แม้ว่าเทคโนโลยีการเชื่อมแบบวงโคจรจะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ก็ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง มีประสิทธิภาพและหลากหลายมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการเชื่อมท่อ บทสัมภาษณ์ของ Tom Hammer ช่างเชื่อมฝีมือดีของ Axenics ในเมืองมิดเดิลตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ เผยให้เห็นหลายวิธีที่เทคนิคนี้สามารถใช้แก้ปัญหาการเชื่อมที่ยากได้ เอื้อเฟื้อภาพโดย Axenics
การเชื่อมแบบวงโคจรมีมาประมาณ 60 ปีแล้ว โดยเพิ่มระบบอัตโนมัติให้กับกระบวนการ GMAW นี่เป็นวิธีการที่เชื่อถือได้และใช้งานได้จริงในการดำเนินการเชื่อมหลายแบบ แม้ว่า OEM และผู้ผลิตบางรายยังไม่ได้ใช้พลังของช่างเชื่อมแบบวงโคจร อาศัยการเชื่อมด้วยมือหรือกลยุทธ์อื่น ๆ เพื่อต่อท่อโลหะ
หลักการของการเชื่อมแบบวงโคจรมีมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ความสามารถของช่างเชื่อมแบบวงโคจรใหม่ทำให้พวกเขาเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังมากขึ้นในชุดเครื่องมือของช่างเชื่อม เนื่องจากปัจจุบันหลายคนมีคุณสมบัติ "อัจฉริยะ" เพื่อให้ง่ายต่อการตั้งโปรแกรมและดำเนินการก่อนการเชื่อมจริงเริ่มต้นด้วยการปรับที่รวดเร็วและแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าได้รอยเชื่อมที่สม่ำเสมอ บริสุทธิ์ และเชื่อถือได้
ทีมช่างเชื่อมของ Axenics ในเมืองมิดเดิลตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ เป็นผู้ผลิตชิ้นส่วนตามสัญญาที่จะแนะนำลูกค้าจำนวนมากเกี่ยวกับแนวปฏิบัติในการเชื่อมแบบวงโคจร หากมีองค์ประกอบที่เหมาะสมสำหรับงาน
“ถ้าเป็นไปได้ เราต้องการกำจัดองค์ประกอบของมนุษย์ในการเชื่อม เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วช่างเชื่อมแบบวงโคจรจะสร้างรอยเชื่อมที่มีคุณภาพสูงขึ้น” ทอม แฮมเมอร์ ช่างเชื่อมฝีมือดีที่ Axenics กล่าว
แม้ว่าการเชื่อมครั้งแรกสุดจะเกิดขึ้นเมื่อ 2,000 ปีก่อน แต่การเชื่อมสมัยใหม่เป็นกระบวนการขั้นสูงอย่างยิ่งที่เป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีและกระบวนการสมัยใหม่อื่นๆ ตัวอย่างเช่น การเชื่อมแบบวงโคจรสามารถใช้เพื่อสร้างระบบท่อที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งใช้ในการผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดในปัจจุบัน
ลูกค้ารายหนึ่งของ Axenics เป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่อุปทานนี้ บริษัทได้หาผู้ผลิตตามสัญญาเพื่อช่วยขยายกำลังการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างและติดตั้งช่องเหล็กกล้าไร้สนิมที่สะอาดซึ่งช่วยให้ก๊าซผ่านกระบวนการผลิตแผ่นเวเฟอร์ได้
ในขณะที่เครื่องเชื่อมแบบวงโคจรและโต๊ะหมุนพร้อมที่หนีบคบเพลิงมีให้บริการสำหรับงานท่อส่วนใหญ่ที่ Axenics แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ขัดขวางการเชื่อมด้วยมือเป็นครั้งคราว
แฮมเมอร์และทีมเชื่อมตรวจสอบความต้องการของลูกค้าและถามคำถาม โดยคำนึงถึงปัจจัยด้านต้นทุนและเวลา:
เครื่องเชื่อมแบบวงโคจรล้อมรอบแบบหมุนที่ Hammer ใช้คือ Swagelok M200 และเครื่องอาร์ครุ่น 207A สามารถจับท่อขนาด 1/16 ถึง 4 นิ้วได้
“ไมโครเฮดช่วยให้เราเข้าไปในที่แคบๆ ได้” เขากล่าว “ข้อจำกัดอย่างหนึ่งของการเชื่อมแบบโคจรคือเรามีหัวที่พอดีกับข้อต่อเฉพาะหรือไม่แต่วันนี้ คุณสามารถพันโซ่รอบท่อที่คุณกำลังเชื่อมได้ช่างเชื่อมสามารถทำงานข้ามสายโซ่ได้ และโดยพื้นฐานแล้วไม่มีการจำกัดขนาดของรอยเชื่อมที่คุณทำได้.ฉันเคยเห็นการตั้งค่าบางอย่างที่เชื่อมกับ 20″ท่อ.เป็นสิ่งที่น่าประทับใจที่เครื่องจักรเหล่านี้สามารถทำได้ในวันนี้”
เมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ จำนวนรอยเชื่อมที่ต้องการ และความหนาของผนังที่บาง การเชื่อมแบบวงโคจรจึงเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดสำหรับโครงการประเภทนี้ สำหรับงานวางท่อควบคุมกระบวนการไหลเวียนของอากาศ Hammer มักเชื่อมบนเหล็กกล้าไร้สนิม 316L
“นั่นคือตอนที่มันละเอียดอ่อนจริงๆเรากำลังพูดถึงการเชื่อมโลหะที่บางเหมือนกระดาษด้วยการเชื่อมด้วยมือ การปรับแต่งเพียงเล็กน้อยอาจทำให้รอยเชื่อมแตกหักได้นั่นเป็นเหตุผลที่เราชอบใช้หัวเชื่อมแบบวงโคจร ซึ่งเราสามารถหมุนในแต่ละส่วนของท่อและทำให้สมบูรณ์แบบก่อนที่จะใส่ชิ้นส่วนเข้าไปเราลดกำลังไฟลงเป็นจำนวนเฉพาะ เพื่อให้เรารู้ว่าเมื่อเราใส่ชิ้นส่วนนั้นลงไป มันจะสมบูรณ์แบบด้วยมือ การเปลี่ยนแปลงทำได้ด้วยตา และถ้าเราเหยียบมากเกินไป มันสามารถทะลุผ่านวัสดุได้โดยตรง”
งานประกอบด้วยรอยเชื่อมนับร้อยที่ต้องเหมือนกัน ช่างเชื่อมแบบวงโคจรที่ใช้สำหรับงานนี้จะทำการเชื่อมภายในสามนาทีเมื่อ Hammer ทำงานที่ความเร็วสูงสุด เขาสามารถเชื่อมท่อเหล็กกล้าไร้สนิมเดียวกันด้วยตนเองได้ภายในเวลาประมาณหนึ่งนาที
“อย่างไรก็ตาม เครื่องไม่ได้ทำงานช้าลงคุณวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดในตอนเช้า และในตอนท้ายของวัน มันก็ยังวิ่งด้วยความเร็วสูงสุด” แฮมเมอร์กล่าว“ผมวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดในตอนเช้า แต่สุดท้ายกลับไม่เป็นอย่างนั้น”
การป้องกันไม่ให้สารปนเปื้อนเข้าสู่ท่อเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการบัดกรีที่มีความบริสุทธิ์สูงในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงมักดำเนินการในห้องปลอดเชื้อ ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมเพื่อป้องกันไม่ให้สารปนเปื้อนเข้าสู่บริเวณที่บัดกรี
Hammer ใช้ทังสเตนที่ลับคมแล้วแบบเดียวกับที่ใช้ใน Orbiter ในขณะที่อาร์กอนบริสุทธิ์ให้การไล่อากาศภายนอกและภายในในการเชื่อมแบบแมนนวลและการเชื่อมแบบวงโคจร การเชื่อมด้วยเครื่องวงโคจรยังได้รับประโยชน์จากการดำเนินการในพื้นที่ปิด เมื่อทังสเตนออกมา เปลือกจะเติมก๊าซและปกป้องรอยเชื่อมจากการเกิดออกซิเดชัน เมื่อใช้ไฟฉายมือ ก๊าซจะถูกเป่าไปที่ด้านหนึ่งของท่อที่กำลังเชื่อมอยู่เท่านั้น
โดยทั่วไปแล้วรอยเชื่อมแบบออร์บิทัลจะสะอาดกว่าเนื่องจากก๊าซจะปกคลุมท่อได้นานขึ้น เมื่อการเชื่อมเริ่มขึ้น อาร์กอนจะให้การป้องกันจนกว่าช่างเชื่อมจะแน่ใจว่าแนวเชื่อมเย็นพอ
Axenics ทำงานร่วมกับลูกค้าพลังงานทางเลือกหลายรายที่ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนซึ่งให้พลังงานแก่ยานพาหนะหลายประเภท ตัวอย่างเช่น รถยกบางรุ่นที่สร้างขึ้นสำหรับใช้ภายในอาคารอาศัยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพื่อป้องกันไม่ให้ผลพลอยได้จากสารเคมีทำลายสิ่งสะสมที่กินได้ ผลพลอยได้เพียงอย่างเดียวของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคือน้ำ
ลูกค้ารายหนึ่งมีข้อกำหนดหลายประการเช่นเดียวกับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอของรอยเชื่อม บริษัทต้องการใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 321 สำหรับการเชื่อมผนังบาง อย่างไรก็ตาม งานคือการสร้างต้นแบบของท่อร่วมที่มีท่อวาล์วหลายอัน แต่ละอันยื่นออกมาในทิศทางที่แตกต่างกัน ทำให้เหลือพื้นที่สำหรับการเชื่อมเพียงเล็กน้อย
