راهنمای انتخاب الکترود تنگستن: تطبیق میله مناسب با هندسه نازل سفارشی شما

رابطه بین یک الکترود تنگستن و یک نازل سرامیکی در یک تنظیم جوشکاری TIG اغلب به عنوان یک موضوع راحت و نه یک تصمیم مهندسی دقیق در نظر گرفته می شود. جوشکارها اغلب به الکترود استاندارد 2% و یک فنجان آلومینا عمومی دست می یابند بدون اینکه در نظر بگیرند که چگونه برهمکنش آنها بر پایداری قوس، بازده گاز محافظ و در نهایت کیفیت رسوب جوش حاکم است. هنگامی که تقاضای تولید به سمت دسترسی تخصصی به اتصال، طول های چسبیده غیر استاندارد یا استانداردهای دقیق لوازم آرایشی تغییر می کند، انتخاب نوع و قطر الکترود باید در هماهنگی مستقیم با هندسه نازل سفارشی مورد استفاده انجام شود.

الف نازل سرامیکی سفارشی به ندرت یک ارتقاء آرایشی است. معمولاً برای حل یک مشکل خاص مشخص می شود: جوشکاری در داخل یک شیار عمیق، بهبود پوشش گاز روی فلزات راکتیو، کاهش امضای حرارت در مجموعه های محکم، یا مدیریت جریان گاز متلاطم در آمپراژهای شدید. هنگامی که مشخصات نازل تغییر می کند، دینامیک حرارتی و سیال اطراف نوک تنگستن تغییر می کند. الکترودی که در یک فنجان استاندارد شماره 8 بی‌عیب و نقص عمل می‌کند، ممکن است در داخل یک نازل سفارشی با دیافراگم باریک، تخریب سریع، سرگردانی قوس نامنظم یا اکسیداسیون بیش از حد را نشان دهد.

این راهنما یک چارچوب دقیق و فنی برای انتخاب الکترود تنگستن بهینه برای تکمیل هندسه نازل سفارشی شما ارائه می دهد. ما ویژگی های الکتروشیمیایی آلیاژهای مختلف تنگستن، تأثیر انتخاب قطر بر اشباع حرارت در فضاهای نازل محدود، و پیامدهای عملی هندسه نوک الکترود را در هنگام جفت شدن با پروفیل های سرامیکی غیر استاندارد بررسی خواهیم کرد.

درک محیط حرارتی در یک نازل سرامیکی سفارشی

قبل از انتخاب یک الکترود، تجزیه و تحلیل میکرو محیط ایجاد شده توسط یک نازل سفارشی ضروری است. حجم داخلی، قطر سوراخ و ضخامت دیواره یک فنجان سرامیکی به طور مستقیم بر سه عامل حیاتی که عملکرد الکترود را تعیین می کنند، تأثیر می گذارد.

دینامیک جریان گاز و خنک کننده الکترود

در یک فنجان کوتاه استاندارد، آرگون نسبتاً بدون مانع در اطراف بدنه کولت جریان دارد و قبل از پوشاندن حوضچه جوش، روی نوک تنگستن می‌شوید. در یک نازل سفارشی که برای دسترسی طولانی طراحی شده است - که اغلب به عنوان سوکت عمیق یا فنجان اکستنشن لنز گازی از آن یاد می شود - گاز از یک کانال طولانی تر و محکم تر عبور می کند. در حالی که این اغلب جریان آرام در ناحیه جوش را بهبود می بخشد، یک چالش حرارتی متمایز برای الکترود تنگستن ایجاد می کند.

