Optimering og økonomisering af orbitalsvejsning i rørledningskonstruktion

Selvom orbitalsvejseteknologi ikke er ny, fortsætter den med at udvikle sig og bliver mere kraftfuld og alsidig, især til rørsvejsning. Et interview med Tom Hammer, en erfaren svejser hos Axenics i Middleton, Massachusetts, afslører de mange måder, hvorpå denne teknik kan bruges til at løse komplekse svejseproblemer. Billede udlånt af Axenics
Orbitalsvejsning har eksisteret i omkring 60 år, hvilket tilføjer automatisering til GMAW-processen. Det er en pålidelig og praktisk metode til fremstilling af flere svejsninger, selvom nogle OEM'er og producenter endnu ikke har udnyttet evnerne hos orbitalsvejsere, idet de er afhængige af håndsvejsning eller andre strategier til sammenføjning af metalrør.
Principperne for orbitalsvejsning har eksisteret i årtier, men de nye orbitalsvejseres muligheder gør dem til et mere kraftfuldt værktøj i en svejsers værktøjskasse, da mange af dem nu har "smarte" funktioner, der gør programmering og håndtering nemmere før selve svejsningen . ● Start med hurtige og præcise indstillinger for at sikre ensartede, rene og pålidelige svejsninger.
Axenics Welding Team i Middleton, Massachusetts, en kontraktkomponentproducent, hjælper mange af sine kunder med at blive orbitalsvejset, hvis det rigtige emne til jobbet findes.
"Hvor det var muligt, ønskede vi at eliminere den menneskelige faktor ved svejsning, da orbitalsvejsere normalt producerer svejsninger af bedre kvalitet," siger Tom Hammer, kvalificeret svejser hos Axenics.
Selvom den tidligste svejsning blev udført for 2000 år siden, er moderne svejsning en ekstremt avanceret proces, der er en integreret del af andre moderne teknologier og processer. For eksempel kan orbitalsvejsning bruges til at skabe de højrente rørsystemer, der bruges til at fremstille halvlederskiver, som bruges i stort set al elektronik i dag.
En af Axenics' kunder er en del af denne forsyningskæde. Virksomheden ledte efter en kontraktproducent til at hjælpe med at udvide sin produktionskapacitet, specifikt til at skabe og installere rene rustfri stålkanaler, der tillader gasser at strømme gennem pladefremstillingsprocessen.
Mens orbitalsvejsere og brænderklemmepladespillere er tilgængelige til det meste rørarbejde hos Axenics, udelukker de ikke håndsvejsning fra tid til anden.
Hammer og svejseteamet gennemgik kundens krav og stillede spørgsmål om omkostninger og tid:
Hammer bruger Swagelok M200 og Arc Machines Model 207A roterende lukkede orbitalsvejsere. De kan holde rør fra 1/16″ til 4″.
"Microheads giver os mulighed for at komme ind på meget svært tilgængelige steder," sagde han. "En af begrænsningerne ved orbitalsvejsning er, om vi har det rigtige hoved til en bestemt samling. Men i dag kan du også vikle kæden om det rør, du svejser. Svejsere kan gå kæden, og der er stort set ingen grænse for størrelsen af ​​de svejsninger, du kan gøre det. Jeg har set flere maskiner svejse 20" rør. Det, disse maskiner kan i dag, er imponerende."
I betragtning af renhedskravene, antallet af krævede svejsninger og den lave vægtykkelse er orbitalsvejsning et rimeligt valg til denne type projekt. Når der arbejdes med luftstrømskontrolrør, svejser Hammer ofte 316L rustfrit stål.
»Så bliver tingene meget tynde. Vi taler om svejsning af tyndt metal. Ved manuel svejsning kan den mindste justering få svejsningen til at bryde. Derfor foretrækker vi at bruge orbitale svejsehoveder, hvor vi kan bore gennem hver sektion af svejserøret og gøre det perfekt, før vi sætter delen i. Vi reducerer effekten til en vis mængde, så vi ved hvornår vi sætter delen i. det vil være perfekt. Manuelt sker ændringen med øjet, og hvis vi pedaler for meget, kan det gå lige igennem materialet.”
Jobbet består af hundredvis af svejsninger, der skal være identiske. Orbitalsvejseren, der bruges til dette job, fuldfører svejsningen på tre minutter; når Hammeren kører med maksimal hastighed, kan den manuelt svejse det samme rustfri stålrør på cirka et minut.
»Bilen sænker dog ikke farten. Du kører den med topfart først om morgenen, og sidst på dagen kører den stadig med topfart,” sagde Hammer. "Jeg kører den først med maksimal hastighed om morgenen, men i sidste ende gør den det ikke."
