Även om orbitalsvetsteknik inte är ny, fortsätter den att utvecklas och blir mer kraftfull och mångsidig, särskilt när det kommer till rörsvetsning. En intervju med Tom Hammer, en skicklig svetsare på Axenics i Middleton, Massachusetts, avslöjar de många sätt som denna teknik kan användas för att lösa svåra svetsproblem.
Orbitalsvetsning har funnits i cirka 60 år, vilket tillför automatisering till GMAW-processen. Detta är en pålitlig, praktisk metod för att utföra flera svetsar, även om vissa OEM-tillverkare och tillverkare ännu inte har använt kraften hos orbitalsvetsare, och förlitar sig på handsvetsning eller andra strategier för att sammanfoga metallrör.
Principerna för orbitalsvetsning har funnits i årtionden, men kapaciteten hos de nya orbitalsvetsarna gör dem till ett kraftfullare verktyg i en svetsares verktygslåda, eftersom många nu har "smarta" funktioner för att göra det lättare att programmera och bearbeta inför faktisk svetsning.Börja med snabba, exakta justeringar för att säkerställa konsekventa, rena och pålitliga svetsningar.
Axenics team av svetsare i Middleton, Massachusetts, är en kontraktskomponenttillverkare som vägleder många av sina kunder i svetsningsmetoder om de rätta elementen finns för jobbet.
"Där det var möjligt ville vi eliminera det mänskliga elementet i svetsning, eftersom orbitalsvetsare i allmänhet producerar svetsar av högre kvalitet", säger Tom Hammer, en skicklig svetsare på Axenics.
Även om den tidigaste svetsningen utfördes för 2000 år sedan, är modern svetsning en extremt avancerad process som är integrerad i andra moderna teknologier och processer. Till exempel kan orbitalsvetsning användas för att skapa de högrena rörsystem som används för att producera halvledarskivor som går in i i princip all elektronik idag.
En av Axenics kunder är en del av denna försörjningskedja. Den sökte en kontraktstillverkare för att hjälpa till att utöka sin produktionskapacitet, särskilt att skapa och installera rena kanaler i rostfritt stål som tillåter gaser att passera genom wafertillverkningsprocessen.
Även om orbitalsvetsenheter och roterande bord med brännarklämmor finns tillgängliga för de flesta rörformade jobb på Axenics, utesluter dessa inte tillfällig handsvetsning.
Hammer och svetsteamet gick igenom kundens krav och ställde frågor, med hänsyn till kostnads- och tidsfaktorer:
De roterande slutna orbitalsvetsarna som används av Hammer är Swagelok M200 och Arc Machines Model 207A. De kan hålla 1/16 till 4 tums rör.
"Mikrohuvuden tillåter oss att komma in i mycket trånga ställen," sa han. "En begränsning av orbitalsvetsning är om vi har ett huvud som passar en specifik fog.Men idag kan du också vira en kedja runt röret du svetsar.Svetsaren kan gå över kedjan, och det finns i princip ingen gräns för hur stora svetsar du kan utföra..Jag har sett några inställningar som svetsar på 20″.Rör.Det är imponerande vad dessa maskiner kan göra idag.”
Med tanke på renhetskraven, antalet svetsar som krävs och den tunna väggtjockleken är orbitalsvetsning ett smart val för denna typ av projekt. För rörarbeten för luftflödesprocesskontroll svetsar Hammer ofta på 316L rostfritt stål.
"Det är då det blir riktigt subtilt.Vi pratar om svetsning på papperstunn metall.Med handsvetsning kan minsta justering bryta svetsen.Det är därför vi gillar att använda ett orbitalt svetshuvud, där vi kan slå in varje del av röret och göra det perfekt innan vi sätter in delen i det.Vi sänker strömmen till en viss mängd så att vi vet att när vi sätter in delen där den kommer att vara perfekt.För hand görs förändringen med ögat, och om vi trampar för mycket kan den tränga in direkt genom materialet."
Jobbet består av hundratals svetsar som måste vara identiska. Orbitalsvetsaren som används för detta jobb gör en svetsning på tre minuter;när Hammer presterar i toppfart kan han svetsa samma rostfria stålrör manuellt på ungefär en minut.
"Maskinen saktar dock inte ner.Du kör den med maxhastighet först på morgonen, och i slutet av dagen kör den fortfarande i maxhastighet, säger Hammer."Jag kör den med maxhastighet först på morgonen, men i slutändan är det inte fallet."
