تحسين واقتصاد اللحام المداري في بناء خطوط الأنابيب

على الرغم من أن تكنولوجيا اللحام المداري ليست جديدة، إلا أنها مستمرة في التطور، وأصبحت أكثر قوة وتنوعًا، خاصة بالنسبة لحام الأنابيب. تكشف مقابلة مع توم هامر، وهو عامل لحام ذو خبرة في شركة Axenics في ميدلتون، ماساتشوستس، عن الطرق العديدة التي يمكن من خلالها استخدام هذه التقنية لحل مشاكل اللحام المعقدة. الصورة مجاملة من أكسينكس
لقد كان اللحام المداري موجودًا منذ حوالي 60 عامًا، مما أضاف الأتمتة إلى عملية GMAW. إنها طريقة موثوقة وعملية لصنع اللحامات المتعددة، على الرغم من أن بعض مصنعي المعدات الأصلية والمصنعين لم يستغلوا بعد قدرات اللحام المداري، ويعتمدون على اللحام اليدوي أو استراتيجيات ربط الأنابيب المعدنية الأخرى.
كانت مبادئ اللحام المداري موجودة منذ عقود، لكن قدرات اللحام المداري الجديد تجعلها أداة أكثر قوة في صندوق أدوات اللحام، حيث يتمتع الكثير منها الآن بميزات "ذكية" تجعل البرمجة والتعامل أسهل قبل اللحام الفعلي . ● ابدأ بإعدادات سريعة ودقيقة لضمان اللحامات المتسقة والنظيفة والموثوقة.
يساعد فريق Axenics Welding Team في ميدلتون، ماساتشوستس، وهو أحد مصنعي المكونات التعاقدية، العديد من عملائه في الحصول على اللحام المداري في حالة وجود العنصر المناسب للمهمة.
يقول توم هامر، عامل اللحام المؤهل في شركة Axenics: "حيثما كان ذلك ممكنًا، أردنا التخلص من العامل البشري في اللحام، حيث أن عمال اللحام المداريين عادةً ما ينتجون لحامات ذات جودة أفضل".
على الرغم من أن أقدم عملية لحام تم إجراؤها منذ 2000 عام، إلا أن اللحام الحديث يعد عملية متقدمة للغاية وهي جزء لا يتجزأ من التقنيات والعمليات الحديثة الأخرى. على سبيل المثال، يمكن استخدام اللحام المداري لإنشاء أنظمة الأنابيب عالية النقاء المستخدمة لإنتاج رقائق أشباه الموصلات، والتي تستخدم في جميع الأجهزة الإلكترونية تقريبًا اليوم.
أحد عملاء Axenics هو جزء من سلسلة التوريد هذه. كانت الشركة تبحث عن شركة تصنيع متعاقدة للمساعدة في توسيع قدرتها التصنيعية، وتحديدًا لإنشاء وتركيب قنوات نظيفة من الفولاذ المقاوم للصدأ تسمح للغازات بالتدفق خلال عملية تصنيع الألواح.
في حين أن آلات اللحام المدارية والأقراص الدوارة ذات مشبك الشعلة متاحة لمعظم أعمال الأنابيب في Axenics، إلا أنها لا تمنع اللحام اليدوي من وقت لآخر.
قام هامر وفريق اللحام بمراجعة متطلبات العميل وطرحوا الأسئلة المتعلقة بالتكلفة والوقت:
تستخدم Hammer آلات اللحام المدارية المغلقة Swagelok M200 وArc Machines Model 207A. يمكنهم حمل الأنابيب من 1/16 بوصة إلى 4 بوصة.