ساقه الکترود داخل سوراخ توسط یک لایه مرزی از گاز محافظ داغ و با حرکت آهسته احاطه شده است. از آنجایی که نازل سفارشی اتلاف حرارت شعاعی را محدود می کند، بدنه تنگستن به طور قابل توجهی گرمای بیشتری را نسبت به پیکربندی فنجان در هوای آزاد یا استاندارد حفظ می کند. این دمای توده بالا، سرعت تخریب انتشار الکترون را تسریع می‌کند، به‌ویژه در سطح مشترکی که الکترود وارد کولت می‌شود. اگر انتخاب الکترود این کاهش خنک‌کننده همرفتی را در نظر نگیرد، اپراتور متوجه می‌شود که نوک 'بال زدن' به‌طور غیرقابل پیش‌بینی، فرسایش سریع در دیواره کناری یا باعث گرم شدن بیش از حد درپوش پشتی می‌شود.

محدودیت های طول قوس و الزامات Stick-Out

نازل های سفارشی اغلب مورد استفاده قرار می گیرند زیرا پیکربندی اتصال نیاز به فاصله خاصی برای چسباندن الکترود دارد. اگر سوراخ باریک باشد، الکترود به طور موثر در بیشتر طول در معرض آن توسط سرامیک پوشانده می شود. این ویژگی های الکتریکی قوس را تغییر می دهد.

هنگامی که تنگستن عمیقاً درون یک لوله سرامیکی فرورفته است، قوس باید ابتدا از دیواره داخلی نازل قبل از خارج شدن «بالا» رود. این پدیده که به عنوان قوس دیوار نازل یا 'قوس سرگردان' شناخته می‌شود، یک حالت خرابی رایج در برنامه‌های سفارشی با سوراخ عمیق است. زمانی اتفاق می‌افتد که مسیر انتشار الکترون، دیوار سرامیکی را مسیر زمینی جذاب‌تری نسبت به قطعه کار می‌یابد. انتخاب یک الکترود با عملکرد کمتر و تمرکز انتشار الکترون محکم تر برای جلوگیری از اتصال قوس به دیواره جانبی و از بین بردن نازل سفارشی بسیار مهم است.

طبقه بندی الکترود تنگستن و مناسب بودن آنها برای نازل های غیر استاندارد

سیستم طبقه بندی انجمن جوشکاری آمریکا (AWS A5.12) چندین ترکیب الکترود تنگستن متمایز را تعریف می کند. در حالی که بسیاری از آنها به عنوان 'جهانی' به بازار عرضه می شوند، عملکرد آنها در داخل یک نازل سرامیکی سفارشی به دلیل تفاوت در رسانایی گرمایی و الگوهای انتشار الکترون به طور چشمگیری متفاوت است.

2٪ تنگستن Thoriated (AWS EWTh-2، نوار قرمز)

این الکترود معیار صنعت برای جوشکاری DC فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای نیکل است. این ویژگی های شروع قوس استثنایی را ارائه می دهد و یک نقطه تیز و پایدار را تحت بارهای آمپراژ بالا حفظ می کند.

هنگامی که در داخل یک نازل با دسترسی عمیق سفارشی استفاده می شود، تنگستن thoriated یک پروفایل خطر خاص ارائه می دهد. از آنجایی که برای تمرکز جریان قوس بر یک نوک تیز زمینی دقیق متکی است، هرگونه انحراف در تمرکز نوک نسبت به سوراخ نازل منجر به انحراف قوس فوری به سمت دیواره سرامیکی می شود. علاوه بر این، کاهش سرد شدن داخل یک فنجان سرامیکی باریک باعث می‌شود که نوک توری به دلیل چرخه حرارتی، ترک خوردگی در مرز دانه‌ها را تجربه کند. در حالی که این معمولا منجر به شکست فاجعه‌بار نمی‌شود، اما منجر به شرایطی می‌شود که به «تفک کردن» معروف است، که در آن ذرات ریز تنگستن در حوضچه جوش رسوب می‌کنند. در کاربردهای جوشکاری هوافضا یا دارویی که در آن نازل های سفارشی به دلیل دسترسی تنگ رایج هستند، الکترودهای thoriated به دلیل این پتانسیل آلودگی و رادیواکتیویته در سطح پایین به طور فزاینده ای مورد بی مهری قرار می گیرند.

