Mặc dù công nghệ hàn quỹ đạo không phải là mới, nhưng nó vẫn tiếp tục phát triển, trở nên mạnh mẽ và linh hoạt hơn, đặc biệt là khi hàn ống. Một cuộc phỏng vấn với Tom Hammer, một thợ hàn lành nghề của Axenics ở Middleton, Massachusetts, tiết lộ nhiều cách mà kỹ thuật này có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề hàn khó. Hình ảnh do Axenics cung cấp
Hàn quỹ đạo đã tồn tại khoảng 60 năm, bổ sung tính tự động hóa cho quy trình GMAW. Đây là phương pháp thực tế, đáng tin cậy để thực hiện nhiều mối hàn, mặc dù một số OEM và nhà sản xuất chưa sử dụng sức mạnh của máy hàn quỹ đạo mà dựa vào hàn tay hoặc các chiến lược khác để nối ống kim loại.
Các nguyên tắc hàn quỹ đạo đã có từ nhiều thập kỷ, nhưng khả năng của máy hàn quỹ đạo mới khiến chúng trở thành một công cụ mạnh mẽ hơn trong bộ công cụ của thợ hàn, vì nhiều máy hiện có các tính năng “thông minh” để giúp lập trình và xử lý dễ dàng hơn trước khi hàn thực tế.Bắt đầu với các điều chỉnh nhanh chóng, chính xác để đảm bảo các mối hàn nhất quán, tinh khiết và đáng tin cậy.
Nhóm thợ hàn của Axenics ở Middleton, Massachusetts, là nhà sản xuất linh kiện theo hợp đồng hướng dẫn nhiều khách hàng của mình thực hành hàn quỹ đạo nếu có các yếu tố phù hợp cho công việc.
Tom Hammer, một thợ hàn lành nghề tại Axenics cho biết: “Nếu có thể, chúng tôi muốn loại bỏ yếu tố con người trong quá trình hàn, vì máy hàn quỹ đạo thường tạo ra các mối hàn chất lượng cao hơn.
Mặc dù việc hàn sớm nhất đã được thực hiện cách đây 2000 năm, nhưng hàn hiện đại là một quy trình cực kỳ tiên tiến, không thể thiếu đối với các công nghệ và quy trình hiện đại khác. Ví dụ, hàn quỹ đạo có thể được sử dụng để tạo ra các hệ thống đường ống có độ tinh khiết cao được sử dụng để sản xuất các tấm bán dẫn mỏng, về cơ bản là tất cả các thiết bị điện tử ngày nay.
Một trong những khách hàng của Axenics là một phần của chuỗi cung ứng này. Công ty đã tìm kiếm một nhà sản xuất theo hợp đồng để giúp mở rộng năng lực sản xuất của mình, cụ thể là tạo và lắp đặt các kênh thép không gỉ sạch cho phép khí đi qua quy trình chế tạo tấm wafer.
Mặc dù các thiết bị hàn quỹ đạo và bàn quay có kẹp mỏ hàn có sẵn cho hầu hết các công việc dạng ống tại Axenics, nhưng những thiết bị này không loại trừ việc hàn tay không thường xuyên.
Hammer và nhóm hàn đã xem xét các yêu cầu của khách hàng và đặt câu hỏi, có tính đến yếu tố chi phí và thời gian:
Máy hàn quỹ đạo quay kín được Hammer sử dụng là Swagelok M200 và Arc Machines Model 207A. Chúng có thể giữ ống 1/16 đến 4 inch.
Anh ấy nói: “Đầu micro cho phép chúng tôi đi vào những nơi rất chật hẹp. “Một hạn chế của hàn quỹ đạo là liệu chúng tôi có đầu hàn phù hợp với một khớp cụ thể hay không.Nhưng ngày nay, bạn cũng có thể quấn dây xích quanh ống đang hàn.Thợ hàn có thể đi qua dây chuyền và về cơ bản không có giới hạn về kích thước của mối hàn mà bạn có thể thực hiện..Tôi đã thấy một số thiết lập hàn trên 20″.Đường ống.Thật ấn tượng với những gì mà những cỗ máy này có thể làm được ngày nay.”
