Hoci technológia orbitálneho zvárania nie je nová, neustále sa vyvíja a stáva sa výkonnejšou a všestrannejšou, najmä pokiaľ ide o zváranie rúrok. Rozhovor s Tomom Hammerom, skúseným zváračom spoločnosti Axenics v Middletone v štáte Massachusetts, odhaľuje mnoho spôsobov, akými možno túto techniku ​​použiť na riešenie zložitých problémov so zváraním. Obrázok s láskavým dovolením spoločnosti Axenics.
Orbitálne zváranie existuje už približne 60 rokov a pridáva automatizáciu do procesu GMAW. Ide o spoľahlivú a praktickú metódu vykonávania viacerých zvarov, hoci niektorí výrobcovia OEM a výrobcovia ešte nevyužívajú silu orbitálnych zváračiek a spoliehajú sa na ručné zváranie alebo iné stratégie spájania kovových rúrok.
Princípy orbitálneho zvárania existujú už desaťročia, ale možnosti nových orbitálnych zváračiek z nich robia výkonnejší nástroj v zváračskej výbave, pretože mnohé z nich majú teraz „inteligentné“ funkcie, ktoré uľahčujú programovanie a spracovanie pred skutočným zváraním. Začnite rýchlym a presným nastavením, aby ste zabezpečili konzistentné, čisté a spoľahlivé zvary.
Tím zváračov spoločnosti Axenics v Middletone v štáte Massachusetts je zmluvný výrobca komponentov, ktorý mnohých svojich zákazníkov usmerňuje v postupoch orbitálneho zvárania, ak pre danú prácu existujú správne prvky.
„Všade, kde to bolo možné, sme chceli eliminovať ľudský faktor pri zváraní, pretože orbitálne zváračky vo všeobecnosti vytvárajú zvary vyššej kvality,“ hovorí Tom Hammer, skúsený zvárač v spoločnosti Axenics.
Hoci sa prvé zváranie vykonávalo pred 2000 rokmi, moderné zváranie je mimoriadne pokročilý proces, ktorý je neoddeliteľnou súčasťou iných moderných technológií a procesov. Napríklad orbitálne zváranie sa dá použiť na vytvorenie vysoko čistých potrubných systémov používaných na výrobu polovodičových doštičiek, ktoré sa dnes používajú v podstate vo všetkej elektronike.
Jeden zo zákazníkov spoločnosti Axenics je súčasťou tohto dodávateľského reťazca. Spoločnosť hľadala zmluvného výrobcu, ktorý by jej pomohol rozšíriť výrobnú kapacitu, konkrétne vytvoriť a nainštalovať čisté kanály z nehrdzavejúcej ocele, ktoré umožňujú prechod plynov procesom výroby doštičiek.
Hoci sú v spoločnosti Axenics pre väčšinu rúrkových prác k dispozícii orbitálne zváracie jednotky a otočné stoly so svorkami horáka, nevylučujú to občasné ručné zváranie.
Hammer a zváračský tím preskúmali požiadavky zákazníka a kládli otázky, pričom zohľadnili faktory nákladov a času:
Spoločnosť Hammer používa rotačné uzavreté orbitálne zváračky Swagelok M200 a Arc Machines Model 207A. Dokážu udržať rúrky s priemerom od 1/16 do 4 palcov.
„Mikrohlavice nám umožňujú dostať sa do veľmi úzkych miest,“ povedal. „Jedným z obmedzení orbitálneho zvárania je, či máme hlavu, ktorá sa hodí na konkrétny spoj. Dnes však môžete tiež omotať reťaz okolo zváranej rúry. Zvárač môže prejsť cez reťaz a v podstate neexistuje žiadne obmedzenie veľkosti zvarov, ktoré môžete vykonať. Videl som niekoľko zariadení, ktoré zvárajú 20-palcové rúry. Je pôsobivé, čo tieto stroje dnes dokážu.“
Vzhľadom na požiadavky na čistotu, požadovaný počet zvarov a hrúbku tenkej steny je orbitálne zváranie pre tento typ projektu inteligentnou voľbou. Pri potrubných prácach na regulácii prúdenia vzduchu spoločnosť Hammer často zvára nehrdzavejúcu oceľ 316L.
„Vtedy sa to stáva naozaj jemným. Hovoríme o zváraní papierovo tenkého kovu. Pri ručnom zváraní môže najmenšia úprava prerušiť zvar. Preto radi používame orbitálnu zváraciu hlavu, kde môžeme každú časť trubice presne doladiť a doviesť do dokonalosti ešte predtým, ako do nej vložíme diel. Znížime výkon na určitú hodnotu, aby sme vedeli, že keď tam diel vložíme, bude perfektný. Ručne sa zmena robí len okom a ak príliš šliapeme do pedálov, môže preniknúť priamo cez materiál.“
Práca pozostáva zo stoviek zvarov, ktoré musia byť identické. Orbitálna zváračka použitá na túto prácu vytvorí zvar za tri minúty; keď Hammer pracuje na najvyššej rýchlosti, dokáže ručne zvariť tú istú rúrku z nehrdzavejúcej ocele približne za minútu.
„Stroj však nespomaluje. Ráno ho spustíte na maximálnu rýchlosť a na konci dňa stále beží na maximálnej rýchlosti,“ povedal Hammer. „Ráno ho spustím na maximálnu rýchlosť hneď po sebe, ale nakoniec to tak nie je.“
Zabránenie vniknutiu kontaminantov do rúrok z nehrdzavejúcej ocele je kritické, a preto sa vysoko čisté spájkovanie v polovodičovom priemysle často vykonáva v čistej miestnosti, čo je kontrolované prostredie, ktoré zabraňuje vniknutiu kontaminantov do spájkovanej oblasti.