2٪ تنگستن لانتانات (AWS EWLa-2، نوار آبی)

الکترودهای لانتان دار تا حد زیادی در بسیاری از مغازه ها جایگزین الکترودهای thoriated شده اند، زیرا آنها پایداری قوس مشابه یا برتر را بدون نیاز به جابجایی رادیواکتیو ارائه می دهند. برای کاربردهای نازل سفارشی، خواص مواد تنگستن لانتاناته یک مزیت متمایز ارائه می دهد: مقاومت توده ای کمتر در دماهای بالا.

در داخل یک نازل بلند و باریک سرامیکی، ساقه الکترود به میزان قابل توجهی گرم می شود. مقاومت کمتر مواد لانتان به این معنی است که جریان جوشکاری کمتری را در طول میله به گرمای مقاومتی تبدیل می کند. این منجر به یک ساقه خنک تر و انبساط حرارتی کمتر در داخل بدنه کولت می شود. این یک جزئیات مهم در هنگام استفاده از یک نازل عمیق سوراخ سفارشی است. انبساط حرارتی بیش از حد تنگستن می تواند باعث گیرکردن آن در داخل کولت شود و تنظیم یا جایگزینی الکترود را بدون برداشتن نازل داغ دشوار کند. الکترودهای لانتان دار، به ویژه در قطرهای 1.6 میلی متر و 2.4 میلی متر، بهترین مشخصات حرارتی را برای لیوان های سرامیکی سفارشی و با تحمل نزدیک فراهم می کنند.

تنگستن سریافته (AWS EWCe-2، نوار خاکستری)

الکترودهای سریافته در کاربردهای کم آمپر، به ویژه هنگام استفاده از منابع برق مبتنی بر اینورتر، برتری دارند. آنها قوس برتری را ارائه می دهند که با جریان های بسیار کم شروع می شود، اغلب به اندازه 5 آمپر.

هم افزایی اولیه بین تنگستن سفت شده و هندسه نازل سفارشی در جوشکاری لوله مداری و کاربردهای اتصال ابزار با قطر کوچک یافت می شود. در این سناریوها، نازل سرامیکی سفارشی اغلب بسیار فشرده است، با قطر سوراخ فقط کمی بزرگتر از خود الکترود. توانایی الکترود ceriated برای حفظ یک مخروط قوس پایدار و غیر نامنظم در چگالی جریان کم از سوسو زدن قوس به سمت نازل جلوگیری می کند. اگر نازل سفارشی دارای صفحه پخش کننده لنز گازی باشد که در سرامیک ادغام شده است، جریان الکترون صاف یک نوک سرامیک تضمین می کند که جریان گاز آرام بدون مزاحمت باقی می ماند. تلاطم ایجاد شده توسط یک قوس ناپایدار جلو، مزایای حتی دقیق ترین فنجان سفارشی ماشینکاری شده را نفی می کند.

تنگستن زیرکونی شده (AWS EWZr-1، نوار قهوه ای)

تنگستن زیرکونی شده انتخاب ارجح برای جوشکاری AC آلومینیوم و منیزیم است. ویژگی اصلی آن توانایی حفظ یک نوک انتهایی تمیز و گلوله ای در زیر گرمای زیاد چرخه الکترود مثبت (EP) است.

هنگامی که با یک نازل جوشکاری آلومینیومی سفارشی تطبیق داده شود، هندسه نوک الکترود با مخروطی داخلی نازل در تعامل است. یک الکترود زیرکونی شده استاندارد یک توپ تقریباً 1.5 برابر قطر ساقه الکترود تشکیل می دهد. اگر این توپ تشکیل شود ، می تواند با دیوار سرامیکی تماس پیدا کند و یک اتصال کوتاه فوری ایجاد کند یا فنجان را ترک کند.  در داخل  یک نازل با سوراخ باریک سفارشی بنابراین، انتخاب قطر الکترود بسیار مهم است. برای یک نازل سفارشی با قطر داخلی 8.0 میلی متر، یک الکترود زیرکونی شده 3.2 میلی متری نامناسب است. توپ به دست آمده از سوراخ سوراخ بیشتر خواهد شد. جفت شدن صحیح برای کار آلومینیومی با فاصله تنگ سفارشی، یک الکترود زیرکونی شده 1.6 یا 2.0 میلی متری است که قبل از قرار دادن در فنجان سفارشی روی یک گنبد خفیف  در خارج از  مشعل زمین می شود.

