بهینه سازی و صرفه جویی در جوشکاری مداری در ساخت خطوط لوله

اگرچه فناوری جوش مداری جدید نیست، اما همچنان به تکامل خود ادامه می دهد و قدرتمندتر و همه کاره تر می شود، به ویژه برای جوشکاری لوله. مصاحبه با تام هامر، جوشکار باتجربه در Axenics در میدلتون، ماساچوست، راه های زیادی را نشان می دهد که از این تکنیک می توان برای حل مشکلات پیچیده جوشکاری استفاده کرد. تصویر از Axenics
جوشکاری مداری حدود 60 سال است که وجود داشته و اتوماسیون را به فرآیند GMAW اضافه کرده است. این یک روش قابل اعتماد و عملی برای ساخت جوش های متعدد است، اگرچه برخی از OEM ها و تولیدکنندگان هنوز از قابلیت های جوشکار مداری با تکیه بر جوشکاری دستی یا دیگر استراتژی های اتصال لوله های فلزی استفاده نکرده اند.
اصول جوشکاری مداری ده‌ها سال است که وجود داشته است، اما قابلیت‌های جوشکارهای مداری جدید آنها را به ابزار قدرتمندتری در جعبه ابزار جوشکار تبدیل می‌کند، زیرا بسیاری از آنها اکنون دارای ویژگی‌های "هوشمند" هستند که برنامه‌نویسی و کارکرد را قبل از جوشکاری واقعی آسان‌تر می‌کند. . ● با تنظیمات سریع و دقیق شروع کنید تا از جوش های ثابت، تمیز و قابل اطمینان اطمینان حاصل کنید.
تیم جوشکاری Axenics در میدلتون، ماساچوست، سازنده قطعات قراردادی، به بسیاری از مشتریان خود کمک می کند تا در صورت وجود آیتم مناسب برای کار، جوش مداری را انجام دهند.
تام هامر، جوشکار واجد شرایط در Axenics می‌گوید: «هرجا که ممکن بود، ما می‌خواستیم عامل انسانی در جوشکاری را حذف کنیم، زیرا جوشکاران مداری معمولاً جوش‌های با کیفیت‌تری تولید می‌کنند.
اگرچه اولین جوشکاری 2000 سال پیش انجام شد، اما جوشکاری مدرن یک فرآیند فوق العاده پیشرفته است که بخشی جدایی ناپذیر از سایر فناوری ها و فرآیندهای مدرن است. به عنوان مثال، جوش مداری را می توان برای ایجاد سیستم های لوله کشی با خلوص بالا که برای تولید ویفرهای نیمه هادی استفاده می شود، استفاده کرد، که امروزه تقریباً در تمام الکترونیک استفاده می شود.
یکی از مشتریان Axenics بخشی از این زنجیره تامین است. این شرکت به دنبال یک سازنده قراردادی برای کمک به توسعه ظرفیت تولید خود بود، به ویژه برای ایجاد و نصب کانال‌های فولادی ضد زنگ تمیز که اجازه می‌دهد گازها در فرآیند تولید صفحه جریان داشته باشند.
در حالی که جوشکارهای مداری و میزهای گردان گیره مشعل برای اکثر لوله کشی ها در Axenics موجود است، آنها مانع از جوشکاری دستی گهگاهی نمی شوند.
هامر و تیم جوشکاری نیازهای مشتری را بررسی کردند و سوالات هزینه و زمان را پرسیدند:
هامر از جوشکارهای مداری محصور چرخشی Swagelok M200 و Arc Machines مدل 207A استفاده می کند. آنها می توانند لوله هایی از 1/16 اینچ تا 4 اینچ را نگه دارند.
او گفت: «میکروهدها به ما اجازه می‌دهند به مکان‌های بسیار سخت دسترسی پیدا کنیم. یکی از محدودیت‌های جوشکاری مداری این است که آیا سر مناسب برای یک اتصال خاص داریم یا نه. اما امروزه می توانید زنجیر را دور لوله ای که جوش می دهید نیز بپیچید. جوشکارها می توانند زنجیره راه بروند و عملاً هیچ محدودیتی برای اندازه جوش وجود ندارد که شما می توانید آن را انجام دهید. من چندین دستگاه را دیده ام که لوله های 20 اینچی را جوش می دهند. کاری که این ماشین‌ها امروز می‌توانند انجام دهند، چشمگیر است.»