ช่างเชื่อมแบบวงโคจรที่เหมาะกับงานมีราคาประมาณ 2,000 เหรียญสหรัฐ และสามารถใช้สร้างชิ้นส่วนจำนวนน้อยได้ด้วยราคาประมาณ 250 เหรียญสหรัฐ ซึ่งไม่สมเหตุสมผลทางการเงิน อย่างไรก็ตาม Hammer มีวิธีแก้ปัญหาที่รวมเทคนิคการเชื่อมด้วยมือและเทคนิคการเชื่อมแบบวงโคจร
“ในกรณีนี้ ฉันจะใช้โต๊ะหมุน” แฮมเมอร์กล่าว “จริง ๆ แล้วเป็นการกระทำแบบเดียวกับเครื่องเชื่อมออร์บิทัล แต่คุณกำลังหมุนท่อ ไม่ใช่อิเล็กโทรดทังสเตนรอบ ๆ ท่อฉันใช้ไฟฉายมือถือ แต่ฉันสามารถถือคบไฟให้เข้าที่ได้ด้วยคีมจับ อยู่ในตำแหน่งที่ไม่ต้องใช้มือ ดังนั้นรอยเชื่อมจะไม่ได้รับความเสียหายจากการเขย่าหรือสั่นของมือคนสิ่งนี้จะขจัดปัจจัยข้อผิดพลาดของมนุษย์จำนวนมากมันไม่สมบูรณ์แบบเท่าการเชื่อมแบบวงโคจรเพราะไม่ได้อยู่ในสภาพแวดล้อมปิด แต่การเชื่อมประเภทนี้สามารถทำได้ในสภาพแวดล้อมห้องปลอดเชื้อเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อน”
ในขณะที่เทคโนโลยีการเชื่อมแบบวงโคจรนำเสนอความบริสุทธิ์และความสามารถในการทำซ้ำได้ Hammer และเพื่อนช่างเชื่อมของเขารู้ดีว่าความสมบูรณ์ของแนวเชื่อมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการป้องกันการหยุดทำงานเนื่องจากความล้มเหลวในการเชื่อม บริษัทใช้การทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) และการทดสอบแบบทำลายในบางครั้งสำหรับรอยเชื่อมแบบวงโคจรทั้งหมด
“ทุกรอยเชื่อมที่เราทำได้รับการยืนยันด้วยสายตา” Hammer กล่าว “หลังจากนั้น รอยเชื่อมจะได้รับการทดสอบด้วยฮีเลียมสเปกโตรมิเตอร์ขึ้นอยู่กับข้อมูลจำเพาะหรือความต้องการของลูกค้า รอยเชื่อมบางส่วนได้รับการทดสอบด้วยภาพรังสีการทดสอบแบบทำลายก็เป็นทางเลือกเช่นกัน”
การทดสอบแบบทำลายอาจรวมถึงการทดสอบความต้านทานแรงดึงเพื่อหาค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดของรอยเชื่อม ในการวัดความเค้นสูงสุดที่รอยเชื่อมบนวัสดุ เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม 316L สามารถทนทานได้ก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว การทดสอบจะยืดและยืดโลหะจนถึงจุดแตกหัก
การเชื่อมโดยลูกค้าพลังงานทางเลือกบางครั้งต้องผ่านการทดสอบอัลตราโซนิกแบบไม่ทำลายบนรอยเชื่อมส่วนประกอบของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบสามช่องทางที่ใช้ในเครื่องจักรพลังงานทางเลือกและยานพาหนะ
“นี่เป็นการทดสอบที่สำคัญเนื่องจากส่วนประกอบส่วนใหญ่ที่เราจัดส่งมีก๊าซที่อาจเป็นอันตรายผ่านเข้าไปได้สิ่งสำคัญสำหรับเราและลูกค้าของเราคือการที่เหล็กกล้าไร้สนิมไร้ตำหนิ และไม่มีจุดรั่วซึม” Hammer กล่าว
Tube & Pipe Journal กลายเป็นนิตยสารฉบับแรกที่อุทิศให้กับอุตสาหกรรมท่อโลหะในปี 1990 ปัจจุบันนี้ยังคงเป็นสิ่งพิมพ์ฉบับเดียวในอเมริกาเหนือที่อุทิศให้กับอุตสาหกรรมนี้โดยเฉพาะ และได้กลายเป็นแหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อ
ขณะนี้สามารถเข้าถึง The FABRICATOR ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มที่ เข้าถึงทรัพยากรอันมีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
The Tube & Pipe Journal ฉบับดิจิทัลสามารถเข้าถึงได้อย่างสมบูรณ์แล้ว ทำให้เข้าถึงทรัพยากรอันมีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินกับการเข้าถึง STAMPING Journal ฉบับดิจิทัลอย่างเต็มที่ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวอุตสาหกรรมสำหรับตลาดปั๊มโลหะ
ขณะนี้สามารถเข้าถึง The Fabricator en Español ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มที่ เข้าถึงทรัพยากรอันมีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย