Optimalizácia a ekonomizácia orbitálneho zvárania pri konštrukcii potrubí

Hoci technológia orbitálneho zvárania nie je nová, neustále sa vyvíja, stáva sa výkonnejšou a všestrannejšou, najmä pri zváraní rúr. Rozhovor s Tomom Hammerom, skúseným zváračom v Axenics v Middleton, Massachusetts, odhaľuje mnoho spôsobov, ako možno túto techniku ​​použiť na riešenie zložitých problémov zvárania. Obrázok s láskavým dovolením Axenics
Orbitálne zváranie existuje už asi 60 rokov a pridáva k procesu GMAW automatizáciu. Je to spoľahlivá a praktická metóda na vytváranie viacerých zvarov, aj keď niektorí OEM a výrobcovia ešte musia využiť schopnosti orbitálnych zváračov, spoliehajúc sa na ručné zváranie alebo iné stratégie spájania kovových rúr.
Princípy orbitálneho zvárania sú známe už desaťročia, ale vďaka schopnostiam nových orbitálnych zváračiek sú výkonnejším nástrojom v súprave zváracieho náradia, pretože mnohé z nich majú teraz „inteligentné“ funkcie, ktoré uľahčujú programovanie a manipuláciu pred samotným zváraním. . ● Začnite s rýchlym a presným nastavením, aby ste zabezpečili konzistentné, čisté a spoľahlivé zvary.
Tím Axenics Welding v Middletone v štáte Massachusetts, zmluvný výrobca komponentov, pomáha mnohým svojim zákazníkom pri orbitálnom zváraní, ak existuje ten správny predmet pre danú úlohu.
„Všade, kde to bolo možné, sme chceli eliminovať ľudský faktor pri zváraní, pretože orbitálni zvárači zvyčajne vyrábajú kvalitnejšie zvary,“ hovorí Tom Hammer, kvalifikovaný zvárač v Axenics.
Hoci najskoršie zváranie sa vykonávalo pred 2000 rokmi, moderné zváranie je mimoriadne pokročilý proces, ktorý je neoddeliteľnou súčasťou iných moderných technológií a procesov. Napríklad orbitálne zváranie môže byť použité na vytvorenie vysoko čistých potrubných systémov používaných na výrobu polovodičových doštičiek, ktoré sa dnes používajú prakticky vo všetkej elektronike.
Jeden z klientov Axenics je súčasťou tohto dodávateľského reťazca. Spoločnosť hľadala zmluvného výrobcu, ktorý by pomohol rozšíriť jej výrobnú kapacitu, konkrétne na vytvorenie a inštaláciu čistých kanálov z nehrdzavejúcej ocele, ktoré umožňujú prúdenie plynov cez proces výroby dosiek.
Zatiaľ čo orbitálne zváračky a otočné taniere horáka sú k dispozícii pre väčšinu potrubných prác v Axenics, nevylučujú z času na čas ručné zváranie.
Hammer a zváračský tím preskúmali požiadavky zákazníka a položili otázky týkajúce sa nákladov a času:
Kladivo používa rotačné uzavreté orbitálne zváračky Swagelok M200 a Arc Machines Model 207A. Môžu držať rúrky od 1/16" do 4".
"Mikrohlavy nám umožňujú dostať sa na veľmi ťažko dostupné miesta," povedal. „Jedným z obmedzení orbitálneho zvárania je, či máme alebo nemáme správnu hlavu pre konkrétny spoj. Ale dnes môžete reťaz omotať aj okolo rúry, ktorú zvárate. Zvárači môžu chodiť po reťazi a veľkosť zvarov je prakticky neobmedzená. Môžete to urobiť. Videl som niekoľko strojov zvárať 20″ rúry. To, čo dnes tieto stroje dokážu, je pôsobivé.“
Vzhľadom na požiadavky na čistotu, počet požadovaných zvarov a malú hrúbku steny je orbitálne zváranie rozumnou voľbou pre tento typ projektu. Pri práci s potrubím na reguláciu prietoku vzduchu Hammer často zvára nehrdzavejúcu oceľ 316L.
"Potom sa veci veľmi stenčujú." Hovoríme o zváraní tenkého kovu. Pri ručnom zváraní môže najmenšie nastavenie spôsobiť prasknutie zvaru. Preto uprednostňujeme použitie orbitálnych zváracích hláv, kde môžeme prevŕtať každú časť zvarovej rúrky a urobiť ju dokonalou pred vložením dielu. Znížime výkon na určitú hodnotu, aby sme vedeli, kedy dielec vložíme. bude to dokonalé. Manuálne sa zmena vykonáva okom, a ak príliš šliapeme do pedálov, môže ísť priamo cez materiál.“
Úloha pozostáva zo stoviek zvarov, ktoré musia byť identické. Orbitálna zváračka použitá na túto prácu dokončí zvar za tri minúty; keď Hammer beží maximálnou rýchlosťou, dokáže ručne zvárať rovnakú nerezovú rúrku asi za minútu.
„Auto však nespomaľuje. Hneď ráno ho spustíte na maximálnu rýchlosť a na konci dňa stále beží na najvyššej rýchlosti,“ povedal Hammer. "Najskôr som to ráno rozbehol pri maximálnej rýchlosti, ale nakoniec to nejde."
