Pengoptimuman dan penjimatan kimpalan orbit dalam pembinaan saluran paip

Walaupun teknologi kimpalan orbit bukan baharu, ia terus berkembang, menjadi lebih berkuasa dan serba boleh, terutamanya untuk kimpalan paip. Temu bual dengan Tom Hammer, seorang pengimpal berpengalaman di Axenics di Middleton, Massachusetts, mendedahkan banyak cara teknik ini boleh digunakan untuk menyelesaikan masalah kimpalan yang kompleks. Imej ihsan Axenics
Kimpalan orbital telah wujud selama kira-kira 60 tahun, menambah automasi kepada proses GMAW. Ia adalah kaedah yang boleh dipercayai dan praktikal untuk membuat pelbagai kimpalan, walaupun sesetengah OEM dan pengilang masih belum mengeksploitasi keupayaan pengimpal orbit, bergantung pada kimpalan tangan atau strategi penyambungan paip logam lain.
Prinsip kimpalan orbital telah wujud selama beberapa dekad, tetapi keupayaan pengimpal orbital baharu menjadikannya alat yang lebih berkuasa dalam kotak alat pengimpal, kerana kebanyakannya kini mempunyai ciri "pintar" yang menjadikan pengaturcaraan dan pengendalian lebih mudah sebelum kimpalan sebenar. . ● Mulakan dengan tetapan yang cepat dan tepat untuk memastikan kimpalan yang konsisten, bersih dan boleh dipercayai.
Pasukan Kimpalan Axenics di Middleton, Massachusetts, pengeluar komponen kontrak, membantu ramai pelanggannya mendapatkan kimpalan orbit jika item yang sesuai untuk tugas itu wujud.
"Seboleh-bolehnya, kami ingin menghapuskan faktor manusia dalam kimpalan, kerana pengimpal orbit biasanya menghasilkan kimpalan yang berkualiti lebih baik," kata Tom Hammer, pengimpal yang berkelayakan di Axenics.
Walaupun kimpalan terawal dilakukan 2000 tahun yang lalu, kimpalan moden adalah proses yang sangat maju yang merupakan sebahagian daripada teknologi dan proses moden yang lain. Sebagai contoh, kimpalan orbit boleh digunakan untuk mencipta sistem paip ketulenan tinggi yang digunakan untuk menghasilkan wafer semikonduktor, yang digunakan dalam hampir semua elektronik hari ini.
Salah seorang pelanggan Axenics adalah sebahagian daripada rantaian bekalan ini. Syarikat itu sedang mencari pengeluar kontrak untuk membantu mengembangkan kapasiti pembuatannya, khususnya untuk mencipta dan memasang saluran keluli tahan karat bersih yang membolehkan gas mengalir melalui proses pembuatan plat.
Walaupun pengimpal orbit dan meja putar pengapit obor tersedia untuk kebanyakan kerja paip di Axenics, mereka tidak menghalang kimpalan tangan dari semasa ke semasa.
Hammer dan pasukan kimpalan menyemak keperluan pelanggan dan bertanya soalan kos dan masa:
Tukul menggunakan Swagelok M200 dan Mesin Arka Model 207A pengimpal orbit tertutup berputar. Mereka boleh memegang tiub dari 1/16″ hingga 4″.
"Microheads membolehkan kita masuk ke tempat yang sukar dijangkau," katanya. "Salah satu batasan kimpalan orbit ialah sama ada kita mempunyai kepala yang betul atau tidak untuk sambungan tertentu. Tetapi hari ini, anda juga boleh membungkus rantai di sekeliling paip yang anda kimpal. Pengimpal boleh berjalan di rantai dan hampir tiada had untuk saiz kimpalan yang anda boleh lakukan. Saya telah melihat beberapa mesin mengimpal paip 20″. Apa yang mesin ini boleh lakukan hari ini sangat mengagumkan.”
Memandangkan keperluan kebersihan, bilangan kimpalan yang diperlukan dan ketebalan dinding yang rendah, kimpalan orbit adalah pilihan yang munasabah untuk jenis projek ini. Apabila bekerja dengan paip kawalan aliran udara, Hammer sering mengimpal keluli tahan karat 316L.
“Kemudian keadaan menjadi sangat nipis. Kita bercakap tentang mengimpal logam nipis. Dengan kimpalan manual, sedikit pelarasan boleh menyebabkan kimpalan pecah. Itulah sebabnya kami lebih suka menggunakan kepala kimpalan orbit, di mana kami boleh menggerudi melalui setiap bahagian tiub kimpalan dan menjadikannya sempurna, sebelum kami memasukkan bahagian itu. Kami mengurangkan kuasa kepada jumlah tertentu supaya kami tahu bila kami memasukkan bahagian itu ke dalam. ia akan menjadi sempurna. Secara manual, perubahan dilakukan dengan mata, dan jika kita mengayuh terlalu banyak, ia boleh melalui bahan.”
Kerja ini terdiri daripada beratus-ratus kimpalan yang mesti sama. Pengimpal orbit yang digunakan untuk kerja ini menyelesaikan kimpalan dalam masa tiga minit; apabila Tukul berjalan pada kelajuan maksimum, ia boleh mengimpal paip keluli tahan karat yang sama secara manual dalam kira-kira satu minit.
“Bagaimanapun, kereta itu tidak perlahan. Anda menjalankannya pada kelajuan tertinggi pada waktu pagi dan pada penghujung hari ia masih berjalan pada kelajuan tinggi,” kata Hammer. "Saya mula-mula berlari pada kelajuan maksimum pada waktu pagi, tetapi akhirnya, ia tidak."
