Selvom orbital svejseteknologi ikke er ny, fortsætter den med at udvikle sig og bliver mere kraftfuld og alsidig, især når det kommer til rørsvejsning. Et interview med Tom Hammer, en dygtig svejser fra Axenics i Middleton, Massachusetts, afslører de mange måder, denne teknik kan bruges til at løse vanskelige svejseproblemer. Billede med tilladelse fra Axenics
Orbitalsvejsning har eksisteret i omkring 60 år og har tilføjet automatisering til GMAW-processen. Dette er en pålidelig og praktisk metode til at udføre flere svejsninger, selvom nogle OEM'er og producenter endnu ikke har brugt kraften fra orbitalsvejsere, men i stedet bruger håndsvejsning eller andre strategier til at sammenføje metalrør.
Principperne for orbitalsvejsning har eksisteret i årtier, men de nye orbitalsvejseres muligheder gør dem til et mere kraftfuldt værktøj i en svejsers værktøjskasse, da mange nu har "smarte" funktioner, der gør det nemmere at programmere og bearbejde før den egentlige svejsning. Start med hurtige, præcise justeringer for at sikre ensartede, rene og pålidelige svejsninger.
Axenics' team af svejsere i Middleton, Massachusetts, er en kontraktkomponentproducent, der vejleder mange af sine kunder i orbital svejsningspraksis, hvis de rigtige elementer er til stede til jobbet.
"Hvor det var muligt, ønskede vi at eliminere det menneskelige element i svejsning, da orbitalsvejsere generelt producerer svejsninger af højere kvalitet," siger Tom Hammer, en dygtig svejser hos Axenics.
Selvom den tidligste svejsning blev udført for 2000 år siden, er moderne svejsning en ekstremt avanceret proces, der er integreret i andre moderne teknologier og processer. For eksempel kan orbitalsvejsning bruges til at skabe de højrente rørsystemer, der bruges til at producere halvlederwafere, som i dag indgår i stort set al elektronik.
En af Axenics' kunder er en del af denne forsyningskæde. De søgte en kontraktproducent til at hjælpe med at udvide deres produktionskapacitet, specifikt ved at skabe og installere rene rustfri stålkanaler, der tillader gasser at passere gennem waferfremstillingsprocessen.
Selvom orbitale svejsenheder og roterende borde med brænderklemmer er tilgængelige til de fleste rørformede opgaver hos Axenics, udelukker disse ikke lejlighedsvis manuel svejsning.
Hammer og svejseteamet gennemgik kundens krav og stillede spørgsmål under hensyntagen til omkostnings- og tidsfaktorer:
De roterende, lukkede orbitale svejsemaskiner, der anvendes af Hammer, er Swagelok M200 og Arc Machines Model 207A. De kan holde rør på 1/16 til 4 tommer.
"Mikrohoveder giver os mulighed for at komme ind i meget trange steder," sagde han. "En begrænsning ved orbitalsvejsning er, om vi har et hoved, der passer til en bestemt samling. Men i dag kan man også vikle en kæde rundt om det rør, man svejser. Svejseren kan gå over kæden, og der er stort set ingen grænse for størrelsen af ​​de svejsninger, man kan udføre. Jeg har set nogle opsætninger, der svejser på 20" rør. Det er imponerende, hvad disse maskiner kan i dag."
I betragtning af renhedskravene, antallet af nødvendige svejsninger og den tynde vægtykkelse er orbitalsvejsning et smart valg til denne type projekt. Til rørledninger til processtyring af luftstrøm svejser Hammer ofte på 316L rustfrit stål.
"Det er dér, det bliver virkelig subtilt. Vi taler om svejsning på papirtyndt metal. Ved håndsvejsning kan den mindste justering ødelægge svejsningen. Derfor kan vi godt lide at bruge et orbitalt svejsehoved, hvor vi kan justere hver del af røret og gøre det perfekt, før vi sætter delen i det. Vi skruer ned for effekten til en bestemt mængde, så vi ved, at når vi sætter delen i, vil den være perfekt. I hånden foretages ændringen med øjet, og hvis vi træder for meget i pedalerne, kan den trænge direkte gennem materialet."
Jobbet består af hundredvis af svejsninger, der skal være identiske. Den orbitale svejser, der bruges til dette job, laver en svejsning på tre minutter; når Hammer arbejder med tophastighed, kan han manuelt svejse det samme rustfri stålrør på cirka et minut.
"Maskinen bliver dog ikke langsommere. Du kører den med maksimal hastighed som det første om morgenen, og ved dagens slutning kører den stadig med maksimal hastighed," sagde Hammer. "Jeg kører den med maksimal hastighed som det første om morgenen, men i sidste ende er det ikke tilfældet."
