टाइटेनियम ट्यूब वेल्डिंग तकनीक: टीआईजी, ऑर्बिटल, इलेक्ट्रॉन बीम और लेजर

क्यों टाइटेनियम ट्यूब वेल्डिंग पूर्ण वायुमंडलीय नियंत्रण की मांग करती है

टाइटेनियम ट्यूब वेल्डिंग का उपयोग एयरोस्पेस हाइड्रोलिक और ईंधन लाइनों, रासायनिक प्रक्रिया पाइपवर्क, समुद्री जल शीतलन प्रणाली और समुद्री इंजीनियरिंग में किया जाता है। टाइटेनियम 1668 C के करीब पिघलता है, जो कार्बन स्टील से लगभग 200 C अधिक है, और इसकी रासायनिक स्थिरता केवल इसलिए अच्छी है क्योंकि एक पतली ऑक्साइड फिल्म सतह की रक्षा करती है। एक बार जब धातु को पिघलाया जाता है या लगभग 400 C से ऊपर गर्म किया जाता है, तो वह सुरक्षा गायब हो जाती है और धातु हवा से ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन और कार्बन को अवशोषित कर लेती है। परिणाम एक कठोर, भंगुर क्षेत्र, एक रंगीन ताप टिंट और एक जोड़ है जो मूल धातु की ताकत के एक अंश पर विफल हो सकता है।

प्रक्रिया डिज़ाइन का परिणाम सरल है: वेल्ड पूल, गर्म भराव तार और कूलिंग बीड को अक्रिय गैस से तब तक परिरक्षित किया जाना चाहिए जब तक कि जोड़ लगभग 427 डिग्री सेल्सियस से नीचे न गिर जाए। प्रत्येक स्वीकृत टाइटेनियम वेल्डिंग प्रक्रिया उस आवश्यकता के आसपास बनाई जाती है, चाहे वह ट्रेलिंग शील्ड के साथ एक हाथ मशाल का उपयोग करती हो या पूरी तरह से संलग्न कक्षीय कक्ष का उपयोग करती हो।

वेल्डिंग प्रक्रियाओं की तुलना

गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग मानक उत्पादन विधि बनी हुई है क्योंकि यह फिट {{0} ऊपर भिन्नता के प्रति सहनशील है और ढालने में आसान है। ऑर्बिटल टीआईजी एक बंद सिर, प्रोग्रामयोग्य वर्तमान और रोटेशन गति के साथ समान भौतिकी को स्वचालित करता है, जो लंबे ट्यूब रन पर ऑपरेटर भिन्नता को हटा देता है। इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग सबसे संकीर्ण गर्मी प्रभावित क्षेत्र के साथ सबसे गहरी पैठ प्रदान करती है, लेकिन वैक्यूम चैम्बर इसे उन हिस्सों तक सीमित कर देता है जो चैम्बर में फिट होते हैं। लेजर वेल्डिंग उच्चतम यात्रा गति और बहुत कम ताप इनपुट देता है, इसलिए इसका उपयोग व्यापक रूप से पतली दीवार वाले उपकरण ट्यूब और चपटे या प्रोफाइल ट्यूब पर रैखिक वेल्ड के लिए किया जाता है। ट्यूब की सतह पर पाउडर का छिड़काव, जिसे कभी-कभी फ़्यूज़न मरम्मत विधि के रूप में वर्णित किया जाता है, वास्तव में ट्यूब जोड़ने की प्रक्रिया के बजाय एक क्लैडिंग या एडिटिव रिपेयर ऑपरेशन है और इसे बट जोड़ की वेल्डिंग के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।

संयुक्त तैयारी, सफ़ाई और फ़िट-ऊपर

ट्यूब को चौकोर काटें; 3 मिमी तक की दीवार के लिए 0.1-0.2 मिमी का अधिकतम अंतर और 1-1.5 मिमी की भूमि की मोटाई सामान्य है।

काटने की गड़गड़ाहट और ठंडी परत को केवल टाइटेनियम पर उपयोग किए जाने वाले कार्बाइड स्क्रेपर से हटाएं, कार्बन स्टील टूलींग के साथ नहीं।

एसीटोन या किसी अनुमोदित विलायक से चिकनाई करें, फिर जोड़ को पोंछें और प्रत्येक तरफ 25 मिमी तब तक पोंछें जब तक कि साफ सफेद कपड़े से कोई अवशेष न दिखाई दे।

साफ किए गए जोड़ को कभी भी नंगे हाथों से न छुएं; उंगली के तेल कार्बन का परिचय देते हैं जो सरंध्रता पैदा करता है।

एक समर्पित स्टेनलेस स्टील या टाइटेनियम वायर ब्रश का उपयोग करें, जिसे अन्य धातुओं से संदूषण से मुक्त रखा जाए।

परिरक्षण, पर्जिंग और हीट टिंट स्वीकृति

-40 सी से नीचे ओस बिंदु के साथ कम से कम 99.99 प्रतिशत शुद्धता का आर्गन मानक ढाल और शुद्ध गैस है। आर्क पर प्रहार करने से पहले ट्यूब के अंदर की सफाई करें और वेल्डिंग के दौरान आंतरिक ऑक्सीजन का स्तर कम रखें; लगभग 50 पीपीएम या उससे कम की अवशिष्ट ऑक्सीजन रीडिंग महत्वपूर्ण जोड़ों के लिए सामान्य लक्ष्य है। अनुगामी ढाल को कूलिंग बीड को कवर करना चाहिए, और मोटे वर्गों पर एक बैकिंग ढाल या पूर्ण कक्ष का उपयोग किया जाता है ताकि जड़ पक्ष भी सुरक्षित रहे।

