Оптимизация и экономия орбитальной сварки при строительстве трубопроводов

Хотя технология орбитальной сварки не нова, она продолжает развиваться, становясь все более мощной и универсальной, особенно для сварки труб. Интервью с Томом Хаммером, опытным сварщиком из компании Axenics в Миддлтоне, штат Массачусетс, раскрывает множество способов использования этой техники для решения сложных сварочных задач. Изображение предоставлено Axenics
Орбитальная сварка существует уже около 60 лет, что добавило автоматизации к процессу GMAW. Это надежный и практичный метод выполнения нескольких сварных швов, хотя некоторым OEM-производителям и производителям еще предстоит использовать возможности аппаратов орбитальной сварки, полагаясь на ручную сварку или другие стратегии соединения металлических труб.
Принципы орбитальной сварки существуют уже несколько десятилетий, но возможности новых аппаратов орбитальной сварки делают их более мощным инструментом в наборе инструментов сварщика, поскольку многие из них теперь имеют «умные» функции, которые упрощают программирование и управление перед фактической сваркой. . ● Начните с быстрых и точных настроек, чтобы обеспечить ровные, чистые и надежные сварные швы.
Сварочная группа Axenics в Миддлтоне, штат Массачусетс, производитель компонентов по контракту, помогает многим своим клиентам выполнить орбитальную сварку, если существует подходящее изделие для работы.
«Везде, где это возможно, мы хотели исключить человеческий фактор при сварке, поскольку орбитальные сварщики обычно производят сварные швы более высокого качества», — говорит Том Хаммер, квалифицированный сварщик из Axenics.
Хотя самая ранняя сварка была выполнена 2000 лет назад, современная сварка представляет собой чрезвычайно продвинутый процесс, который является неотъемлемой частью других современных технологий и процессов. Например, орбитальную сварку можно использовать для создания систем трубопроводов высокой чистоты, используемых для производства полупроводниковых пластин, которые сегодня используются практически во всей электронике.
Один из клиентов Axenics является частью этой цепочки поставок. Компания искала контрактного производителя, который помог бы расширить ее производственные мощности, в частности, для создания и установки чистых каналов из нержавеющей стали, которые пропускали бы газы в процессе производства пластин.
Хотя для большинства работ с трубами в Axenics доступны аппараты орбитальной сварки и поворотные столы с зажимами горелки, они не исключают время от времени ручной сварки.
Хаммер и команда сварщиков рассмотрели требования заказчика и задали вопросы по стоимости и времени:
Компания Hammer использует вращающиеся закрытые орбитальные сварочные аппараты Swagelok M200 и Arc Machines модели 207A. Они могут вмещать трубки диаметром от 1/16″ до 4″.
«Микроголовки позволяют нам проникать в очень труднодоступные места», — сказал он. «Одним из ограничений орбитальной сварки является то, есть ли у нас подходящая головка для конкретного соединения. Но сегодня вы также можете обернуть цепь вокруг свариваемой трубы. Сварщики могут ходить по цепи, и размер сварных швов практически не ограничен. Вы можете это делать. Я видел, как несколько машин сваривали 20-дюймовые трубы. То, что эти машины могут сделать сегодня, впечатляет».
Учитывая требования к чистоте, количество необходимых сварных швов и небольшую толщину стенок, орбитальная сварка является разумным выбором для проектов такого типа. При работе с трубами регулирования воздушного потока Хаммер часто сваривает нержавеющую сталь 316L.
«Тогда все становится очень тонким. Речь идет о сварке тонкого металла. При ручной сварке малейшая регулировка может привести к разрыву сварного шва. Вот почему мы предпочитаем использовать головки для орбитальной сварки, с помощью которых мы можем просверлить каждую секцию сварной трубы и довести ее до идеального состояния перед установкой детали. Мы уменьшаем мощность до определенной величины, чтобы знать, когда вставить деталь. это будет идеально. Вручную изменения производятся на глаз, и если мы слишком сильно крутим педали, они могут пройти сквозь материал».
Работа состоит из сотен сварных швов, которые должны быть идентичными. Орбитальный сварщик, используемый для этой работы, выполняет сварку за три минуты; Когда молот работает на максимальной скорости, он может вручную сварить ту же трубу из нержавеющей стали примерно за минуту.
«Однако машина не тормозит. Утром вы запускаете его на максимальной скорости, и к концу дня он все еще работает на максимальной скорости», — сказал Хаммер. «Сначала утром я запускаю его на максимальной скорости, но в итоге этого не происходит».
