Въпреки че технологията за орбитално заваряване не е нова, тя продължава да се развива, ставайки все по-мощна и универсална, особено когато става въпрос за заваряване на тръби. Интервю с Том Хамър, опитен заварчик на Axenics в Мидълтън, Масачузетс, разкрива многото начини, по които тази техника може да се използва за решаване на трудни проблеми със заваряването. Изображение, предоставено от Axenics.
Орбиталното заваряване съществува от около 60 години, добавяйки автоматизация към процеса GMAW. Това е надежден и практичен метод за извършване на множество заварки, въпреки че някои производители на оригинално оборудване и други производители все още не са използвали мощността на орбиталните заваръчни апарати, разчитайки на ръчно заваряване или други стратегии за съединяване на метални тръби.
Принципите на орбиталното заваряване съществуват от десетилетия, но възможностите на новите орбитални заваръчни апарати ги правят по-мощен инструмент в инструментариума на заварчика, тъй като много от тях вече имат „интелигентни“ функции, които улесняват програмирането и обработката преди действителното заваряване. Започнете с бързи и прецизни настройки, за да осигурите постоянни, чисти и надеждни заварки.
Екипът от заварчици на Axenics в Мидълтън, Масачузетс, е производител на компоненти по договор, който насочва много от своите клиенти в практиките за орбитално заваряване, ако съществуват подходящите елементи за работата.
„Където е възможно, искахме да елиминираме човешкия фактор при заваряването, тъй като орбиталните заваръчни апарати обикновено произвеждат заварки с по-високо качество“, казва Том Хамър, квалифициран заварчик в Axenics.
Въпреки че най-ранното заваряване е извършено преди 2000 години, съвременното заваряване е изключително усъвършенстван процес, който е неразделна част от други съвременни технологии и процеси. Например, орбиталното заваряване може да се използва за създаване на високочисти тръбопроводни системи, използвани за производство на полупроводникови пластини, които се използват в почти цялата електроника днес.
Един от клиентите на Axenics е част от тази верига за доставки. Компанията е търсила производител по договор, който да ѝ помогне да разшири производствения си капацитет, по-специално създавайки и инсталирайки чисти канали от неръждаема стомана, които позволяват на газовете да преминават през процеса на производство на пластини.
Въпреки че Axenics предлага орбитални заваръчни апарати и въртящи се маси със скоби за горелка за повечето тръбни работи, те не изключват от време на време ръчно заваряване.
Хамър и екипът за заваряване прегледаха изискванията на клиента и зададоха въпроси, като взеха предвид факторите, свързани с разходите и времето:
Ротационните затворени орбитални заваръчни апарати, използвани от Hammer, са Swagelok M200 и Arc Machines Model 207A. Те могат да закрепват тръби с диаметър от 1/16 до 4 инча.
„Микроглавите ни позволяват да достигаме до много тесни места“, каза той. „Едно от ограниченията на орбиталното заваряване е дали разполагаме с глава, която пасва на определена съединителна фуга. Но днес можете също да увиете верига около тръбата, която заварявате. Заварчикът може да премине върху веригата и на практика няма ограничение за размера на заваръчните шевове, които можете да извършите. Виждал съм някои установки, които заваряват 20-инчови тръби. Впечатляващо е какво могат да правят тези машини днес.“
Като се имат предвид изискванията за чистота, броят на необходимите заварки и дебелината на тънката стена, орбиталното заваряване е интелигентен избор за този тип проект. За тръбопроводи за контрол на въздушния поток, Hammer често заварява неръждаема стомана 316L.
„Тогава става наистина фино. Говорим за заваряване на тънък като хартия метал. При ръчното заваряване, най-малката настройка може да прекъсне заваръчния шев. Ето защо обичаме да използваме орбитална заваръчна глава, където можем да настроим всяка част от тръбата и да я направим перфектна, преди да поставим детайла в нея. Намаляваме мощността до определено количество, за да знаем, че когато поставим детайла, той ще бъде перфектен. На ръка промяната се прави на око и ако въртим педалите твърде много, тя може да проникне директно през материала.“
Работата се състои от стотици заваръчни шевове, които трябва да са идентични. Орбиталният заваръчен апарат, използван за тази работа, прави заварка за три минути; когато Hammer работи с максимална скорост, той може ръчно да заварява същата тръба от неръждаема стомана за около минута.
