ટંગસ્ટન અને તેના એલોયને ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડીંગ દ્વારા સફળતાપૂર્વક જોડી શકાય છે,
ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક બ્રેઝ વેલ્ડીંગ, ઈલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડીંગ અને રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન દ્વારા.

આર્ક કાસ્ટિંગ, પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર અથવા રાસાયણિક-વરાળ ડિપોઝિશન (CVD) તકનીકો દ્વારા એકીકૃત કરાયેલ ટંગસ્ટન અને તેના સંખ્યાબંધ એલોયની વેલ્ડેબિલિટીનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. વપરાયેલી મોટાભાગની સામગ્રી નજીવી રીતે 0.060 ઇંચ જાડી શીટ હતી. (1) ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડીંગ, (2) ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક બ્રેઝ વેલ્ડીંગ, (3) ઈલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડીંગ અને (4) સીવીડી દ્વારા જોડાવાની પ્રક્રિયાઓ કાર્યરત હતી.
આ બધી પદ્ધતિઓ દ્વારા ટંગસ્ટનને સફળતાપૂર્વક વેલ્ડિંગ કરવામાં આવ્યું હતું પરંતુ વેલ્ડ્સની સાઉન્ડનેસ બેઝ અને ફિલર મેટલ્સના પ્રકારો (એટલે ​​કે પાવડર અથવા આર્ક-કાસ્ટ પ્રોડક્ટ્સ) દ્વારા ખૂબ પ્રભાવિત હતી. ઉદાહરણ તરીકે, આર્ક-કાસ્ટ સામગ્રીમાં વેલ્ડ તુલનાત્મક રીતે છિદ્રાળુતાથી મુક્ત હતા જ્યારે પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર ઉત્પાદનોમાં વેલ્ડ સામાન્ય રીતે છિદ્રાળુ હોય છે, ખાસ કરીને ફ્યુઝન લાઇન સાથે. 1/1r માં ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક (GTA) વેલ્ડ માટે, બિન-એલોય્ડ ટંગસ્ટન શીટ, ન્યૂનતમ 150 ° સે (જે બેઝ મેટલનું ડક્ટિલેટો-બરડ સંક્રમણ તાપમાન હોવાનું જણાયું હતું) તિરાડ મુક્ત વેલ્ડ્સ ઉત્પન્ન કરે છે. બેઝ મેટલ્સ તરીકે, ટંગસ્ટન-રેનિયમ એલોય પ્રીહિટ વગર વેલ્ડ કરી શકાય તેવા હતા, પરંતુ ટંગસ્ટન એલોય પાવડર ઉત્પાદનોમાં છિદ્રાળુતા પણ સમસ્યા હતી. પ્રીહિટીંગ વેલ્ડ પોરોસિટીને અસર કરતું નથી જે મુખ્યત્વે બેઝ મેટલના પ્રકારનું કાર્ય હતું.
વિવિધ પ્રકારના પાવડર મેટલર્જી ટંગસ્ટનમાં ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડ માટે ડ્યુક્ટાઇલ-ટુ-બ્રીટલ ટ્રાન્ઝિશન ટર્નપેચર્સ (DBIT) 325 થી 475° સે હતા, જે બેઝ મેટલ માટે 150° સે અને ઇલેક્ટ્રોન બીમવેલ્ડ માટે 425° સે હતા. આર્ક-કાસ્ટ ટંગસ્ટન.
ભિન્ન ફિલર ધાતુઓ સાથે ટંગસ્ટનનું બ્રેઝ વેલ્ડીંગ દેખીતી રીતે અન્ય જોડાવાની પદ્ધતિઓ કરતાં વધુ સારી સંયુક્ત ગુણધર્મો ઉત્પન્ન કરતું નથી. અમે બ્રેઝ વેલ્ડ્સમાં ફિલર મેટલ્સ તરીકે Nb, Ta, W-26% Re, Mo અને Re નો ઉપયોગ કર્યો. Nb અને Mo ગંભીર ક્રેકીંગનું કારણ બને છે.