ترکیبات و سه اختلاط خاک کمیاب

تولید الکترودهای مدرن، ترکیبات غیر رادیواکتیو را با ترکیب اکسیدهای لانتانیم، سریم و ایتریم تولید کرده است. اینها اغلب دارای کد رنگی هستند (مثلاً نوارهای بنفش یا فیروزه ای). این الکترودها برای عملکرد وسیع الطیف مهندسی شده اند.

برای امکاناتی که از طیف گسترده‌ای از شکل‌های نازل سفارشی در سفارشات کاری مختلف استفاده می‌کنند، یک الکترود سه‌مخلوط یک مصالحه عملی ارائه می‌کند. افزودن اکسید ایتریم ساختار دانه را اصلاح می‌کند و نوک الکترود را در هنگام قرار گرفتن در معرض شوک حرارتی ناشی از شروع سریع قوس درون یک نازل سرامیکی سرد و دوردست، به‌طور استثنایی در برابر شکافتن مقاوم می‌کند. اگر کاربرد نازل سفارشی شما شامل جوشکاری با چرخه بالا و خودکار است که در آن مشعل به سرعت بین قطعات شاخص می شود، دوام مکانیکی نوک سه مخلوط در برابر صفحه لنز گاز سرامیکی یک مزیت بهره وری قابل اندازه گیری است.

تطبیق قطر الکترود با سوراخ سفارشی نازل

رایج ترین نظارت در تعیین مواد مصرفی جوشکاری سفارشی، در نظر گرفتن قطر الکترود و قطر سوراخ نازل به عنوان متغیرهای مستقل است. آنها به صورت مکانیکی و الکتریکی جفت می شوند.

قانون ترخیص شعاعی

یک دستورالعمل مهندسی کلی برای فنجان های استاندارد این است که قطر سوراخ نازل باید حداقل سه برابر قطر الکترود باشد تا پوشش گاز کافی باشد. با این حال، این قانون با شکستن نازل های سفارشی که برای دسترسی محدود طراحی شده اند. در بسیاری از تنظیمات شیار عمیق سفارشی، فاصله به 1.5 یا 2 برابر قطر الکترود کاهش می یابد.

هنگامی که فاصله تنگ است، سرعت گاز محافظ در اطراف الکترود به طور چشمگیری افزایش می یابد. این اثر ونتوری می تواند هوای اتمسفر را به لبه انتهایی جریان گاز بکشد و جوش را آلوده کند. برای کاهش این امر، در صورت امکان قطر الکترود باید کاهش یابد. اگر نازل سفارشی دارای سوراخ 6.0 میلی متری باشد، پایین آمدن از الکترود 2.4 میلی متری به الکترود 1.6 میلی متری، ناحیه حلقوی را افزایش می دهد، سرعت گاز را کاهش می دهد و خطر آسپیراسیون را کاهش می دهد.

جداول خروجی الکترود و اتلاف حرارت

دستورالعمل زیر به طور خاص برای نازل های سفارشی با طول طولانی (بیشتر از فنجان های استاندارد شماره 8 یا شماره 10) اعمال می شود:

توصیه کاهش چسبندگی برای سوراخ‌های سفارشی محدودیت الکترود نیست، بلکه تشخیص تعادل حرارتی تغییر یافته است. دیوار سرامیکی گرمای تابشی را بر روی ساقه الکترود منعکس می کند و به طور موثر تنگستن را از کنار 'پخت' می کند. یک الکترود 2.4 میلی‌متری که 20 میلی‌متر در هوای آزاد گسترش یافته است، تقریباً در دمای 800 درجه سانتیگراد در رابط کولت کار می‌کند. همان الکترود داخل یک لوله سرامیکی به طول 50 میلی‌متر با فاصله شعاعی 1 میلی‌متر ممکن است در سطح مشترک کولت به 1200 درجه سانتیگراد برسد و اکسیداسیون و گرفتگی بدنه کلت را تسریع کند.

