натягненне працуе на карысць, а гравітацыя — супраць. Калі вы перагрэеце зварны шов, разаплёўлены метал будзе змочваць і расцякацца назоўні (дзякуючы паверхневаму натягненню), але адначасова будзе прагінацца ўнутр (дзякуючы гравітацыі).

• Вонкавы выгляд: Знешняя частка зварнога шва выглядае плоскай або лёгка ўвагнутай, а ўнутраная мае вострую ўвагнутую барозну.

• Небяспека: Гэта зменшвае эфектыўную таўшчыню сценкі ў месцы зварнога шва, ствараючы канцэнтрацыю напружанняў і тонкае месца, якое можа разрушыцца пад механічным нагрузкай або ў выніку карозіі.

Падводны камень 4: Загрязненне жалезам ад інструмента

Перш чым нават пачаць зварку, забруджванне можа зруйнаваць шов. Калі вы выкарыстоўвалі драцяную шчотку або шліфавальны круг, які раней выкарыстоўваўся для вугляродзістай сталі, вы ўжо ўбудавалі часткі жалеза ў паверхню трубкі або падрыхтоўку пад зварку. .

• Эфект зваркі: Падчас зваркі гэтыя часціцы жалеза плаўляцца і разводзяць сплав C276. Жалеза зніжае здольнасць сплаву да пасівацыі.

• Выход: Выкарыстанне выключна прылады для нержавеючай сталі або C276 толькі. Ачысціце зону зваркі растворальнікам (ацэтонам), які не застаўляе рэшткаў.

Рэкамендаваная працэдура аўтагеннай зваркі трубак

Каб паспяхова выканаць аўтагенную зварку тонкастанных трубак з Hastelloy C276, выканайце наступныя крокі:

1. Падрыхтоўка пад зварку: Упэўніцеся, што канцы трубак маюць правільны вугал і мінімальны зазор (ад 0" да 0,5 мм). Злучэнне павінна быць шчыльным, бо ў вас няма прутка для запаўнення зазораў.

2. Чыстка: Дэгразіруйце ацэтонам. Выкарыстоўвайце выключна шчотку для нержавеючай сталі, калі патрабуецца лёгкая механічная ачыстка.

3. Прачыстка: Ажыццяўляйце прачыстку ўнутранай паверхні трубкі аргонам з такім расходам, каб выціснуць паветра (звычайна 15–20 куб. футаў на гадзіну, у залежнасці ад дыяметра трубкі). Выкарыстоўвайце сенсары кіслароду або тэставыя ўзоры, каб пераканацца ў эфектыўнасці прачысткі.

4. Выбар параметраў (пачатковыя значэнні):

   • Максімальны ток: 30–50 А (для трубак з знешнім дыяметрам 1/4" да 1/2" і таўшчынёй сценкі 0,035").

   • Фонавы ток: 10–15 А.

   • Колькасць імпульсаў у секунду (Гц): 2–5 Гц.

   • Хуткасць руху: Дастаткова хутка, каб падтрымліваць ключавую форму шва, але пазбегнуць прапалання.

5. Пачатак дугі: Выкарыстоўвайце старторванне з выкарыстаннем вышэйшай частоты, каб пазбегнуць уключэння вольфраму ў шов. Пачніце дугу, сфармуйце расплаўленую ваначку і адразу ж пачніце рух, каб пазбегнуць прапалання.

Вывад

Аўтагеннае GTAW-зварванне труб з сплава Hastelloy C276 — гэта мастацтва дакладнасці. Выкарыстоўваючы імпульсны ток, падтрымліваючы бездакорную чысціню і строга кантралюючы ўвод цеплыні, вы можаце атрымаць швы, якія па моцнасці і каразійнай стойкасці не ўступаюць самому асноўнаму металу.

Памятайце: у выпадку тонкастанных вырабаў мэтай з’яўляецца такая плаўная зварка матэрыялу, пры якой шов ледзь заўважны — а найлепшы спосаб дасягнуць гэтага нябачнага, але высокаякаснага злучэння — гэта ўладзенне ўсімі вышэйпералічанымі параметрамі.