510 થી 560 ° સે પર CVD દ્વારા જોડાવું

છિદ્રાળુતાના નાના જથ્થા સિવાયના તમામને દૂર કર્યા અને વેલ્ડીંગ માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાનો (જેમ કે વેલ્ડ અને ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોનમાં મોટા અનાજ) સાથે સંકળાયેલ સમસ્યાઓ પણ દૂર કરી.
પરિચય
ટંગસ્ટન અને ટંગસ્ટન-બેઝ એલોયને થર્મિઓનિક કન્વર્ઝન ડિવાઇસ, રી-એન્ટ્રી વાહનો, ઉચ્ચ તાપમાનના બળતણ તત્વો અને અન્ય રિએક્ટર ઘટકો સહિત સંખ્યાબંધ અદ્યતન પરમાણુ અને અવકાશ એપ્લિકેશનો માટે વિચારણા કરવામાં આવી રહી છે. આ સામગ્રીઓના ફાયદાઓ તેમના સંયોજનો છે ખૂબ ઊંચા ગલન તાપમાન, ઊંચા તાપમાને સારી શક્તિ, ઉચ્ચ થર્મલ અને વિદ્યુત વાહકતા અને ચોક્કસ વાતાવરણમાં કાટ સામે પર્યાપ્ત પ્રતિકાર. બરડપણું તેમની ફેબ્રિકેબિલિટીને મર્યાદિત કરે છે, તેથી સખત સેવાની શરતો હેઠળ માળખાકીય ઘટકોમાં આ સામગ્રીઓની ઉપયોગિતા બેઝ મેટલ સાથે ગુણધર્મોમાં તુલનાત્મક હોય તેવા સાંધા પ્રદાન કરવા માટે વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓના વિકાસ પર ઘણો આધાર રાખે છે. તેથી, આ અભ્યાસોના ઉદ્દેશ્યો (1) વિવિધ પ્રકારના જોડાણ વગરના અને મિશ્રિત ટંગસ્ટનમાં વિવિધ જોડાણ પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પાદિત સાંધાના યાંત્રિક ગુણધર્મો નક્કી કરવાના હતા; (2) ગરમીની સારવાર અને જોડાવાની તકનીકમાં વિવિધ ફેરફારોની અસરોનું મૂલ્યાંકન કરો; અને (3) વિશિષ્ટ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય પરીક્ષણ ઘટકો બનાવવાની શક્યતા દર્શાવો.
સામગ્રી
અનલોય્ડ ટંગસ્ટન m叮10 m. જાડી શીટ્સ સૌથી વધુ રસ ધરાવતી સામગ્રી હતી. આ અભ્યાસમાં અલોય્ડ ટંગસ્ટન પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર, આર્ક કાસ્ટિંગ અને રાસાયણિક-બાષ્પ જમા કરવાની તકનીકો દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. કોષ્ટક 1 પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર, CVD અને આર્ક-કાસ્ટ ટંગસ્ટન ઉત્પાદનોની અશુદ્ધતાના સ્તરો દર્શાવે છે. મોટા ભાગના ટંગસ્ટનમાં નજીવા રીતે જોવા મળતી રેન્જમાં આવે છે

પરંતુ એ નોંધવું જોઈએ કે CVD સામગ્રીમાં સામાન્ય કરતાં વધુ પ્રમાણમાં ફ્લોરિન હોય છે.
સરખામણી માટે ટંગસ્ટન અને ટંગસ્ટન એલોયના વિવિધ કદ અને આકારો જોડાયા હતા. તેમાંના મોટા ભાગના પાવડર ધાતુશાસ્ત્રના ઉત્પાદનો હતા જો કે કેટલીક આર્ક-કાસ્ટ સામગ્રી પણ વેલ્ડેડ હતી. બિલ્ડિંગ સ્ટ્રક્ચર્સ અને ઘટકોની શક્યતા નક્કી કરવા માટે ચોક્કસ રૂપરેખાંકનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. CVD ટંગસ્ટનના અપવાદ સિવાય તમામ મેટેનલ્સ સંપૂર્ણપણે ઠંડા કામવાળી સ્થિતિમાં પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યા હતા, જે જમા કરવામાં આવ્યા હતા. પુનઃસ્થાપિત અને મોટા-દાણાવાળા ટંગસ્ટનની વધેલી બરડતાને કારણે ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોનમાં અનાજની વૃદ્ધિને ઘટાડવા માટે સામગ્રીને કામની સ્થિતિમાં વેલ્ડ કરવામાં આવી હતી. સામગ્રીની ઊંચી કિંમત અને પ્રમાણમાં ઓછી માત્રામાં ઉપલબ્ધ હોવાને કારણે, અમે પરીક્ષણ નમૂનાઓ ડિઝાઇન કર્યા છે જે ઇચ્છિત માહિતી મેળવવા માટે સુસંગત સામગ્રીની ન્યૂનતમ રકમનો ઉપયોગ કરે છે.
પ્રક્રિયા
ટંગસ્ટનનું નમ્ર-થી-બરડ સંક્રમણ તાપમાન (DBTT) ઓરડાના તાપમાનથી ઉપર હોવાથી, ક્રેકીંગ1 ટાળવા માટે હેન્ડલિંગ અને મશીનિંગમાં વિશેષ કાળજી લેવી જોઈએ. શીયરિંગ એજ ક્રેકીંગનું કારણ બને છે અને અમને જાણવા મળ્યું છે કે ગ્રાઇન્ડીંગ અને ઇલેક્ટ્રોડિસ્ચાર્જ મશીનિંગ સપાટી પર ગરમીની તપાસ છોડી દે છે. જ્યાં સુધી તેને લેપિંગ દ્વારા દૂર કરવામાં ન આવે ત્યાં સુધી, આ તિરાડો વેલ્ડીંગ અને તેના પછીના ઉપયોગ દરમિયાન પ્રસરી શકે છે.
ટંગસ્ટન, તમામ પ્રત્યાવર્તન ધાતુઓની જેમ, ઇન્ટર્સ્ટિશિયલ્સ દ્વારા વેલ્ડના દૂષણને ટાળવા માટે નિષ્ક્રિય ગેસ (ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક પ્રક્રિયા) અથવા શૂન્યાવકાશ (ઇલેક્ટ્રોન બીમ પ્રો:::એસએસ)2 ના અત્યંત શુદ્ધ વાતાવરણમાં વેલ્ડિંગ કરવું આવશ્યક છે. ટંગસ્ટન તમામ ધાતુઓમાં સૌથી વધુ ગલનબિંદુ ધરાવતું હોવાથી (3410° સે), વેલ્ડીંગ સાધનો ઉચ્ચ સેવા તાપમાનનો સામનો કરવા સક્ષમ હોવા જોઈએ.

