Vaikka orbitaalihitsaustekniikka ei ole uusi, se kehittyy jatkuvasti ja siitä tulee tehokkaampaa ja monipuolisempaa, erityisesti putkien hitsauksessa. Haastattelu Tom Hammerin, Axenicsin taitavan hitsaajan Middletonissa, Massachusettsissa, kanssa paljastaa monia tapoja, joilla tätä tekniikkaa voidaan käyttää vaikeiden hitsausongelmien ratkaisemiseen. Kuva: Axenics
Orbitaalihitsaus on ollut olemassa noin 60 vuotta, ja se on lisännyt automaatiota GMAW-prosessiin. Tämä on luotettava ja käytännöllinen menetelmä useiden hitsien suorittamiseen, vaikka jotkut laitevalmistajat eivät ole vielä hyödyntäneet orbitaalihitsauskoneiden tehoa, vaan luottavat käsinhitsaukseen tai muihin strategioihin metalliputkien liittämiseen.
Orbitaalihitsauksen periaatteet ovat olleet olemassa jo vuosikymmeniä, mutta uusien orbitaalihitsauskoneiden ominaisuudet tekevät niistä tehokkaamman työkalun hitsaajan työkalupakissa, sillä monissa on nyt "älykkäitä" ominaisuuksia, jotka helpottavat ohjelmointia ja prosessointia ennen varsinaista hitsausta. Aloita nopeilla ja tarkoilla säädöillä varmistaaksesi tasaiset, puhtaat ja luotettavat hitsausjäljet.
Axenicsin hitsaajien tiimi Middletonissa, Massachusettsissa, on sopimuskomponenttien valmistaja, joka opastaa monia asiakkaitaan orbitaalihitsauskäytännöissä, jos työhön on olemassa oikeat elementit.
”Halusimme mahdollisuuksien mukaan poistaa hitsauksessa inhimillisen tekijän, sillä orbitaalihitsaajat tuottavat yleensä laadukkaampia hitsejä”, sanoo Tom Hammer, Axenicsin taitava hitsaaja.
Vaikka varhaisin hitsaus tehtiin 2000 vuotta sitten, nykyaikainen hitsaus on erittäin edistynyt prosessi, joka on olennainen osa muita nykyaikaisia ​​teknologioita ja prosesseja. Esimerkiksi orbitaalihitsausta voidaan käyttää luomaan erittäin puhtaita putkijärjestelmiä, joita käytetään puolijohdekiekkojen valmistuksessa, joita käytetään käytännössä kaikessa nykyajan elektroniikassa.
Yksi Axenicsin asiakkaista on osa tätä toimitusketjua. Se etsi sopimusvalmistajaa auttamaan tuotantokapasiteettinsa laajentamisessa, erityisesti luomaan ja asentamaan puhtaita ruostumattomasta teräksestä valmistettuja kanavia, jotka mahdollistavat kaasujen kulkemisen kiekkojen valmistusprosessin läpi.
Vaikka Axenicsilla on saatavilla orbitaalihitsausyksiköitä ja poltinpuristimilla varustettuja pyöröpöytiä useimpiin putkitöihin, ne eivät estä satunnaista käsinhitsausta.
Hammer ja hitsaustiimi tarkistivat asiakkaan vaatimukset ja esittivät kysymyksiä ottaen huomioon kustannus- ja aikatekijät:
Hammerin käyttämät pyörivät suljetut orbitaalihitsauskoneet ovat Swagelok M200 ja kaarihitsauskoneet, malli 207A. Ne sopivat 1/16–4 tuuman putkille.
”Mikropäät mahdollistavat pääsyn erittäin ahtaisiin paikkoihin”, hän sanoi. ”Yksi orbitaalihitsauksen rajoituksista on se, sopiiko pää tiettyyn liitokseen. Nykyään putken ympärille voi kuitenkin kiertää ketjun. Hitsauslaite voi kulkea ketjun yli, eikä hitsien koolle ole käytännössä mitään rajoitusta. Olen nähnyt joitakin järjestelmiä, jotka hitsaavat 20 tuuman putkea. On vaikuttavaa, mitä nämä koneet voivat tehdä nykyään.”
Ottaen huomioon puhtausvaatimukset, tarvittavien hitsien määrän ja ohuen seinämän paksuuden, orbitaalihitsaus on älykäs valinta tällaiseen projektiin. Ilmavirran prosessinohjausputkistoissa Hammer hitsaa usein 316L-ruostumatonta terästä.
”Silloin hitsaus muuttuu todella hienovaraiseksi. Puhumme paperinohuen metallin hitsauksesta. Käsinhitsauksessa pieninkin säätö voi rikkoa hitsauksen. Siksi käytämme mielellämme orbitaalihitsauspäätä, jossa voimme säätää putken jokaisen osan tarkasti ja tehdä siitä täydellisen ennen osan asettamista siihen. Hitsaamme tehon tiettyyn arvoon, jotta tiedämme, että osa on täydellinen, kun laitamme sen sisään. Käsin muutos tehdään silmämääräisesti, ja jos poljemme liikaa, se voi tunkeutua suoraan materiaalin läpi.”
Työ koostuu sadoista hitseistä, joiden on oltava identtisiä. Tässä työssä käytetty orbitaalihitsauskone tekee hitsin kolmessa minuutissa; kun Hammer toimii täydellä nopeudella, hän voi hitsata saman ruostumattomasta teräksestä valmistetun putken manuaalisesti noin minuutissa.
”Kone ei kuitenkaan hidastu. Käytät sitä täydellä nopeudella heti aamulla, ja päivän päätteeksi se käy edelleen täydellä nopeudella”, Hammer sanoi. ”Minä käytän sitä täydellä nopeudella heti aamulla, mutta lopulta näin ei ole.”
Epäpuhtauksien pääsyn estäminen ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin putkiin on kriittistä, minkä vuoksi puolijohdeteollisuudessa erittäin puhdas juottaminen suoritetaan usein puhdastilassa eli kontrolloidussa ympäristössä, joka estää epäpuhtauksien pääsyn juotetulle alueelle.
Hammer käyttää käsipolttimissaan samaa teroitettua volframia kuin Orbiterissa. Vaikka puhdas argon tarjoaa ulkoisen ja sisäisen puhdistuksen manuaalisessa ja orbitaalihitsauksessa, myös orbitaalikoneilla hitsattaessa on etua, että se suoritetaan suljetussa tilassa. Kun volframi tulee ulos, kuori täyttyy kaasulla ja suojaa hitsausta hapettumiselta. Käsipoltinta käytettäessä kaasua puhalletaan vain hitsattavan putken toiselle puolelle.
Orbitaalihitsaukset ovat yleensä puhtaampia, koska kaasu peittää putken pidempään. Kun hitsaus alkaa, argon suojaa, kunnes hitsaaja on varma, että hitsaus on riittävän kylmä.
Axenics tekee yhteistyötä useiden vaihtoehtoisen energian asiakkaiden kanssa, jotka valmistavat vetypolttokennoja, joita käytetään erilaisissa ajoneuvoissa. Esimerkiksi jotkut sisäkäyttöön rakennetut trukit käyttävät vetypolttokennoja estääkseen kemiallisten sivutuotteiden tuhoamasta syötäviä materiaaleja. Vetypolttokennon ainoa sivutuote on vesi.
Yhdellä asiakkaalla oli monia samoja vaatimuksia kuin puolijohdevalmistajalla, kuten hitsauksen puhtaus ja tasaisuus. Se haluaa käyttää 321-ruostumatonta terästä ohutseinähitsaukseen. Työ oli kuitenkin prototyyppien luomista jakotukista, jossa oli useita venttiilirivejä, joista jokainen työntyi eri suuntaan, mikä jätti vain vähän tilaa hitsaukselle.
