1. Schneid- und Schweißvorbereitung
Zirkonium kann durch spanende Bearbeitung, Kaltsägen, Metallsägen, Reibsägen, Scheren, Trennschneiden, Plasmaschneiden, Sauerstoffschneiden, Laser- und Wasserstrahlschneiden geschnitten werden. Oberflächen werden bei spanenden Bearbeitungs-, Säge-, Scher- und Wasserstrahlverfahren keiner thermischen Verunreinigung ausgesetzt.
Während Sauerstoff- oder Plasmaschneiden zum Grobschneiden verwendet werden kann, erfordern beide Verfahren eine Materialentfernung von mindestens 1/16 Zoll (1,5 mm) vom tiefsten Punkt der Schnittfläche (entweder durch spanende Bearbeitung oder Schleifen), um sicherzustellen, dass sämtliche Metallverunreinigungen beim Schneidvorgang entfernt werden. Beispielsweise kann bei Metallschnitten mit einer Dicke von 1/2 bis 1 Zoll die gesamte Schnittzugabe bis zu 3/8 Zoll betragen.
Beim Schleifen von Zirkonium werden normalerweise spezielle Schleifscheiben aus Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid verwendet. Bei diesen Anwendungen ist es wichtig, benachbarte Zirkoniumoberflächen und die Umgebung vor Schleiffunken zu schützen, die heiß genug sind, um Gasschläuche zu durchbohren, und die mit Sicherheit einen Brand auslösen, wenn sie direkt auf brennbare Trümmer treffen.
Beim Schleifen oder Schmirgeln sollte eine rotierende Feile oder eine Zugfeile auf der Schleiffläche verwendet werden, um eventuell vorhandene Schleifpartikel auf der Verbindungsfläche zu entfernen. Ebenso sollte die Schnittfläche gefeilt oder maschinell geschliffen werden, um Schleifkörner und Bereiche mit geringer Verschmutzung durch lokale Erhitzung zu entfernen. Ein weiteres geeignetes Verfahren für Zirkonium ist das abrasive Wasserstrahlschneiden. Schnittflächen mit beliebigem Profil ermöglichen die wirtschaftliche Herstellung von Teilekonfigurationen, deren spanende Herstellung zu teuer wäre. Niedrigere Schnittgeschwindigkeiten erzeugen glatte Oberflächen und machen eine Nachbearbeitung weitgehend überflüssig.
In zu rauen Oberflächen kann sich Schleifmittel verfangen und sogar an glatten Schneidflächen können Schleifkörner haften bleiben. Bearbeiten Sie daher alle Oberflächen, die Sie schweißen, unbedingt nach, zumindest mit rotierenden oder ziehenden Feilen.
2. Schweißverfahren
Das am häufigsten verwendete Zirkoniumschweißverfahren ist GTAW. Manuelles GTAW ermöglicht das Schweißen in allen Positionen in jeder Konfiguration, auf die der Schweißbrenner Zugriff hat. Automatisches GTAW ist normalerweise auf eine flache oder horizontale Position beschränkt. Nahtschweißgeräte mit Kupferstützstangen und kontinuierliche Verdichter mit Kupferstangen sind für Direktverteiler üblich. Rohr-zu-Rohr-Blech- und kleine Rohrstumpfschweißungen mit automatisierten orbitalen GTAW-Geräten sind ebenfalls üblich.
PAW wird typischerweise für einlagige Schweißnähte verwendet, die mit automatisierten Geräten, Kupferträgern und rechtwinkligen Stumpfschweißnähten mit einer Dicke von bis zu ca. 3/8 Zoll (9 mm) vorbereitet werden. Typischerweise werden GTAW-Overlay-Kanäle verwendet, um Unterfüllungen zu korrigieren, während auf der Wurzelseite möglicherweise kosmetische Schmelzkanäle oder die mechanische Entfernung übermäßiger Leckagen erforderlich sind.
Für wiederholtes Schweißen schwerer Profile sollte ein Hochstromverfahren wie das Stichlochschweißen in Betracht gezogen werden. Elektronenstrahl- und Laserschweißen sind ebenfalls geeignet.