Chociaż technologia spawania orbitalnego nie jest nowa, wciąż ewoluuje, stając się coraz bardziej wydajna i wszechstronna, zwłaszcza jeśli chodzi o spawanie rur. Wywiad z Tomem Hammerem, wykwalifikowanym spawaczem firmy Axenics w Middleton w stanie Massachusetts, ujawnia wiele sposobów wykorzystania tej techniki do rozwiązywania trudnych problemów spawalniczych.Zdjęcie dzięki uprzejmości Axenics
Spawanie orbitalne istnieje od około 60 lat, dodając automatyzację do procesu GMAW. Jest to niezawodna, praktyczna metoda wykonywania wielu spoin, chociaż niektórzy producenci OEM i producenci nie korzystali jeszcze z mocy spawarek orbitalnych, opierając się na spawaniu ręcznym lub innych strategiach łączenia rur metalowych.
Zasady spawania orbitalnego istnieją od dziesięcioleci, ale możliwości nowych spawarek orbitalnych sprawiają, że są one potężniejszym narzędziem w zestawie narzędzi spawacza, ponieważ wiele z nich ma teraz „inteligentne” funkcje ułatwiające programowanie i przetwarzanie przed faktycznym spawaniem.Zacznij od szybkich, precyzyjnych regulacji, aby zapewnić spójne, czyste i niezawodne spawy.
Zespół spawaczy firmy Axenics w Middleton w stanie Massachusetts jest kontraktowym producentem komponentów, który pomaga wielu swoim klientom w praktykach spawania orbitalnego, jeśli istnieją odpowiednie elementy do danego zadania.
„Tam, gdzie to możliwe, chcieliśmy wyeliminować czynnik ludzki w spawaniu, ponieważ spawacze orbitalni generalnie wytwarzają spoiny wyższej jakości”, mówi Tom Hammer, wykwalifikowany spawacz w firmie Axenics.
Chociaż najwcześniejsze spawanie wykonano 2000 lat temu, nowoczesne spawanie jest niezwykle zaawansowanym procesem, który jest integralną częścią innych nowoczesnych technologii i procesów. Na przykład spawanie orbitalne może być wykorzystywane do tworzenia systemów rur o wysokiej czystości używanych do produkcji płytek półprzewodnikowych, które są stosowane w zasadzie w całej dzisiejszej elektronice.
Jeden z klientów firmy Axenics jest częścią tego łańcucha dostaw. Firma poszukiwała producenta kontraktowego, który pomógłby zwiększyć jej moce produkcyjne, w szczególności tworząc i instalując kanały ze stali nierdzewnej, które umożliwiają przepływ gazów przez proces wytwarzania płytek.
Podczas gdy urządzenia do spawania orbitalnego i stoły obrotowe z zaciskami palnika są dostępne dla większości prac związanych z rurami w firmie Axenics, nie wykluczają one okazjonalnego spawania ręcznego.
Hammer i zespół spawalniczy przeanalizowali wymagania klienta i zadali pytania, biorąc pod uwagę koszty i czas:
Obrotowe zamknięte spawarki orbitalne używane przez firmę Hammer to Swagelok M200 i Arc Machines Model 207A. Mogą pomieścić rury o średnicy od 1/16 do 4 cali.
„Mikrogłowice pozwalają nam dostać się w bardzo ciasne miejsca” — powiedział. „Jednym z ograniczeń spawania orbitalnego jest to, czy mamy głowicę pasującą do określonego złącza.Ale dzisiaj możesz również owinąć łańcuchem rurę, którą spawasz.Spawacz może przejść przez łańcuch i zasadniczo nie ma ograniczeń co do rozmiaru spoin, które można wykonać..Widziałem kilka konfiguracji, które wykonują spawanie na 20 ″.Rura.To imponujące, co te maszyny potrafią dziś zrobić”.
Biorąc pod uwagę wymagania dotyczące czystości, wymaganą liczbę spawów i cienką grubość ścianki, spawanie orbitalne jest dobrym wyborem dla tego typu projektów. W przypadku rurociągów kontrolujących proces przepływu powietrza Hammer często spawa stal nierdzewną 316L.
„Wtedy robi się naprawdę subtelnie.Mówimy o spawaniu cienkiego jak papier metalu.W przypadku spawania ręcznego najmniejsza regulacja może spowodować pęknięcie spoiny.Dlatego lubimy używać orbitalnej głowicy spawającej, w której możemy wybrać każdą część tuby i sprawić, by była idealna przed włożeniem do niej części.Zmniejszamy moc do określonej wartości, więc wiemy, że kiedy umieścimy tam część, będzie ona idealna.Ręczna zmiana jest dokonywana na oko, a jeśli pedałujemy za dużo, może przeniknąć bezpośrednio przez materiał”.
Zadanie składa się z setek spoin, które muszą być identyczne. Spawarka orbitalna używana do tego zadania wykonuje spawanie w trzy minuty;kiedy Hammer pracuje na najwyższych obrotach, może ręcznie spawać tę samą rurę ze stali nierdzewnej w około minutę.
„Jednakże maszyna nie zwalnia.Rano uruchamiasz go z maksymalną prędkością, a pod koniec dnia nadal pracuje z maksymalną prędkością” — powiedział Hammer.„Od samego rana uruchamiam go z maksymalną prędkością, ale ostatecznie tak nie jest”.