At forhindre forurenende stoffer i at trænge ind i rustfri stålrør er kritisk, hvorfor højrenhedslodning i halvlederindustrien ofte udføres i et rent rum, kontrolleret miljø, der forhindrer forurenende stoffer i at trænge ind i loddeområdet.
Hammer bruger den samme forslebne wolfram i sine lommelygter som Orbiteren. Mens ren argon giver ekstern og intern udrensning til manuel og orbitalsvejsning, har orbitalsvejsning også fordel af at blive udført i et begrænset rum. Når wolframen frigives, fyldes kappen med gas og beskytter svejsningen mod oxidation. Ved brug af en manuel brænder tilføres der kun gas til den ene side af røret, der skal svejses.
Orbitalsvejsninger er generelt renere, fordi gassen dækker røret længere. Når svejsningen er begyndt, giver argon beskyttelse, indtil svejseren er tilfreds med, at svejsningen er kold nok.
Axenics arbejder med en række alternative energikunder, der fremstiller brintbrændselsceller til en række forskellige køretøjer. For eksempel bruger nogle indendørs gaffeltrucks brintbrændselsceller for at forhindre kemiske biprodukter i at ødelægge fødevareforsyningerne. Det eneste biprodukt af en brintbrændselscelle er vand.
En af kunderne havde de samme krav som en halvlederproducent, såsom svejserenhed og ensartethed. Han vil bruge 321 rustfrit stål til tyndvægssvejsning. Arbejdet involverede imidlertid at bygge en prototypemanifold med flere ventilbanker, der hver ragede ud i en anden retning, hvilket efterlod lidt plads til svejsning.
En orbitalsvejser, der er egnet til dette job, vil koste omkring $2.000 og vil blive brugt til at lave et lille antal dele, med en anslået pris på $250. Det giver ikke økonomisk mening. Hammer har dog en løsning, der kombinerer manuel og orbitalsvejsning.
"I dette tilfælde ville jeg bruge en pladespiller," siger Hammer. ”Det er faktisk det samme som orbitalsvejsning, men man roterer røret, ikke wolframelektroden rundt om røret. Jeg bruger min håndbrænder, men jeg kan klemme den i en skruestik i den rigtige position for at holde mine hænder fri, så menneskehænder ikke kan beskadige svejsningen på grund af rystelser eller rystelser. Dette eliminerer det meste af den menneskelige fejlfaktor. Det er ikke så ideelt som orbitalsvejsning, fordi det ikke er indendørs, men denne type svejsning kan udføres i et rent rum for at eliminere forurenende stoffer."
Mens orbitalsvejseteknologi sikrer renhed og repeterbarhed, ved Hammer og hans kolleger, at svejseintegritet er afgørende for at forhindre nedetid på grund af svejsefejl. Virksomheden bruger ikke-destruktiv test (ND) og nogle gange destruktiv test til alle orbitale svejsninger.
"Hver svejsning, vi laver, er visuelt verificeret," siger Hammer. ”Derefter kontrolleres svejsningerne med et heliumspektrometer. Afhængigt af specifikationen eller kundens krav kontrolleres nogle svejsninger ved radiografi. Destruktiv testning er også mulig."
Destruktiv prøvning kan omfatte trækstyrketest for at bestemme svejsningens ultimative trækstyrke. For at måle den maksimale belastning, som en svejsning på et materiale som 316L rustfrit stål kan modstå før fejl, strækker testen og strækker metallet til bristepunktet.
Alternativ energiforbrugersvejsning udsættes nogle gange for ikke-destruktiv ultralydstest på svejsningerne af tredobbelte varmevekslerbrintbrændselscellekomponenter, der anvendes i alternative energimaskiner og -køretøjer.
"Dette er en kritisk test, fordi de fleste af de komponenter, vi sender, indeholder potentielt farlige gasser. Det er meget vigtigt for os og vores kunder, at det rustfrie stål er fejlfrit og ikke lækker,” siger Hammer.
Tube & Pipe Journal i 1990 Tube & Pipe Journal blev det første magasin dedikeret til metalrørindustrien i 1990. Tube & Pipe Journal blev det første magasin dedikeret til metalrørindustrien i 1990. I dag er det fortsat den eneste branchepublikation i Nordamerika og er blevet den mest pålidelige informationskilde for rørfagfolk.
Nu med fuld adgang til FABRICATOR digitale udgave, nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Få fuld digital adgang til STAMPING Journal, der byder på den nyeste teknologi, bedste praksis og industrinyheder til metalstemplingsmarkedet.
Nu med fuld digital adgang til The Fabricator en Español, har du nem adgang til værdifulde industriressourcer.