1. 切断と溶接の準備
ジルコニウムは、機械加工、冷間鋸引き、ハックソー、摩擦鋸引き、せん断、研磨切断、プラズマ切断、酸素切断、レーザー切断、ウォータージェット切断によって切断できます。機械加工、鋸引き、せん断、ウォータージェット処理中、表面は熱による汚染を受けません。
酸素切断またはプラズマ切断は粗切断に使用できますが、どちらの方法でも、切断面の最も低い点から少なくとも 1/16 インチ (1.5 mm) の材料を除去する必要があります (機械加工または研削のいずれかによって)。これにより、切断プロセスですべての金属が汚染されなくなります。たとえば、厚さ 1/2 ～ 1 インチの金属切断の場合、合計切断許容量は 3/8 インチにもなります。
ジルコニウムの研削には通常、特殊なアルミナまたはシリコンカーバイドの研削ホイールが使用されます。これらの用途では、ガスホースを突き刺すほど高温の研磨火花からジルコニウムの隣接面と周囲の環境を保護することが重要です。また、可燃性の破片に直接触れると確実に火災が発生します。
研削または研磨中は、接合面に存在する可能性のある研磨粒子を除去するために、研削面に回転や牽引ヤスリを使用する必要があります。同様に、切断面をヤスリがけまたは機械研削して、研磨粒子と局所的な加熱によって生じた軽微な汚染領域を除去します。研磨ウォーター ジェット切断は、ジルコニウムに適したもう 1 つのプロセスです。任意のプロファイルの切断面により、機械加工ではコストがかかりすぎる部品構成を経済的に製造できます。切断速度を低くすると、滑らかな表面が得られ、後処理が大幅に不要になります。
研磨剤は過度に粗い表面に閉じ込められる可能性があり、研磨粒子は滑らかな切断面にも付着する可能性があるため、溶接する表面でさらに作業を行う場合は、少なくともヤスリを回したり引っ張ったりする作業を必ず行うようにしてください。
2. 溶接工程
最も一般的に使用されるジルコニウム溶接プロセスは GTAW です。手動 GTAW では、溶接トーチがアクセスできるあらゆる構成で全姿勢溶接が可能です。自動 GTAW は通常、平らな位置または水平位置に限定されます。銅製サポート バーを備えたシーム溶接機と銅製バーを使用した連続コンパクターは、ダイレクト ヘッダーでよく使用されます。自動オービタル GTAW 装置を使用したチューブ対チューブ シートおよび小型チューブ突合せ溶接も一般的です。
PAW は通常、自動装置、銅の裏当て、および厚さ約 3/8 インチ (9 mm) までの角突合せ溶接を使用して準備されたシングルラン溶接に使用されます。通常、GTAW オーバーレイ チャネルはアンダーフィルを修正するために使用されますが、ルート側では、表面的な融合チャネルまたは過剰な漏れの機械的除去が必要になる場合があります。
重いセクションを繰り返し溶接する場合は、キーホール GTAW などの高電流プロセスを検討する必要があります。電子ビーム溶接やレーザー溶接も適しています。