કોષ્ટક 1

ત્રણ અલગ અલગ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો: ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડીંગ, ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક બ્રેઝ વેલ્ડીંગ અને ઈલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડીંગ. દરેક સામગ્રી માટે ન્યૂનતમ એનર્જી ઇનપુટ પર સંપૂર્ણ પીસીનેટ્રેશન માટે જરૂરી વેલ્ડીંગ શરતો નક્કી કરવામાં આવી હતી. વેલ્ડીંગ પહેલાં, શીટ સામગ્રીને 囚in માં મશિન કરવામાં આવતી હતી. વિશાળ બ્લેન્ક્સ અને એથિલ આલ્કોહોલ સાથે ડિગ્રેઝ્ડ. સંયુક્ત ડિઝાઇન એક ચોરસ ખાંચ હતી જેમાં કોઈ રુટ ઓપનિંગ ન હતું.
ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડીંગ
તમામ ઓટોમેટી અને મેન્યુઅલ ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડ એહેમહેરમાં બનાવવામાં આવ્યા હતા જે 5 x I અથવા નીચે જાળવવામાં આવ્યા હતા. લગભગ 1 કલાક માટે ટોર અને પછી એકદમ શુદ્ધ આર્ગોન સાથે બેકફિલ. ફિગ. lA માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ઓટોમેટિક વેલ્ડીંગ માટે ચેમ્બરને ટ્રાવર્સિંગ મિકેનિઝમ અને ટોર્ચ હેડ સાથે ફીટ કરવામાં આવ્યું હતું. વર્કપીસને કોપર ફિક્સ્ચરમાં રાખવામાં આવી હતી જેમાં સંપર્કના તમામ બિંદુઓ પર ટંગસ્ટન ઇન્સર્ટ આપવામાં આવ્યું હતું જેથી વેલ્ડીંગ બીટ દ્વારા તેને કામમાં બ્રેઝ ન થાય. આ ફિક્સ્ચરના પાયામાં ઇલેક્ટ્રિક કારતૂસ હીટર રાખવામાં આવ્યા હતા જે ઇચ્છિત તાપમાને કામને પહેલાથી ગરમ કરે છે, ફિગ. 1 B. તમામ વેલ્ડ્સ 10 આઇપીએમ પર ટ્રાવેલ સ્પીડથી બનાવવામાં આવ્યા હતા, જે લગભગ 350 એમ્પની યુરન્ટ અને 10 થી 15 વીના વોલ્ટેજ હતા. .
ગેસ ટંગસ્ટન-A『c બ્રેઝ વેલ્ડીંગ
ગેસ ટંગસ્ટન-આર બ્રેઝ વેલ્ડ્સ સમાન તકનીકો દ્વારા નિષ્ક્રિય વાતાવરણ સાથે એહામ્બરમાં બનાવવામાં આવ્યા હતા.

જે ઉપર વર્ણવેલ છે. ટંગસ્ટન અને ડબલ્યુ-26% રી ફિલર મેટલ વડે બનેલા બીડ-ઓનપ્લેટ બ્રેઝ વેલ્ડ્સ મેન્યુઅલી બનાવવામાં આવ્યા હતા; જો કે, બટ જોઈન્ટમાં ફિલર મેટલ મૂક્યા પછી બટ બ્રેઝ વેલ્ડને આપમેળે વેલ્ડ કરવામાં આવી હતી.
ઇલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડીંગ
એલિટ્રોન બીમ વેલ્ડ 150-kV 20-mA મશીનમાં બનાવવામાં આવ્યા હતા. વેલ્ડીંગ દરમિયાન લગભગ 5 x I o-6 ટોરનું વેક્યુમ જાળવવામાં આવ્યું હતું. ઇલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડીંગના પરિણામે ઊંડાઈ અને પહોળાઈના ખૂબ ઊંચા ગુણોત્તર અને સાંકડા ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોનમાં પરિણમે છે.
રાસાયણિક વરાળ ડિસ્પોઝિશન દ્વારા ઓઇનિંગ
ટંગસ્ટન સાંધા રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન પ્રક્રિયા દ્વારા અનલોય્ડ ટંગસ્ટન ફિલર મેટલને જમા કરીને બનાવવામાં આવ્યા હતા. પ્રતિક્રિયા-ટી અનુસાર ટંગસ્ટન હેક્સાફ્લોરાઇડના હાઇડ્રોજન ઘટાડા દ્વારા ટંગસ્ટન જમા કરવામાં આવ્યું હતું
ગરમી
WFs(g) + 3H,(g)一–+W(s) + 6HF(g).
જોડાવા માટે આ ટેકનિકનો ઉપયોગ કરવા માટે ફિક્સર અને રિએક્ટન્ટ ફ્લો ડિસ્ટ્રિબ્યુશનમાં માત્ર નાના ફેરફારોની જરૂર હતી. જોડાવાની વધુ પરંપરાગત પદ્ધતિઓ પર આ પ્રક્રિયાનો પ્રાથમિક ફાયદો એ છે કે, કારણ કે નિમ્ન તાપમાન (510 થી 650 ° સે) ના ગલનબિંદુ કરતાં ઘણું ઓછું છે.

ટંગસ્ટન (3410 ° સે), પુનઃસ્થાપન અને અશુદ્ધિઓ અથવા અનાજની વૃદ્ધિ દ્વારા ઘડાયેલા ટંગસ્ટન બેઝ મેટલના વધુ સેમી બ્રિટલમેન્ટને ઓછું કરવામાં આવે છે.
બટ અને ટ્યુબ-એન્ડ ક્લોઝર સહિતની કેટલીક સંયુક્ત ડિઝાઇન બનાવટી હતી. ડિપોઝિશન તાંબાના મેન્ડ્રેલની મદદથી કરવામાં આવ્યું હતું જેનો ઉપયોગ ફિક્સ્ચર, એલાઈનમેન્ટ પીસ અને સબસ્ટ્રેટ તરીકે થતો હતો. જુબાની પૂર્ણ થયા પછી, ઇઓપર મેન્ડ્રેલને કોતરણી દ્વારા દૂર કરવામાં આવી હતી. કારણ કે અન્ય કાર્ય” દર્શાવે છે કે CVD ટંગસ્ટન જમા કરાયેલા જટિલ અવશેષ તણાવ ધરાવે છે, આ સાંધા મશીનિંગ અથવા પરીક્ષણ પહેલાં 1000 ° થી 1600 ° સે તાપમાને તાણ relicvcd I hr હતા.
નિરીક્ષણ અને પરીક્ષણ
સાંધાઓનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે તે પહેલાં તેઓ દૃષ્ટિથી અને પ્રવાહી પેનિટ્રન્ટ અને રેડિયોગ્રાફી દ્વારા તપાસવામાં આવ્યા હતા. ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન (કોષ્ટક 2) માટે લાક્ષણિક વેલ્ડ્સનું રાસાયણિક વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું અને સમગ્ર અભ્યાસ દરમિયાન વ્યાપક મેટાલોગ્રાફિક પરીક્ષાઓ કરવામાં આવી હતી.
તેની સહજ સરળતા અને નાના નમુનાઓને અનુકૂલનક્ષમતાને કારણે, બેન્ડ ટેસ્ટનો ઉપયોગ સંયુક્ત અખંડિતતા અને પ્રક્રિયાઓની સમાનતા માટેના પ્રાથમિક માપદંડ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. ડ્યુક્ટાઇલ-ટોબ્રિટલ સંક્રમણ તાપમાન વેલ્ડેડ અને વૃદ્ધાવસ્થા પછી બંને સાંધાઓ માટે ત્રણ-પોઇન્ટ બેન્ડિંગ ઉપકરણ સાથે નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. બેન્ડ પરીક્ષણો માટેનો મૂળભૂત નમૂનો રેખાંશ હતો

ચહેરો વળાંક, 24t લાંબો બાય 12t પહોળો, જ્યાં t એ નમૂનાની જાડાઈ છે. નમુનાઓને 15t સ્પાન પર ટેકો આપવામાં આવ્યો હતો અને 0.5 ipm ના દરે ત્રિજ્યા 4t ના પ્લન્જર સાથે વળેલું હતું. આ ભૂમિતિ સામગ્રીની વિવિધ જાડાઈ પર મેળવેલા ડેટાને સામાન્ય બનાવવાનું વલણ ધરાવે છે. વેલ્ડ, ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોન અને બેઝ મેટલનું એકસમાન વિરૂપતા પ્રદાન કરવા માટે નમૂનાઓ સામાન્ય રીતે વેલ્ડ સીમ (રેખાંશ વળાંકનો નમૂનો) તરફ વળેલા ટ્રાંસવર્સ હતા; જો કે, સરખામણી માટે વેલ્ડ સીમ (ટ્રાંસવર્સ બેન્ડ સ્પેસીમેન) સાથે કેટલાક નમુનાઓ વળેલા હતા. તપાસના પ્રારંભિક ભાગોમાં ચહેરાના વળાંકનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો; જો કે, પીગળેલી ધાતુના વજનને કારણે મોટાભાગના વેલ્ડના ફીસ પર સહેજ નિશાન જોવા મળે છે, કારણ કે પછીના પરીક્ષણોમાં રુટ બેન્ડ્સ બદલવામાં આવ્યા હતા. શીટના નમૂનાઓના બેન્ડ પરીક્ષણ સાથે સંબંધિત સામગ્રી સલાહકાર બોર્ડ 6 ની ભલામણોને શક્ય તેટલી નજીકથી અનુસરવામાં આવી હતી. મર્યાદિત સામગ્રીને કારણે, સૌથી નાના સલાહભર્યા નમૂનાઓ પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા.
બેન્ડ ટ્રાન્ઝિશન તાપમાન નક્કી કરવા માટે, બેન્ડિંગ ઉપકરણને ભઠ્ઠીમાં બંધ કરવામાં આવ્યું હતું જે ઝડપથી તાપમાનને 500 ° સે સુધી વધારવામાં સક્ષમ હતું. 90 થી 105 ડિગ્રીના વળાંકને સંપૂર્ણ વળાંક તરીકે ગણવામાં આવે છે. ડીબીટીટીને સૌથી નીચા તાપમાન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યું હતું કે જેના પર સ્પીમેન ક્રેકીંગ કર્યા વિના સંપૂર્ણપણે વળે છે. પરીક્ષણો હવામાં હાથ ધરવામાં આવ્યા હોવા છતાં, પરીક્ષણ તાપમાન 400 ° સે સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી નમૂનાઓનું વિકૃતિકરણ સ્પષ્ટ નહોતું.