„Машината обаче не намалява скоростта. Пускате я на максимална скорост още сутринта и до края на деня тя все още работи на максимална скорост“, каза Хамър. „Пускам я на максимална скорост още сутринта, но в крайна сметка това не е така.“
Предотвратяването на навлизането на замърсители в тръбите от неръждаема стомана е от решаващо значение, поради което запояването с висока чистота в полупроводниковата индустрия често се извършва в чиста стая - контролирана среда, която предотвратява навлизането на замърсители в споената зона.
Хамър използва същия предварително заточен волфрам в ръчните си горелки, който използва в Orbiter. Докато чистият аргон осигурява външно и вътрешно продухване при ръчно и орбитално заваряване, заваряването с орбитални машини също така се възползва от това, че се извършва в затворено пространство. Когато волфрамът излезе, обвивката се запълва с газ и предпазва заварката от окисляване. При използване на ръчна горелка газът се продухва само от едната страна на тръбата, която се заварява в момента.
Орбиталните заварки обикновено са по-чисти, защото газът покрива тръбата по-дълго. След като заваряването започне, аргонът осигурява защита, докато заварчикът не се увери, че заварката е достатъчно студена.
Axenics работи с редица клиенти в областта на алтернативната енергия, които произвеждат водородни горивни клетки, захранващи различни превозни средства. Например, някои мотокари, построени за употреба на закрито, разчитат на водородни горивни клетки, за да предотвратят унищожаването на ядливи запаси от химически странични продукти. Единственият страничен продукт на водородната горивна клетка е водата.
Един от клиентите имаше много от същите изисквания като производител на полупроводници, като например чистота и консистенция на заварката. Той искаше да използва неръждаема стомана 321 за заваряване на тънки стени. Работата обаче се състоеше в прототипиране на колектор с множество клапанни блокове, всеки от които стърчи в различна посока, оставяйки малко място за заваряване.
Орбитален заваръчен апарат, подходящ за работата, струва около 2000 долара и може да се използва за изработка на малък брой части, с приблизителна цена от 250 долара. Финансово това не е логично. Hammer обаче има решение, което комбинира ръчни и орбитални техники за заваряване.
„В този случай бих използвал въртяща се маса“, казва Хамър. „Всъщност това е същото действие като при орбитален заваръчен апарат, но завъртате тръбата, а не волфрамовия електрод около нея. Използвам ръчната си горелка, но мога да я държа на място с менгеме, позиционирано така, че да е без ръце, така че заварката да не се повреди от треперене на човешката ръка или разклащане. Това елиминира голяма част от фактора човешка грешка. Не е толкова перфектно, колкото орбиталното заваряване, защото не е в затворена среда, но този вид заваряване може да се извърши в чиста среда, за да се елиминират замърсителите.“
Въпреки че технологията за орбитално заваряване предлага чистота и повторяемост, Хамър и неговите колеги заварчици знаят, че целостта на заваръчния шев е от решаващо значение за предотвратяване на престои поради повреди в заваръчни шевове. Компанията използва безразрушителен контрол (NDT), а понякога и разрушителен контрол, за всички орбитални заварки.
„Всяка заварка, която правим, се потвърждава визуално“, казва Хамър. „След това заваръчните шевове се тестват с хелиев спектрометър. В зависимост от спецификацията или изискванията на клиента, някои заварки се тестват радиографски. Деструктивният контрол също е опция.“
Разрушителният контрол може да включва изпитване на якост на опън, за да се определи максималната якост на опън на заваръчния шев. За да се измери максималното напрежение, което заварката върху материал като неръждаема стомана 316L може да издържи преди разрушаване, тестът разтяга метала до точката му на скъсване.
Заварките, заварени от потребители на алтернативна енергия, понякога се подлагат на ултразвуков безразрушителен контрол на компоненти на триканални топлообменници с водородни горивни клетки, използвани в машини и превозни средства за алтернативна енергия.
„Това е критичен тест, защото през повечето компоненти, които доставяме, преминават потенциално опасни газове. За нас и нашите клиенти е много важно неръждаемата стомана да е безупречна, без точки на течове“, казва Хамър.
Tube & Pipe Journal стана първото списание, посветено на индустрията за метални тръби през 1990 г. Днес то остава единственото издание в Северна Америка, посветено на индустрията, и се превърна в най-доверен източник на информация за специалистите по тръби.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal вече е напълно достъпно, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Възползвайте се от пълен достъп до дигиталното издание на STAMPING Journal, което предоставя най-новите технологични постижения, най-добри практики и новини от индустрията за пазара на щамповане на метал.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.