با توجه به نیازهای تمیزی، تعداد جوش های مورد نیاز و ضخامت کم دیواره، جوش مداری انتخاب مناسبی برای این نوع پروژه است. هنگام کار با لوله های کنترل جریان هوا، همر اغلب فولاد ضد زنگ 316L را جوش می دهد.
سپس همه چیز بسیار نازک می شود. ما در مورد جوشکاری فلز نازک صحبت می کنیم. با جوش دستی، کوچکترین تنظیمی می تواند باعث شکستن جوش شود. به همین دلیل است که ما ترجیح می‌دهیم از سرهای جوش مداری استفاده کنیم، جایی که می‌توانیم هر بخش از لوله جوش را سوراخ کرده و آن را کامل کنیم، قبل از اینکه قطعه را داخل آن قرار دهیم. آن کامل خواهد بود. به صورت دستی، تغییر با چشم انجام می شود و اگر بیش از حد رکاب بزنیم، می تواند درست از طریق مواد عبور کند.
این کار از صدها جوش تشکیل شده است که باید یکسان باشند. جوشکار مداری مورد استفاده برای این کار جوش را در سه دقیقه تکمیل می کند. هنگامی که چکش با حداکثر سرعت کار می کند، می تواند همان لوله فولادی ضد زنگ را در حدود یک دقیقه به صورت دستی جوش دهد.
با این حال، ماشین سرعتش کم نمی شود. شما آن را با حداکثر سرعت اول صبح اجرا می کنید و تا پایان روز همچنان با حداکثر سرعت در حال اجرا است. من ابتدا آن را صبح با حداکثر سرعت اجرا می کنم، اما در نهایت این کار را نمی کند.
جلوگیری از ورود آلاینده ها به لوله های فولادی ضد زنگ بسیار مهم است، به همین دلیل است که لحیم کاری با خلوص بالا در صنعت نیمه هادی اغلب در یک اتاق تمیز و محیط کنترل شده انجام می شود که از ورود آلاینده ها به ناحیه لحیم کاری جلوگیری می کند.
هامر در چراغ قوه های خود از همان تنگستن از پیش تیز شده مانند Orbiter استفاده می کند. در حالی که آرگون خالص پاکسازی خارجی و داخلی را برای جوشکاری دستی و مداری فراهم می کند، جوش مداری نیز از انجام در یک فضای محدود سود می برد. هنگامی که تنگستن آزاد می شود، غلاف با گاز پر می شود و از جوش در برابر اکسیداسیون محافظت می کند. هنگام استفاده از مشعل دستی، گاز فقط به یک طرف لوله جوش داده می شود.
جوش های مداری معمولا تمیزتر هستند زیرا گاز لوله را طولانی تر می پوشاند. هنگامی که جوشکاری شروع شد، آرگون محافظت می کند تا زمانی که جوشکار مطمئن شود که جوش به اندازه کافی سرد است.
Axenics با تعدادی از مشتریان انرژی جایگزین کار می کند که سلول های سوختی هیدروژنی را برای وسایل نقلیه مختلف تولید می کنند. به عنوان مثال، برخی از لیفتراک های داخلی از سلول های سوختی هیدروژنی برای جلوگیری از تخریب مواد غذایی توسط محصولات جانبی شیمیایی استفاده می کنند. تنها محصول جانبی پیل سوختی هیدروژنی آب است.
یکی از مشتریان همان الزامات تولید کننده نیمه هادی مانند تمیزی و یکنواختی جوش را داشت. او می خواهد از فولاد ضد زنگ 321 برای جوشکاری دیوار نازک استفاده کند. با این حال، کار شامل ساخت یک منیفولد نمونه با چندین بانک سوپاپ بود که هر کدام در جهت متفاوتی بیرون زده بودند و فضای کمی برای جوشکاری باقی می ماند.