وقال: "تسمح لنا الرؤوس الصغيرة بالوصول إلى الأماكن التي يصعب الوصول إليها". "أحد قيود اللحام المداري هو ما إذا كان لدينا الرأس المناسب لمفصل معين أم لا. لكن اليوم، يمكنك أيضًا لف السلسلة حول الأنبوب الذي تقوم بلحامه. يستطيع عمال اللحام السير على السلسلة وليس هناك حد أقصى لحجم اللحامات التي يمكنك القيام بها. لقد رأيت عدة آلات تلحم أنابيب مقاس 20 بوصة. إن ما يمكن أن تفعله هذه الآلات اليوم أمر مثير للإعجاب.
بالنظر إلى متطلبات النظافة، وعدد اللحامات المطلوبة وسمك الجدار المنخفض، يعد اللحام المداري خيارًا معقولًا لهذا النوع من المشاريع. عند العمل مع أنابيب التحكم في تدفق الهواء، غالبًا ما تقوم المطرقة بلحام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.
"ثم تصبح الأمور ضعيفة للغاية. نحن نتحدث عن لحام المعدن الرقيق. مع اللحام اليدوي، يمكن أن يؤدي أدنى تعديل إلى كسر اللحام. لهذا السبب نفضل استخدام رؤوس اللحام المدارية، حيث يمكننا الحفر عبر كل قسم من أنبوب اللحام وجعله مثاليًا، قبل أن نضع الجزء فيه. نقوم بتقليل الطاقة إلى مقدار معين حتى نعرف متى نضع الجزء. سيكون مثاليا. يدويًا، يتم التغيير عن طريق العين، وإذا قمنا بالدواسة كثيرًا، فيمكن أن يمر عبر المادة مباشرة.
تتكون المهمة من مئات اللحامات التي يجب أن تكون متطابقة. آلة اللحام المدارية المستخدمة لهذه المهمة تكمل اللحام في ثلاث دقائق؛ عندما تعمل المطرقة بأقصى سرعة، يمكنها لحام نفس أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ يدويًا في حوالي دقيقة.
"ومع ذلك، السيارة لا تبطئ. قال هامر: "تقوم بتشغيله بأقصى سرعة أول شيء في الصباح، وبحلول نهاية اليوم يظل يعمل بأقصى سرعة". "أقوم بتشغيله أولاً بأقصى سرعة في الصباح، لكن في النهاية، لا يحدث ذلك."
يعد منع الملوثات من دخول أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ أمرًا بالغ الأهمية، ولهذا السبب يتم إجراء اللحام عالي النقاء في صناعة أشباه الموصلات غالبًا في غرفة نظيفة وبيئة خاضعة للرقابة تمنع الملوثات من دخول منطقة اللحام.
يستخدم هامر نفس التنغستن الذي تم شحذه مسبقًا في مصابيحه الكهربائية مثل المركبة المدارية. في حين أن الأرجون النقي يوفر تطهيرًا خارجيًا وداخليًا للحام اليدوي والمداري، فإن اللحام المداري يستفيد أيضًا من إجرائه في مكان محدود. عندما يتم إطلاق التنغستن، يمتلئ الغلاف بالغاز ويحمي اللحام من الأكسدة. عند استخدام الشعلة اليدوية، يتم إمداد الغاز إلى جانب واحد فقط من الأنبوب المراد لحامه.
تكون اللحامات المدارية أكثر نظافة بشكل عام لأن الغاز يغطي الأنبوب لفترة أطول. بمجرد بدء اللحام، يوفر الأرجون الحماية حتى يقتنع عامل اللحام بأن اللحام بارد بدرجة كافية.
تعمل شركة Axenics مع عدد من عملاء الطاقة البديلة الذين يقومون بتصنيع خلايا الوقود الهيدروجيني لمجموعة متنوعة من المركبات. على سبيل المثال، تستخدم بعض الرافعات الشوكية الداخلية خلايا وقود الهيدروجين لمنع المنتجات الثانوية الكيميائية من تدمير الإمدادات الغذائية. المنتج الثانوي الوحيد لخلية وقود الهيدروجين هو الماء.