آماده سازی نوک الکترود برای هندسه های نازل غیر استاندارد

شکل نقطه تنگستن شکل مخروط قوس را دیکته می کند. در داخل یک نازل سفارشی، مخروط قوس باید بدون تماس با دیوار سرامیکی از جام خارج شود. عدم تطابق هندسه نوک، علت اصلی 'قوس راه رفتن' و 'چکیدن نازل' است.

سنگ زنی نقطه تیز برای سوراخ های باریک

هنگام استفاده از یک نازل با سوراخ باریک سفارشی برای جوشکاری DC، الکترود باید با طول مخروطی تقریباً 2.5 برابر قطر الکترود آسیاب شود. انتقادی تر، نقطه باید  کاملا متحدالمرکز باشد.

در یک فنجان استاندارد، آسیاب کمی خارج از مرکز بخشنده است زیرا قوس قبل از پیدا کردن قطعه کار فضایی برای سرگردانی دارد. در یک نازل با سوراخ سفارشی، یک آسیاب خارج از مرکز، جریان الکترون را بلافاصله به دیواره جانبی سرامیکی هدایت می کند. نتیجه یک درخشش آبی یا زرد قابل مشاهده در کنار فنجان است که با تخریب سریع سرامیکی همراه است. برای کار با نازل سفارشی، یک آسیاب تنگستن اختصاصی با یک چرخ الماس و یک نگهدارنده الکترود به سبک کلت، لوکس نیست. این یک نیاز فرآیند است. آسیاب دستی روی یک چرخ نیمکتی باعث ایجاد خروجی می شود که با فنجان های سفارشی با فاصله تنگ ناسازگار است.

نکات کوتاه شده برای فنجان های سفارشی با آمپر بالا

نازل های سفارشی گاهی اوقات برای کاربردهای با آمپر بالا (بیش از 200 آمپر) استفاده می شود که در آن فنجان استاندارد ذوب می شود یا پوشش گاز باید بسیار زیاد باشد. در این موارد، یک تیغ تیز نتیجه معکوس دارد. چگالی جریان بالا در نوک ریز باعث ذوب شدن و افتادن آن در گودال می شود.

برای یک نازل لنز گازی با سوراخ بزرگ سفارشی که با جریان 250 آمپر روی فولاد ضد زنگ کار می‌کند، نوک الکترود باید با انتهای «مسطح» یا کوتاه آماده شود. تخت باید تقریباً 20% تا 30% قطر الکترود باشد. به عنوان مثال، یک الکترود 3.2 میلی متری باید دارای نوک مسطح حدود 0.8 میلی متر باشد. این هندسه مخروط قوس را گسترش می دهد و گرمای ورودی را در ناحیه وسیع تری از قطعه کار توزیع می کند و در عین حال ریشه قوس را ثابت نگه می دارد. در داخل فنجان سفارشی، این مخروط قوس پهن تر باید در قطر خروجی نازل در نظر گرفته شود تا از ایجاد قوس به لبه جلوگیری شود.

دینامیک توپی در نازل های سفارشی AC

همانطور که قبلاً در مورد تنگستن زیرکونی شده ذکر شد، تشکیل توپ روی نوک آن پویا است. با جابجایی کنترل تعادل در شکل موج AC، اندازه آن در سراسر جوش تغییر می کند.

