Hoewel orbitale lastechnologie niet nieuw is, blijft deze zich ontwikkelen en wordt deze steeds krachtiger en veelzijdiger, vooral als het gaat om pijplassen. Een interview met Tom Hammer, een ervaren lasser van Axenics in Middleton, Massachusetts, laat zien op hoeveel manieren deze techniek kan worden gebruikt om moeilijke lasproblemen op te lossen. Afbeelding met dank aan Axenics
Orbitaal lassen bestaat al ongeveer 60 jaar en is een vorm van automatisering binnen het GMAW-proces. Het is een betrouwbare, praktische methode voor het uitvoeren van meerdere lassen. Toch gebruiken sommige OEM's en fabrikanten de kracht van orbitaallassers nog niet en vertrouwen zij op handlassen of andere strategieën om metalen buizen te verbinden.
De principes van orbitaal lassen bestaan ​​al tientallen jaren, maar de mogelijkheden van de nieuwe orbitaallasapparaten maken ze tot een krachtiger hulpmiddel in de gereedschapskist van een lasser. Veel apparaten beschikken nu over "slimme" functies die het programmeren en verwerken vóór het daadwerkelijke lassen vergemakkelijken. Begin met snelle, nauwkeurige aanpassingen om consistente, zuivere en betrouwbare lasresultaten te garanderen.
Het team van lassers van Axenics in Middleton (Massachusetts) is een contractcomponentenfabrikant die veel van zijn klanten adviseert over orbitaal lassen, mits de juiste elementen voor de klus beschikbaar zijn.
"Waar mogelijk wilden we de menselijke factor bij het lassen elimineren, omdat orbitaallassers over het algemeen lassen van hogere kwaliteit produceren", zegt Tom Hammer, een ervaren lasser bij Axenics.
Hoewel het eerste lassen 2000 jaar geleden plaatsvond, is modern lassen een uiterst geavanceerd proces dat integraal deel uitmaakt van andere moderne technologieën en processen. Zo kan orbitaal lassen worden gebruikt voor het maken van zeer zuivere leidingsystemen die worden gebruikt voor de productie van halfgeleiderwafers, die tegenwoordig in vrijwel alle elektronica worden gebruikt.
Eén van de klanten van Axenics maakt deel uit van deze toeleveringsketen. Deze klant zocht een contractfabrikant die hem kon helpen zijn productiecapaciteit uit te breiden. Het ging specifiek om het maken en installeren van schone roestvrijstalen kanalen waardoor gassen door het waferproductieproces kunnen stromen.
Voor de meeste buiswerkzaamheden staan ​​bij Axenics orbitale lasapparaten en draaitafels met branderklemmen ter beschikking. Toch sluiten deze het incidenteel handmatig lassen niet uit.
Hammer en het lasteam beoordeelden de eisen van de klant en stelden vragen, waarbij ze rekening hielden met kosten en tijd:
De roterende, gesloten orbitale lasapparaten die Hammer gebruikt, zijn de Swagelok M200 en Arc Machines Model 207A. Deze zijn geschikt voor buizen van 1/16 tot 4 inch.
"Met microkoppen kunnen we in zeer krappe ruimtes komen", zei hij. "Een beperking van orbitaal lassen is of we een kop hebben die op een specifieke verbinding past. Maar tegenwoordig kun je ook een ketting om de pijp wikkelen die je aan het lassen bent. De lasser kan over de ketting heen, en er is in principe geen limiet aan de grootte van de lassen die je kunt uitvoeren. Ik heb een aantal opstellingen gezien die lassen op 20″ pijp. Het is indrukwekkend wat deze machines tegenwoordig kunnen."
Gezien de zuiverheidseisen, het aantal benodigde lassen en de dunne wanddikte is orbitaal lassen een slimme keuze voor dit soort projecten. Voor leidingwerk voor de regeling van de luchtstroom, last Hammer vaak op roestvrij staal 316L.
"Dan wordt het echt subtiel. We hebben het over lassen op flinterdun metaal. Bij handlassen kan de kleinste aanpassing de las al breken. Daarom gebruiken we graag een orbitale laskop, waarmee we elk onderdeel van de buis kunnen afstellen en perfect kunnen maken voordat het onderdeel erin wordt geplaatst. We verlagen het vermogen tot een bepaald niveau, zodat we weten dat het onderdeel perfect zal zijn wanneer we het erin plaatsen. Met de hand gebeurt de verandering op het oog, en als we te hard trappen, kan de verandering direct door het materiaal heen dringen."
De klus bestaat uit honderden lassen die identiek moeten zijn. De orbitaallasser die voor deze klus wordt gebruikt, last in drie minuten; als Hammer op topsnelheid werkt, kan hij dezelfde roestvrijstalen buis in ongeveer een minuut handmatig lassen.
"Maar de machine vertraagt ​​niet. Je laat hem 's ochtends vroeg op maximale snelheid draaien, en aan het eind van de dag draait hij nog steeds op maximale snelheid," zei Hammer. "Ik laat hem 's ochtends vroeg op maximale snelheid draaien, maar uiteindelijk is dat niet het geval."