یک جوشکار مداری مناسب برای این کار حدود 2000 دلار قیمت دارد و برای ساخت تعداد کمی قطعات با هزینه تخمینی 250 دلار استفاده می شود. معنای مالی ندارد. با این حال، هامر راه حلی دارد که جوشکاری دستی و مداری را ترکیب می کند.
هامر می گوید: «در این مورد، من از یک صفحه گردان استفاده می کنم. این در واقع مشابه جوشکاری مداری است، اما شما لوله را می‌چرخانید، نه الکترود تنگستن را در اطراف لوله. من از مشعل دستی خود استفاده می‌کنم، اما می‌توانم آن را در یک گیره در موقعیت مناسب ببندم تا دست‌هایم را آزاد نگه دارم، بنابراین دست‌های انسان نمی‌توانند در اثر لرزش یا لرزش به جوش آسیب بزنند. این بیشتر عامل خطای انسانی را از بین می برد. مانند جوشکاری مداری ایده آل نیست زیرا در داخل خانه نیست، اما این نوع جوشکاری را می توان در محیط تمیز اتاق انجام داد تا آلاینده ها را از بین ببرد.
در حالی که فناوری جوش مداری تمیزی و تکرارپذیری را تضمین می‌کند، هامر و همکارانش می‌دانند که یکپارچگی جوش برای جلوگیری از خرابی ناشی از نقص‌های جوشکاری بسیار مهم است. این شرکت از آزمایش های غیر مخرب (ND) و گاهی اوقات آزمایش های مخرب برای تمام جوش های مداری استفاده می کند.
هامر می‌گوید: «هر جوشکاری که می‌زنیم از نظر بصری تأیید می‌شود. پس از آن، جوش ها با یک طیف سنج هلیوم بررسی می شوند. بسته به مشخصات یا نیاز مشتری، برخی از جوش ها توسط رادیوگرافی بررسی می شوند. آزمایش مخرب نیز امکان پذیر است.»
آزمایش مخرب ممکن است شامل تست های مقاومت کششی برای تعیین مقاومت کششی نهایی جوش باشد. برای اندازه‌گیری حداکثر تنشی که یک جوش روی ماده‌ای مانند فولاد ضد زنگ 316L می‌تواند قبل از شکست تحمل کند، این آزمایش فلز را تا نقطه شکست کشش و کشش می‌دهد.
جوش‌های مصرف‌کننده انرژی جایگزین گاهی اوقات تحت آزمایش‌های غیرمخرب اولتراسونیک بر روی جوش اجزای سلول سوختی هیدروژنی مبدل حرارتی سه‌گانه مورد استفاده در ماشین‌ها و وسایل نقلیه انرژی جایگزین قرار می‌گیرند.
این یک آزمایش حیاتی است زیرا اکثر قطعاتی که ما ارسال می کنیم حاوی گازهای بالقوه خطرناک هستند. برای ما و مشتریانمان بسیار مهم است که فولاد ضد زنگ بی عیب و نقص باشد و نشتی نداشته باشد.
مجله لوله و لوله در سال 1990 ژورنال Tube & Pipe به اولین مجله اختصاص داده شده به صنعت لوله های فلزی در سال 1990 تبدیل شد. ژورنال Tube & Pipe به اولین مجله اختصاص داده شده به صنعت لوله های فلزی در سال 1990 تبدیل شد. امروزه، این تنها نشریه صنعتی در آمریکای شمالی است و به معتبرترین منبع اطلاعات برای متخصصان لوله تبدیل شده است.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتال The Tube & Pipe Journal اکنون کاملاً در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
دسترسی دیجیتالی کامل به مجله STAMPING دریافت کنید که دارای آخرین فناوری، بهترین شیوه ها و اخبار صنعت برای بازار مهر زنی فلز است.
اکنون با دسترسی کامل دیجیتال به The Fabricator en Español، دسترسی آسانی به منابع ارزشمند صنعت دارید.