Hammer používa vo svojich ručných horákoch rovnaký predbrúsený volfrám, aký používa v Orbiteri. Zatiaľ čo čistý argón zabezpečuje vonkajšie a vnútorné preplachovanie pri manuálnom a orbitálnom zváraní, zváranie orbitálnymi strojmi má tiež výhodu v tom, že sa vykonáva v uzavretom priestore. Keď volfrám vyjde von, plášť sa naplní plynom a chráni zvar pred oxidáciou. Pri použití ručného horáka sa plyn fúka iba na jednu stranu rúry, ktorá sa práve zvára.
Orbitálne zvary sú vo všeobecnosti čistejšie, pretože plyn pokrýva rúrku dlhšie. Po začatí zvárania poskytuje argón ochranu, kým si zvárač nie je istý, že zvar je dostatočne studený.
Spoločnosť Axenics spolupracuje s množstvom zákazníkov z oblasti alternatívnej energie, ktorí vyrábajú vodíkové palivové články poháňajúce rôzne vozidlá. Napríklad niektoré vysokozdvižné vozíky určené na vnútorné použitie sa spoliehajú na vodíkové palivové články, aby sa zabránilo ničeniu jedlých zásob chemickými vedľajšími produktmi. Jediným vedľajším produktom vodíkových palivových článkov je voda.
Jeden zo zákazníkov mal mnoho rovnakých požiadaviek ako výrobca polovodičov, ako napríklad čistotu a konzistenciu zvaru. Chcel použiť nehrdzavejúcu oceľ 321 na zváranie tenkých stien. Práca však spočívala vo výrobe prototypu rozdeľovača s viacerými ventilovými radmi, z ktorých každý vyčnieval iným smerom, čo ponechávalo málo priestoru na zváranie.
Orbitálna zváračka vhodná na túto prácu stojí približne 2 000 dolárov a možno ju použiť na výrobu malého počtu dielov s odhadovanými nákladmi 250 dolárov. Finančne to nedáva zmysel. Spoločnosť Hammer však má riešenie, ktoré kombinuje manuálne a orbitálne zváracie techniky.
„V tomto prípade by som použil otočný stôl,“ hovorí Hammer. „Je to vlastne rovnaká činnosť ako pri orbitálnej zváračke, ale otáčate trubicou, nie volfrámovou elektródou okolo trubice. Používam ručný horák, ale môžem ho držať na mieste pomocou zveráka. Umiestnil som ho tak, aby nemal žiadne ruky, takže zvar sa nepoškodí trasením alebo trasením ľudskej ruky. Tým sa eliminuje veľa faktorov ľudskej chyby. Nie je to také dokonalé ako orbitálne zváranie, pretože sa nedeje v uzavretom prostredí, ale tento typ zvárania sa dá vykonávať v čistom prostredí, aby sa eliminovali kontaminanty.“
Hoci technológia orbitálneho zvárania ponúka čistotu a opakovateľnosť, Hammer a jeho kolegovia zvárači vedia, že integrita zvaru je kľúčová pre predchádzanie prestojom v dôsledku zlyhania zvarov. Spoločnosť používa nedeštruktívne testovanie (NDT) a niekedy aj deštruktívne testovanie pre všetky orbitálne zvary.
„Každý zvar, ktorý vytvoríme, je vizuálne overený,“ hovorí Hammer. „Následne sa zvary testujú héliovým spektrometrom. V závislosti od špecifikácie alebo požiadaviek zákazníka sa niektoré zvary testujú rádiograficky. Deštruktívne testovanie je tiež možnosťou.“
Deštruktívne testovanie môže zahŕňať testovanie pevnosti v ťahu na určenie konečnej pevnosti v ťahu zvaru. Na meranie maximálneho napätia, ktoré zvar na materiáli, ako je nehrdzavejúca oceľ 316L, vydrží pred zlomením, test naťahuje a naťahuje kov až do bodu zlomu.
Zvary odberateľov alternatívnej energie sú niekedy podrobené ultrazvukovému nedeštruktívnemu testovaniu na zvaroch komponentov trojkanálových výmenníkov tepla s vodíkovými palivovými článkami používanými v strojoch a vozidlách využívajúcich alternatívnu energiu.
„Toto je kritický test, pretože cez väčšinu komponentov, ktoré dodávame, prechádzajú potenciálne nebezpečné plyny. Pre nás a našich zákazníkov je veľmi dôležité, aby nehrdzavejúca oceľ bola bezchybná a bez akýchkoľvek miest úniku,“ hovorí Hammer.
Časopis Tube & Pipe Journal sa v roku 1990 stal prvým časopisom venovaným odvetviu kovových potrubí. Dnes zostáva jedinou publikáciou v Severnej Amerike venovanou tomuto odvetviu a stal sa najdôveryhodnejším zdrojom informácií pre odborníkov v oblasti potrubí.
Teraz s plným prístupom k digitálnej edícii časopisu The FABRICATOR máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Digitálne vydanie časopisu The Tube & Pipe Journal je teraz plne dostupné a poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Využite plný prístup k digitálnemu vydaniu časopisu STAMPING Journal, ktorý poskytuje najnovšie technologické pokroky, osvedčené postupy a novinky z odvetvia pre trh s lisovaním kovov.
Teraz s plným prístupom k digitálnemu vydaniu časopisu The Fabricator en Español máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.