Предотвращение попадания загрязнений в трубки из нержавеющей стали имеет решающее значение, поэтому пайка высокой чистоты в полупроводниковой промышленности часто выполняется в чистых помещениях с контролируемой средой, которая предотвращает попадание загрязнений в зону пайки.
В своих фонариках Хаммер использует тот же предварительно заточенный вольфрам, что и Орбитер. В то время как чистый аргон обеспечивает внешнюю и внутреннюю продувку при ручной и орбитальной сварке, орбитальная сварка также выигрывает от выполнения в ограниченном пространстве. При высвобождении вольфрама оболочка наполняется газом и защищает сварной шов от окисления. При использовании ручной горелки газ подается только на одну сторону свариваемой трубы.
Орбитальные сварные швы обычно чище, поскольку газ дольше покрывает трубу. После начала сварки аргон обеспечивает защиту до тех пор, пока сварщик не убедится, что сварной шов достаточно холодный.
Axenics работает с рядом заказчиков альтернативной энергетики, которые производят водородные топливные элементы для различных транспортных средств. Например, некоторые внутренние вилочные погрузчики используют водородные топливные элементы, чтобы предотвратить разрушение запасов продуктов питания химическими побочными продуктами. Единственным побочным продуктом водородного топливного элемента является вода.
У одного из клиентов были те же требования, что и у производителя полупроводников, например, чистота и однородность сварного шва. Он хочет использовать нержавеющую сталь 321 для сварки тонких стенок. Однако работа заключалась в создании прототипа коллектора с несколькими блоками клапанов, каждый из которых выступает в разном направлении, оставляя мало места для сварки.
Аппарат орбитальной сварки, подходящий для этой работы, будет стоить около 2000 долларов и будет использоваться для изготовления небольшого количества деталей, ориентировочная стоимость которого составит 250 долларов. Это не имеет финансового смысла. Однако у Hammer есть решение, сочетающее ручную и орбитальную сварку.
«В данном случае я бы использовал проигрыватель», — говорит Хаммер. «На самом деле это то же самое, что и орбитальная сварка, но вы вращаете трубку, а не вольфрамовый электрод вокруг трубки. Я пользуюсь ручным резаком, но могу зажать его в тиски в нужном положении, чтобы руки… были свободны, чтобы человеческие руки не могли повредить сварной шов из-за тряски или тряски. Это исключает большую часть фактора человеческой ошибки. Это не такой идеальный вариант, как орбитальная сварка, потому что он не проводится в помещении, но этот тип сварки можно выполнять в чистом помещении для устранения загрязнений».
Хотя технология орбитальной сварки обеспечивает чистоту и повторяемость, Хаммер и его коллеги-сварщики знают, что целостность сварного шва имеет решающее значение для предотвращения простоев из-за дефектов сварки. Компания использует неразрушающий контроль (ND), а иногда и разрушающий контроль для всех орбитальных сварных швов.
«Каждый сварной шов, который мы делаем, проверяется визуально», — говорит Хаммер. «После этого сварные швы проверяются гелиевым спектрометром. В зависимости от спецификации или требований заказчика некоторые сварные швы проверяются рентгенографией. Также возможны разрушительные испытания».
Разрушающий контроль может включать испытания на прочность на разрыв для определения предельной прочности сварного шва. Чтобы измерить максимальное напряжение, которое может выдержать сварной шов такого материала, как нержавеющая сталь 316L, до разрушения, в ходе испытания металл растягивается и растягивается до точки разрыва.
Сварные швы потребителей альтернативной энергии иногда подвергаются ультразвуковому неразрушающему контролю на сварных швах компонентов водородных топливных элементов с тройным теплообменником, используемых в машинах и транспортных средствах, работающих на альтернативных источниках энергии.
«Это критическое испытание, поскольку большинство компонентов, которые мы поставляем, содержат потенциально опасные газы. Для нас и наших клиентов очень важно, чтобы нержавеющая сталь была безупречной и не протекала», — говорит Хаммер.
Журнал труб и труб в 1990 году Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб, в 1990 году. Сегодня он остается единственным отраслевым изданием в Северной Америке и стал самым надежным источником информации для профессионалов в области трубной промышленности.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR и легким доступом к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровое издание The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступно, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный цифровой доступ к журналу STAMPING Journal, в котором представлены новейшие технологии, лучшие практики и новости отрасли для рынка штамповки металлов.
Теперь, имея полный цифровой доступ к The Fabricator en Español, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.