Zapobieganie przedostawaniu się zanieczyszczeń do rur ze stali nierdzewnej ma kluczowe znaczenie, dlatego lutowanie o wysokiej czystości w przemyśle półprzewodnikowym jest często wykonywane w pomieszczeniu czystym, kontrolowanym środowisku, które zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń do obszaru lutowania.
Hammer używa w swoich palnikach ręcznych tego samego wstępnie naostrzonego wolframu, którego używa w Orbiterze. Podczas gdy czysty argon zapewnia zewnętrzne i wewnętrzne oczyszczanie w spawaniu ręcznym i orbitalnym, spawanie maszynami orbitalnymi również przynosi korzyści, jeśli jest wykonywane w zamkniętej przestrzeni. Gdy wolfram wydostaje się, osłona wypełnia się gazem i chroni spoinę przed utlenianiem. Podczas używania palnika ręcznego gaz jest wdmuchiwany tylko na jedną stronę aktualnie spawanej rury.
Spoiny orbitalne są generalnie czystsze, ponieważ gaz dłużej pokrywa rurę. Po rozpoczęciu spawania argon zapewnia ochronę, dopóki spawacz nie upewni się, że spoina jest wystarczająco zimna.
Axenics współpracuje z wieloma klientami zajmującymi się alternatywnymi źródłami energii, którzy produkują wodorowe ogniwa paliwowe napędzające różne pojazdy. Na przykład niektóre wózki widłowe przeznaczone do użytku w pomieszczeniach wykorzystują wodorowe ogniwa paliwowe, aby zapobiec niszczeniu jadalnych produktów chemicznych przez produkty uboczne. Jedynym produktem ubocznym wodorowych ogniw paliwowych jest woda.
Jeden z klientów miał wiele takich samych wymagań jak producent półprzewodników, takich jak czystość i spójność spoiny. Chce używać stali nierdzewnej 321 do spawania cienkich ścian. Jednak praca polegała na stworzeniu prototypu kolektora z wieloma rzędami zaworów, z których każdy wystaje w innym kierunku, pozostawiając niewiele miejsca na spawanie.
Spawarka orbitalna odpowiednia do tego zadania kosztuje około 2000 USD i może być wykorzystana do wykonania niewielkiej liczby części, przy szacowanym koszcie 250 USD. Nie ma to sensu finansowego. Hammer ma jednak rozwiązanie, które łączy techniki spawania ręcznego i orbitalnego.
„W takim przypadku użyłbym stołu obrotowego” — mówi Hammer. „Właściwie to to samo, co spawarka orbitalna, ale obracasz rurę, a nie elektrodę wolframową wokół rury.Używam palnika ręcznego, ale mogę go przytrzymać w miejscu za pomocą imadła Umieszczony tak, że nie ma rąk, więc spoina nie zostanie uszkodzona przez potrząsanie lub potrząsanie ludzką ręką.Eliminuje to wiele czynnika błędu ludzkiego.Nie jest tak doskonały jak spawanie orbitalne, ponieważ nie odbywa się w zamkniętym środowisku, ale ten rodzaj spawania można wykonać w czystym pomieszczeniu, aby wyeliminować zanieczyszczenia”.
Podczas gdy technologia spawania orbitalnego zapewnia czystość i powtarzalność, Hammer i jego koledzy spawacze wiedzą, że integralność spoiny ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania przestojom spowodowanym błędami spawania. Firma stosuje badania nieniszczące (NDT), a czasami także badania niszczące, dla wszystkich spoin orbitalnych.
„Każda spoina, którą wykonujemy, jest wizualnie potwierdzana” — mówi Hammer. „Następnie spoiny są testowane za pomocą spektrometru helu.W zależności od specyfikacji lub wymagań klienta, niektóre spoiny są badane radiograficznie.Opcją są również testy niszczące”.
Testy niszczące mogą obejmować badanie wytrzymałości na rozciąganie w celu określenia ostatecznej wytrzymałości spoiny na rozciąganie. Aby zmierzyć maksymalne naprężenie, jakie spoina na materiale, takim jak stal nierdzewna 316L, może wytrzymać przed uszkodzeniem, test rozciąga i rozciąga metal do punktu zerwania.
Spoiny wykonywane przez odbiorców alternatywnych źródeł energii są czasami poddawane ultradźwiękowym badaniom nieniszczącym elementów spawanych trójkanałowych wymienników ciepła z wodorowymi ogniwami paliwowymi stosowanymi w maszynach i pojazdach wykorzystujących alternatywne źródła energii.
„To krytyczny test, ponieważ przez większość wysyłanych przez nas komponentów przepuszczane są potencjalnie niebezpieczne gazy.Dla nas i naszych klientów bardzo ważne jest, aby stal nierdzewna była nieskazitelna, bez punktów wycieku” — mówi Hammer.
Tube & Pipe Journal stał się pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych w 1990 roku. Dziś pozostaje jedyną publikacją w Ameryce Północnej poświęconą branży i stał się najbardziej zaufanym źródłem informacji dla profesjonalistów zajmujących się rurami.
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The FABRICATOR, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie The Tube & Pipe Journal jest teraz w pełni dostępne, zapewniając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Ciesz się pełnym dostępem do cyfrowej edycji STAMPING Journal, która zawiera najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i nowości branżowe na rynku tłoczenia metali.
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The Fabricator en Español, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.