Att förhindra att föroreningar kommer in i rör av rostfritt stål är avgörande, varför lödning med hög renhet i halvledarindustrin ofta utförs i ett renrum, en kontrollerad miljö som förhindrar att föroreningar kommer in i det lödda området.
Hammer använder samma förvässade volfram i sina handbrännare som han använder i Orbiter. Medan ren argon ger extern och inre rensning vid manuell och orbitalsvetsning, tjänar svetsning med orbitalmaskiner också på att utföras i ett slutet utrymme. När volframet kommer ut fylls skalet med gas och skyddar svetsen från den ena sidan till den ena sidan av tuben. e som för närvarande svetsas.
Orbitalsvetsar är i allmänhet renare eftersom gasen täcker röret längre. När svetsningen väl börjar ger argon skydd tills svetsaren är säker på att svetsen är tillräckligt kall.
Axenics samarbetar med ett antal alternativa energikunder som tillverkar vätebränslecellerna som driver en mängd olika fordon. Vissa gaffeltruckar byggda för inomhusbruk förlitar sig till exempel på vätebränsleceller för att förhindra att kemiska biprodukter förstör ätbara lager. Den enda biprodukten av en vätebränslecell är vatten.
En av kunderna hade många av samma krav som en halvledartillverkare, såsom svetsrenhet och konsistens. Den vill använda 321 rostfritt stål för tunnväggssvetsning. Arbetet var dock att skapa en prototyp av ett grenrör med flera ventilbankar, som var och en sticker ut i olika riktningar, vilket lämnar lite utrymme för svetsning.
En orbitalsvetsare som lämpar sig för jobbet kostar cirka 2 000 USD och den kan användas för att tillverka ett litet antal delar, med en uppskattad kostnad på 250 USD. Det är inte rimligt ekonomiskt. Dock har Hammer en lösning som kombinerar manuella och orbitala svetstekniker.
"I det här fallet skulle jag använda ett roterande bord", säger Hammer. Det är faktiskt samma åtgärd som en orbitalsvetsare, men du snurrar röret, inte volframelektroden runt röret.Jag använder min handbrännare, men jag kan hålla min brännare på plats med ett skruvstäd som är placerat så att det är handsfree så att svetsen inte skadas av att mänskliga händer skakar eller skakar.Detta eliminerar mycket av den mänskliga felfaktorn.Det är inte lika perfekt som orbitalsvetsning eftersom det inte är i en sluten miljö, men den här typen av svetsning kan göras i en renrumsmiljö för att eliminera föroreningar.”
Även om orbitalsvetsteknik erbjuder renhet och repeterbarhet vet Hammer och hans svetskollegor att svetsintegritet är avgörande för att förhindra stillestånd på grund av svetsfel. Företaget använder icke-förstörande testning (NDT), och ibland destruktiv testning, för alla orbitalsvetsar.
"Varje svetsning vi gör bekräftas visuellt", säger Hammer. "Efteråt testas svetsarna med en heliumspektrometer.Beroende på specifikationen eller kundens krav är vissa svetsar radiografiskt testade.Destruktiv testning är också ett alternativ.”
Destruktiv provning kan innefatta draghållfasthetsprovning för att bestämma svetsens slutliga draghållfasthet. För att mäta den maximala spänningen som en svets på ett material som 316L rostfritt stål kan motstå innan det går sönder, sträcker testet och sträcker metallen till dess brottpunkt.
Svetsar av alternativa energikunder utsätts ibland för oförstörande ultraljudstestning på komponentsvetsar av trekanaliga värmeväxlare vätebränsleceller som används i alternativ energi maskiner och fordon.
"Detta är ett kritiskt test eftersom de flesta av de komponenter vi skickar har potentiellt farliga gaser som passerar genom dem.Det är väldigt viktigt för oss och våra kunder att det rostfria stålet är felfritt, med noll läckagepunkter, säger Hammer.
Tube & Pipe Journal blev den första tidningen dedikerad till att tjäna metallrörsindustrin 1990. Idag är den den enda publikationen i Nordamerika som är dedikerad till branschen och har blivit den mest pålitliga informationskällan för rörproffs.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The FABRICATOR, enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu fullt tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Njut av full tillgång till den digitala utgåvan av STAMPING Journal, som ger de senaste tekniska framstegen, bästa praxis och branschnyheter för metallstämpelmarknaden.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The Fabricator en Español, enkel tillgång till värdefulla industriresurser.