كان لدى أحد العملاء نفس المتطلبات التي تفرضها الشركة المصنعة لأشباه الموصلات، مثل نظافة اللحام وتجانسه. يريد استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 321 في لحام الجدران الرقيقة. ومع ذلك، تضمن العمل بناء نموذج أولي لمشعب يحتوي على مجموعات صمامات متعددة، كل منها يبرز في اتجاه مختلف، مما يترك مساحة صغيرة للحام.
وتبلغ تكلفة ماكينة اللحام المدارية المناسبة لهذه المهمة حوالي 2000 دولار، وسيتم استخدامها لصنع عدد صغير من الأجزاء، بتكلفة تقديرية تبلغ 250 دولارًا. هذا ليس له معنى من الناحية المالية. ومع ذلك، لدى Hammer حل يجمع بين اللحام اليدوي والمداري.
يقول هامر: "في هذه الحالة، سأستخدم القرص الدوار". "إنه في الواقع نفس اللحام المداري، لكنك تقوم بتدوير الأنبوب، وليس قطب التنغستن حول الأنبوب. أستخدم شعلة يدي، لكن يمكنني تثبيتها في ملزمة في الموضع الصحيح لإبقاء يدي... حرتين، حتى لا تتمكن الأيدي البشرية من إتلاف اللحام بسبب الاهتزاز أو الاهتزاز. هذا يلغي معظم عامل الخطأ البشري. إنه ليس مثاليًا، مثل اللحام المداري لأنه ليس في الداخل، ولكن يمكن إجراء هذا النوع من اللحام في بيئة غرفة نظيفة لإزالة الملوثات.
بينما تضمن تكنولوجيا اللحام المداري النظافة والتكرار، يعلم هامر وزملاؤه من عمال اللحام أن سلامة اللحام أمر بالغ الأهمية لمنع التوقف عن العمل بسبب عيوب اللحام. تستخدم الشركة الاختبارات غير المدمرة (ND) وأحيانًا الاختبارات المدمرة لجميع اللحامات المدارية.
يقول هامر: "يتم التحقق بصريًا من كل عملية لحام نقوم بها". "بعد ذلك، يتم فحص اللحامات باستخدام مطياف الهيليوم. اعتمادا على المواصفات أو متطلبات العملاء، يتم فحص بعض اللحامات عن طريق التصوير الشعاعي. من الممكن أيضًا إجراء اختبارات مدمرة."
قد يشمل الاختبار المدمر اختبارات قوة الشد لتحديد قوة الشد النهائية للحام. لقياس الحد الأقصى للضغط الذي يمكن أن يتحمله اللحام على مادة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L قبل الفشل، يقوم الاختبار بتمديد وتمديد المعدن إلى نقطة الانهيار.
تتعرض اللحامات المستهلكة للطاقة البديلة أحيانًا لاختبارات غير مدمرة بالموجات فوق الصوتية على اللحامات لمكونات خلايا وقود الهيدروجين ذات المبادل الحراري الثلاثي المستخدمة في آلات ومركبات الطاقة البديلة.
"هذا اختبار حاسم لأن معظم المكونات التي نشحنها تحتوي على غازات قد تكون خطرة. يقول هامر: "من المهم جدًا بالنسبة لنا ولعملائنا أن يكون الفولاذ المقاوم للصدأ خاليًا من العيوب ولا يتسرب".
مجلة الأنابيب والأنابيب عام 1990 أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لصناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990. أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لصناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990. واليوم، يظل المنشور الصناعي الوحيد في أمريكا الشمالية وأصبح مصدر المعلومات الأكثر ثقة لمحترفي الأنابيب.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى الإصدار الرقمي من FABRICATOR، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
أصبح الآن الوصول إلى النسخة الرقمية من The Tube & Pipe Journal متاحًا بشكل كامل، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
احصل على وصول رقمي كامل إلى STAMPING Journal، الذي يضم أحدث التقنيات وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع الوصول الرقمي الكامل إلى The Fabricator en Español، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.