Хотя технология орбитальной сварки не нова, она продолжает развиваться, становясь все более мощной и универсальной, особенно когда речь идет о сварке труб. Интервью с Томом Хаммером, квалифицированным сварщиком компании Axenics в Миддлтоне, штат Массачусетс, раскрывает множество способов использования этой техники для решения сложных задач, связанных со сваркой. Изображение предоставлено Axenics.
Орбитальная сварка существует уже около 60 лет, что добавило автоматизации в процесс GMAW. Это надежный и практичный метод выполнения нескольких сварных швов, хотя некоторые OEM-производители и производители еще не использовали возможности орбитальных сварщиков, полагаясь на ручную сварку или другие стратегии соединения металлических труб.
Принципы орбитальной сварки существуют уже несколько десятилетий, но возможности новых аппаратов для орбитальной сварки делают их более мощным инструментом в наборе инструментов сварщика, поскольку многие из них теперь имеют «умные» функции, облегчающие программирование и обработку перед фактической сваркой.Начните с быстрых и точных настроек, чтобы обеспечить стабильные, чистые и надежные сварные соединения.
Команда сварщиков Axenics в Миддлтоне, штат Массачусетс, является контрактным производителем компонентов, который консультирует многих своих клиентов по методам орбитальной сварки, если существуют подходящие элементы для работы.
«По возможности мы хотели исключить человеческий фактор при сварке, поскольку орбитальные сварщики обычно обеспечивают более высокое качество сварных швов», — говорит Том Хаммер, квалифицированный сварщик компании Axenics.
Хотя самая ранняя сварка была выполнена 2000 лет назад, современная сварка представляет собой чрезвычайно продвинутый процесс, который является неотъемлемой частью других современных технологий и процессов. Например, орбитальную сварку можно использовать для создания систем трубопроводов высокой чистоты, используемых для производства полупроводниковых пластин, которые сегодня используются практически во всей электронике.
Один из клиентов Axenics является частью этой цепочки поставок. Компания искала производителя по контракту, чтобы помочь расширить свои производственные мощности, в частности создать и установить чистые каналы из нержавеющей стали, которые позволяют газам проходить через процесс изготовления пластин.
Хотя орбитальные сварочные аппараты и поворотные столы с зажимами горелки доступны для большинства трубных работ в Axenics, они не исключают время от времени ручную сварку.
Хаммер и команда сварщиков рассмотрели требования заказчика и задали вопросы с учетом стоимостных и временных факторов:
Hammer использует ротационные закрытые орбитальные сварочные аппараты Swagelok M200 и Arc Machines Model 207A. Они могут удерживать трубки диаметром от 1/16 до 4 дюймов.
«Микроголовки позволяют нам проникать в очень узкие места, — сказал он. — Одним из ограничений орбитальной сварки является то, что у нас есть головка, подходящая для конкретного соединения.Но сегодня вы также можете обернуть цепь вокруг свариваемой трубы.Сварщик может пройти через цепь, и практически нет ограничений на размер сварных швов, которые вы можете выполнять..Я видел несколько установок, которые выполняют сварку на 20″.Трубка.То, что эти машины могут делать сегодня, впечатляет».
Учитывая требования к чистоте, требуемое количество сварных швов и малую толщину стенок, орбитальная сварка является разумным выбором для проектов такого типа.
«Тогда это становится действительно тонким.Мы говорим о сварке тонкого металла.При ручной сварке малейшая регулировка может нарушить сварной шов.Вот почему нам нравится использовать головку для орбитальной сварки, где мы можем настроить каждую часть трубы и сделать ее идеальной, прежде чем вставлять в нее деталь.Мы уменьшаем мощность до определенной величины, поэтому мы знаем, что когда мы поместим туда деталь, она будет идеальной.Вручную изменение делается на глаз, и если мы будем слишком сильно крутить педали, оно может проникнуть прямо сквозь материал».
Работа состоит из сотен сварных швов, которые должны быть идентичными. Орбитальный сварочный аппарат, используемый для этой работы, выполняет сварку за три минуты;когда Хаммер работает на максимальной скорости, он может вручную сварить ту же трубу из нержавеющей стали примерно за минуту.
«Однако машина не замедляется.Утром вы запускаете его на максимальной скорости, и к концу дня он все еще работает на максимальной скорости», — сказал Хаммер.«Утром я запускаю его на максимальной скорости, но, в конце концов, это не так».
