Optimització i economia de la soldadura orbital en la construcció de canonades

Tot i que la tecnologia de soldadura orbital no és nova, continua evolucionant, fent-se més potent i versàtil, especialment per a la soldadura de canonades. Una entrevista amb Tom Hammer, un soldador experimentat d'Axenics a Middleton, Massachusetts, revela les moltes maneres en què aquesta tècnica es pot utilitzar per resoldre problemes complexos de soldadura. Imatge cortesia d'Axenics
La soldadura orbital ha existit des de fa uns 60 anys, afegint automatització al procés GMAW. És un mètode fiable i pràctic per fer múltiples soldadures, tot i que alguns fabricants i OEM encara no han explotat les capacitats dels soldadors orbitals, basant-se en la soldadura manual o altres estratègies d'unió de canonades metàl·liques.
Els principis de la soldadura orbital han existit des de fa dècades, però les capacitats dels nous soldadors orbitals els converteixen en una eina més potent a la caixa d'eines d'un soldador, ja que molts d'ells ara tenen funcions "intel·ligents" que faciliten la programació i el maneig abans de la soldadura real. . ● Comenceu amb ajustos ràpids i precisos per garantir soldadures consistents, netes i fiables.
L'equip de soldadura d'Axenics a Middleton, Massachusetts, un fabricant de components per contracte, ajuda molts dels seus clients a soldar-se orbitalment si existeix l'element adequat per a la feina.
"Sempre que fos possible, volíem eliminar el factor humà de la soldadura, ja que els soldadors orbitals solen produir soldadures de millor qualitat", diu Tom Hammer, soldador qualificat d'Axenics.
Tot i que la soldadura més antiga es va realitzar fa 2000 anys, la soldadura moderna és un procés extremadament avançat que forma part integral d'altres tecnologies i processos moderns. Per exemple, la soldadura orbital es pot utilitzar per crear els sistemes de canonades d'alta puresa utilitzats per produir hòsties de semiconductors, que s'utilitzen en pràcticament tota l'electrònica actual.
Un dels clients d'Axenics forma part d'aquesta cadena de subministrament. L'empresa buscava un fabricant contractat per ajudar a ampliar la seva capacitat de fabricació, concretament per crear i instal·lar canals nets d'acer inoxidable que permeten que els gasos flueixin a través del procés de fabricació de plaques.
Tot i que els soldadors orbitals i els plats giratoris de pinça de la torxa estan disponibles per a la majoria de treballs de canonades a Axenics, no impedeixen la soldadura manual de tant en tant.
Hammer i l'equip de soldadura van revisar els requisits del client i van fer preguntes sobre costos i temps:
Hammer utilitza soldadores orbitals tancades rotatives Swagelok M200 i Arc Machines Model 207A. Poden contenir tubs d'1/16 "a 4".
"Els microheads ens permeten entrar en llocs molt difícils d'arribar", va dir. "Una de les limitacions de la soldadura orbital és si tenim o no el cap adequat per a una articulació determinada. Però avui també podeu embolicar la cadena al voltant de la canonada que esteu soldant. Els soldadors poden caminar per la cadena i pràcticament no hi ha límit a la mida de les soldadures que podeu fer. He vist diverses màquines soldar canonades de 20 polzades. El que aquestes màquines poden fer avui és impressionant".
Tenint en compte els requisits de neteja, el nombre de soldadures necessàries i el baix gruix de la paret, la soldadura orbital és una opció raonable per a aquest tipus de projectes. Quan es treballa amb canonades de control de flux d'aire, Hammer sovint solda acer inoxidable 316L.
"Llavors les coses es posen molt primes. Estem parlant de soldar metalls prims. Amb la soldadura manual, el més petit ajust pot provocar que la soldadura es trenqui. És per això que preferim utilitzar capçals de soldadura orbital, on podem perforar cada secció del tub de soldadura i fer-lo perfecte, abans de posar la peça. Reduïm la potència a una certa quantitat per saber quan posem la peça. serà perfecte. Manualment, el canvi es fa a ull, i si pedalem massa, pot passar directament pel material”.
El treball consta de centenars de soldadures que han de ser idèntiques. El soldador orbital utilitzat per a aquest treball completa la soldadura en tres minuts; quan el martell funciona a la màxima velocitat, pot soldar manualment el mateix tub d'acer inoxidable en un minut aproximadament.
"No obstant això, el cotxe no disminueix la velocitat. L'executeu a velocitat màxima a primera hora del matí i al final del dia encara funciona a la màxima velocitat ", va dir Hammer. "Primer el faig a la màxima velocitat al matí, però al final no ho fa".
Evitar que els contaminants entrin en tubs d'acer inoxidable és fonamental, per això la soldadura d'alta puresa a la indústria dels semiconductors es fa sovint en una sala neta, un entorn controlat que evita que els contaminants entrin a la zona de soldadura.