هنگام جوشکاری آلومینیوم با یک نازل سفارشی که دارای سوراخ مستقیم گسترده است (بدون مخروط داخلی در خروجی)، قطر توپ باید کمتر از قطر خروجی نازل باقی بماند. اگر توپ خیلی بزرگ شود، قوس سرامیک را در نیم چرخه منفی 'گیره' می کند و باعث می شود فنجان در اثر شوک حرارتی خرد شود. این یک حالت شکست معمول در سلول‌های جوشکاری خودکار است که در آن اپراتور به طور فیزیکی نازل را نظارت نمی‌کند. برای جلوگیری از این امر، الکترود باید مرتباً پانسمان شود، یا نازل سفارشی باید با یک پخ داخلی یا سوراخ متقابل در خروجی مشخص شود تا برای نوک توپی فاصله ایجاد کند.

هم افزایی با بدنه های Collet و اجزای لنز گازی

در حالی که تمرکز روی رابط نازل و الکترود است، ارتباط مکانیکی بین این دو را نمی توان نادیده گرفت. بدنه کولت الکترود را در داخل سوراخ نازل قرار می دهد.

اهمیت تمرکز بدن کلت

یک نازل سرامیکی سفارشی با تلورانس‌های دقیق ماشین‌کاری می‌شود، با این فرض که الکترود کاملاً در مرکز سوراخ قرار دارد. اگر بدنه کولت فرسوده، خم شده یا با کیفیت پایین ساخته شده باشد، الکترود با زاویه ای در داخل کاپ سفارشی خم می شود.

حتی یک درجه ناهماهنگی نوک الکترود را چندین میلی متر در طول یک نازل با دسترسی عمیق جبران می کند. این امر اپراتور را مجبور می کند تا با افزایش نرخ جریان آرگون جبران کند تا از آشفتگی جلوگیری کند، که به نوبه خود هزینه های گاز را افزایش می دهد و خطر کشیدن هوا به داخل سپر را به دنبال دارد. هنگام تطبیق یک الکترود با یک نازل سفارشی، بدنه کولت باید از نظر خروجی بازرسی شود. در کاربردهای دقیق، بدنه لنز گازی ترجیح داده می شود زیرا صفحه نمایش پخش کننده به عنوان یک راهنمای مرکزی برای الکترود عمل می کند و اطمینان می دهد که در محور فنجان سفارشی حرکت می کند.

انتخاب الکترود و اندازه منافذ لنز گازی

صفحه نمایش لنزهای گازی در تراکم منافذ مختلف موجود است. صفحات درشت (استاندارد) برای پوشش آرگون سنگین به خوبی عمل می کنند. صفحه های ریز (خلوص فوق العاده بالا) یک ستون گازی سفت و سخت و خطی ایجاد می کنند.

انتخاب آلیاژ تنگستن بر میزان دست نخورده ماندن ستون گاز تأثیر می گذارد. الکترودهایی با محتوای اکسید بالاتر (مانند لانتاناته یا تری میکس) تمایل دارند الکترون هایی با شکل 'مخروط' متمرکزتر ساطع کنند. این مخروط متمرکز جریان آرام ایجاد شده توسط یک لنز گازی با منافذ ریز را مختل نمی کند. برعکس، یک الکترود تنگستن خالص قدیمی‌تر یا یک نوک توریدار ضعیف می‌تواند یک 'توده' انرژی قوس ایجاد کند که از لایه مرزی گاز عبور می‌کند و باعث آشفتگی در خروجی نازل سفارشی می‌شود. اگر روی ابزار سرامیکی سفارشی برای دستیابی به کیفیت پاکسازی هوافضا سرمایه‌گذاری می‌کنید، جفت کردن این ابزار با یک الکترود خاکی کمیاب با کارایی بالا الزامی است.

سناریوهای عملی و استراتژی های تطبیق الکترود

برای نشان دادن کاربرد این اصول، چالش های رایج تولید زیر را در جایی که نازل های سفارشی مستقر می شوند، در نظر بگیرید.

سناریوی اول: جوش شیار عمیق روی لوله فولادی ضد زنگ (SCH 40)

آماده سازی مفصل یک شیار V شکل باریک با یک اریب 37.5 درجه است. سطح ریشه 2 میلی متر ضخامت دارد. یک فنجان استاندارد TIG نمی تواند بدون لمس دیواره های جانبی و کوتاه کردن قوس در شیار قرار بگیرد.