Предотвращение попадания загрязняющих веществ в трубки из нержавеющей стали имеет решающее значение, поэтому высокочистая пайка в полупроводниковой промышленности часто выполняется в чистом помещении, в контролируемой среде, которая предотвращает попадание загрязняющих веществ в зону пайки.
Хаммер использует в своих ручных горелках тот же предварительно заточенный вольфрам, что и в Orbiter. В то время как чистый аргон обеспечивает внешнюю и внутреннюю продувку при ручной и орбитальной сварке, сварка с помощью орбитальных машин также выигрывает от выполнения в замкнутом пространстве. Когда вольфрам выходит, оболочка наполняется газом и защищает сварной шов от окисления. При использовании ручной горелки газ подается только на одну сторону свариваемой трубы.
Орбитальные сварные швы, как правило, чище, потому что газ дольше покрывает трубу. После начала сварки аргон обеспечивает защиту до тех пор, пока сварщик не убедится, что сварной шов достаточно холодный.
Axenics сотрудничает с рядом потребителей альтернативных источников энергии, которые производят водородные топливные элементы для различных транспортных средств. Например, некоторые вилочные погрузчики, предназначенные для использования внутри помещений, используют водородные топливные элементы, чтобы предотвратить разрушение пищевых продуктов химическими побочными продуктами. Единственным побочным продуктом водородных топливных элементов является вода.
У одного из клиентов были те же требования, что и у производителя полупроводников, такие как чистота сварного шва и однородность. Он хочет использовать нержавеющую сталь 321 для тонкостенной сварки. Однако работа заключалась в создании прототипа коллектора с несколькими блоками клапанов, каждый из которых выступал в другом направлении, оставляя мало места для сварки.
Орбитальный сварочный аппарат, подходящий для этой работы, стоит около 2000 долларов, и его можно использовать для изготовления небольшого количества деталей, ориентировочная стоимость которых составляет 250 долларов. Это не имеет финансового смысла. Однако у Hammer есть решение, которое сочетает в себе методы ручной и орбитальной сварки.
«В этом случае я бы использовал поворотный стол, — говорит Хаммер. — На самом деле это то же самое, что и орбитальная сварка, но вы вращаете вокруг трубки трубу, а не вольфрамовый электрод.Я использую свою ручную горелку, но я могу удерживать ее на месте с помощью тисков. Она расположена так, чтобы не было рук, чтобы сварной шов не был поврежден тряской или тряской руки человека.Это устраняет большую часть фактора человеческой ошибки.Это не так идеально, как орбитальная сварка, потому что она не в закрытом помещении, но этот тип сварки можно выполнять в чистой комнате для устранения загрязнений».
Хотя технология орбитальной сварки обеспечивает чистоту и повторяемость, Хаммер и его коллеги-сварщики знают, что целостность сварного шва имеет решающее значение для предотвращения простоев из-за дефектов сварки. Компания использует неразрушающий контроль (НК), а иногда и разрушающий контроль для всех орбитальных сварных швов.
«Каждый сварной шов, который мы делаем, подтверждается визуально, — говорит Хаммер. — После этого сварные швы проверяются с помощью гелиевого спектрометра.В зависимости от спецификации или требований заказчика, некоторые сварные швы проходят радиографический контроль.Разрушающие испытания также являются опцией».
Разрушающие испытания могут включать испытание на прочность на растяжение для определения предельной прочности сварного шва на растяжение. Чтобы измерить максимальное напряжение, которое может выдержать сварной шов на материале, таком как нержавеющая сталь 316L, до разрушения, испытание растягивает и растягивает металл до точки разрыва.
Сварные швы потребителей альтернативной энергетики иногда подвергаются ультразвуковому неразрушающему контролю на сварных швах компонентов водородных топливных элементов с трехканальным теплообменником, используемых в машинах и транспортных средствах, работающих на альтернативных источниках энергии.
«Это критический тест, потому что через большинство компонентов, которые мы отправляем, проходят потенциально опасные газы.Для нас и наших клиентов очень важно, чтобы нержавеющая сталь была безупречной, без точек утечки», — говорит Хаммер.
Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Сегодня он остается единственным изданием в Северной Америке, посвященным этой отрасли, и стал самым надежным источником информации для профессионалов в области труб.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR, легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровое издание The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступно, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный доступ к цифровой версии журнала STAMPING Journal, в котором представлены последние технологические достижения, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The Fabricator en Español вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.