योग्यता, परीक्षण और वेल्ड गुणवत्ता नियंत्रण

उत्पादन वेल्डिंग को एक योग्य प्रक्रिया का पालन करना चाहिए। ट्यूब और ट्यूब शीट जोड़ आमतौर पर ASME बॉयलर और प्रेशर वेसल कोड सेक्शन IX के तहत योग्य होते हैं, जबकि एयरोस्पेस फैब्रिकेशन AWS D17.1 का अनुसरण करता है। फिलर धातु का चयन AWS A5.16 या ISO 24034 का अनुसरण करता है: अनअलॉयड ग्रेड 2 ट्यूब के लिए ERTi - 2, Ti-6Al-4V के लिए ERTi-5, और उच्च संक्षारण शुल्क के लिए पैलेडियम-असर ERTi-7। बेस ट्यूब को आमतौर पर हीट एक्सचेंजर और कंडेनसर सेवा के लिए एएसटीएम बी338 या पाइप के लिए एएसटीएम बी861 के लिए ऑर्डर किया जाता है।

निरीक्षण में मनका रंग और प्रोफ़ाइल की दृश्य परीक्षा, डाई पेनेट्रेंट या फ्लोरोसेंट पेनेट्रेंट परीक्षण, रेडियोग्राफ़िक परीक्षा जहां ज्यामिति अनुमति देती है, और पूर्ण असेंबली के हाइड्रोस्टैटिक या वायवीय दबाव परीक्षण को जोड़ती है। महत्वपूर्ण कार्य पर, प्रक्रिया योग्यता कूपन पर विनाशकारी मोड़ और तन्य परीक्षण यह पुष्टि करते हैं कि रूटिंग को उत्पादन में जारी करने से पहले जोड़ आवश्यक ताकत तक पहुंच जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: टाइटेनियम ट्यूब वेल्डिंग से रंगीन मोती क्यों बनते हैं?
रंग विभिन्न तापमानों पर बनने वाली पतली ऑक्साइड फिल्में हैं। चांदी या हल्के भूसे से पता चलता है कि परिरक्षण कायम रहा और जोड़ साफ रहा। गहरे नीले, बैंगनी या भूरे रंग का मतलब है कि ऑक्सीजन और नाइट्रोजन अवशोषित हो गए हैं, और उन जोड़ों को अस्वीकार कर दिया गया है क्योंकि धातु कठोर और भंगुर हो गई है।

प्रश्न: क्या टाइटेनियम ट्यूब को खुली हवा में वेल्ड किया जा सकता है?
हां, कूलिंग बीड और आंतरिक शुद्धिकरण को कवर करने वाली एक अनुगामी ढाल के साथ। शील्ड को वेल्ड के ऊपर तब तक रहना चाहिए जब तक कि तापमान लगभग 427 C से नीचे न आ जाए, जिसका व्यवहारिक अर्थ है एक लंबी अनुगामी ढाल या एक द्वितीयक परिरक्षण नोजल।

प्रश्न: किस भराव धातु का चयन किया जाना चाहिए?
फिलर को बेस ट्यूब से मिलाएं। ERTi-2 का उपयोग अनअलॉयड ग्रेड 2 ट्यूब के साथ किया जाता है, ERTi-5 का उपयोग Ti-6Al-4V ट्यूब के साथ किया जाता है, और ERTi-7 का उपयोग वहां किया जाता है जहां संक्षारक सेवा के लिए पैलेडियम के अतिरिक्त की आवश्यकता होती है। फिलर संरचना AWS A5.16 और ISO 24034 में निर्दिष्ट है।

प्रश्न: क्या टाइटेनियम ट्यूब को वेल्डिंग करने से पहले प्रीहीटिंग आवश्यक है?
आम तौर पर नहीं. सामान्य दीवार की मोटाई के लिए टाइटेनियम को पहले से गरम करने की आवश्यकता नहीं होती है, और इसे हवा में गर्म करने से संदूषण का खतरा बढ़ जाता है। क्षेत्र को संकीर्ण बनाए रखने के लिए हीट इनपुट को करंट, यात्रा गति और इंटरपास तापमान के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है।

प्रश्न: टाइटेनियम ट्यूब वेल्ड में सरंध्रता का क्या कारण है?
लगभग हमेशा संदूषण: अवशिष्ट काटने वाले तरल पदार्थ, शुद्ध गैस में नमी, एक अशुद्ध भराव तार, या बहुत कमजोर हवा में खींची गई हवा। जोड़ की सफाई और सत्यापित निम्न आंतरिक ऑक्सीजन स्तर व्यावहारिक समाधान हैं।

प्रश्न: पूर्ण टाइटेनियम ट्यूब वेल्ड का निरीक्षण कैसे किया जाता है?
रंग और प्रोफ़ाइल की दृश्य जांच, प्रवेश परीक्षण, रेडियोग्राफ़िक परीक्षा जहां पहुंच की अनुमति है, और असेंबली का दबाव परीक्षण। उत्पादन जारी होने से पहले संयुक्त ताकत साबित करने के लिए प्रक्रिया योग्यता कूपन को मोड़ा और तन्य परीक्षण किया जाता है।