• مشخصات نازل سفارشی:  نازل سرامیکی بلند و باریک با OD 9.5 میلی متر و شناسه 6.5 میلی متر. طول: 45 میلی متر.

• انتخاب الکترود:  قطر 1.6 میلی متر، 2% لانتانات (آبی).

• دلیل منطقی:  قطر 1.6 میلی متری فضای خالی را در سوراخ 6.5 میلی متری ایجاد می کند و در عین حال جریان کافی آرگون را فراهم می کند. آلیاژ لانتانات تضمین می کند که ساقه الکترود بیش از حد گرم نمی شود و در کولت به دلیل خنک شدن محدود نمی چسبد. نوک آن تا یک نقطه تیز با قطر 2.5 برابر آسیاب می شود. نوک با قطر کوچک، قوس را دقیقاً روی سطح ریشه متمرکز می کند، بدون اینکه قوس به کناره فنجان سرامیکی ایجاد شود.

سناریوی دوم: جوشکاری مداری خودکار لوله تیتانیوم

تیتانیوم نیاز به پوشش گاز مطلق و آلودگی تنگستن صفر دارد. سر جوش از مکانیزم بستن با محفظه محکم استفاده می کند.

• مشخصات نازل سفارشی:  لیوان سرامیکی فشرده و گشاد شده با ویژگی لنز گازی یکپارچه و ارتفاع کلی 18 میلی متر. شناسه سوراخ: 5.0 میلی متر

• انتخاب الکترود:  قطر 1.0 میلی متر، سرامیک (خاکستری).

• دلیل:  نیاز به آمپر پایین (15 تا 45 آمپر) و فضای محدود، قابلیت راه اندازی عالی با جریان کم تنگستن سرامیک شده را می طلبد. قطر کوچک تضمین می کند که قوس دقیقاً در مرکز سوراخ 5.0 میلی متری باقی می ماند و از سرگردانی قوس به سمت قطعه کار تیتانیوم قبل از استقرار کامل محافظ گاز جلوگیری می کند. خروجی الکترود به شدت در 4 میلی متر نگه داشته می شود تا از تماس با دیواره جانبی جلوگیری شود.

سناریوی سوم: تعمیر ریخته گری آلومینیوم سنگین

منطقه تعمیر یک حفره است که توسط بخش های آلومینیومی ضخیم احاطه شده است که به عنوان یک هیت سینک عظیم عمل می کند. مشعل به آمپر بالا و پوشش گاز گسترده نیاز دارد.

• مشخصات نازل سفارشی:  فنجان سرامیکی با قطر بزرگ، طول کوتاه (معادل شماره 12) با یک پخ داخلی کمی در لبه خروجی.

• انتخاب الکترود:  قطر 3.2 میلی متر، زیرکونی شده (قهوه ای).

• منطق:  الکترود 3.2 میلی متری می تواند 220-280 آمپر مورد نیاز را بدون گرم شدن بیش از حد حمل کند. نوک توپی تقریباً به قطر 5.0 میلی متر می رسد. پخ داخلی نازل سفارشی برای این توپ فاصله ایجاد می کند و از بریدن لبه سرامیکی آن جلوگیری می کند. سوراخ نازل بزرگ اجازه می دهد تا نرخ جریان آرگون بالا (25-35 CFH) برای محافظت از حوضچه مذاب عریض معمولی تعمیر آلومینیوم.

بهینه سازی فرآیند برای تنظیمات جوشکاری سفارشی

تعامل بین یک نازل سفارشی و یک الکترود تنگستن 'تنظیم و فراموش' نیست. برای اطمینان از بهینه ماندن هندسه، به بررسی های دوره ای فرآیند نیاز دارد.

