Хоча технологія орбітального зварювання не є новою, вона продовжує розвиватися, стаючи потужнішою та універсальнішою, особливо коли йдеться про зварювання труб. Інтерв’ю з Томом Хаммером, досвідченим зварювальником компанії Axenics у Міддлтоні, штат Массачусетс, розкриває, як цю техніку можна використовувати для вирішення складних проблем зі зварюванням. Зображення люб’язно надано Axenics
Орбітальне зварювання існує вже близько 60 років, додаючи автоматизацію процесу GMAW. Це надійний практичний метод виконання кількох зварних швів, хоча деякі виробники комплектного обладнання та виробники ще не використовували потужність орбітальних зварювальних апаратів, покладаючись на ручне зварювання або інші стратегії з’єднання металевих труб.
Принципи орбітального зварювання існують десятиліттями, але можливості нових орбітальних зварювальних апаратів роблять їх більш потужним інструментом у наборі інструментів зварника, оскільки багато тепер мають «розумні» функції, які полегшують програмування та обробку перед фактичним зварюванням.Почніть із швидких, точних налаштувань, щоб забезпечити послідовне, чисте та надійне зварювання.
Команда зварювальників Axenics у Міддлтоні, штат Массачусетс, є контрактним виробником компонентів, який надає багатьом своїм клієнтам методи орбітального зварювання, якщо для роботи існують необхідні елементи.
«Там, де це було можливо, ми хотіли усунути людський фактор у зварюванні, оскільки орбітальні зварювальні апарати зазвичай виробляють зварні шви вищої якості», — каже Том Хаммер, кваліфікований зварювальник компанії Axenics.
Незважаючи на те, що найдавніше зварювання проводилося 2000 років тому, сучасне зварювання є надзвичайно прогресивним процесом, який є невід’ємною частиною інших сучасних технологій і процесів. Наприклад, орбітальне зварювання можна використовувати для створення систем трубопроводів високої чистоти, які використовуються для виробництва напівпровідникових пластин, які використовуються практично в усій сучасній електроніці.
Один із клієнтів Axenics є частиною цього ланцюжка поставок. Компанія шукала контрактного виробника, щоб допомогти розширити її виробничі потужності, зокрема, створити та встановити чисті канали з нержавіючої сталі, які дозволяють газам проходити через процес виготовлення пластин.
У той час як орбітальні зварювальні агрегати та поворотні столи з затискачами пальника доступні для більшості робіт з трубами в Axenics, вони не виключають час від часу ручного зварювання.
Хаммер та команда зварювальних робіт розглянули вимоги замовника та поставили запитання, враховуючи фактори вартості та часу:
Ротаційні замкнуті орбітальні зварювальні апарати, які використовує Hammer, це Swagelok M200 і Arc Machines Model 207A. Вони можуть утримувати труби від 1/16 до 4 дюймів.
«Мікроголовки дозволяють нам проникати в дуже вузькі місця, — сказав він. — Одне з обмежень орбітального зварювання полягає в тому, чи є у нас головка, яка підходить до конкретного з’єднання.Але сьогодні ви також можете обмотати ланцюг навколо труби, яку зварюєте.Зварювальник може проходити через ланцюг, і в основному немає обмежень щодо розміру зварних швів, які ви можете виконати..Я бачив деякі установки, які виконують зварювання на 20″.Труба.Це вражає, на що сьогодні здатні ці машини».
Враховуючи вимоги до чистоти, необхідну кількість зварних швів і тонку товщину стінки, орбітальне зварювання є розумним вибором для цього типу проекту. Для роботи з трубопроводами для контролю повітряного потоку компанія Hammer часто зварює нержавіючу сталь 316L.
«Тоді це стає дуже тонким.Ми говоримо про зварювання паперового тонкого металу.При ручному зварюванні найменше регулювання може порушити зварювання.Ось чому ми любимо використовувати орбітальну зварювальну головку, де ми можемо набрати кожну частину труби та зробити її ідеальною перед тим, як помістити ту частину.Ми зменшуємо потужність до певної величини, щоб знати, що коли ми вставимо туди деталь, вона буде ідеальною.Вручну, зміна здійснюється на око, і якщо ми надто сильно крутимо педалі, це може проникнути прямо крізь матеріал».
Робота складається із сотень зварних швів, які мають бути ідентичними. Орбітальний зварювальний апарат, який використовується для цієї роботи, робить зварний шов за три хвилини;коли Хаммер працює на максимальній швидкості, він може вручну зварити ту саму трубу з нержавіючої сталі приблизно за хвилину.
«Однак машина не гальмує.Ви запускаєте його на максимальній швидкості вранці, і до кінця дня він все ще працює на максимальній швидкості», – сказав Хаммер.«Я запускаю його на максимальній швидкості вранці, але врешті-решт це не так».