Het is van cruciaal belang dat er geen verontreinigingen in roestvrijstalen buizen terechtkomen. Daarom worden soldeerwerkzaamheden met een hoge zuiverheidsgraad in de halfgeleiderindustrie vaak uitgevoerd in een cleanroom. Dit is een gecontroleerde omgeving die voorkomt dat er verontreinigingen in het gesoldeerde gedeelte terechtkomen.
Hammer gebruikt in zijn handbranders hetzelfde voorgeslepen wolfraam als in de Orbiter. Puur argon zorgt voor externe en interne reiniging bij handmatig en orbitaal lassen, maar ook bij orbitaal lassen profiteert men van het feit dat dit in een afgesloten ruimte gebeurt. Wanneer het wolfraam naar buiten komt, vult de mantel zich met gas en beschermt de las tegen oxidatie. Bij gebruik van een handbrander wordt het gas slechts naar één kant van de buis geblazen die op dat moment wordt gelast.
Orbitaallassen is over het algemeen schoner omdat het gas de buis langer bedekt. ​​Zodra het lassen begint, biedt argon bescherming totdat de lasser er zeker van is dat de las koud genoeg is.
Axenics werkt samen met een aantal klanten in de alternatieve energiesector die waterstofbrandstofcellen produceren die diverse voertuigen aandrijven. Sommige vorkheftrucks die voor gebruik binnenshuis zijn gebouwd, maken bijvoorbeeld gebruik van waterstofbrandstofcellen om te voorkomen dat chemische bijproducten de eetbare voorraad vernietigen. Het enige bijproduct van een waterstofbrandstofcel is water.
Één van de klanten had veel dezelfde eisen als een fabrikant van halfgeleiders, zoals de zuiverheid en consistentie van de las. De klant wil roestvrij staal 321 gebruiken voor het lassen van dunne wanden. De werkzaamheden bestonden echter uit het maken van een prototype van een verdeelstuk met meerdere kleppenreeksen, die elk in een andere richting uitsteken, waardoor er weinig ruimte overblijft om te lassen.
Een orbitaal lasapparaat dat geschikt is voor deze klus kost ongeveer $ 2.000 en kan worden gebruikt om een ​​klein aantal onderdelen te maken, met een geschatte kostprijs van $ 250. Financieel gezien is dit niet verstandig. Hammer heeft echter een oplossing die handmatige en orbitale lastechnieken combineert.
"In dit geval zou ik een draaitafel gebruiken", zegt Hammer. "Het is eigenlijk hetzelfde als een orbitaal lasapparaat, maar je draait de buis rond, niet de wolfraamelektrode eromheen. Ik gebruik mijn handtoorts, maar ik kan mijn toorts op zijn plaats houden met een bankschroef. Hij is zo gepositioneerd dat hij handsfree is, zodat de las niet wordt beschadigd door trillende handen. Dit elimineert veel van de menselijke foutfactor. Het is niet zo perfect als orbitaal lassen omdat het zich niet in een afgesloten omgeving bevindt, maar dit type las kan in een cleanroomomgeving worden uitgevoerd om verontreinigingen te voorkomen."
Hoewel orbitale lastechnologie zuiverheid en herhaalbaarheid biedt, weten Hammer en zijn collega-lassers dat de integriteit van de las van cruciaal belang is om uitvaltijd vanwege lasdefecten te voorkomen. Het bedrijf maakt gebruik van niet-destructief onderzoek (NDO) en soms destructief onderzoek voor alle orbitale lassen.
"Elke las die we maken, wordt visueel gecontroleerd", zegt Hammer. "Daarna worden de lassen getest met een heliumspectrometer. Afhankelijk van de specificatie of de eisen van de klant worden sommige lassen radiografisch getest. Destructief onderzoek is ook een optie."
Destructief onderzoek kan treksterktetests omvatten om de uiteindelijke treksterkte van de las te bepalen. Om de maximale spanning te meten die een las op een materiaal als roestvrij staal 316L kan weerstaan ​​voordat deze bezwijkt, wordt het metaal tijdens de test uitgerekt tot het breekpunt.
Lassen van afnemers van alternatieve energie worden soms onderworpen aan ultrasoon niet-destructief onderzoek op componentlasnaden van waterstofbrandstofcellen met driekanaals warmtewisselaars die worden gebruikt in machines en voertuigen op alternatieve energie.
"Dit is een cruciale test, omdat er door de meeste componenten die we verzenden potentieel gevaarlijke gassen passeren. Het is erg belangrijk voor ons en onze klanten dat het roestvrij staal onberispelijk is, zonder lekkages", aldus Hammer.
Tube & Pipe Journal was in 1990 het eerste tijdschrift dat zich specifiek richtte op de metaalbuizenindustrie. Vandaag de dag is het nog steeds het enige tijdschrift in Noord-Amerika dat zich specifiek op deze industrie richt en is het uitgegroeid tot de meest betrouwbare bron van informatie voor professionals op het gebied van buizen.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de sector.
Profiteer van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, met de nieuwste technologische ontwikkelingen, best practices en nieuws uit de branche voor de metaalstansmarkt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.