Det er afgørende at forhindre forurenende stoffer i at trænge ind i rustfri stålrør, og derfor udføres højrenhedslodning i halvlederindustrien ofte i et renrum, et kontrolleret miljø, der forhindrer forurenende stoffer i at trænge ind i loddeområdet.
Hammer bruger den samme forslebne wolfram i sine håndbrændere, som han bruger i Orbiter. Mens ren argon giver ekstern og intern rensning ved manuel og orbital svejsning, har svejsning med orbitale maskiner også fordel af at blive udført i et lukket rum. Når wolframen kommer ud, fyldes skallen med gas og beskytter svejsningen mod oxidation. Når man bruger en håndbrænder, blæses gassen kun til den ene side af det rør, der aktuelt svejses.
Orbitale svejsninger er generelt renere, fordi gassen dækker røret længere. Når svejsningen begynder, yder argon beskyttelse, indtil svejseren er sikker på, at svejsningen er kold nok.
Axenics samarbejder med en række kunder inden for alternativ energi, der fremstiller brintbrændselsceller, der driver en række forskellige køretøjer. For eksempel er nogle gaffeltrucks, der er bygget til indendørs brug, afhængige af brintbrændselsceller for at forhindre kemiske biprodukter i at ødelægge spiselige materialer. Det eneste biprodukt fra en brintbrændselscelle er vand.
En af kunderne havde mange af de samme krav som en halvlederproducent, såsom svejsningens renhed og konsistens. Den ønsker at bruge 321 rustfrit stål til tyndvægssvejsning. Arbejdet bestod dog i at prototype et manifold med flere ventilbanker, der hver især ragede ud i en anden retning, hvilket efterlod begrænset plads til svejsning.
En orbitalsvejser, der er egnet til jobbet, koster omkring 2.000 dollars, og den kan bruges til at fremstille et lille antal dele med en anslået pris på 250 dollars. Det giver ikke økonomisk mening. Hammer har dog en løsning, der kombinerer manuelle og orbitale svejseteknikker.
"I dette tilfælde ville jeg bruge et roterende bord," siger Hammer. "Det er faktisk den samme handling som en orbitalsvejser, men du drejer røret, ikke wolframelektroden, rundt om røret. Jeg bruger min håndbrænder, men jeg kan holde min brænder på plads med en skruestik. Placeret, så den er håndfri, så svejsningen ikke bliver beskadiget af menneskelige håndrystelser eller rystelser. Dette eliminerer en stor del af den menneskelige fejlfaktor. Det er ikke så perfekt som orbitalsvejsning, fordi det ikke er i et lukket miljø, men denne type svejsning kan udføres i et rent rum for at eliminere forurenende stoffer."
Selvom orbital svejseteknologi tilbyder renhed og repeterbarhed, ved Hammer og hans svejsekollegaer, at svejseintegritet er afgørende for at forhindre nedetid på grund af svejsefejl. Virksomheden bruger ikke-destruktiv testning (NDT) og undertiden destruktiv testning til alle orbitale svejsninger.
"Hver svejsning, vi laver, bekræftes visuelt," siger Hammer. "Bagefter testes svejsningerne med et heliumspektrometer. Afhængigt af specifikationen eller kundens krav testes nogle svejsninger radiografisk. Destruktiv testning er også en mulighed."
Destruktiv testning kan omfatte trækstyrketestning for at bestemme svejsningens ultimative trækstyrke. For at måle den maksimale belastning, en svejsning på et materiale som 316L rustfrit stål kan modstå før brud, strækker og forlænger testen metallet til dets brudpunkt.
Svejsninger fra kunder inden for alternativ energi udsættes undertiden for ultralyds-ikke-destruktiv testning på komponentsvejsninger i trekanals varmeveksler-brintbrændselsceller, der anvendes i maskiner og køretøjer inden for alternativ energi.
"Dette er en kritisk test, fordi de fleste af de komponenter, vi sender, har potentielt farlige gasser, der passerer gennem dem. Det er meget vigtigt for os og vores kunder, at rustfrit stål er fejlfrit og uden lækagepunkter," siger Hammer.
Tube & Pipe Journal blev det første magasin dedikeret til metalrørsindustrien i 1990. I dag er det stadig den eneste publikation i Nordamerika dedikeret til industrien og er blevet den mest pålidelige informationskilde for rørfagfolk.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af The FABRICATOR, nem adgang til værdifulde ressourcer i branchen.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Få fuld adgang til den digitale udgave af STAMPING Journal, som leverer de seneste teknologiske fremskridt, bedste praksis og branchenyheder til markedet for metalprægning.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af The Fabricator på spansk, nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.