Menghalang bahan cemar daripada memasuki tiub keluli tahan karat adalah kritikal, itulah sebabnya pematerian ketulenan tinggi dalam industri semikonduktor sering dilakukan di dalam bilik bersih, persekitaran terkawal yang menghalang bahan cemar daripada memasuki kawasan pematerian.
Hammer menggunakan tungsten pra-diasah yang sama dalam lampu suluhnya seperti Orbiter. Walaupun argon tulen menyediakan pembersihan luaran dan dalaman untuk kimpalan manual dan orbit, kimpalan orbit juga mendapat manfaat daripada dilakukan dalam ruang terkurung. Apabila tungsten dilepaskan, sarungnya diisi dengan gas dan melindungi kimpalan daripada pengoksidaan. Apabila menggunakan obor manual, gas dibekalkan hanya pada satu sisi paip untuk dikimpal.
Kimpalan orbit biasanya lebih bersih kerana gas menyaluti paip lebih lama. Sebaik sahaja kimpalan dimulakan, argon memberikan perlindungan sehingga pengimpal berpuas hati bahawa kimpalan itu cukup sejuk.
Axenics bekerjasama dengan beberapa pelanggan tenaga alternatif yang mengeluarkan sel bahan api hidrogen untuk pelbagai kenderaan. Sebagai contoh, sesetengah forklift dalaman menggunakan sel bahan api hidrogen untuk menghalang bahan sampingan kimia daripada memusnahkan bekalan makanan. Satu-satunya hasil sampingan sel bahan api hidrogen ialah air.
Salah seorang pelanggan mempunyai keperluan yang sama seperti pengeluar semikonduktor, seperti kebersihan dan keseragaman kimpalan. Dia mahu menggunakan keluli tahan karat 321 untuk kimpalan dinding nipis. Walau bagaimanapun, kerja itu melibatkan pembinaan manifold prototaip dengan beberapa bank injap, masing-masing menonjol ke arah yang berbeza, meninggalkan sedikit ruang untuk kimpalan.
Pengimpal orbit yang sesuai untuk kerja ini akan menelan belanja kira-kira $2,000 dan akan digunakan untuk membuat sebilangan kecil bahagian, dengan anggaran kos $250. Ia tidak masuk akal kewangan. Walau bagaimanapun, Hammer mempunyai penyelesaian yang menggabungkan kimpalan manual dan orbit.
"Dalam kes ini, saya akan menggunakan meja putar," kata Hammer. “Ia sebenarnya sama seperti kimpalan orbit, tetapi anda memutarkan tiub, bukan elektrod tungsten di sekeliling tiub. Saya menggunakan obor tangan saya, tetapi saya boleh mengapitnya dalam ragum dalam kedudukan yang betul untuk memastikan tangan saya…bebas, jadi tangan manusia tidak boleh merosakkan kimpalan akibat bergegar atau bergegar. Ini menghapuskan kebanyakan faktor ralat manusia. Ia tidak begitu ideal, seperti kimpalan orbit kerana ia bukan di dalam rumah, tetapi kimpalan jenis ini boleh dilakukan dalam persekitaran bilik yang bersih untuk menghapuskan bahan cemar.”
Walaupun teknologi kimpalan orbit memastikan kebersihan dan kebolehulangan, Hammer dan rakan pengimpalnya tahu bahawa integriti kimpalan adalah penting untuk mencegah masa henti akibat kecacatan kimpalan. Syarikat itu menggunakan ujian tidak merosakkan (ND) dan kadangkala ujian merosakkan untuk semua kimpalan orbit.
"Setiap kimpalan yang kami buat disahkan secara visual," kata Hammer. “Selepas itu, kimpalan diperiksa dengan spektrometer helium. Bergantung pada spesifikasi atau keperluan pelanggan, beberapa kimpalan diperiksa oleh radiografi. Ujian yang merosakkan juga mungkin.”
Ujian merosakkan mungkin termasuk ujian kekuatan tegangan untuk menentukan kekuatan tegangan muktamad kimpalan. Untuk mengukur tegasan maksimum yang boleh ditahan oleh kimpalan pada bahan seperti keluli tahan karat 316L sebelum kegagalan, ujian meregangkan dan meregangkan logam ke titik pecah.
Kimpalan pengguna tenaga alternatif kadangkala tertakluk kepada ujian ultrasonik tidak merosakkan pada kimpalan komponen sel bahan api hidrogen penukar haba tiga yang digunakan dalam mesin dan kenderaan tenaga alternatif.
“Ini adalah ujian kritikal kerana kebanyakan komponen yang kami hantar mengandungi gas yang berpotensi berbahaya. Adalah sangat penting bagi kami dan pelanggan kami bahawa keluli tahan karat adalah sempurna dan tidak bocor,” kata Hammer.
Jurnal Tube & Pipe pada tahun 1990 Tube & Pipe Journal menjadi majalah pertama yang didedikasikan untuk industri paip logam pada tahun 1990. Tube & Pipe Journal menjadi majalah pertama yang didedikasikan untuk industri paip logam pada tahun 1990. Hari ini, ia kekal sebagai satu-satunya penerbitan industri di Amerika Utara dan telah menjadi sumber maklumat yang paling dipercayai untuk profesional paip.
Kini dengan akses penuh kepada The FABRICATOR edisi digital, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini boleh diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran pengecapan logam.
Kini dengan akses digital penuh kepada The Fabricator en Español, anda mempunyai akses mudah kepada sumber industri yang berharga.