Ačkoli technologie orbitálního svařování není nová, neustále se vyvíjí a stává se výkonnější a všestrannější, zejména pokud jde o svařování trubek. Rozhovor s Tomem Hammerem, zkušeným svářečem ze společnosti Axenics v Middletonu v Massachusetts, odhaluje mnoho způsobů, jak lze tuto techniku ​​využít k řešení složitých svařovacích problémů. Obrázek s laskavým svolením společnosti Axenics.
Orbitální svařování existuje již asi 60 let a do procesu GMAW přidává automatizaci. Jedná se o spolehlivou a praktickou metodu provádění vícenásobných svarů, ačkoli někteří výrobci OEM a další výrobci dosud nevyužívají sílu orbitálních svářeček a spoléhají se na ruční svařování nebo jiné strategie spojování kovových trubek.
Principy orbitálního svařování existují již po celá desetiletí, ale možnosti nových orbitálních svářeček z nich dělají výkonnější nástroj v sadě nástrojů svářeče, protože mnoho z nich nyní disponuje „chytrými“ funkcemi, které usnadňují programování a zpracování před skutečným svařováním. Začněte rychlým a přesným nastavením, abyste zajistili konzistentní, čisté a spolehlivé svary.
Tým svářečů společnosti Axenics v Middletonu v Massachusetts je smluvním výrobcem komponentů, který mnoha svým zákazníkům pomáhá s orbitálním svařováním, pokud pro danou práci existují správné prvky.
„Kdekoli to bylo možné, chtěli jsme při svařování eliminovat lidský faktor, protože orbitální svářečky obecně produkují svary vyšší kvality,“ říká Tom Hammer, zkušený svářeč ve společnosti Axenics.
Ačkoli se první svařování provádělo před 2000 lety, moderní svařování je extrémně pokročilý proces, který je nedílnou součástí dalších moderních technologií a procesů. Například orbitální svařování lze použít k vytvoření vysoce čistých potrubních systémů používaných k výrobě polovodičových destiček, které se dnes používají v podstatě ve veškeré elektronice.
Jeden ze zákazníků společnosti Axenics je součástí tohoto dodavatelského řetězce. Společnost hledala smluvního výrobce, který by jí pomohl rozšířit výrobní kapacitu, konkrétně vytvořením a instalací čistých kanálů z nerezové oceli, které umožňují průchod plynů procesem výroby destiček.
I když jsou v Axenics pro většinu svařovacích prací s trubkami k dispozici orbitální svářecí jednotky a otočné stoly s hořákovými svorkami, nevylučují to občasné ruční svařování.
Hammer a svářečský tým zhodnotili požadavky zákazníka a položili mu otázky s ohledem na náklady a časové faktory:
Společnost Hammer používá rotační uzavřené orbitální svářečky Swagelok M200 a Arc Machines Model 207A. Dokážou svařovat trubky o průměru 1/16 až 4 palce.
„Mikrohlavice nám umožňují dostat se do velmi těsných míst,“ řekl. „Jedním z omezení orbitálního svařování je, zda máme hlavu, která pasuje na konkrétní spoj. Dnes ale můžete také omotat řetěz kolem svařované trubky. Svářeč může přejít přes řetěz a v podstatě neexistuje žádné omezení velikosti svarů, které můžete provádět. Viděl jsem několik zařízení, která svařují trubky o průměru 20 palců. Je působivé, co tyto stroje dnes dokážou.“
Vzhledem k požadavkům na čistotu, počtu požadovaných svarů a tloušťce tenké stěny je orbitální svařování pro tento typ projektu chytrou volbou. U potrubí pro řízení proudění vzduchu Hammer často svařuje nerezovou ocel 316L.
„Tehdy se to stává opravdu jemným. Mluvíme o svařování kovu tenkého jako papír. Při ručním svařování může sebemenší úprava přerušit svar. Proto rádi používáme orbitální svařovací hlavu, kde můžeme každou část trubky doladit a před vložením dílu ji dokonale doladit. Snížíme výkon na určitou hodnotu, abychom věděli, že až tam díl vložíme, bude perfektní. Ručně se změna provádí okem a pokud šlapeme příliš, může proniknout přímo skrz materiál.“
Práce se skládá ze stovek svarů, které musí být identické. Orbitální svářečka použitá pro tuto práci vytvoří svar za tři minuty; když Hammer pracuje na maximální rychlost, dokáže ručně svařit stejnou trubku z nerezové oceli asi za minutu.
„Stroj se ale nezpomaluje. Hned ráno ho pustíte na maximální rychlost a na konci dne stále běží na maximální rychlost,“ řekl Hammer. „Ráno ho pustím na maximální rychlost hned, ale nakonec to tak není.“
Zabránění vniknutí kontaminantů do nerezových trubek je zásadní, a proto se vysoce čisté pájení v polovodičovém průmyslu často provádí v čisté místnosti, což je kontrolované prostředí, které zabraňuje vniknutí kontaminantů do pájené oblasti.