Запобігання потраплянню забруднювачів у трубки з нержавіючої сталі має вирішальне значення, тому паяння високої чистоти в напівпровідниковій промисловості часто виконується в чистих приміщеннях, контрольованому середовищі, яке запобігає потраплянню забруднень у зону спаювання.
Хаммер використовує той самий попередньо заточений вольфрам у своїх ручних пальниках, які він використовує в Orbiter. Хоча чистий аргон забезпечує зовнішню та внутрішню продувку під час ручного та орбітального зварювання, зварювання орбітальними машинами також виграє від того, що воно виконується в замкнутому просторі. Коли вольфрам виходить, корпус наповнюється газом і захищає зварювальний шов від окислення. Під час використання ручного пальника газ видувається лише з одного боку труба, яка зараз зварюється.
Орбітальні зварні шви зазвичай чистіші, оскільки газ довше покриває трубу. Після початку зварювання аргон забезпечує захист, поки зварювальник не переконається, що зварювальний шов достатньо холодний.
Axenics співпрацює з кількома замовниками альтернативної енергетики, які виробляють водневі паливні елементи, які приводять у дію різноманітні транспортні засоби. Наприклад, деякі навантажувачі, створені для використання в приміщенні, покладаються на водневі паливні елементи, щоб запобігти знищенню їстівних запасів хімічними побічними продуктами. Єдиним побічним продуктом водневих паливних елементів є вода.
Один із замовників мав багато тих самих вимог, що й виробник напівпровідників, наприклад чистота зварного шва та консистенція. Він хоче використовувати нержавіючу сталь 321 для зварювання тонких стінок. Однак робота полягала в створенні прототипу колектора з кількома блоками клапанів, кожен з яких виступає в іншому напрямку, залишаючи мало місця для зварювання.
Орбітальний зварювальний апарат, який підходить для роботи, коштує близько 2000 доларів США, і його можна використовувати для виготовлення невеликої кількості деталей, орієнтовна вартість якого становить 250 доларів США. Це не має сенсу з фінансової точки зору. Однак у Hammer є рішення, яке поєднує методи ручного та орбітального зварювання.
«У цьому випадку я б використав поворотний стіл, — каже Хаммер. — Насправді це така ж дія, як і в орбітальному зварювальному апараті, але ви обертаєте трубку, а не вольфрамовий електрод навколо трубки.Я використовую свій ручний пальник, але я можу тримати свій пальник на місці за допомогою лещат. Розташуйте його так, щоб руки не йшли, щоб зварювальний шов не пошкодився тремтінням або тремтінням рук людини.Це виключає велику кількість людських помилок.Це не так ідеально, як орбітальне зварювання, оскільки воно не в замкнутому середовищі, але цей тип зварювання можна виконувати в чистому приміщенні, щоб усунути забруднення».
Незважаючи на те, що технологія орбітального зварювання забезпечує чистоту та повторюваність, Хаммер та його колеги-зварники знають, що цілісність зварювальних швів має вирішальне значення для запобігання простою через зварювання. Компанія використовує неруйнівний контроль (НК), а іноді й руйнівний контроль для всіх орбітальних зварних швів.
«Кожне зварювання, яке ми робимо, візуально підтверджується, — каже Хаммер. — Після цього зварювання перевіряють за допомогою гелієвого спектрометра.Залежно від специфікації або вимог замовника деякі зварні шви перевіряються радіографічно.Деструктивне тестування також є варіантом».
Руйнівні випробування можуть включати випробування на міцність на розрив для визначення граничної міцності на розрив зварного шва. Щоб виміряти максимальне навантаження, яке зварний шов на такий матеріал, як нержавіюча сталь 316L, може витримати до руйнування, випробування розтягує та розтягує метал до точки розриву.
Зварні шви замовників альтернативної енергетики іноді піддаються ультразвуковому неруйнівному контролю зварних деталей триканальних теплообмінних водневих паливних елементів, які використовуються в машинах і транспортних засобах альтернативної енергетики.
«Це важливий тест, оскільки через більшість компонентів, які ми доставляємо, пропускаються потенційно небезпечні гази.Для нас і наших клієнтів дуже важливо, щоб нержавіюча сталь була бездоганною, з нульовими точками протікання», — говорить Хаммер.
Tube & Pipe Journal став першим журналом, присвяченим обслуговуванню трубної промисловості у 1990 році. Сьогодні він залишається єдиним виданням у Північній Америці, присвяченим галузі, і став найбільш надійним джерелом інформації для трубних професіоналів.
Тепер із повним доступом до цифрової версії The FABRICATOR, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання The Tube & Pipe Journal тепер повністю доступне, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтеся повним доступом до цифрового видання журналу STAMPING Journal, який містить останні технологічні досягнення, найкращі практики та галузеві новини для ринку металевого штампування.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The Fabricator en Español, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.