Kaip išvengti poringumo suvirinant TIG: kontrolinis sąrašas

Įvadas

Akytumas yra vienas iš labiausiai paplitusių ir nuolatinių TIG suvirinimo defektų. Jis atrodo kaip mažos skylutės ant suvirinimo paviršiaus arba kaip paslėptos tuštumos, įstrigusios po juo. Nors iš pradžių tai gali atrodyti kaip nedidelė kosmetinė problema, poringumas iš tikrųjų sumažina stiprumą, sutrumpina nuovargio tarnavimo laiką ir gali sudaryti nuotėkio kelius komponentuose, kurie turi išlaikyti slėgį arba skysčius.

Akytumo iššūkis yra tas, kad jis nėra iš vieno šaltinio. Užterštos pagrindinės medžiagos, užpildo tvarkymas, drėgmė, apsauginių dujų nestabilumas ir lanko technika gali patekti į išlydytą baseiną dujas. Patekusios ten, tos dujos gali neišbėgti, kol metalas nesustings.

Laimei, akytumo mechanizmai yra gerai suprantami, taip pat ir būdai, kaip to išvengti. Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus kontrolinis sąrašas, padėsiantis nustatyti galimas poringumo priežastis ir įgyvendinti veiksmingas prevencijos strategijas.

Akytumo supratimas naudojant TIG suvirinimą

Kas yra Poringumas?

Poringumas viduje TIG suvirinimas – tai dujų ertmių buvimas suvirinimo metalo viduje jam sukietėjus. Šios ertmės susidaro, kai dujos įstringa išlydytame baseine ir negali išeiti prieš atvėsdamos. Rezultatas yra suvirinimo siūlė, kuri iš išorės gali atrodyti vientisa, tačiau turi tuščių vietų, kurios silpnina jos struktūrą.

Dujas į baseiną gali patekti keli šaltiniai:

• Alyvos, dažai, rūdys ir oksidai ant pagrindinės medžiagos arba užpildo skyla į dujas

• Drėgmė prideda vandenilio, kuris ištirpsta skystame metale ir atsiskiria jam vėsdamas

• Ekranavimo problemos, tokios kaip skersvėjis ar prastas dujų srautas, leidžia orui susimaišyti su lanku

Jei šios dujos laiku nepaleidžiamos, jos lieka užsiblokuotos suvirinimo siūlėje.

Kodėl poringumas svarbus

Stiprumas ir atsparumas nuovargiui
Poringumas sumažina efektyvų kieto metalo plotą ir sutelkia įtampą aplink kiekvieną tuštumą. Esant ciklinei apkrovai, tie koncentruoti įtempiai tampa įtrūkimų pradžios taškais. Nors išsklaidytos poros yra mažiau žalingos nei sankaupos, abi sutrumpina nuovargio tarnavimo laiką.

Sandarumas ir sandarumas slėgiui
Kai suvirinimo siūlės turi būti sandarios arba sandarios skysčiams, net viena pora gali veikti kaip kanalas. Kelios išlygintos poros gali sukurti tą patį efektą, dėl kurio dažnai gali atsirasti gedimų atliekant slėgio bandymą. Tai ypač svarbu nerūdijančio plieno ir aliuminio vamzdžiams, kuriuose pagrindinis reikalavimas yra sandarinimas.

Korozijos ir paviršiaus vientisumo rizika
Dėl atvirų porų susidaro kišenės, kurios sulaiko vandenį, rūgštis ar parduotuvių likučius. Nerūdijančio plieno atveju tai skatina vietinę koroziją ir įdubimus. Aliuminio porose gali būti alyvos ar skysčių, kurie vėliau nusidažo arba karbonizuojasi.

Akytumo rūšys

Paviršiaus skylutės poringumas
Mažos, apvalios angos karoliuko paviršiuje, atsirandančios atsitiktinai arba išsidėsčiusios išilgai centrinės linijos. Jie rodo, kad reikia skirti dėmesio ekranavimui, švarai ar aplinkos stabilumui.

Požeminis poringumas
Paslėptas po lygiu rutuliu, šis tipas susidaro, kai burbuliukai formuojasi ir auga baseine, bet paviršius lieka uždaras. Jungtis gali praeiti vizualiai, tačiau pjūvio ar sandarumo bandymo metu gali būti ertmių.

Klasterio poringumas
Daug mažų tuštumų, susikaupusių vietinėje zonoje, dažnai nurodančios vieną priežastį, veikiančią per trumpą atstumą, pvz., grimzlę, pataikiusią į vieną siūlės dalį, arba užterštą lopą ant netauriojo metalo.

Kraterio poringumas
Pasirodo granulės gale, kai baseinas per greitai traukiasi be pakankamai ekrano ar užpildo, kad paviršius būtų maitinamas, kai jis užšąla.

---

Prevencijos kontrolinis sąrašas

Valymas ir paruošimas prieš suvirinimą

Bet koks užteršimas ant siūlės ar užpildo gali išleisti dujas, todėl prevencija prasideda nuo kruopštaus valymo.

Netauriųjų metalų paruošimas

• Pašalinkite visus paviršiaus teršalus : Alyva, dažai, rūdys, malimo nuosėdos ir oksidų plėvelės turi būti pašalintos. Šie teršalai skyla lanko karštyje ir išskiria tokias dujas kaip vandenilis ir anglies monoksidas.

• Mechaninis valymas : anglinį plieną šlifuokite tol, kol pasirodys plikas metalas. Aliuminiui naudokite specialų nerūdijančio plieno vielinį šepetį, kad suardytumėte oksido sluoksnį, kuris yra higroskopinis (sugeria drėgmę).

• Cheminis riebalų šalinimas : nuvalykite paviršius acetonu arba izopropilo alkoholiu. Venkite tirpiklių, kurie gali palikti likučius.

• Išvalykite jungties sritį : Prailginkite valymą bent 20-50 mm abiejose jungties pusėse.

Užpildo strypų valdymas

• Tinkamai laikykite užpildymo strypus : laikykite juos sandariuose induose arba tam skirtoje strypų krosnyje, kad išvengtumėte drėgmės įsisavinimo.

• Nuvalykite prieš naudojimą : Prieš suvirindami nuvalykite užpildo strypus acetonu ir švaria šluoste. Jus gali nustebinti dulkių ir lubrikanto kiekis, kuris nusileidžia.

• Naudokite švarias pirštines : Venkite liesti užpildo antgalio plikomis rankomis, nes odos riebalai gali užteršti suvirinimo siūlę.

• Patikrinkite strypo galus : prieš naudodami nupjaukite patamsėjusius ar oksiduotus galus.

Ypatingas atvejis: parafinu dengtos medžiagos

Jei suvirinate plokštes, apsaugotas parafino sluoksniu, nuriebalinti būtina. Parafino užterštumas yra dažna poringumo priežastis, kuri gali būti matoma tik po suvirinimo.

Apsauginių dujų sistemos patikra

Apsauginių dujų problemos yra viena iš tiesiausių poringumo priežasčių. Argonas turi nuosekliai padengti baseiną nuo pradžios iki pabaigos.

Dujų rūšis ir grynumas

• Naudokite tinkamas dujas : Plieno, nerūdijančio plieno ir aliuminio TIG suvirinimui naudokite 100 % argoną. Azotas yra prastas ekranavimo pasirinkimas – jis lengvai tirpsta skystame metale ir sukelia poringumą, nes vėsdamas bando išeiti.

• Patikrinkite grynumo lygį : Pramoninis TIG reikalauja, kad argono grynumas būtų bent 99,99%. Aliuminio ir titano atveju apsvarstykite didelio grynumo argoną (99,999%).

• Patikrinkite savo dujų šaltinį : Jei pakeitus dujų balionus staiga atsiranda poringumas, įtarkite, kad butelyje yra užterštų dujų arba drėgmės.

Srauto greičio nustatymai

Dujų srautas turi būti nustatytas teisingai – tiek per mažas, tiek per didelis sukelia problemų.

Optimalus srautas pagal purkštuko dydį  :

• Per žemas : nesugeba išstumti oro, sukelia oksidaciją ir poringumą

• Per didelis : sukuria turbulenciją, kuri traukia aplinkinį orą į apsauginių dujų srautą

• Bendra taisyklė : 12-20 CFH yra tipiškas patalpų viduje TIG suvirinimas

Dujinių lęšių privalumai

Dujiniame lęšyje yra daugiasluoksnis nerūdijančio plieno tinklelis, kuris turbulentinį srautą paverčia stabiliu laminariniu srautu. Privalumai:

• Platesnė, gilesnė ekranavimo danga

• Ilgesnis volframo iškyšas (iki 10 mm ar daugiau)

• Pagerintas matomumas

• Sumažėjusi oro įsiskverbimo rizika

Sistemos nuotėkio bandymas

• Patikrinkite visas jungtis : Žarnos, jungiamosios detalės, reguliatoriai ir degiklio jungtys turi būti reguliariai tikrinamos.

• Muilo testas : sąnarius patepkite švelniu muiluoto vandens tirpalu ir ieškokite burbuliukų.

• Patikrinkite degiklio komponentus : pakeiskite susidėvėjusius sandarinimo žiedus, įskilusius kaušelius arba pažeistus galinius dangtelius.

Aplinkos kontrolė

Parduotuvės retai būna nejudančios ir net nedideli skersvėjai gali sutrikdyti ekranavimą.

Apsauga nuo vėjo ir skersvėjo

• Venkite ventiliatorių ir skersvėjų : Padėkite darbą toliau nuo tiesioginio oro srauto. Net nedidelis oro judėjimas gali sutrikdyti dujų aprėptį.

• Naudokite užtvaras : Lauke arba vėjuotame ore pastatykite suvirinimo ekranus arba laikinus gaubtus.

• Žinokite ribas : Venkite suvirinimo, kai aplinkos vėjo greitis viršija 2 m/s.

Drėgmės valdymas

• Stebėkite drėgmės lygį : Dienomis, kai drėgnumas yra didesnis (virš 80%), aliuminio suvirinimas tampa ypač poringas.

• Įkaitinkite, kai reikia : storoms lėkštėms pašildymas iki 100–150°C padeda pašalinti adsorbuotą drėgmę ir sulėtina aušinimą, todėl burbuliukai turi daugiau laiko išeiti.

Degiklio ir eksploatacinių medžiagų sąranka

Volframo paruošimas

• Šlifuokite išilgai : Volframą šlifuokite išilgai (lygiagrečiai elektrodo ašiai), o ne perimetru. Dėl skersinių šlifavimo žymių lankas nukrypsta ir tampa nefokusuotas.

• Naudokite specialų malūnėlį : jei įmanoma, naudokite volframui skirtą malūnėlį, kad išvengtumėte užteršimo.

• Išlaikykite tinkamą antgalio formą : DC suvirinimui laikykite aštrų kūgį. Kintamos srovės aliuminio atveju geriau veikia šiek tiek suapvalintas galas.

• Suderinkite volframo dydį su amperais  :

Purkštuko ir įvorės būklė

• Patikrinkite puodelio dydį : įsitikinkite, kad purkštuko anga yra pakankamai didelė, kad atitiktų volframo skersmenį ir dujų srauto reikalavimus.

• Patikrinkite, ar nėra pažeidimų : Įtrūkę keraminiai puodeliai arba iškraipytos įvorės pažeidžia dujų dangą ir lanko stabilumą.

• Laikykite puodelius švarius : pašalinkite purslus ir šiukšles, kurios gali sutrikdyti dujų tekėjimą.

Operatoriaus technika

Kartais poringumas yra 'privirinamas', o ne įnešamas – technika yra labai svarbi.

Lanko ilgio valdymas

• Trumpai : ilgi lankai yra poringumo priešai. Ilgas lankas išplečia lanko kūgį, susilpnina ekranavimą ir leidžia orui susimaišyti su baseinu.

• Tikslinis diapazonas : išlaikyti lanko ilgį 1,0–2,0 mm. Plonoms medžiagoms laikykite kuo sandariau.

• Nykščio taisyklė : lanko ilgis neturi viršyti 1,5 karto volframo skersmens.

Degiklio kampas ir padėtis

• Išlaikykite tinkamą kampą : laikykite degiklio kampą 70–85° nuo horizontalės (10–20° nuo vertikalės). Per didelis pakreipimas (virš 20–30°) priverčia dujų srautą nukreipti, atidengdamas užpakalinį baseino kraštą.

• Stebėkite užpildą : užpildymo laido antgalis visą laiką turi likti dujų ekrane. Jei atitraukite jį per toli, karštas antgalis oksiduojasi ir vėl užteršiamas.

Užpildo metalo technika

• Tiekimas sklandžiai : švelniai įpilkite užpildo prie priekinio balos krašto, o ne tiesiai į lanką.

• Laikykite užpildą ekrane : Niekada neleiskite įkaitusiai užpildymo vielai išeiti iš apsauginių dujų apvalkalo.