Xem xét các yêu cầu về độ tinh khiết, số lượng mối hàn cần thiết và độ dày thành mỏng, hàn quỹ đạo là một lựa chọn thông minh cho loại dự án này. Đối với công việc kiểm soát quá trình luồng không khí trên đường ống, Hammer thường hàn trên thép không gỉ 316L.
“Đó là khi nó trở nên thực sự tinh tế.Chúng ta đang nói về hàn trên kim loại mỏng như giấy.Với hàn tay, chỉ cần điều chỉnh một chút cũng có thể làm đứt mối hàn.Đó là lý do tại sao chúng tôi muốn sử dụng đầu hàn quỹ đạo, nơi chúng tôi có thể Quay số trong từng bộ phận của ống và làm cho nó hoàn hảo trước khi đưa bộ phận vào đó.Chúng tôi giảm công suất xuống một mức cụ thể để chúng tôi biết khi đặt bộ phận vào đó thì nó sẽ hoàn hảo.Bằng tay , sự thay đổi được thực hiện bằng mắt và nếu chúng ta đạp quá nhiều, nó có thể xuyên thẳng qua vật liệu.”
Công việc bao gồm hàng trăm mối hàn phải giống hệt nhau. Máy hàn quỹ đạo được sử dụng cho công việc này thực hiện một mối hàn trong ba phút;khi Hammer đang thực hiện ở tốc độ cao nhất, anh ta có thể hàn thủ công cùng một ống thép không gỉ trong khoảng một phút.
“Tuy nhiên, cỗ máy không hề chậm lại.Bạn chạy nó ở tốc độ tối đa vào buổi sáng, và đến cuối ngày, nó vẫn chạy ở tốc độ tối đa,” Hammer nói.“Tôi chạy nó với tốc độ tối đa vào buổi sáng, nhưng cuối cùng thì không phải vậy.”
Việc ngăn chặn các chất gây ô nhiễm xâm nhập vào ống thép không gỉ là rất quan trọng, đó là lý do tại sao quá trình hàn có độ tinh khiết cao trong ngành công nghiệp bán dẫn thường được thực hiện trong phòng sạch, một môi trường được kiểm soát nhằm ngăn chặn các chất gây ô nhiễm xâm nhập vào khu vực hàn.
Hammer sử dụng cùng một loại vonfram đã được mài trước trong mỏ hàn cầm tay mà ông sử dụng trong Orbiter. Trong khi argon tinh khiết cung cấp khả năng làm sạch bên ngoài và bên trong khi hàn thủ công và quỹ đạo, hàn bằng máy quỹ đạo cũng có lợi khi được thực hiện trong không gian kín. Khi vonfram thoát ra, lớp vỏ sẽ chứa đầy khí và bảo vệ mối hàn khỏi quá trình oxy hóa. Khi sử dụng mỏ hàn cầm tay, khí chỉ được thổi vào một bên của ống hiện đang được hàn.
Các mối hàn quỹ đạo thường sạch hơn vì khí bao phủ ống lâu hơn. Sau khi bắt đầu hàn, argon sẽ bảo vệ cho đến khi thợ hàn chắc chắn rằng mối hàn đủ nguội.
Axenics làm việc với một số khách hàng sử dụng năng lượng thay thế, những người sản xuất pin nhiên liệu hydro cung cấp năng lượng cho nhiều loại phương tiện. Ví dụ: một số xe nâng được chế tạo để sử dụng trong nhà dựa vào pin nhiên liệu hydro để ngăn các sản phẩm phụ hóa học phá hủy nguồn dự trữ có thể ăn được. Sản phẩm phụ duy nhất của pin nhiên liệu hydro là nước.
Một trong những khách hàng có nhiều yêu cầu giống như một nhà sản xuất chất bán dẫn, chẳng hạn như độ tinh khiết và tính nhất quán của mối hàn. Họ muốn sử dụng thép không gỉ 321 để hàn thành mỏng. Tuy nhiên, công việc đang tạo nguyên mẫu một ống góp có nhiều dãy van, mỗi dãy nhô ra theo một hướng khác nhau, nên có rất ít chỗ để hàn.