આકૃતિ 1

Unalloyed Tungsten માટે પરિણામો
સામાન્ય વેલ્ડેબિલિટી
ગેસ ટર્ઝગસ્ટીઆ-આર્ક વેલ્ડીંગ—1乍in ના ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડીંગમાં. જાડા અનલોય્ડ શીટ, થર્મલ શોક દ્વારા પ્રેરિત તણાવ હેઠળ બરડ નિષ્ફળતાને રોકવા માટે કામને નોંધપાત્ર રીતે પહેલાથી ગરમ કરવું આવશ્યક છે. આકૃતિ 2 યોગ્ય પ્રીહિટીંગ વગર વેલ્ડીંગ દ્વારા ઉત્પાદિત સામાન્ય અસ્થિભંગ દર્શાવે છે. ફ્રેક્ચરમાં વેલ્ડ અને હીટ અસરગ્રસ્ત ઝોનના મોટા અનાજનું કદ અને આકાર સ્પષ્ટ છે. ઓરડાના તાપમાને 540 ° સે સુધી પ્રીહિટીંગ ટર્નપેચર્સની તપાસ દર્શાવે છે કે તિરાડોથી મુક્ત એવા વન-પાસ બટ વેલ્ડ્સના સતત ઉત્પાદન માટે ઓછામાં ઓછા 150 ° સે સુધી પ્રીહિટીંગ જરૂરી છે. આ તાપમાન બેઝ મેટલના DBTI ને અનુરૂપ છે. આ પરીક્ષણોમાં ઊંચા તાપમાને પ્રીહિટીંગ જરૂરી જણાતું નહોતું પરંતુ ઉચ્ચ DBTI સાથેની સામગ્રી, અથવા વધુ ગંભીર તાણની સાંદ્રતા અથવા વધુ મોટા ભાગોને સમાવતા રૂપરેખાંકનોને ઉચ્ચ તાપમાને પહેલાથી ગરમ કરવાની જરૂર પડી શકે છે.
વેલ્ડમેન્ટની ગુણવત્તા બેઝ મેટલ્સ બનાવવા માટે વપરાતી પ્રક્રિયાઓ પર ઘણો આધાર રાખે છે. આર્ક-કાસ્ટ ટંગસ્ટનમાં ઓટોજેનસ વેલ્ડ આવશ્યકપણે છિદ્રાળુતાથી મુક્ત હોય છે, ફિગ.
3A, પરંતુ પાવડર ધાતુશાસ્ત્રના ટંગસ્ટનમાં વેલ્ડ એકંદર છિદ્રાળુતા, ફિગ. 3 (b), ખાસ કરીને ફ્યુઝન લાઇન સાથે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. આ છિદ્રાળુતાની માત્રા, ફિગ. 3B, ખાસ કરીને 3C સાથે, માલિકીના, ઓછી છિદ્રાળુતા ઉત્પાદનમાં બનેલા વેલ્ડમાં (જનરલ ઇલેક્ટ્રિક કંપની, ક્લેવલેન્ડ દ્વારા ઉત્પાદિત GE-15).
CVD ટંગસ્ટનમાં ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક વેલ્ડ્સમાં અનાજની રચના 0£બેઝ મેટાએફને કારણે અસામાન્ય ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોન હોય છે. આકૃતિ 4 આવા ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક બટ વેલ્ડનો ચહેરો અને અનુરૂપ ક્રોસ સેક્શન દર્શાવે છે. નોંધ કરો કે વેલ્ડીંગની ગરમીને કારણે સબસ્ટ્રેટની સપાટી પરના ઝીણા દાણા વધ્યા છે. મોટા સ્તંભની વૃદ્ધિનો અભાવ પણ સ્પષ્ટ છે

અનાજ સ્તંભના દાણામાં વાયુ હોય છે
ફલોર્મ અશુદ્ધિઓને કારણે અનાજની સીમાઓ પર બબલ્સ 8. પરિણામે, જો
વેલ્ડિંગ પહેલાં ફાઇન ગ્રેઇન સબસ્ટ્રેટની સપાટીને દૂર કરવામાં આવે છે, વેલ્ડમેન્ટમાં મેટલોગ્રાફિકલી શોધી શકાય તેવું ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોન હોતું નથી. અલબત્ત, કામ કરેલ CVD સામગ્રીમાં (જેમ કે બહાર કાઢેલી અથવા દોરેલી નળીઓ) વેલ્ડના ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોનમાં સામાન્ય પુનઃસ્થાપિત અનાજનું માળખું હોય છે.
CVD ટંગસ્ટનમાં કેટલાક વેલ્ડ્સના RAZ માં સ્તંભાકાર અનાજની સીમાઓમાં તિરાડો મળી આવી હતી. આ તિરાડ, આકૃતિ 5 માં દર્શાવેલ છે, ઉચ્ચ તાપમાન9 પર અનાજની સીમાઓમાં પરપોટાની ઝડપી રચના અને વૃદ્ધિને કારણે થાય છે. વેલ્ડીંગમાં સામેલ ઊંચા તાપમાને, પરપોટા અનાજની સીમા વિસ્તારનો મોટાભાગનો વપરાશ કરવામાં સક્ષમ હતા; આ, ઠંડક દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા તણાવ સાથે મળીને, તિરાડ રચવા માટે અનાજની સીમાઓને અલગ ખેંચી લે છે. હીટ ટ્રીટમેન્ટ દરમિયાન ટંગસ્ટન અને અન્ય ધાતુના થાપણોમાં પરપોટાની રચનાનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે 0.3 Tm (હોમોલોગસ ગલન તાપમાન) ની નીચે જમા થયેલ ધાતુઓમાં પરપોટા થાય છે. આ અવલોકન સૂચવે છે કે એનિલિંગ દરમિયાન ફસાયેલી ખાલી જગ્યાઓ અને વાયુઓના સંકલન દ્વારા ગેસ પરપોટા રચાય છે. સીવીડી ટંગસ્ટનના કિસ્સામાં, ગેસ કદાચ ફ્લોરિન અથવા ફ્લોરાઇડ સંયોજન છે
ઈલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડીંગ—અનલોય્ડ ટંગસ્ટન એ ઈલેક્ટ્રોન બીમને પ્રીહિટીંગ સાથે અને વગર વેલ્ડ કરવામાં આવતું હતું. પ્રીહિટની જરૂરિયાત નમૂના સાથે અલગ અલગ હોય છે. તિરાડોથી મુક્ત વેલ્ડને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, બેઝ મેટલના ઓછામાં ઓછા ડીબીટીટી પર પહેલાથી ગરમ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. પાઉડર ધાતુશાસ્ત્ર ઉત્પાદનોમાં ઇલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડ્સમાં પણ અગાઉ ઉલ્લેખિત વેલ્ડ છિદ્રાળુતા હોય છે.

ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક બ્રેઝ વેલ્ડીંગ一બ્રાઝ વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ ફાયદા માટે થઈ શકે છે કે કેમ તે સ્થાપિત કરવાના પ્રયાસમાં, અમે પાવડર મેટલર્જી ટંગસ્ટન શીટ પર બ્રેઝ વેલ્ડ બનાવવા માટે ગેસ ટંગસ્ટનર્ક પ્રક્રિયા સાથે પ્રયોગ કર્યો、 બ્રેઝ વેલ્ડ્સ ફિલર મેટલને પહેલાથી મૂકીને બનાવવામાં આવ્યા હતા. વેલ્ડીંગ પહેલાં બટ સંયુક્ત. બ્રેઝ વેલ્ડ્સ ફિલર મેટલ્સ તરીકે અનએલોય્ડ Nb, Ta, Mo, Re, અને W-26% Re સાથે બનાવવામાં આવ્યા હતા. અપેક્ષા મુજબ, તમામ સાંધાના મેટલોગ્રાફિક વિભાગોમાં ફ્યુઝન લાઇનમાં છિદ્રાળુતા હતી (ફિગ. 6) કારણ કે બેઝ મેટલ્સ પાવડર ધાતુવિજ્ઞાન ઉત્પાદનો હતા. નિઓબિયમ અને મોલીબડેનમ ફિલર ધાતુઓથી બનેલા વેલ્ડમાં તિરાડ પડી.
વેલ્ડ્સ અને બ્રેઝ વેલ્ડ્સની કઠિનતાની તુલના બિન-એલોય્ડ ટંગસ્ટન અને ડબલ્યુ一26% Re સાથે ફિલર મેટલ્સ તરીકે બનેલા બીડ-ઓન-પ્લેટ વેલ્ડના અભ્યાસ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. ગેસ ટંગસ્ટનર્ક વેલ્ડ્સ અને બ્રેઝ વેલ્ડ્સ બિન-એલોય્ડ ટંગસ્ટન પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર ઉત્પાદનો (ઓછી છિદ્રાળુતા, માલિકીનું (GE-15) ગ્રેડ અને એક સામાન્ય વ્યાપારી ગ્રેડ) પર મેન્યુઅલી બનાવવામાં આવ્યા હતા. દરેક સામગ્રીમાં વેલ્ડ અને બ્રેઝ વેલ્ડની ઉંમર 900, 1200, 1600 અને 2000°C પર l, 10, 100 અને 1000 hr માટે હતી. નમુનાઓની મેટલોગ્રાફિકલી તપાસ કરવામાં આવી હતી, અને વેલ્ડ, હીટ અસરગ્રસ્ત ઝોન અને બેઝ મેટલ બંનેમાં વેલ્ડિંગ અને હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી કઠિનતા ટ્રાવર્સ લેવામાં આવી હતી.