Zabránenie vstupu kontaminantov do rúrok z nehrdzavejúcej ocele je rozhodujúce, a preto sa vysoko čisté spájkovanie v polovodičovom priemysle často vykonáva v čistej miestnosti, v kontrolovanom prostredí, ktoré zabraňuje vniknutiu kontaminantov do oblasti spájkovania.
Hammer používa vo svojich baterkách rovnaký vopred nabrúsený volfrám ako Orbiter. Zatiaľ čo čistý argón poskytuje vonkajšie a vnútorné čistenie pre manuálne a orbitálne zváranie, orbitálne zváranie tiež ťaží z toho, že sa vykonáva v obmedzenom priestore. Keď sa volfrám uvoľní, plášť sa naplní plynom a chráni zvar pred oxidáciou. Pri použití ručného horáka sa plyn privádza len na jednu stranu rúry, ktorá sa má zvárať.
Orbitálne zvary sú vo všeobecnosti čistejšie, pretože plyn poťahuje potrubie dlhšie. Po začatí zvárania poskytuje argón ochranu, kým zvárač nie je presvedčený, že zvar je dostatočne studený.
Axenics spolupracuje s množstvom zákazníkov s alternatívnou energiou, ktorí vyrábajú vodíkové palivové články pre rôzne vozidlá. Napríklad niektoré vnútorné vysokozdvižné vozíky používajú vodíkové palivové články, aby zabránili chemickým vedľajším produktom ničiť zásoby potravín. Jediným vedľajším produktom vodíkového palivového článku je voda.
Jeden zo zákazníkov mal rovnaké požiadavky ako výrobca polovodičov, napríklad čistotu a jednotnosť zvaru. Na zváranie tenkých stien chce použiť nehrdzavejúcu oceľ 321. Práca však zahŕňala vytvorenie prototypu rozvodného potrubia s viacerými ventilovými blokmi, z ktorých každý vyčnieva v inom smere, čo ponecháva malý priestor na zváranie.
Orbitálna zváračka vhodná na túto prácu bude stáť asi 2 000 dolárov a použije sa na výrobu malého počtu dielov s odhadovanou cenou 250 dolárov. Nedáva to finančný zmysel. Hammer má však riešenie, ktoré kombinuje ručné a orbitálne zváranie.
"V tomto prípade by som použil gramofón," hovorí Hammer. „Je to vlastne to isté ako orbitálne zváranie, ale otáčate trubicou, nie volfrámovou elektródou okolo trubice. Používam ručnú baterku, ale môžem ju upnúť do zveráka v správnej polohe, aby som mal ruky... voľné, takže ľudské ruky nemôžu poškodiť zvar v dôsledku trasenia alebo trasenia. Tým sa eliminuje väčšina faktora ľudskej chyby. Nie je to také ideálne, ako orbitálne zváranie, pretože nie je v interiéri, ale tento typ zvárania sa dá robiť v prostredí čistej miestnosti, aby sa eliminovali nečistoty.“
Zatiaľ čo technológia orbitálneho zvárania zaisťuje čistotu a opakovateľnosť, Hammer a jeho kolegovia zvárači vedia, že integrita zvaru je rozhodujúca, aby sa predišlo prestojom v dôsledku zváracích defektov. Spoločnosť používa nedeštruktívne testovanie (ND) a niekedy aj deštruktívne testovanie pre všetky orbitálne zvary.
„Každý zvar, ktorý urobíme, je vizuálne overený,“ hovorí Hammer. „Potom sa zvary skontrolujú héliovým spektrometrom. V závislosti od špecifikácie alebo požiadaviek zákazníka sú niektoré zvary kontrolované rádiografiou. Možné je aj deštruktívne testovanie.“
Deštruktívne skúšanie môže zahŕňať skúšky pevnosti v ťahu na určenie konečnej pevnosti zvaru v ťahu. Na meranie maximálneho napätia, ktoré zvar na materiáli, ako je nehrdzavejúca oceľ 316L, môže vydržať pred poruchou, test natiahne a natiahne kov až do bodu zlomu.
Zvary alternatívnej spotreby energie sa niekedy podrobujú ultrazvukovému nedeštruktívnemu testovaniu na zvaroch komponentov vodíkových palivových článkov s trojitým výmenníkom tepla používaných v strojoch a vozidlách s alternatívnou energiou.
„Toto je kritický test, pretože väčšina komponentov, ktoré dodávame, obsahuje potenciálne nebezpečné plyny. Pre nás a našich zákazníkov je veľmi dôležité, aby bola nehrdzavejúca oceľ bezchybná a nevytekala,“ hovorí Hammer.
Tube & Pipe Journal v roku 1990 Tube & Pipe Journal sa stal prvým časopisom venovaným priemyslu kovových rúr v roku 1990. Tube & Pipe Journal sa v roku 1990 stal prvým časopisom venovaným priemyslu kovových rúr. Dnes zostáva jedinou priemyselnou publikáciou v Severnej Amerike a stala sa najdôveryhodnejším zdrojom informácií pre odborníkov na potrubia.
Teraz s úplným prístupom k digitálnej edícii The FABRICATOR, jednoduchým prístupom k cenným priemyselným zdrojom.
Digitálne vydanie časopisu The Tube & Pipe Journal je teraz plne prístupné a poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Získajte úplný digitálny prístup k časopisu STAMPING Journal, ktorý obsahuje najnovšie technológie, osvedčené postupy a novinky z odvetvia pre trh lisovania kovov.
Teraz s úplným digitálnym prístupom k The Fabricator en Español máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.