Một máy hàn quỹ đạo phù hợp với công việc có giá khoảng 2.000 đô la và nó có thể được sử dụng để chế tạo một số lượng nhỏ các bộ phận, với chi phí ước tính là 250 đô la. Nó không hợp lý về mặt tài chính. Tuy nhiên, Hammer có một giải pháp kết hợp các kỹ thuật hàn thủ công và quỹ đạo.
Hammer nói: “Trong trường hợp này, tôi sẽ sử dụng một bàn quay. Đây thực sự là hành động giống như một máy hàn quỹ đạo, nhưng bạn đang quay ống chứ không phải điện cực vonfram quanh ống.Tôi sử dụng mỏ hàn cầm tay, nhưng tôi có thể giữ mỏ hàn tại chỗ bằng một bàn kẹp. Được định vị sao cho rảnh tay để mối hàn không bị hư hại do tay người lắc hoặc lắc.Điều này giúp loại bỏ rất nhiều yếu tố lỗi của con người.Nó không hoàn hảo như hàn quỹ đạo vì nó không ở trong môi trường kín, nhưng kiểu hàn này có thể được thực hiện trong môi trường phòng sạch để loại bỏ các chất gây ô nhiễm.”
Mặc dù công nghệ hàn quỹ đạo mang lại độ tinh khiết và độ lặp lại, nhưng Hammer và các thợ hàn đồng nghiệp của ông biết rằng tính toàn vẹn của mối hàn là rất quan trọng để ngăn chặn thời gian ngừng hoạt động do lỗi mối hàn. Công ty sử dụng thử nghiệm không phá hủy (NDT) và đôi khi là thử nghiệm phá hủy đối với tất cả các mối hàn quỹ đạo.
Hammer cho biết: “Mọi mối hàn chúng tôi thực hiện đều được xác nhận bằng mắt thường. “Sau đó, các mối hàn được kiểm tra bằng máy quang phổ helium.Tùy thuộc vào đặc điểm kỹ thuật hoặc yêu cầu của khách hàng, một số mối hàn được kiểm tra bằng tia X.Thử nghiệm phá hủy cũng là một lựa chọn.”
Thử nghiệm phá hủy có thể bao gồm thử nghiệm độ bền kéo để xác định độ bền kéo cuối cùng của mối hàn. Để đo ứng suất tối đa mà một mối hàn trên vật liệu như thép không gỉ 316L có thể chịu được trước khi hỏng, thử nghiệm kéo căng và kéo căng kim loại đến điểm đứt.
Các mối hàn của khách hàng sử dụng năng lượng thay thế đôi khi phải trải qua thử nghiệm không phá hủy bằng siêu âm đối với các mối hàn thành phần của pin nhiên liệu hydro bộ trao đổi nhiệt ba kênh được sử dụng trong máy móc và phương tiện sử dụng năng lượng thay thế.
“Đây là một bài kiểm tra quan trọng vì hầu hết các thành phần chúng tôi vận chuyển đều có khí nguy hiểm tiềm tàng đi qua chúng.Hammer nói: “Điều rất quan trọng đối với chúng tôi và khách hàng của chúng tôi là thép không gỉ không tì vết, không có điểm rò rỉ”.
Tạp chí Tube & Pipe trở thành tạp chí đầu tiên chuyên phục vụ ngành công nghiệp ống kim loại vào năm 1990. Ngày nay, nó vẫn là ấn phẩm duy nhất ở Bắc Mỹ dành riêng cho ngành này và đã trở thành nguồn thông tin đáng tin cậy nhất cho các chuyên gia về đường ống.
Giờ đây, với toàn quyền truy cập vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên ngành có giá trị.
Phiên bản kỹ thuật số của Tạp chí Tube & Pipe hiện có thể truy cập đầy đủ, giúp dễ dàng truy cập các tài nguyên công nghiệp có giá trị.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào ấn bản kỹ thuật số của Tạp chí DẤU, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây, với toàn quyền truy cập vào phiên bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên ngành có giá trị.