Työhön sopiva orbitaalihitsauskone maksaa noin 2 000 dollaria, ja sillä voidaan valmistaa pieni määrä osia, joiden arvioidut kustannukset ovat 250 dollaria. Se ei ole taloudellisesti järkevää. Hammerilla on kuitenkin ratkaisu, joka yhdistää manuaalisen ja orbitaalihitsaustekniikan.
”Tässä tapauksessa käyttäisin pyöröpöytää”, Hammer sanoo. ”Se on itse asiassa sama toiminto kuin orbitaalihitsauskoneessa, mutta pyörität putkea, etkä volframielektrodia putken ympärillä. Käytän käsipoltinta, mutta voin pitää polttimen paikallaan ruuvipenkillä. Se on sijoitettu niin, että kädet ovat vapaat, joten hitsaus ei vaurioidu ihmisen käden tärinästä tai vapinasta. Tämä poistaa suuren osan inhimillisestä virhetekijästä. Se ei ole yhtä täydellistä kuin orbitaalihitsaus, koska sitä ei tehdä suljetussa tilassa, mutta tämäntyyppinen hitsaus voidaan tehdä puhdastilassa epäpuhtauksien poistamiseksi.”
Vaikka orbitaalihitsaustekniikka tarjoaa puhtautta ja toistettavuutta, Hammer ja hänen hitsauskollegansa tietävät, että hitsin eheys on ratkaisevan tärkeää hitsausvirheistä johtuvien seisokkien estämiseksi. Yritys käyttää rikkomatonta testausta (NDT) ja joskus myös rikkovaa testausta kaikissa orbitaalihitsauksissa.
”Jokainen tekemämme hitsi tarkistetaan silmämääräisesti”, Hammer sanoo. ”Jälkeenpäin hitsit testataan heliumspektrometrillä. Spesifikaatiosta tai asiakkaan vaatimuksista riippuen jotkin hitsit testataan röntgenkuvauksella. Myös rikkova testaus on yksi vaihtoehto.”
Rikkovaan testaukseen voi sisältyä vetolujuustestaus hitsin lopullisen vetolujuuden määrittämiseksi. Mitataan suurin jännitys, jonka hitsi materiaalille, kuten 316L ruostumattomalle teräkselle, kestää ennen murtumista, testissä venytetään ja pidennetään metallia murtumispisteeseen asti.
Vaihtoehtoisten energialähteiden asiakkaiden hitsaukset altistetaan joskus ultraäänitestaukselle vaihtoehtoisten energialähteiden koneissa ja ajoneuvoissa käytettävien kolmikanavaisten lämmönvaihtimien vetypolttokennojen hitsausliitoksille.
”Tämä on kriittinen testi, koska useimpien toimittamamme komponenttien läpi kulkee mahdollisesti vaarallisia kaasuja. Meille ja asiakkaillemme on erittäin tärkeää, että ruostumaton teräs on virheetöntä eikä siinä ole vuotokohtia”, Hammer sanoo.
Tube & Pipe Journalista tuli ensimmäinen metalliputkiteollisuudelle omistettu aikakauslehti vuonna 1990. Nykyään se on Pohjois-Amerikan ainoa alalle omistettu julkaisu ja siitä on tullut putkialan ammattilaisten luotetuin tiedonlähde.
Nyt täydellä pääsyllä The FABRICATORin digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
The Tube & Pipe Journalin digitaalinen versio on nyt täysin saavutettavissa, ja se tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin alan resursseihin.
Nauti täydestä pääsystä STAMPING Journalin digitaaliseen versioon, joka tarjoaa uusimmat tekniset edistysaskeleet, parhaat käytännöt ja alan uutiset metallinleimausmarkkinoille.
Nyt täydellä pääsyllä The Fabricator en Español -lehden digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.