કોષ્ટક 2

આકૃતિ2

આ અભ્યાસમાં વપરાતી સામગ્રી પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર ઉત્પાદનો હોવાથી, વેલ્ડ અને બ્રેઝ વેલ્ડ થાપણોમાં છિદ્રાળુતાની વિવિધ માત્રા હાજર હતી. ફરીથી, લાક્ષણિક પાવડર મેટલર્જી ટંગસ્ટન બેઝ મેટલ સાથે બનેલા સાંધામાં ઓછી છિદ્રાળુતા, માલિકીનું ટંગસ્ટન સાથે બનેલા સાંધા કરતાં વધુ છિદ્રાળુતા હતી. ડબલ્યુ—26% રી ફિલર મેટલ વડે બનેલા બ્રેઝ વેલ્ડમાં અલોય્ડ ટંગસ્ટન ફિલર મેટલથી બનેલા વેલ્ડ કરતાં ઓછી છિદ્રાળુતા હતી.
ફિલર મેટલ તરીકે અલોય્ડ ટંગસ્ટન વડે બનાવેલા વેલ્ડ્સની કઠિનતા પર સમય અથવા તાપમાનની કોઈ અસર જોવા મળી નથી. વેલ્ડિંગ તરીકે, વેલ્ડ અને બેઝ મેટલ્સની કઠિનતા માપન અનિવાર્યપણે સતત હતા અને વૃદ્ધત્વ પછી બદલાતા નથી. જો કે, ડબલ્યુ-26% રી ફિલર મેટલ સાથે બનેલા બ્રેઝ વેલ્ડ્સ બેઝ મેટલ (ફિગ. 7) કરતાં ઉત્પાદિત કરતાં નોંધપાત્ર રીતે સખત હતા. સંભવતઃ W-Re br立e વેલ્ડ ડિપોઝિટની ઉચ્ચ કઠિનતા ઘન સોલ્યુશન સખ્તાઇ અને/અથવા નક્કર માળખામાં બારીક વિતરિત er તબક્કાની હાજરીને કારણે હતી. ટંગસ્ટેનહેનિયમ તબક્કો ડાયાગ્રામ11 દર્શાવે છે કે ઉચ્ચ રેનિયમ સામગ્રીના સ્થાનિક વિસ્તારો ઝડપી ઠંડક દરમિયાન થઈ શકે છે અને પરિણામે અત્યંત વિભાજિત સબસ્ટ્રક્ચરમાં સખત, બરડ તબક્કાની રચના થઈ શકે છે. સંભવતઃ er તબક્કો અનાજ અથવા અનાજની સીમાઓમાં બારીક રીતે વિખેરાયેલો હતો, જોકે ધાતુશાસ્ત્રની પરીક્ષા અથવા એક્સ-રે વિવર્તન દ્વારા ઓળખી શકાય તેટલું મોટું કોઈ નહોતું.
ફિગ. 7A માં વિવિધ વૃદ્ધ તાપમાન માટે બ્રેઝ-વેલ્ડ સેન્ટર લાઇનથી અંતરના કાર્ય તરીકે કઠિનતાનું આયોજન કરવામાં આવ્યું છે. અચાનક ફેરફાર નોંધો

ફ્યુઝન લાઇન પર કઠિનતામાં. વધતા જતા તાપમાન સાથે, બ્રેઝ વેલ્ડની કઠિનતા ત્યાં સુધી ઘટી ગઈ, જ્યાં સુધી J 600° C પર 100 કલાક પછી, કઠિનતા બિન-એલોય્ડ ટંગસ્ટન બેઝ મેટલની સમાન હતી. વધતા તાપમાન સાથે કઠિનતામાં ઘટાડો થવાનો આ વલણ તમામ વૃદ્ધાવસ્થા માટે સાચું છે. સતત તાપમાનમાં સમય વધવાથી પણ કઠિનતામાં સિમીજર ઘટાડો થાય છે, જેમ કે ફિગ. 7B માં 1200° C ના વૃદ્ધ તાપમાન માટે દર્શાવવામાં આવ્યું છે.
રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન દ્વારા જોડાવું- CVD તકનીકો દ્વારા ટંગસ્ટન સાથે જોડાવાની વિવિધ નમૂનાની ડિઝાઇનમાં વેલ્ડ બનાવવાની પદ્ધતિ તરીકે તપાસ કરવામાં આવી હતી. યોગ્ય ફિક્સર અને માસ્કનો ઉપયોગ કરીને ઇચ્છિત વિસ્તારો સુધી જથ્થાને મર્યાદિત કરવા માટે, CVD અને પાવડર ધાતુશાસ્ત્રની ટંગસ્ટન શીટ્સને જોડવામાં આવી હતી અને ટ્યુબિંગ પર અંતિમ બંધ બનાવવામાં આવ્યા હતા. બેવલ અને સબસ્ટ્રેટના એક ચહેરામાંથી ઉગતા સ્તંભાકાર દાણાના આંતરછેદ પર લગભગ 90 ડિગ્રીના સમાવિષ્ટ કોણ સાથે બેવલમાં જમા થવાથી ક્રેકીંગ ઉત્પન્ન થાય છે, ફિગ. 8A. જો કે, તિરાડ વિનાના ઉચ્ચ અખંડિતતાના સાંધાઓ અથવા અશુદ્ધિઓના એકંદર એકત્રીકરણ મેળવવામાં આવ્યા હતા, ફિગ. 8B, જ્યારે સંયુક્ત રૂપરેખાંકનને બેઝ મેટલના ચહેરાને 飞in ત્રિજ્યામાં ગ્રાઇન્ડ કરીને બદલવામાં આવ્યું હતું. વેલ્ડના મૂળની સ્પર્શક. બળતણ તત્વોના નિર્માણમાં આ પ્રક્રિયાના વિશિષ્ટ ઉપયોગને દર્શાવવા માટે, ટંગસ્ટન ટ્યુબમાં થોડા છેડા બંધ કરવામાં આવ્યા હતા. જ્યારે હિલીયમ માસ સ્પેક્ટ્રોર:એટર લીક ડિટેક્ટર સાથે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું ત્યારે આ સાંધા લીક-ટાઈટ હતા.

આકૃતિ 3

આકૃતિ 4

આકૃતિ 5

યાંત્રિક ગુણધર્મો
ફ્યુઝન વેલ્ડની બેન્ડ ટેસ્ટ 一અનલોય્ડ ટંગસ્ટનમાં વિવિધ સાંધાઓ માટે નમ્ર-થી-બરડ સંક્રમણ વળાંકો નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા. ફિગ. 9 માંના વળાંકો દર્શાવે છે કે બે પાવડર ધાતુવિજ્ઞાન બેઝ મેટલ્સનું DBTT લગભગ I 50° C હતું. સામાન્ય રીતે, DBTT (સૌથી નીચું તાપમાન કે જેના પર 90 થી 105 ડિગ્રીનો વળાંક બનાવી શકાય છે) વેલ્ડિંગ પછી ખૂબ જ વધી ગયો. . સંક્રમણ તાપમાન લાક્ષણિક પાવડર ધાતુવિજ્ઞાન ટંગસ્ટન માટે લગભગ 175 ° સે વધીને 325 ° સેના મૂલ્ય સુધી પહોંચ્યું અને નીચી છિદ્રાળુતા, માલિકીની સામગ્રી માટે લગભગ 235 ° સે વધીને 385 ° સેના મૂલ્ય સુધી પહોંચ્યું. વેલ્ડેડ અને અનવેલ્ડેડ સામગ્રીના ડીબીટીટીમાં તફાવત મોટા અનાજના કદ અને વેલ્ડ અને ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોનની અશુદ્ધિઓના સંભવિત પુનઃવિતરણને આભારી હતો. પરીક્ષણ પરિણામો દર્શાવે છે કે લાક્ષણિક પાવડર મેટલર્જી ટંગસ્ટન વેલ્ડની ડીબીટીટી માલિકીની સામગ્રી કરતાં ઓછી હતી, તેમ છતાં બાદમાં ઓછી છિદ્રાળુતા હતી. ઓછી છિદ્રાળુતાવાળા ટંગસ્ટનમાં વેલ્ડનું ઉચ્ચ ડીબીટીટી તેના થોડા મોટા અનાજના કદ, ફિગ. 3A અને 3Cને કારણે હોઈ શકે છે.
બિન એલોય્ડ ટંગસ્ટનમાં સંખ્યાબંધ સાંધાઓ માટે ડીબીટીટી નક્કી કરવા માટેની તપાસના પરિણામોનો સારાંશ કોષ્ટક 3 માં આપવામાં આવ્યો છે. બેન્ડ પરીક્ષણો પરીક્ષણ પ્રક્રિયામાં ફેરફારો માટે ખૂબ સંવેદનશીલ હતા. રુટ બેન્ડ ચહેરાના વળાંક કરતાં વધુ નમ્ર હોવાનું જણાયું હતું. વેલ્ડીંગ પછી યોગ્ય રીતે પસંદ કરેલ તણાવ રાહત ડીબીટીટીને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. CVD ટંગસ્ટન પાસે, વેલ્ડિંગ તરીકે, સૌથી વધુ DBTT (560℃) હતું; છતાં જ્યારે તેને વેલ્ડીંગ પછી 1000℃ ની 1 કલાકની તણાવ રાહત આપવામાં આવી હતી, ત્યારે તેનું DBTT ઘટીને 350℃ થઈ ગયું હતું. વેલ્ડીંગ પછી 1000°Cની તાણ રાહત, તેનું DBTT ઘટીને 350°C થઈ ગયું. 18000 C પર 1 કલાક માટે આર્ક વેલ્ડેડ પાવડર ધાતુવિજ્ઞાન ટંગસ્ટનની તાણ રાહતથી આ સામગ્રીના DBTTને તેના માટે નિર્ધારિત મૂલ્ય કરતાં લગભગ 100° સે જેટલો ઘટાડો થયો. વેલ્ડેડ. CVD પદ્ધતિઓ દ્વારા બનાવેલ સંયુક્ત પર 1000° C પર 1 કલાકની તાણ રાહત સૌથી નીચો DBTT (200° C) ઉત્પન્ન કરે છે. એ નોંધવું જોઈએ કે, જ્યારે આ સંક્રમણ ટર્નપરચર આ અભ્યાસમાં નિર્ધારિત કોઈપણ અન્ય સંક્રમણ તાપમાન કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું હતું, ત્યારે સુધારણા કદાચ CVD સાંધા પરના પરીક્ષણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા નીચા તાણ દર (0.1 vs 0.5 ipm) દ્વારા પ્રભાવિત હતી.

Nb સાથે બનેલા બ્રેઝ વેલ્ડ્સ-ગેસ ટંગસ્ટન-આર્ક બ્રેઝ વેલ્ડ્સની બેન્ડ ટેસ્ટ. ફિલર મેટલ્સ તરીકે Ta, Mo, Re, અને W-26% Re નું પણ બેન્ડ પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું અને પરિણામોનો સારાંશ કોષ્ટક 4 માં આપવામાં આવ્યો છે. સૌથી વધુ નમ્રતા રેનિયમ બ્રેઝ વેલ્ડ દ્વારા મેળવવામાં આવી હતી.

જો કે આ કર્સરી અભ્યાસના પરિણામો દર્શાવે છે કે ભિન્ન ફિલર મેટલ ટંગસ્ટનમાં સજાતીય વેલ્ડના ઘરની અંદર યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે સાંધા ઉત્પન્ન કરી શકે છે, આમાંની કેટલીક ફિલર ધાતુઓ વ્યવહારમાં ઉપયોગી થઈ શકે છે.

ટંગસ્ટન એલોય માટે પરિણામો.