• Panardinkite, nepanerkite : lengvai patrinkite užpildą, o ne panardinkite jį giliai į baseiną.

Kraterio valdymas

• Naudoti srovės kūgį : palaipsniui per 2–3 sekundes sumažinkite srovę, naudodami kojinį pedalą arba kraterio užpildymo funkciją.

• Užpildykite kraterį : toliau dėkite užpildą, kol srovė mažėja, kad užpildytumėte įdubimą.

• Gerbkite srautą po lanko : užgesus lankui, laikykite degiklį tokioje padėtyje 5–15 sekundžių, kad apsaugotumėte vėsinantį volframą ir kraterį.

Konkrečios medžiagos svarstymai

Nerūdijantis plienas

• Atgalinis valymas yra būtinas : nerūdijančio plieno šaknies pusė turi būti apsaugota. Be atgalinio prapūtimo deguonis ir azotas ištirpsta suvirinimo siūlės gale, sukeldami 'cukravimą' ir vidinį poringumą.

• Kontroliuokite šilumos įvedimą : nerūdijantis plienas turi mažą šilumos laidumą. Per didelis karštis sukelia karbido nuosėdas ir poringumą. Naudokite minimalią srovę ir didesnį kelionės greitį.

• Apsvarstykite impulsinį TIG : impulsinis režimas padeda valdyti šilumos įvedimą ir išlaikyti stabilias lanko charakteristikas.

Aliuminis

• Vandenilis yra priešas : aliuminis yra ypač jautrus vandeniliui. Skystas aliuminis lengvai ištirpdo vandenilį, bet kietas aliuminis ne – kietėjant vandeniliui susidaro poringumas.

• Kruopščiai pašalinkite oksidą : Aliuminio oksidas sugeria drėgmę. Prieš suvirindami naudokite nerūdijančio plieno šepetėlį ir pirmiausia nuvalykite acetonu.

• Naudokite kintamą srovę su tinkamu balansu : kintamoji srovė užtikrina katodinį valymą, kad suskaidytų oksidą. Nustatykite kintamosios srovės balansą su 20–30 % teigiamu elektrodu, kad tinkamai išvalytumėte.

• Apsvarstykite išankstinį pašildymą : storo aliuminio pašildymas iki 100–150 °C padeda pašalinti drėgmę ir sulėtina aušinimą, kad dujos išeitų.

• Žiūrėkite mažo skersmens vamzdžius : maži aliuminio vamzdžiai yra ypač sudėtingi, nes suvirinimo siūlė greitai atšąla, todėl vandeniliui pasišalinti lieka mažai laiko. Apsvarstykite galimybę atlikti vidinį valymą net ir mažo skersmens atveju.

Parametrų optimizavimas

Dabartinis ir kelionės greitis

• Suderinkite srovę su storiu : švelniam plienui naudokite maždaug 1 amper 0,001' storio kaip bazinę liniją.

• Išlaikykite tolygų judėjimą : pastovus greitis padeda baseinui išleisti ištirpusias dujas prieš užšalimą.

• Venkite per didelio karščio : Perkaitimas sukuria grūdėtą tekstūrą ir padidina dujų absorbciją.

Pulse TIG privalumai

Impulsinis TIG gali padėti išvengti poringumo:

• Vidutinio šilumos kiekio sumažinimas išlaikant sintezę

• Suvirinimo baseinas yra kompaktiškas ir lengviau valdomas

• Geresnis dujų pasišalinimas silpnos srovės fazės metu

• Plonoms medžiagoms nustatyti impulsų dažnį 30–100 Hz

Vizualinis stebėjimas ir kokybės kontrolė

Šiuolaikiniai įrankiai papildo prevencijos sluoksnį, nepaisydami operatoriaus nuomonės.

Suvirinimo kameros

Suvirinimo kameros leidžia realiu laiku matyti granulių formą, lanko ilgį ir ekranavimo elgseną. Kai karoliukas staiga išsiplečia arba karščio paveikta zona išsiplečia, koregavimą galima atlikti iš karto, o ne susidarius poringumui.

Šilumos stebėjimas

Terminis vaizdas anksti aptinka perkaitimą, todėl galima įsikišti prieš atsirandant poringumui.

Apžiūra po suvirinimo

• Vizuali apžiūra : ieškokite, ar paviršiuje nėra skylučių, spalvos pakitimų ar netaisyklingos karoliukų išvaizdos

• Nesandarumo bandymas : svarbiausių komponentų slėgio bandymas atskleidžia, kad ant paviršiaus nematomas poringumas

• Pjaustymas : šalindami triktis supjaustykite ir nupoliruokite mėginius, kad pamatytumėte požemines tuštumas

---

Visas poringumo prevencijos kontrolinis sąrašas

Prieš kiekvieną TIG suvirinimo darbą ir jo metu naudokite šį greitą kontrolinį sąrašą:

Prieš išmušant lanką

Bazinė medžiaga

• Ar jungties vieta yra švari nuo alyvos, dažų, rūdžių ir oksidų?

• Ar medžiaga buvo nuriebalinta acetonu arba alkoholiu?

• Aliuminiui: ar oksidas buvo mechaniškai pašalintas tam skirtu nerūdijančio plieno šepečiu?

• Ar valymo vieta buvo prailginta bent 20 mm nuo jungties?

Užpildas Metalas

• Ar užpildo strypai laikomi švarioje, sausoje vietoje?

• Ar prieš naudojimą strypai buvo nuvalyti acetonu?

• Ar strypų galai nėra oksiduoti arba patamsėję?

• Ar užpildas bus tvarkomas su švariomis pirštinėmis?

Apsauginės dujos

• Ar dujos yra grynas argonas (mažiausiai 99,99%)?

• Ar srautas tinka purkštuko dydžiui (žr. lentelę)?

• Ar neseniai buvo patikrintas žarnų ir jungiamųjų detalių sandarumas?

• Ar yra atsarginis butelis, kad būtų galima patikrinti, ar įtariamas užterštumas dujomis?

Degiklis ir eksploatacinės medžiagos

• Ar volframas šlifuojamas išilgai?

• Ar antgalis švarus ir be įtrūkimų?

• Ar O žiedai ir sandarikliai yra geros būklės?

• Ar įvorės dydis atitinka volframo skersmenį?

Aplinka

• Ar darbo zonoje nėra skersvėjų ar ventiliatorių?

• Jei virinama lauke, ar yra užtvarų?

• Ar drėgmė yra priimtino diapazono ribose? (Apsvarstykite galimybę pašildyti, jei didelis)

Suvirinimo metu

• Ar lanko ilgis laikomas sandariai (1,0–2,0 mm)?

• Ar degiklio kampas yra 70–85°?

• Ar užpildo viela visą laiką lieka dujų ekrane?

• Ar važiavimo greitis yra pastovus ir tinkamas medžiagos storiui?

• Nerūdijančio plieno: Ar aktyvus ir tinkamas nugaros valymas?

• Aliuminiui: ar tinkamai nustatytas kintamosios srovės balansas (20–30 % EP)?

Suvirinimo pabaigoje

• Ar srovė palaipsniui mažėja?

• Ar krateris tinkamai užpildytas?

• Ar vėlesnis srautas palaikomas 5–15 sekundžių?

• Ar volframas apsaugotas, kol atvės?

---

Išvada

Akytumo TIG suvirinimo metu galima išvengti, tačiau norint išvengti poringumo, reikia atkreipti dėmesį į daugelį veiksnių. Švara yra pagrindas – bet koks netauriųjų metalų ar užpildų užteršimas gali išleisti dujas į suvirinimo baseiną. Apsauginės dujos turi būti grynos, tinkamai tekančios ir apsaugotos nuo skersvėjų. Degiklio technika, ypač lanko ilgio ir užpildo vielos valdymas, tiesiogiai veikia tai, ar įstrigusios dujos gali išeiti prieš sukietėjimą.

Konkrečiai medžiagai būdingi iššūkiai reikalauja pritaikytų sprendimų. Nerūdijantis plienas reikalauja atgalinio valymo; aliuminiui reikalingas griežtas oksidų pašalinimas ir vandenilio kontrolė. Šiuolaikiniai stebėjimo įrankiai, tokie kaip suvirinimo kameros, suteikia papildomą kokybės užtikrinimo sluoksnį.

Sistemingai dirbdami su šiuo kontroliniu sąrašu, galite nustatyti poringumo šaltinį, kai jis atsiranda, ir, dar svarbiau, užkirsti kelią jo atsiradimui. Rezultatas – tvirtesnės, patikimesnės siūlės, atitinkančios tiek vizualinius, tiek eksploatacinius reikalavimus.