Hammer používá ve svých ručních hořácích stejný předbroušený wolfram, jaký používá v Orbiteru. Zatímco čistý argon zajišťuje vnější i vnitřní proplachování při ručním a orbitálním svařování, svařování orbitálními stroji má také výhodu v tom, že se provádí v uzavřeném prostoru. Když wolfram vyjde ven, plášť se naplní plynem a chrání svar před oxidací. Při použití ručního hořáku je plyn vháněn pouze na jednu stranu trubky, která se aktuálně svařuje.
Orbitální svary jsou obecně čistší, protože plyn pokrývá trubku déle. Jakmile svařování začne, argon poskytuje ochranu, dokud si svářeč není jistý, že je svar dostatečně studený.
Společnost Axenics spolupracuje s řadou zákazníků v oblasti alternativní energie, kteří vyrábějí vodíkové palivové články pohánějící různá vozidla. Například některé vysokozdvižné vozíky vyrobené pro vnitřní použití se spoléhají na vodíkové palivové články, aby zabránily chemickým vedlejším produktům ničit jedlé potraviny. Jediným vedlejším produktem vodíkového palivového článku je voda.
Jeden ze zákazníků měl mnoho stejných požadavků jako výrobce polovodičů, jako je čistota a konzistence svarů. Chtěl použít nerezovou ocel 321 pro svařování tenkých stěn. Práce však spočívala ve výrobě prototypu rozdělovače s několika ventilovými bloky, z nichž každý vyčníval jiným směrem, což ponechávalo malý prostor pro svařování.
Orbitální svářečka vhodná pro tuto práci stojí asi 2 000 dolarů a lze ji použít k výrobě malého množství dílů s odhadovanými náklady 250 dolarů. Finančně to nedává smysl. Hammer však má řešení, které kombinuje ruční a orbitální svařovací techniky.
„V tomto případě bych použil otočný stůl,“ říká Hammer. „Je to vlastně stejný proces jako u orbitální svářečky, ale otáčíte trubkou, nikoli wolframovou elektrodou kolem trubky. Používám ruční hořák, ale hořák mohu držet na místě pomocí svěráku. Umístím ho tak, aby neměl ruce, a svar se tak nepoškodí chvěním nebo otřesy lidské ruky. Tím se eliminuje velká část faktoru lidské chyby. Není to tak dokonalé jako orbitální svařování, protože se neprovádí v uzavřeném prostředí, ale tento typ svařování lze provádět v čistém prostředí, aby se eliminovaly kontaminanty.“
Ačkoli technologie orbitálního svařování nabízí čistotu a opakovatelnost, Hammer a jeho kolegové svářeči vědí, že integrita svarů je klíčová pro prevenci prostojů způsobených selháním svarů. Společnost používá nedestruktivní testování (NDT) a někdy i destruktivní testování pro všechny orbitální svary.
„Každý svar, který provedeme, je vizuálně ověřen,“ říká Hammer. „Následně jsou svary testovány heliovým spektrometrem. V závislosti na specifikaci nebo požadavcích zákazníka jsou některé svary radiograficky testovány. Možností je také destruktivní testování.“
Destruktivní zkoušení může zahrnovat zkoušení pevnosti v tahu k určení konečné pevnosti svaru v tahu. Pro měření maximálního napětí, které svar na materiálu, jako je nerezová ocel 316L, vydrží před porušením, se při zkoušce kov natahuje a natahuje až do bodu zlomu.
Svary odběratelů alternativní energie jsou někdy podrobeny ultrazvukovému nedestruktivnímu testování svařovaných součástí tříkanálových vodíkových palivových článků s výměníkem tepla používaných ve strojích a vozidlech pro alternativní energii.
„Toto je kritický test, protože většina komponentů, které dodáváme, obsahuje potenciálně nebezpečné plyny. Pro nás i naše zákazníky je velmi důležité, aby nerezová ocel byla bezchybná a bez jakýchkoli úniků,“ říká Hammer.
Časopis Tube & Pipe Journal se v roce 1990 stal prvním časopisem věnovaným odvětví kovových trubek. Dnes zůstává jedinou publikací v Severní Americe věnovanou tomuto odvětví a stal se nejdůvěryhodnějším zdrojem informací pro odborníky na potrubí.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The FABRICATOR máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně dostupné a poskytuje snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Získejte plný přístup k digitálnímu vydání časopisu STAMPING Journal, který nabízí nejnovější technologický pokrok, osvědčené postupy a novinky z oboru lisování kovů.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.