Hammer utilitza el mateix tungstè pre-esmolat a les seves llanternes que l'Orbiter. Mentre que l'argó pur proporciona una purga externa i interna per a la soldadura manual i orbital, la soldadura orbital també es beneficia de realitzar-se en un espai reduït. Quan s'allibera el tungstè, la funda s'omple de gas i protegeix la soldadura de l'oxidació. Quan s'utilitza una torxa manual, el gas només es subministra a un costat de la canonada a soldar.
Les soldadures orbitals són generalment més netes perquè el gas cobreix la canonada més temps. Un cop començada la soldadura, l'argó proporciona protecció fins que el soldador està satisfet que la soldadura està prou freda.
Axenics treballa amb una sèrie de clients d'energia alternativa que fabriquen piles de combustible d'hidrogen per a una varietat de vehicles. Per exemple, alguns carretons elevadors d'interior utilitzen piles de combustible d'hidrogen per evitar que els subproductes químics destrueixin els subministraments d'aliments. L'únic subproducte d'una pila de combustible d'hidrogen és l'aigua.
Un dels clients tenia els mateixos requisits que un fabricant de semiconductors, com ara la neteja i la uniformitat de la soldadura. Vol utilitzar acer inoxidable 321 per a la soldadura de parets primes. Tanmateix, el treball va implicar construir un prototip de col·lector amb múltiples bancs de vàlvules, cadascun sobresortint en una direcció diferent, deixant poc espai per a la soldadura.
Un soldador orbital adequat per a aquesta feina costarà uns 2.000 dòlars i s'utilitzarà per fer un petit nombre de peces, amb un cost estimat de 250 dòlars. No té sentit financer. No obstant això, Hammer té una solució que combina la soldadura manual i orbital.
"En aquest cas, faria servir un tocadiscos", diu Hammer. "En realitat és el mateix que la soldadura orbital, però feu girar el tub, no l'elèctrode de tungstè al voltant del tub. Utilitzo la meva torxa de mà, però puc subjectar-la en un torn en la posició correcta per mantenir les meves mans... lliures, de manera que les mans humanes no puguin danyar la soldadura a causa de sacsejades o sacsejades. Això elimina la major part del factor d'error humà. No és tan ideal, com la soldadura orbital perquè no és a l'interior, però aquest tipus de soldadura es pot fer en un entorn de sala neta per eliminar contaminants".
Tot i que la tecnologia de soldadura orbital garanteix la neteja i la repetibilitat, Hammer i els seus companys de soldadura saben que la integritat de la soldadura és fonamental per evitar temps d'inactivitat a causa de defectes de soldadura. L'empresa utilitza proves no destructives (ND) i de vegades proves destructives per a totes les soldadures orbitals.
"Cada soldadura que fem es verifica visualment", diu Hammer. "Després d'això, les soldadures es comproven amb un espectròmetre d'heli. En funció de l'especificació o dels requisits del client, algunes soldadures es revisen mitjançant radiografia. Les proves destructives també són possibles".
Les proves destructives poden incloure proves de resistència a la tracció per determinar la resistència a la tracció final de la soldadura. Per mesurar la tensió màxima que pot suportar una soldadura d'un material com l'acer inoxidable 316L abans de la fallada, la prova estira i estira el metall fins al punt de ruptura.
De vegades, les soldadures de consum d'energia alternativa se sotmeten a proves ultrasòniques no destructives sobre les soldadures de components de piles de combustible d'hidrogen d'intercanviador de calor triple utilitzats en màquines i vehicles d'energia alternativa.
"Aquesta és una prova crítica perquè la majoria dels components que enviem contenen gasos potencialment perillosos. És molt important per a nosaltres i els nostres clients que l'acer inoxidable sigui impecable i no tingui fuites", diu Hammer.
Tube & Pipe Journal el 1990 Tube & Pipe Journal es va convertir en la primera revista dedicada a la indústria de les canonades metàl·liques l'any 1990. Tube & Pipe Journal es va convertir en la primera revista dedicada a la indústria de les canonades metàl·liques l'any 1990. Avui dia, segueix sent l'única publicació del sector a Amèrica del Nord i s'ha convertit en la font d'informació més fiable per als professionals de les canonades.
Ara amb accés complet a l'edició digital de The FABRICATOR, accés fàcil a recursos valuosos de la indústria.
L'edició digital de The Tube & Pipe Journal és ara totalment accessible i ofereix un fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Aconsegueix accés digital complet a STAMPING Journal, que inclou les últimes tecnologies, les millors pràctiques i les notícies del sector per al mercat de l'estampació de metalls.
Ara, amb accés digital complet a The Fabricator en Español, teniu fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.