بازرسی بصری تغییر رنگ الکترود

پس از یک دوره تولید، الکترود را بردارید و ساقه را بازبینی کنید - بخشی که در داخل نازل سرامیکی قرار داشت.

• اکسید آبی/سیاه روی ساقه:  این نشان می دهد که الکترود خیلی داغ است. نازل سفارشی اجازه نمی دهد گاز خنک کننده کافی در ناحیه بدنه کولت جریان یابد.  راه حل:  مقدار آمپراژ را کمی کاهش دهید، یا به الکترودی با رسانایی حرارتی بالاتر بروید (مثلاً از 2% توریات به 2% لانتانات منتقل کنید).

• تغییر رنگ فقط در یک طرف:  این نشان می دهد که الکترود در مرکز سوراخ نازل قرار ندارد.  راه حل:  صافی بدنه کولت را بررسی کنید و مطمئن شوید که درپوش پشتی فشار ناهمواری وارد نمی کند.

الگوهای فرسایش خروجی نازل

دیافراگم خروجی نازل سرامیکی سفارشی را پس از استفاده بررسی کنید.

• رسوبات کربن سیاه در داخل لب:  این نشان می دهد که قوس 'تنبل' است و کربن را از جو اطراف بیرون می زند.  راه حل:  نوک الکترود به احتمال زیاد آلوده یا کند شده است. نوک را مجدداً به شکلی تیزتر خرد کنید تا ستون قوس محکم شود.

• ترک شیشه ای و شیشه ای در خروجی:  این شکست فاجعه بار ناشی از اتصال مستقیم قوس به سرامیک است.  راه حل:  چسبندگی الکترود را کاهش دهید یا قطر الکترود را افزایش دهید. مخروط قوس از نظر فیزیکی گسترده تر از قطر خروجی نازل است.

نتیجه گیری

انتخاب یک الکترود تنگستن برای کاربرد جوشکاری TIG یک تصمیم ظریف است که وقتی نازل های سرامیکی سفارشی وارد معادله می شوند بسیار دقیق می شود. حجم داخلی فنجان سفارشی رفتار حرارتی ساقه الکترود را کنترل می کند، در حالی که هندسه خروجی حداکثر عرض مخروط قوس و شکل نوک مجاز را دیکته می کند.

مهندس جوشکاری مدرن یا ناظر تعمیر و نگهداری باید نازل و الکترود را به عنوان یک زیر سیستم واحد و یکپارچه ببیند. بهترین نتایج زمانی حاصل می شود که آلیاژ الکترود، قطر، هندسه نوک و تمرکز آسیاب در پاسخ مستقیم به ویژگی های جریان گاز و ترخیص منحصر به فرد نازل سرامیکی سفارشی مشخص شود. با بکارگیری اصول مدیریت حرارتی، فاصله شعاعی و تمرکز انتشار الکترون که در این راهنما مشخص شده است، عملیات جوشکاری می‌تواند رایج‌ترین حالت‌های خرابی مرتبط با ابزارهای سفارشی را از بین ببرد - به‌ویژه، قوس دیواری، تلاطم گاز و تخریب زودرس الکترود.

هنگام طراحی یک راه حل جوشکاری سفارشی برای پیکربندی اتصال چالش برانگیز، مشاوره اولیه همیشه باید با ابعاد دسترسی مورد نیاز نازل آغاز شود. از آن محدودیت ثابت، مشخصات الکترود بهینه را می توان مهندسی معکوس کرد. در دنیای جوشکاری دقیق، سرامیک مرز را مشخص می کند، اما تنگستن عملکرد را مشخص می کند. اطمینان از تطابق هماهنگ بین این دو ویژگی بارز فرآیند جوشکاری TIG کنترل شده، قابل تکرار و با کیفیت بالا است. برای کسانی که به دنبال اصلاح تنظیمات مواد مصرفی جوشکاری خود هستند، ممیزی دقیق جفت‌های الکترود و نازل اغلب باعث بهبود فوری و قابل اندازه‌گیری در یکپارچگی جوش و راندمان اپراتور می‌شود.